[發(fā)明專利]用于雙燃料動(dòng)力船的LNG燃料冷能綜合利用方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810927423.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN109268095B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚壽廣;孔祥恩;馮國(guó)增;許津津;顧叢匯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F01K27/00
• 分類號(hào): F01K27/00;F01K25/10;F01K17/06;F01K13/00;F01D15/10;F02M21/02;F02M21/06;F25B9/14;F25B9/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 湯磊

1.一種用于雙燃料動(dòng)力船的LNG燃料冷能綜合利用方法，其特征在于：先通過朗肯循環(huán)發(fā)電將深冷部分的LNG燃料冷能轉(zhuǎn)換為電能，然后利用低溫冷庫(kù)循環(huán)單元的冷媒回收中冷部分的LNG燃料冷能，在供冷低溫冷庫(kù)循環(huán)單元的同時(shí)，對(duì)依次嵌套串聯(lián)在該單元中的各制冷需求單元供冷，再利用空調(diào)制冷單元的冷媒回收淺冷部分的LNG燃料冷能，最后利用主機(jī)缸套水對(duì)LNG燃料加熱，使液態(tài)低溫的LNG燃料提升至動(dòng)力船主機(jī)進(jìn)氣要求溫度；

具體包括以下步驟：

S10：發(fā)電單元的發(fā)電工質(zhì)先吸收廢氣余熱發(fā)生汽化，然后經(jīng)透平膨脹機(jī)做功，最后與由常壓加壓至1～3MPa、-163℃的LNG換熱，發(fā)電工質(zhì)被LNG冷卻液化，LNG吸熱升溫；

S20：經(jīng)發(fā)電單元初步利用后的LNG，進(jìn)入低溫冷庫(kù)循環(huán)單元供冷，低溫冷庫(kù)循環(huán)單元的冷媒A經(jīng)LNG冷卻，首先在低溫冷庫(kù)循環(huán)單元進(jìn)行制冷，冷媒A溫度升高，而后冷媒A對(duì)依次嵌套串聯(lián)在低溫冷庫(kù)循環(huán)單元末端的海水淡化循環(huán)單元、高溫冷庫(kù)循環(huán)單元供冷，海水淡化循環(huán)單元的冷媒B經(jīng)冷媒A冷卻，冷媒A溫度再次升高，冷媒B在海水淡化循環(huán)單元進(jìn)行制冷，高溫冷庫(kù)循環(huán)單元的冷媒C經(jīng)冷媒A冷卻，冷媒A溫度再次升高，冷媒C在高溫冷庫(kù)循環(huán)單元進(jìn)行制冷，此后冷媒A再循環(huán)至吸收冷量處；

S30：經(jīng)低溫冷庫(kù)循環(huán)單元利用后的LNG，進(jìn)入空調(diào)制冷單元供冷，空調(diào)制冷單元的冷媒E經(jīng)LNG冷卻，冷媒E在空調(diào)制冷單元進(jìn)行制冷，冷媒E溫度升高，再循環(huán)至吸收冷量處；

S40：經(jīng)空調(diào)制冷單元利用后的LNG，溫度為0～15℃，再由主機(jī)缸套水加熱至動(dòng)力船主機(jī)進(jìn)氣要求的不超過60℃的溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙燃料動(dòng)力船的LNG燃料冷能綜合利用方法，其特征在于：S20中，低溫冷庫(kù)循環(huán)單元末端還嵌套串聯(lián)有干燥艙循環(huán)單元，對(duì)高溫冷庫(kù)循環(huán)單元的冷媒C冷卻后的冷媒A，再對(duì)干燥艙循環(huán)單元的冷媒D冷卻，冷媒A溫度再次升高，冷媒D在干燥艙循環(huán)單元進(jìn)行制冷，此后冷媒A再循環(huán)至吸收冷量處。

3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的用于雙燃料動(dòng)力船的LNG燃料冷能綜合利用方法的系統(tǒng)，其特征在于包括：

