一種能充分利用液化天然氣冷能的蓄冷冷庫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能充分利用液化天然氣冷能的蓄冷冷庫系統(tǒng)，它包括液化天然氣氣化系統(tǒng)、乙二醇循環(huán)系統(tǒng)和冷水循環(huán)系統(tǒng)，它還包括蓄冷系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，其中，(1)液化天然氣氣化系統(tǒng)包括液化天然氣—乙二醇換熱器；(2)乙二醇循環(huán)系統(tǒng)包括兩個串聯(lián)回路；(3)冷水循環(huán)系統(tǒng)包括水循環(huán)管路；(4)蓄冷系統(tǒng)包括蓄冷循環(huán)管路；(5)制冷系統(tǒng)包括經(jīng)冷凝器的出口依次與壓差調(diào)節(jié)閥、循環(huán)水泵、止回閥、蒸發(fā)器、板式換熱器以及冷凝器的進(jìn)口相連的制冷循環(huán)管路。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：該系統(tǒng)在不影響液化天然氣氣化的前提下，起到液化天然氣冷量削峰填谷的功能，有效改善制冷循環(huán)的能效比，充分保證了制冷性能穩(wěn)定。
【專利說明】一種能充分利用液化天然氣冷能的蓄冷冷庫系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冷庫制冷系統(tǒng)，尤其涉及一種能充分利用液化天然氣冷能的蓄冷冷庫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]液化天然氣是天然氣經(jīng)過脫硫、脫水處理后，再經(jīng)低溫工藝液化而成的_160°C的液態(tài)混合物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每液化I噸天然氣耗電量約為850kWh。在液化天然氣接收站，需將液化天然氣通過氣化器氣化后使用。氣化時(shí)吸收的熱量，其值大約為830kJ/kg。該部分冷能通常會在天然氣汽化器中隨海水或空氣被散失掉，不僅造成了能源的極大浪費(fèi)，也喪失了液化天然氣自身應(yīng)有的冷能利用價(jià)值?，F(xiàn)有液化天然氣冷能利用技術(shù)無負(fù)荷輔助措施，使其液化天然氣冷量的供需不匹配，當(dāng)其冷量較少時(shí)無輔助備用制冷系統(tǒng)，制冷負(fù)荷穩(wěn)定性下降；冷量充足時(shí)，自身蓄存能力有限，使得其應(yīng)用范圍變小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有效改善制冷系統(tǒng)的能效比的能充分利用液化天然氣冷能的蓄冷冷庫系統(tǒng)。該系統(tǒng)能節(jié)約能源、減少化石燃料對環(huán)境的污染，同時(shí)有利于提高液化天然氣的使用價(jià)值，此外，該系統(tǒng)具有冷能蓄存的功能，可以確保冷庫制冷性能的高效平穩(wěn)。
[0004]本發(fā)明的一種能充分利用液化天然氣冷能的蓄冷冷庫系統(tǒng)，它包括液化天然氣氣化系統(tǒng)、乙二醇循環(huán)系統(tǒng)和冷水循環(huán)系統(tǒng)，它還包括蓄冷系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，其中，
[0005](I)所述的液化天然氣氣化系統(tǒng)包括液化天然氣一乙二醇換熱器，所述的液化天然氣一乙二醇換熱器用于將管程中的液化天然氣與殼程中的乙二醇換熱；
[0006](2)所述的乙二醇循環(huán)系統(tǒng)包括兩個串聯(lián)回路，第一串聯(lián)回路由乙二醇儲罐、緊急切斷閥B、乙二醇泵A和液化天然氣一乙二醇換熱器依次串聯(lián)構(gòu)成，乙二醇儲罐的進(jìn)口處設(shè)有溫度傳感器B ;第二串聯(lián)回路由乙二醇儲罐、緊急切斷閥C、乙二醇泵B、乙二醇一水換熱器和三通閥A依次串聯(lián)構(gòu)成；所述的乙二醇儲罐用于存儲與液化天然氣換熱后的乙二醇并給乙二醇一水換熱器提供冷量；
