船用LNG冷能利用冷电联供系统

本发明公开了一种船用LNG冷能利用冷电联供系统,它包括两级LNG冷能利用发电系统、两级制冷系统、LNG循环泵;LNG经所述LNG循环泵加压后进入第一级LNG冷能利用发电系统进行热量交换;本发明将送入船舶主机的LNG冷能用于船舶发电、船舶低温冷库、高温冷库及空调系统,通过多个工质与LNG进行换热使其达到主机要求的进气温度,并通过各系统工质的组合换热,提高了冷能的综合利用效率。在整合船舶主机余热资源的基础上,较为充分的利用了LNG高品位冷能进行低温发电。可以使有限的LNG冷能得到较为充分的利用,有效降低该船型的运营成本。

专利类型: 发明专利
申请(专利)号: CN202011202164.4
申请日期: 2020年11月2日
公开(公告)日: 2021年2月5日
公开(公告)号: CN112324530A
主分类号: F01K23/00,F,F01,F01K,F01K23
分类号: F01K23/00,F01K23/06,F01K25/08,F01K25/06,F02G5/04,F02M21/06,F25D19/00,F24F5/00,F02M21/02,F,F01,F02,F25,F24,F01K,F02G,F02M,F25D,F24F,F01K23,F01K25,F02G5,F02M21,F25D19,F24F5,F01K23/00,F01K23/06,F01K25/08,F01K25/06,F02G5/04,F02M21/06,F25D19/00,F24F5/00,F02M21/02
申请(专利权)人: 江苏科技大学
发明(设计)人: 顾丛汇,张玉健,姚寿广
主申请人地址: 212008 江苏省镇江市京口区梦溪路2号
专利代理机构: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人: 柏尚春
国别省市代码: 江苏;32
主权项: 1.一种船用LNG冷能利用冷电联供系统,其特征在于:包括第一级LNG冷能利用发电系统、第二级LNG冷能利用发电系统、两级制冷系统、LNG循环泵;LNG经所述LNG循环泵加压后进入第一级LNG冷能利用发电系统进行热量交换; 所述第一级LNG冷能利用发电系统包括第一换热器、第二换热器、第一混合器、第二工质泵、第十换热器、第四换热器、第九换热器、第一膨胀机、分离器和在该第一级LNG冷能利用发电系统中循环的第一发电工质,且所述第一换热器、第二换热器、第一混合器、第二工质泵、第十换热器、第四换热器、第九换热器、第一膨胀机、分离器依次通过管道连接构成闭环结构;第一发电工质经第二工质泵加压后,依次经过第十换热器、第四换热器、第九换热器加热为过热蒸汽,并在第一膨胀机中膨胀做功,膨胀后的工质分别进入第一换热器、第二换热器换热,第一发电工质被冷凝为饱和液体后进入下一次循环; 所述第二级LNG冷能利用发电系统包括第十换热器、第三工质泵、第三换热器、第四换热器、第八换热器、闪蒸罐、第二膨胀机、第二混合器和在该第二级LNG冷能利用发电系统中循环的第二发电工质,且所述第十换热器、第三工质泵、第三换热器、第四换热器、第八换热器、闪蒸罐、第二膨胀机、第二混合器依次通过管道连接;所述闪蒸罐分别设置有气体输出端和液体输出端,所述气体输出端通过管道与第二膨胀机相连;液体输出端工质与第二膨胀机输出端工质在所述混合器中混合,并与所述第十换热器连接形成闭环结构;所述第三工质泵将与第一级LNG冷能利用发电系统第一发电工质换热后的氨水溶液进行增压,依次进入第三换热器、第四换热器、第八换热器与不同质量分数的乙醇水溶液、船舶主机废气进行热交换;在闪蒸器中闪蒸后,在第二膨胀机中膨胀做功,膨胀后的第二发电工质与分离出的液相混合后,进入第十换热器中被冷凝为饱和液体后进入下一次循环。 2.根据权利要求1所述的一种船用LNG冷能利用冷电联供系统,其特征在于:所述第一级LNG冷能利用发电系统中的第一发电工质采用R1150。 3.根据权利要求1所述的一种船用LNG冷能利用冷电联供系统,其特征在于:所述第二级LNG冷能利用发电系统中的第二发电工质采用质量分数为0.86的氨水溶液。 4.根据权利要求1所述的一种船用LNG冷能利用冷电联供系统,其特征在于:所述第三工质泵将与第一级LNG冷能利用发电系统第一发电工质换热后的氨水溶液进行增压,依次进入第三换热器、第四换热器、第八换热器与第一级LNG冷能利用发电系统中循环的第一发电工质、质量分数为0.6的乙醇水溶液、质量分数为0.4乙醇水溶液进行热交换。 5.根据权利要求1所述的一种船用LNG冷能利用冷电联供系统,其特征在于:所述膨胀后的工质分别以0.25和0.75的比率进入第一换热器、第二换热器换热。 6.根据权利要求1所述的一种船用LNG冷能利用冷电联供系统,其特征在于:所述两级制冷系统包括低温冷库系统以及高温冷库与空调系统串联的制冷系统; 所述低温冷库系统包括第四工质泵、第五换热器、第三换热器和在该低温冷库系统循环的第一制冷工质,且所述第四工质泵、第五换热器、第三换热器依次通过管道连接构成闭环结构;所述第三换热器同时经第三工质泵加压后的物流和经第二换热器加热的物流为冷源;所述第五换热器以低温冷库的空气为热源; 所述高温冷库与空调系统串联的制冷系统包括第五工质泵、第六换热器、第七换热器、第四换热器和在该制冷系统循环的第二制冷工质,且所述第五工质泵、第六换热器、第七换热器、第四换热器依次通过管道连接构成闭环结构;所述第六换热器以高温冷库的空气为热源;所述第七换热器以室内空气为热源;所述第四换热器同时以经第三换热器加热的两股物流和经第十换热器加热的物流为冷源。 7.根据权利要求6所述的一种船用LNG冷能利用冷电联供系统,其特征在于:所述第一换热器以经第一工质泵加压后的物流为冷源,所述第二换热器以经第一换热器加热的物流为冷源,所述第十换热器以混合器出口物流为热源,所述第四换热器以经第七换热器加热后的物流为热源,所述第九换热器以发动机冷却水为热源。 8.根据权利要求6所述的一种船用LNG冷能利用冷电联供系统,其特征在于:所述第十换热器以经第二工质泵加压后的物流为冷源;所述第三换热器以经第五换热器加热后的物流为热源;所述第八换热器以主机排放废气为热源。 9.根据权利要求6所述的一种船用LNG冷能利用冷电联供系统,其特征在于:所述低温冷库系统中的第一制冷工质采用质量分数为0.6的乙醇水溶液。 10.根据权利要求6所述的一种船用LNG冷能利用冷电联供系统,其特征在于:所述两级制冷系统的高温冷库、空调系统中的第二制冷工质采用质量分数为0.4乙醇水溶液。
法律状态: 公开