[發(fā)明專利]一種LNG動力船雙動力供給與推進系統(tǒng)及工作方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810419792.4 | 申請日： | 2018-05-04 |
| 公開（公告）號： | CN108860550B | 公開（公告）日： | 2020-02-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 趙忠超;陳旭東;馬曉龍;錢浩;李世林;楊姍 | 申請（專利權(quán)）人： | 江蘇科技大學 |
| 主分類號： | B63H21/20 | 分類號： | B63H21/20 |
| 代理公司： | 32200 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 | 代理人： | 樓高潮 |
| 地址： | 212003*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 動力船 透平 船舶航行 船舶主機 推進系統(tǒng) 雙動力 熱源 冷能 海水 燃燒 超臨界壓力 缸套冷卻水 高溫天然氣 供給子系統(tǒng) 大氣環(huán)境 電力動力 電力驅(qū)動 動力供給 工況選擇 環(huán)境排放 膨脹做功 燃氣驅(qū)動 發(fā)電 超高壓 再氣化 增壓泵 增壓 發(fā)電機 廢熱 加熱 膨脹 天然氣 驅(qū)動 釋放 海洋 | ||
本發(fā)明公開了一種LNG動力船雙動力供給與推進系統(tǒng)及工作方法，其系統(tǒng)包括LNG動力供給子系統(tǒng)、電力動力供給子系統(tǒng)。本發(fā)明將LNG通過增壓泵增壓至超臨界壓力后，利用海水和船舶主機缸套冷卻水為熱源將LNG加熱成為超高壓和高溫天然氣在透平內(nèi)膨脹做功，驅(qū)動發(fā)電機進行發(fā)電作為船舶航行動力之一；同時，在透平內(nèi)膨脹后的天然氣進入船舶主機系統(tǒng)燃燒作為船舶航行的另一動力，使LNG動力船可以根據(jù)不同的航行工況選擇電力驅(qū)動或燃氣驅(qū)動。本發(fā)明充分利用海水和LNG燃燒后釋放的廢熱作為LNG再氣化和透平發(fā)電的熱源，不僅進一步地提升了LNG冷能和熱能的利用效率，同時顯著地減少了傳統(tǒng)LNG動力船在航行時向環(huán)境排放的冷能和熱能，最大限度地保護海洋和大氣環(huán)境。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種LNG動力船雙動力供給及推進系統(tǒng)及工藝，屬于能量回收與利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
目前，在全球航運市場控制碳排放的大背景下，重油雖仍是大多數(shù)船舶燃料的第一選擇，但LNG動力船舶的比重在逐年增加。相關(guān)研究表明到2030年非傳統(tǒng)燃料中將占9％，2050年則有大幅上升，并在所有船型燃料中占有較大份額。但是在LNG動力船舶發(fā)展過程中，對于LNG這一高品位能源利用過于簡單，大部分情況下只是利用LNG燃燒為船舶提供動力，并未結(jié)合其他品味能源，針對LNG的特點進行系統(tǒng)化、高效化利用。此外，雖有一些針對LNG的能量綜合利用系統(tǒng)，但大部分并為針對船舶來設(shè)計。
目前，對于LNG壓差能量利用方式主要為發(fā)電。申請?zhí)枮?01610063898.6的專利公開了一種天然氣壓力差能量回收-制備LNG系統(tǒng)及工藝。該系統(tǒng)在高壓天然氣干線和低壓天然氣支線之間通過管道連接設(shè)置了換熱裝置、膨脹單元、冷能回收單元和氣液分離裝置。高壓天然氣經(jīng)過換熱遇冷后進入膨脹單元帶動膨脹機工作，與膨脹機相連的發(fā)電機因此工作。從膨脹機出來的是低溫低壓天然氣與液化天然氣，液化天然氣進入冷能回收單元，低溫低壓天然氣經(jīng)過與高壓天然氣的換熱進入低壓天然氣管道。其專利內(nèi)利用高壓天然氣為膨脹后的低溫低壓天然氣升溫，降低了膨脹機進口處高壓天然氣的溫度，降低了發(fā)電效率。
與之類似的是申請?zhí)枮?01520364530.4的專利，它公開了一種管網(wǎng)天然氣壓力能及冷能回收的高效利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)將高壓天然氣管路中的天然氣壓力能回收發(fā)電并將管網(wǎng)天然氣冷能回收制冰。此專利雖然利用了天然氣的壓差能與冷能，但是蓄冷過程鹽水無法循環(huán)利用，需要消耗大量淡水，產(chǎn)生的電能部分用于天然氣出口回溫，效率低。由于鹽水凝固點低于0℃，從鹽水池出來的低溫天然氣進入儲水池可能導(dǎo)致儲水池結(jié)冰，造成設(shè)備損壞。并且由于城市天然氣管網(wǎng)流量隨城市用氣量而變化，因此系統(tǒng)并不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和問題，提供了一種LNG動力船雙動力供給及推進系統(tǒng)。
本發(fā)明是利用增壓后與丙烷和船舶主機缸套冷卻水換熱所形成的高溫高壓天然氣在透平內(nèi)膨脹降壓做功，帶動發(fā)電機發(fā)電來為船舶航行提供動力。在透平內(nèi)做功后的天然氣進入船舶主機燃燒為船舶航行提供動力。LNG動力船舶根據(jù)航行的需要，可自由選擇由船舶主機推進或電力推進。此外，利用海水內(nèi)的熱能加熱與LNG換熱后丙烷。降低了船舶推進系統(tǒng)能源消耗，提升船舶整體運營的經(jīng)濟性和環(huán)保性。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
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