發(fā)電單元：

發(fā)電單元包括依次通過管道連接形成閉合回路的發(fā)電工質(zhì)換熱器、透平膨脹機(jī)、一級(jí)LNG換熱器、發(fā)電工質(zhì)泵及在該閉合回路中循環(huán)的發(fā)電工質(zhì)，透平膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組工作，發(fā)電工質(zhì)換熱器具有一對(duì)冷源輸入端A、冷源輸出端A和一對(duì)熱源輸入端A、熱源輸出端A，一級(jí)LNG換熱器具有一對(duì)冷源輸入端B、冷源輸出端B和一對(duì)熱源輸入端B、熱源輸出端B，發(fā)電工質(zhì)泵連入冷源輸入端A，冷源輸出端A連入透平膨脹機(jī)，熱源輸入端A連入廢氣加熱，透平膨脹機(jī)連入熱源輸入端B，熱源輸出端B連入發(fā)電工質(zhì)泵，LNG儲(chǔ)罐、LNG增壓泵依次連接后連入冷源輸入端B；

低溫冷庫(kù)循環(huán)單元及依次嵌套串聯(lián)于其末端的海水淡化循環(huán)單元、高溫冷庫(kù)循環(huán)單元：

低溫冷庫(kù)循環(huán)單元包括依次通過管道連接形成閉合回路的低溫冷庫(kù)用戶換熱器、冷媒冷卻器B、冷媒冷卻器C、二級(jí)LNG換熱器、冷媒泵A及在該閉合回路中循環(huán)的冷媒A，二級(jí)LNG換熱器具有一對(duì)冷源輸入端C、冷源輸出端C和一對(duì)熱源輸入端C、熱源輸出端C，冷媒冷卻器B具有一對(duì)冷源輸入端D、冷源輸出端D和一對(duì)熱源輸入端D、熱源輸出端D，冷媒冷卻器C具有一對(duì)冷源輸入端E、冷源輸出端E和一對(duì)熱源輸入端E、熱源輸出端E，低溫冷庫(kù)用戶換熱器連入冷源輸入端D，冷源輸出端D連入冷源輸入端E，冷源輸出端E連入熱源輸入端C，熱源輸出端C連入冷媒泵A，冷媒泵A連入低溫冷庫(kù)用戶換熱器，冷源輸出端B連入冷源輸入端C，

海水淡化循環(huán)單元包括依次通過管道連接形成閉合回路的冷媒泵B、結(jié)晶器，熱源輸出端D連入冷媒泵B，結(jié)晶器連入熱源輸入端D，及在該閉合回路中循環(huán)的冷媒B，

高溫冷庫(kù)循環(huán)單元包括依次通過管道連接形成閉合回路的冷媒泵C、高溫冷庫(kù)用戶換熱器，熱源輸出端E連入冷媒泵C，高溫冷庫(kù)用戶換熱器連入熱源輸入端E，及在該閉合回路中循環(huán)的冷媒C；

空調(diào)制冷單元：

空調(diào)制冷單元包括依次通過管道連接形成閉合回路的空調(diào)用戶換熱器、三級(jí)LNG換熱器、冷媒泵E及在該閉合回路中循環(huán)的冷媒E，三級(jí)LNG換熱器具有一對(duì)冷源輸入端G、冷源輸出端G和一對(duì)熱源輸入端G、熱源輸出端G，空調(diào)用戶換熱器連入熱源輸入端G，熱源輸出端G連入冷媒泵E，冷媒泵E連入空調(diào)用戶換熱器，冷源輸出端C連入冷源輸入端G；

主機(jī)進(jìn)氣單元：

主機(jī)進(jìn)氣單元包括四級(jí)LNG換熱器，四級(jí)LNG換熱器具有一對(duì)冷源輸入端H、冷源輸出端H和一對(duì)熱源輸入端H、熱源輸出端H，冷源輸出端G連入冷源輸入端H，熱源輸入端H連入缸套水加熱，冷源輸出端H連入動(dòng)力船主機(jī)進(jìn)氣。