[發明專利]利用天然氣壓力能發電及冷能回收的工藝和裝置

有效

• 申請號: 201710507355.3
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107420143B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 曹亞弟
• 申請（專利權）人: 滁州新奧燃氣工程有限公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K25/08;H02K7/18;H02N11/00;F25C1/00
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙) 32274
• 代理人: 邱興天

1.一種利用天然氣壓力能發電及冷能回收的工藝，其特征在于：

1)高壓天然氣進入調壓發電一體機，高壓天然氣在調壓發電一體機內膨脹降壓，在降壓過程中，氣體在膨脹機(1)內膨脹做功，帶動發電機(3)輸出電能；

2)膨脹后的低溫天然氣從膨脹機(1)輸出進入半導體溫差發電裝置(4)，半導體溫差發電裝置(4)利用內外溫差發電輸出電能；

3)經過半導體溫差發電裝置(4)內部循環后的低溫天然氣輸出至制冰裝置(5)，水循環系統的循環水進入制冰裝置(5)進行降溫制冰；

4)制冰裝置(5)輸出的天然氣進入出口換熱器(6)，與循環水進行換熱，出口換熱器(6)輸出復熱后溫度≥5℃的天然氣并入城市天然氣管網。

2.根據權利要求1所述的利用天然氣壓力能發電及冷能回收的工藝，其特征在于：所述膨脹機(1)輸出的天然氣溫度為-60℃～-20℃。

3.一種實現權利要求1的工藝的利用天然氣壓力能發電及冷能回收的裝置，其特征在于：包括水循環系統，PLC控制裝置，以及依次連接的調壓發電一體機，半導體溫差發電裝置(4)，制冰裝置(5)和出口換熱器(6)；

所述調壓發電一體機包括膨脹機(1)，連接在膨脹機(1)上游的第一調壓閥(2)和連接在膨脹機(1)下游的發電機(3)，高壓天然氣經過第一調壓閥(2)進入膨脹機(1)膨脹做功，帶動發電機(3)輸出電能，膨脹機(1)輸出低溫天然氣；

所述半導體溫差發電裝置(4)包括本體(41)，設置在本體(41)內部的制冷盤管(42)和設置在本體(41)側壁的溫差發電芯片組(43)，所述膨脹機(1)輸出的低溫天然氣經過制冷盤管(42)循環后輸出至制冰裝置(5)，所述溫差發電芯片組(43)輸出電能；

所述制冰裝置(5)輸出的天然氣進入出口換熱器(6)升溫后輸出并入城市天然氣管網；所述水循環系統的循環水一路進入制冰裝置(5)內制冰，一路進入出口換熱器(6)換熱后從出口換熱器(6)排出。

4.根據權利要求3所述的利用天然氣壓力能發電及冷能回收的裝置，其特征在于：在高壓天然氣入口至第一調壓閥(2)之間設置有流量計(7)和電磁閥(8)。

5.根據權利要求4所述的利用天然氣壓力能發電及冷能回收的裝置，其特征在于：所述電磁閥(8)包括兩路出口，一路經過第一調壓閥(2)連接膨脹機(1)，另一路直接并入城市天然氣管網形成旁路(9)，在所述旁路(9)上設置有第二調壓閥(10)，所述流量計(7)、電磁閥(8)、第一調壓閥(2)和第二調壓閥(10)分別連接PLC控制裝置。

6.根據權利要求3所述的利用天然氣壓力能發電及冷能回收的裝置，其特征在于：在所述膨脹機(1)和發電機(3)之間設置有變速箱(11)。

7.根據權利要求3所述的利用天然氣壓力能發電及冷能回收的裝置，其特征在于：所述調壓發電一體機和半導體溫差發電裝置(4)輸出的電能共同通過并網柜(12)輸出至門站內部電網。

8.根據權利要求3所述的利用天然氣壓力能發電及冷能回收的裝置，其特征在于：所述制冷盤管(42)均勻分布在半導體溫差發電裝置(4)的內側壁上，所述溫差發電芯片組(43)一面設置在本體(41)內部，另一面設置在本體(41)外部，所述溫差發電芯片組(43)由若干溫差發電芯片組成。

9.根據權利要求3所述的利用天然氣壓力能發電及冷能回收的裝置，其特征在于：所述半導體溫差發電裝置(4)內部還設置有天然氣泄漏檢測裝置(44)，所述天然氣泄漏檢測裝置(4)為激光甲烷檢測儀，所述激光甲烷檢測儀連接PLC控制裝置。

10.根據權利要求3所述的利用天然氣壓力能發電及冷能回收的裝置，其特征在于：所述膨脹機(1)為螺桿膨脹機。