[發(fā)明專利]一種利用LNG冷能的BOG燃?xì)廨啓C(jī)、超臨界CO2布雷頓、卡琳娜聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011567400.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112648033B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘杰;朱敏;李默翻;李冉;呂濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號(hào): F01K23/02
• 分類號(hào): F01K23/02;F01K23/04;F01K23/10;F01K25/06;F01K25/10;F02C3/22;F02C6/00;F02C6/18
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 楊曄

一種利用LNG冷能的BOG燃?xì)廨啓C(jī)、超臨界CO2布雷頓、卡琳娜聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括BOG燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)、超臨界CO₂再壓縮布雷頓循環(huán)、卡琳娜循環(huán)和天然氣直接膨脹系統(tǒng)；將BOG用于冷卻超臨界CO₂再壓縮布雷頓循環(huán)工質(zhì)，然后作為燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的燃料，燃?xì)廨啓C(jī)出口煙氣作為超臨界CO₂再壓縮布雷頓循環(huán)的熱源，實(shí)現(xiàn)對(duì)BOG的高效回收利用；采用LNG作為卡琳娜循環(huán)和超臨界CO₂再壓縮布雷頓循環(huán)的冷源，再將吸熱氣化后的天然氣用于直接膨脹發(fā)電，實(shí)現(xiàn)對(duì)LNG冷能的梯級(jí)利用；本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)BOG和LNG冷能的高效互補(bǔ)利用，顯著提高了系統(tǒng)的熱效率和發(fā)電效率；具有結(jié)構(gòu)合理、成本低廉、節(jié)能高效、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LNG冷能和BOG耦合利用技術(shù)，具體涉及一種利用LNG冷能的BOG燃?xì)廨啓C(jī)、超臨界CO2布雷頓、卡琳娜聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

液化天然氣(LNG)低溫儲(chǔ)罐無(wú)法實(shí)現(xiàn)絕對(duì)絕熱，因此不可避免會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)氣體(BOG)。BOG的存在會(huì)威脅系統(tǒng)的生產(chǎn)安全，必須對(duì)其進(jìn)行妥善處理。然而，現(xiàn)有的BOG處理系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗高、冷能浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題。

LNG需要?dú)饣脸睾蠊┙o用戶使用。在氣化過(guò)程中LNG會(huì)釋放大量冷能，如果能夠?qū)@部分冷能加以利用，會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。超臨界CO₂再壓縮布雷頓循環(huán)具有結(jié)構(gòu)緊湊、熱效率高、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。以氨-水混合物作為工質(zhì)的卡琳娜循環(huán)在中低溫?zé)崮芾弥芯哂酗@著優(yōu)勢(shì)。在卡琳娜循環(huán)中，氨-水混合物的吸熱蒸發(fā)過(guò)程為變溫過(guò)程，可以使熱源的放熱過(guò)程與混合工質(zhì)的吸熱過(guò)程曲線更好的匹配，從而最大限度地降低放熱過(guò)程中的不可逆損失，提高其熱能利用效率。將LNG作為超臨界CO₂再壓縮布雷頓循環(huán)和卡琳娜循環(huán)的冷源能夠進(jìn)一步提高其發(fā)電效率，但對(duì)LNG冷能的利用率不高。天然氣直接膨脹發(fā)電技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但僅能利用LNG的壓力能，同樣存在冷能利用率低的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種利用LNG冷能的BOG燃?xì)廨啓C(jī)、超臨界CO2布雷頓、卡琳娜聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，將BOG燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)、超臨界CO₂再壓縮布雷頓循環(huán)、卡琳娜循環(huán)和天然氣直接膨脹系統(tǒng)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)BOG和LNG冷能的高效互補(bǔ)利用，顯著提高了系統(tǒng)的熱效率和發(fā)電效率；具有結(jié)構(gòu)合理、成本低廉、節(jié)能高效、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種利用LNG冷能的BOG燃?xì)廨啓C(jī)、超臨界CO2布雷頓、卡琳娜聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括BOG燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)、超臨界CO₂再壓縮布雷頓循環(huán)、卡琳娜循環(huán)和天然氣直接膨脹系統(tǒng)；

所述的BOG燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)包括BOG壓縮機(jī)26，BOG壓縮機(jī)26的進(jìn)口側(cè)與LNG儲(chǔ)罐的氣相出口側(cè)相連通，BOG壓縮機(jī)26的出口側(cè)接入第一換熱器22的冷流進(jìn)口側(cè)，第一換熱器22的冷流出口側(cè)和空氣壓縮機(jī)23的出口側(cè)接入燃燒器24的進(jìn)口側(cè)，燃燒器24的出口側(cè)連入燃?xì)廨啓C(jī)25的進(jìn)口側(cè)，燃?xì)廨啓C(jī)25的出口側(cè)與第二換熱器21的熱流進(jìn)口側(cè)相連通，第二換熱器21的熱流出口側(cè)氣體外排；