[0007](3)所述的冷水循環(huán)系統(tǒng)包括經(jīng)乙二醇一水換熱器出水口依次與水泵、冷凝器以及乙二醇一水換熱器的進(jìn)水口相連的水循環(huán)管路，在冷凝器出水口處的水循環(huán)管路上連接有溫度傳感器A，所述的冷凝器用于乙二醇一水換熱器抽出的水與制冷系統(tǒng)中的載冷劑進(jìn)行換熱，并將升溫后的水送回至乙二醇一水換熱器；
[0008](4)所述的蓄冷系統(tǒng)包括通過管道將三通閥B、截止閥、板式換熱器、蓄冷水泵、三通閥C以及蓄冷器連接形成的蓄冷循環(huán)管路，所述的三通閥B通過連接管路與三通閥A相連通，所述的三通閥C 一端與蓄冷器連接，另一端與蓄冷水泵連接，第三端與乙二醇一水換熱器連接；所述的蓄冷器在乙二醇儲罐中的乙二醇流過時(shí)蓄冷，將部分與液化天然氣換熱后的乙二醇冷量蓄存起來，在冷量不足時(shí)釋放出來；[0009](5)所述的制冷系統(tǒng)包括經(jīng)冷凝器的出口依次與壓差調(diào)節(jié)閥、循環(huán)水泵、止回閥、蒸發(fā)器、板式換熱器以及冷凝器的進(jìn)口相連的制冷循環(huán)管路，溫度傳感器C連接在蒸發(fā)器入口處的制冷循環(huán)管路上；板式換熱器用于當(dāng)液化天然氣的冷量不足時(shí)，將蓄冷器中儲存的冷量交換給制冷系統(tǒng)中的載冷劑，完成冷量的交換過程。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):該系統(tǒng)在不影響液化天然氣氣化的前提下，起到液化天然氣冷量削峰填谷的功能，有效改善制冷循環(huán)的能效比，充分保證了制冷性能穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖為本發(fā)明的一種能充分利用液化天然氣冷能的蓄冷冷庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作以詳細(xì)描述。
[0013]如附圖所示的本發(fā)明的一種能充分利用液化天然氣冷能的蓄冷冷庫系統(tǒng)，它包括液化天然氣氣化系統(tǒng)、乙二醇循環(huán)系統(tǒng)和冷水循環(huán)系統(tǒng)，它還包括蓄冷系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)；其中，
[0014](I)所述的液化天然氣氣化系統(tǒng)包括液化天然氣一乙二醇換熱器4，所述的液化天然氣一乙二醇換熱器4用于將管程中的液化天然氣與殼程中的乙二醇換熱；如圖所示已有的液化天然氣氣化系統(tǒng)包括:液化天然氣儲罐1、空溫氣化器A2、空溫氣化器B3和液化天然氣一乙二醇換熱器4，各個設(shè)備由管道串聯(lián)形成循環(huán)管路。其中，天然氣出氣管道5由空溫氣化器A2和空溫氣化器B3之間的管道上引出，并安裝有安全放散閥6。而在空溫氣化器A2和液化天然氣一乙二醇換熱器4之間的管路上設(shè)有緊急切斷閥A7和截止閥AS，緊急切斷閥A7和截止閥AS之間的管路引出管通過截止閥B9直接接到液化天然氣儲罐的出口管道上。該循環(huán)管路的液化天然氣在液化天然氣一乙二醇換熱器4的管內(nèi)流動。
[0015](2)所述的乙二醇循環(huán)系統(tǒng)包括兩個串聯(lián)回路，第一串聯(lián)回路由乙二醇儲罐10、緊急切斷閥B14、乙二醇泵All和液化天然氣一乙二醇換熱器4依次串聯(lián)構(gòu)成，乙二醇儲罐10的進(jìn)口處設(shè)有溫度傳感器B27 ;第二串聯(lián)回路由乙二醇儲罐10、緊急切斷閥C15、乙二醇泵B13、乙二醇一水換熱器12和三通閥A23依次串聯(lián)構(gòu)成；所述的乙二醇儲罐10用于存儲與液化天然氣換熱后的乙二醇并給乙二醇一水換熱器12提供冷量；
[0016](3)所述的冷水循環(huán)系統(tǒng)包括經(jīng)乙二醇一水換熱器12出水口依次與水泵16、冷凝器17以及乙二醇一水換熱器12的進(jìn)水口相連的水循環(huán)管路，在冷凝器17出水口處的水循環(huán)管路上連接有溫度傳感器A18，所述的冷凝器17用于乙二醇一水換熱器12抽出的水與制冷系統(tǒng)中的載冷劑進(jìn)行換熱，并將升溫后的水送回至乙二醇一水換熱器12 ；
