[發明專利]一種嵌套式LNG兩級并聯冷能發電及制冰的方法及其系統

有效

• 申請號: 201810194594.2
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN108533344B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 郭宏新;高輝;劉世平;劉豐;劉洋;闞蘇玉
• 申請（專利權）人: 江蘇中圣壓力容器裝備制造有限公司
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K13/00;F01K21/00;F01D15/10;F25C1/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 李德濺;瞿網蘭

1.一種嵌套式LNG兩級并聯冷能發電及制冰的方法，其特征在于：該方法包括第一級朗肯循環發電、第二級朗肯循環發電和制冰，其中，第一級朗肯循環發電中的第一工質、第二級朗肯循環發電中的第二工質以及制冰中的冷媒之間互相嵌套換熱，以充分利用冷能，該方法的具體步驟如下：

a、高壓LNG進入第一工質冷凝器與來自第一透平發電機組的氣態第一工質換熱，氣態第一工質被高壓LNG冷凝成低溫液態，液態第一工質經加壓后進入第一工質-冷媒換熱器與來自制冰系統的一股冷媒換熱，之后液態第一工質進入蒸發器中與來自第二級朗肯循環發電的其中一股第二工質換熱，接著液態第一工質進入到第一透平發電機組經過膨脹降溫發電后變成氣態再次回流到第一工質冷凝器與高壓LNG換熱，完成第一級朗肯循環發電；

b、經過第一工質冷凝器換熱后的高壓LNG依次進入第二工質冷凝器和NG-冷媒換熱器被氣化成低溫NG，低溫NG再經過多股流換熱器被加熱成高于0℃的NG后進入天然氣外輸管網；其中經過第一工質冷凝器換熱后的高壓LNG進入第二工質冷凝器與來自第二透平發電機組的氣態第二工質換熱，氣態第二工質被高壓LNG冷凝成低溫液態，液態第二工質經加壓后進入第二工質-冷媒換熱器與來自制冰系統的一股冷媒換熱，之后液態第二工質進入預熱器與熱媒換熱，接著液態第二工質進入多股流換熱器與來自預熱器的熱媒、來自NG-冷媒換熱器的低溫NG進行換熱，最后液態第二工質進入第二透平發電機組經過膨脹降溫發電后變成氣態再次回流到第二工質冷凝器與經過第一工質冷凝器換熱后的高壓LNG換熱，完成第二級朗肯循環發電；

c、步驟a中的第一工質-冷媒換熱器、步驟b中的第二工質-冷媒換熱器以及NG-冷媒換熱器所采用的三股冷媒分別與對應的第一工質、第二工質、LNG換熱降溫后再次匯合后回流至制冰系統，完成制冰循環。

2.根據權利要求1所述的嵌套式LNG兩級并聯冷能發電及制冰的方法，其特征在于：所述步驟a中的高壓LNG的溫度為-130℃～-160℃、壓力為6～10MPa。

3.根據權利要求1所述的嵌套式LNG兩級并聯冷能發電及制冰的方法，其特征在于：所述步驟b中：從第二透平發電機組出來的氣態第二工質分成兩股，其中一股進入第一級朗肯循環發電流程的蒸發器中與第一工質換熱后冷凝成液態第二工質，另一股進入第二工質冷凝器內與經過第一工質冷凝器換熱后的高壓LNG再次進行換熱冷凝成液態第二工質，兩股液態第二工質合流成一股加壓后進入第二工質-冷媒換熱器與來自制冰系統的一股冷媒換熱。

4.根據權利要求1所述的嵌套式LNG兩級并聯冷能發電及制冰的方法，其特征在于：所述的第一工質和第二工質采用乙烯、乙烷、丙烯、丙烷中的一種或兩種以上的混合工質。

5.根據權利要求1所述的嵌套式LNG兩級并聯冷能發電及制冰的方法，其特征在于：所述的冷媒采用CaCl₂溶液或乙醇。

6.根據權利要求1所述的嵌套式LNG兩級并聯冷能發電及制冰的方法，其特征在于：所述步驟b中的預熱器所采用的熱媒為低于40℃的低品位熱媒。