[發明專利]調壓發電集成系統

在審

• 申請號: 201710607089.1
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN109296458A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 張衛忠;趙德泉;江代彬
• 申請（專利權）人: 遼寧中集哈深冷氣體液化設備有限公司;中集安瑞科投資控股（深圳）有限公司;中國國際海運集裝箱（集團）股份有限公司
• 主分類號: F02C1/02
• 分類號: F02C1/02;F01D15/10;F01D13/02;F17D3/01;F17D1/02
• 代理公司: 深圳市隆天聯鼎知識產權代理有限公司 44232
• 代理人: 劉抗美;張晉晉

本發明提供了一種調壓發電集成系統，包括進氣口、出氣口、以及相互并聯的調壓單元和發電單元。在調壓單元中，流經降壓輸氣管路的高壓氣體介質通過第一流量調節閥、截止閥以及減壓閥而實現降壓；在發電單元中，膨脹機將流經發電輸氣管路的高壓氣體介質的壓力能轉化成機械能而實現降壓，并將機械能傳動至發電機而進行發電。本發明的調壓發電集成系統可靠性較高，可以在調壓降壓的基礎上實現發電的功能，節能增效，避免了天然氣輸送過程中壓力能的浪費。

技術領域

本發明涉及能量轉換及利用領域，特別涉及一種調壓發電集成系統。

背景技術

天然氣作為一種高效清潔的能源，近年來得到了廣泛的應用。天然氣主氣管道在進入城市門站或燃氣電廠之前，要根據不同的要求，對天然氣進行降壓處理后才可使用。

由于天然氣長輸管線壓力高，通常都在6.0Mpa以上。因此在進入天然氣用戶前，需要使用調壓設備對壓力進行調節。現有技術中常用調壓閥降低壓力，從熱力學理論可知，通過調壓閥調節后，天然氣的壓力和溫度降低，但此部分壓差能沒有被利用，而被完全浪費了。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中天然氣輸送過程中壓力能被浪費的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種調壓發電集成系統，包括進氣口和出氣口，所述進氣口通入低溫的高壓氣體介質，所述出氣口與低壓管網連通，所述調壓發電集成系統還包括：調壓單元，通過降壓輸氣管路連接在所述進氣口和所述出氣口之間，所述調壓單元包括：設于降壓輸氣管路上的第一流量調節閥、截止閥和減壓閥，流經所述降壓輸氣管路的高壓氣體介質通過所述第一流量調節閥、所述截止閥以及所述減壓閥而實現降壓；發電單元，通過發電輸氣管路連接在所述進氣口和所述出氣口之間而與所述調壓單元并聯，所述發電單元包括設于所述發電輸氣管路上的膨脹發電模塊，所述膨脹發電模塊包括發電機和與所述發電機機械傳動連接的至少一臺膨脹機，所述膨脹機將流經所述發電輸氣管路的高壓氣體介質的壓力能轉化成機械能而實現降壓，并將機械能傳動至所述發電機而進行發電。

優選地，所述膨脹發電模塊包括兩臺相互串聯的所述膨脹機，兩臺所述膨脹機的動力輸出軸均通過齒輪箱與所述發電機的動力輸入軸傳動相連。

優選地，所述膨脹發電模塊包括兩組膨脹機組，分別為第一膨脹機組和第二膨脹機組，所述第一膨脹機組與所述第二膨脹機組串聯；所述第一膨脹機組和所述第二膨脹機組均包括兩臺膨脹機，各所述膨脹機的動力輸出軸均通過齒輪箱與所述發電機的動力輸入軸傳動相連。

優選地，所述膨脹發電模塊包括四臺串聯設置的膨脹機，各所述膨脹機的動力輸出軸均通過齒輪箱與所述發電機的動力輸入軸傳動相連。

優選地，所述膨脹發電模塊包括一組膨脹機組和與所述膨脹機組依次串聯的兩臺膨脹機，所述膨脹機組包括兩臺并聯的膨脹機，各所述膨脹機的動力輸出軸均通過齒輪箱與所述發電機的動力輸入軸傳動相連。

優選地，所述膨脹發電模塊與所述進氣口之間的發電輸氣管路上設置有換熱器，所述膨脹發電模塊與所述出氣口之間的發電輸氣管路上設置有換熱器，當所述發電單元具有多臺所述膨脹機時，至少在兩臺所述膨脹機之間的發電輸氣管路上設置有換熱器。

優選地，所述膨脹發電模塊與所述進氣口之間的發電輸氣管路上的換熱器被脫水模塊替換。

優選地，所述膨脹發電模塊與所述出氣口之間的發電輸氣管路上的換熱器被低溫利用系統替換，所述低溫利用系統包括：通過媒介與所述高壓氣體介質經膨脹后變成的低溫氣體換熱而降低媒介溫度的熱交換模塊和將所述媒介供給至冷源場合的供給模塊。

優選地，所述調壓單元還包括第一開關閥和第二開關閥，所述第一開關閥設置在所述進氣口與所述第一流量調節閥之間的降壓輸氣管路上，所述第二開關閥設置在所述減壓閥與所述出氣口之間的降壓輸氣管路上。