[0017](4))所述的蓄冷系統(tǒng)包括通過管道將三通閥B28、截止閥30、板式換熱器24、蓄冷水泵25、三通閥C以及蓄冷器29連接形成的蓄冷循環(huán)管路，所述的三通閥B28通過連接管路與三通閥A相連通，所述的三通閥C32 —端與蓄冷器29連接，另一端與蓄冷水泵25連接，第三端與乙二醇一水換熱器12連接；所述的蓄冷器29在乙二醇儲罐中的乙二醇流過時(shí)蓄冷，將部分與液化天然氣換熱后的乙二醇冷量蓄存起來，在冷量不足時(shí)釋放出來；通過三通閥A23的調(diào)節(jié)，使乙二醇循環(huán)系統(tǒng)第二串聯(lián)回路中的部分乙二醇由三通閥A23和三通閥B28進(jìn)入蓄冷器29，三通閥C32通向蓄冷水泵25側(cè)的閥口關(guān)閉，完成蓄冷過程，在冷量不足時(shí)與制冷系統(tǒng)中的載冷劑交換熱量將冷量釋放出來；
[0018](5)所述的制冷系統(tǒng)包括經(jīng)冷凝器17的出口依次與壓差調(diào)節(jié)閥19、循環(huán)水泵22、止回閥33、蒸發(fā)器20、板式換熱器24以及冷凝器17的進(jìn)口相連的制冷循環(huán)管路，溫度傳感器C21連接在蒸發(fā)器20入口處的制冷循環(huán)管路上；板式換熱器24用于當(dāng)液化天然氣的冷量不足時(shí)，將蓄冷器29中儲存的冷量交換給制冷系統(tǒng)中的載冷劑，完成冷量的交換過程。當(dāng)系統(tǒng)冷量富余或冷庫制冷間歇時(shí)，三通閥A23啟動，蓄冷功能運(yùn)行，富余冷量被存儲在蓄冷器29中。在冷庫正常工作中，液化天然氣冷量不足時(shí)，蓄冷循環(huán)系統(tǒng)啟動，通過板式換熱器24將冷量供給冷庫制冷系統(tǒng)。
[0019]優(yōu)選的緊急切斷閥A7、乙二醇泵A11、乙二醇泵B13、緊急切斷閥B14、緊急切斷閥C15、水泵16、溫度傳感器A18、溫度傳感器B27和溫度傳感器C21分別通過導(dǎo)線與控制系統(tǒng)31連接以實(shí)現(xiàn)自動化控制。
[0020]本裝置的工作過程是:
[0021]將液化天然氣分成兩路:一路是液化天然氣進(jìn)入空溫氣化器A氣化為常溫的天然氣，再通過截止閥和天然氣出口管路進(jìn)入城市管網(wǎng)，完成液化天然氣的氣化；另一路液化天然氣進(jìn)入液化天然氣一乙二醇換熱器與乙二醇換熱，氣化后經(jīng)空溫氣化器B復(fù)熱至常溫，再與前一路液化天然氣系統(tǒng)中的天然氣混合，最終送入城市管網(wǎng)。當(dāng)系統(tǒng)冷量富余時(shí)，直接由制冷系統(tǒng)供冷，當(dāng)系統(tǒng)冷量富余或冷庫制冷間歇時(shí)，三通閥A23啟動，蓄冷功能運(yùn)行，來自乙二醇循環(huán)系統(tǒng)第二串聯(lián)回路的部分乙二醇經(jīng)三通閥A23，由三通閥A23和三通閥B28進(jìn)入到蓄冷器29中，三通閥C此時(shí)通向蓄冷水泵25側(cè)的閥口關(guān)閉，三通閥C通向乙二醇循環(huán)系統(tǒng)的第二串聯(lián)回路的閥口打開，這樣富余冷量就被存儲在了蓄冷器29中，蓄冷過程得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)蓄冷量達(dá)到蓄冷器29的設(shè)定負(fù)荷時(shí)，蓄冷中的三通調(diào)節(jié)閥A23通向蓄冷器29側(cè)的通路關(guān)閉。在冷庫正常工作中，當(dāng)冷凝器提供的冷量不足時(shí)，蓄冷循環(huán)系統(tǒng)啟動，三通閥A23通向三通閥B28的閥口關(guān)閉，三通閥C32通向蓄冷水泵25側(cè)的管路開通，三通閥C通向乙二醇循環(huán)系統(tǒng)的第二串聯(lián)回路的閥口關(guān)閉，蓄冷器29中的冷量由蓄冷系統(tǒng)中的載冷工質(zhì)攜帶，并通過板式換熱器24將冷量交換給冷庫制冷系統(tǒng)的載冷劑，蓄冷系統(tǒng)中的載冷工質(zhì)然后經(jīng)截止閥30、三通閥B28回到蓄冷器29中。蓄冷器29中的冷量通過板式換熱器24將蓄存的冷量供給冷庫制冷，實(shí)現(xiàn)蓄存冷量的制冷功能。通過該循環(huán)確保冷庫制冷冷量供應(yīng)的穩(wěn)定性，提高液化天然氣冷量利用率。載冷劑的選擇可根據(jù)冷庫設(shè)計(jì)工況進(jìn)行選擇。蓄冷是將液化天然氣富余的冷量蓄存起來，主要通過蓄冷器29中的相變材料或其他措施儲存冷量。當(dāng)蓄冷和冷庫的制冷同時(shí)進(jìn)行時(shí)，與液化天然氣換熱后的乙二醇在三通閥A23處分為兩路:一支路中的乙二醇通過三通閥A23和三通閥B28之間的管段，流經(jīng)蓄冷器29后，再由二通閥C32流回乙二醇第二串聯(lián)回路；另一支路中的乙二醇通過二通閥A23與乙二醇一水換熱器12的之間的管路，進(jìn)入乙二醇一水換熱器12，再與冷水系統(tǒng)中的水交換冷量，這部分冷量通過制冷系統(tǒng)對冷庫制冷，由此蓄冷和冷庫的制冷同時(shí)進(jìn)行。
[0022]本發(fā)明的適用范圍為:中小型的液化天然氣氣化站。
【權(quán)利要求】
1.一種能充分利用液化天然氣冷能的蓄冷冷庫系統(tǒng)，它包括液化天然氣氣化系統(tǒng)、乙二醇循環(huán)系統(tǒng)和冷水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:它還包括蓄冷系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，其中， (1)所述的液化天然氣氣化系統(tǒng)包括液化天然氣一乙二醇換熱器，所述的液化天然氣一乙二醇換熱器用于將管程中的液化天然氣與殼程中的乙二醇換熱； (2)所述的乙二醇循環(huán)系統(tǒng)包括兩個串聯(lián)回路，第一串聯(lián)回路由乙二醇儲罐、緊急切斷閥B、乙二醇泵A和液化天然氣一乙二醇換熱器依次串聯(lián)構(gòu)成，乙二醇儲罐的進(jìn)口處設(shè)有溫度傳感器B;第二串聯(lián)回路由乙二醇儲罐、緊急切斷閥C、乙二醇泵B、乙二醇一水換熱器和三通閥A依次串聯(lián)構(gòu)成；所述的乙二醇儲罐用于存儲與液化天然氣換熱后的乙二醇并給乙二醇一水換熱器提供冷量； (3)所述的冷水循環(huán)系統(tǒng)包括經(jīng)乙二醇一水換熱器出水口依次與水泵、冷凝器以及乙二醇一水換熱器的進(jìn)水口相連的水循環(huán)管路，在冷凝器出水口處的水循環(huán)管路上連接有溫度傳感器A，所述的冷凝器用于乙二醇一水換熱器抽出的水與制冷系統(tǒng)中的載冷劑進(jìn)行換熱，并將升溫后的水送回至乙二醇一水換熱器； (4)所述的蓄冷系統(tǒng)包括通過管道將三通閥B、截止閥、板式換熱器、蓄冷水泵、三通閥C以及蓄冷器連接形成的蓄冷循環(huán)管路，所述的三通閥B通過連接管路與三通閥A相連通，所述的三通閥C 一端與蓄冷器連接，另一端與蓄冷水泵連接，第三端與乙二醇一水換熱器連接；所述的蓄冷器在乙二醇儲罐中的乙二醇流過時(shí)蓄冷，將部分與液化天然氣換熱后的乙二醇冷量蓄存起來，在冷量不足時(shí)釋放出來； (5)所述的制冷系統(tǒng)包括經(jīng)冷凝器的出口依次與壓差調(diào)節(jié)閥、循環(huán)水泵、止回閥、蒸發(fā)器、板式換熱器以及冷凝器的進(jìn)口相連的制冷循環(huán)管路，溫度傳感器C連接在蒸發(fā)器入口處的制冷循環(huán)管路上；板式換熱器用于當(dāng)液化天然氣的冷量不足時(shí)，將蓄冷器中儲存的冷量交換給制冷系統(tǒng)中的載冷劑，完成冷量的交換過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能充分利用液化天然氣冷能的蓄冷冷庫系統(tǒng)，其特征在于:乙二醇泵A、乙二醇泵B、緊急切斷閥B、緊急切斷閥C、水泵、溫度傳感器A、溫度傳感器B和溫度傳感器C分別通過導(dǎo)線與控制系統(tǒng)連接。
【文檔編號】F25D3/10GK103954090SQ201410142527
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】劉鳳國, 趙冬芳, 張蕊 申請人:天津城建大學(xué), 劉鳳國