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一種冷卻系統(tǒng)及方法與流程

文檔序號:11909434閱讀:159來源:國知局
一種冷卻系統(tǒng)及方法與流程

本發(fā)明涉及機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種冷卻系統(tǒng)及方法。



背景技術(shù):

使用清潔能源一直是我國可持續(xù)發(fā)展的要求之一,而天然氣作為較傳統(tǒng)的化石能源在節(jié)能環(huán)保方面有明顯的優(yōu)勢,但我國的天然氣儲量較低,發(fā)展清潔能源仍要依靠進(jìn)口液化天然氣(Liquefied Natural Gas,LNG)。

目前,熱電廠與分布式能源站是LNG主要應(yīng)用領(lǐng)域,LNG在利用過程中,首先,將LNG進(jìn)行氣化,進(jìn)而將氣化后獲得的天然氣輸送至燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室,并將天然氣與燃?xì)廨啓C(jī)中通過壓氣機(jī)從大氣中吸入的空氣進(jìn)行混合,進(jìn)而對燃燒室內(nèi)的混合氣體進(jìn)行燃燒,以生成高溫氣體后供后續(xù)裝置的使用,如發(fā)電、供熱等。而LNG在氣化過程中會產(chǎn)生大量的低溫能量,該低溫能量在絕大多數(shù)情況下都被忽略而釋放于空氣中,這就在很大程度上使得能源使用不徹底,從而造成了對能源的浪費。

綜上所述,現(xiàn)有技術(shù)中存在能源綜合利用率低的技術(shù)問題。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明實施例提供一種冷卻系統(tǒng)及方法,用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的能源綜合利用率低的技術(shù)問題。

一方面,本發(fā)明實施例提供一種冷卻系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:

氣化裝置,用于對輸入的液態(tài)能源進(jìn)行氣化處理以獲得所述液態(tài)能源對應(yīng)的氣態(tài)能源,及輸出在所述氣化處理的過程中所產(chǎn)生的冷能;其中,所述冷能存儲在流質(zhì)中;

蓄冷裝置,包括蓄冷槽和第一端口,所述蓄冷槽用于存儲所述流質(zhì),并通過所述第一端口輸出所述流質(zhì)的至少一部分流質(zhì);

冷卻裝置,包括用于將待冷卻空氣送入所述冷卻裝置內(nèi)部的進(jìn)氣口,以及位于所述冷卻裝置內(nèi)部的冷卻管道,所述冷卻管道用于將所述至少一部分流質(zhì)攜帶的冷能傳遞給所述待冷卻空氣,以對所述待冷卻空氣進(jìn)行冷卻。

可選的,所述蓄冷槽包括蓄液池,所述蓄液池用于存儲所述流質(zhì)經(jīng)所述蓄冷裝置處理后的混合物,所述混合物包括第一固態(tài)物和第一液態(tài)物;其中,所述第一固態(tài)物和第一液態(tài)物為所述流質(zhì)的兩種不同形態(tài),且所述第一固態(tài)物的密度小于所述第一液態(tài)物的密度。

可選的,所述蓄冷裝置還包括與所述蓄冷槽相連的制冷部件,所述制冷部件用于將所述流質(zhì)制冷處理為所述混合物。

可選的,所述蓄冷裝置還包括融冰板換,所述融冰板換用于溶解流經(jīng)的所述至少一部分流質(zhì)中凝固后的固態(tài)物質(zhì)。

可選的,所述系統(tǒng)還包括第一管道,所述第一管道包括第一端和第二端,所述第一端與所述氣化裝置相連,所述第二端與所述蓄冷裝置相連,所述第一管道中容置有吸收了所述冷能的所述流質(zhì),用于將所述流質(zhì)由所述氣化裝置傳輸?shù)剿鲂罾溲b置。

可選的,所述第一管道內(nèi)設(shè)置有第一循環(huán)泵,所述第一循環(huán)泵用于驅(qū)動所述流質(zhì)在所述氣化裝置和所述蓄冷裝置之間進(jìn)行循環(huán)。

可選的,所述系統(tǒng)還包括第二管道,所述第二管道包括第三端和第四端,所述第三端與所述蓄冷裝置的所述第一端口相連,所述第四端與所述冷卻裝置相連,所述第二管道用于將所述蓄冷裝置的第一端口輸出的所述至少一部分流質(zhì)傳輸?shù)剿隼鋮s管道。

可選的,所述第二管道內(nèi)設(shè)置有第二循環(huán)泵,所述第二循環(huán)泵用于驅(qū)動所述至少一部分流質(zhì)在所述蓄冷裝置和所述冷卻裝置之間進(jìn)行循環(huán)。

可選的,所述冷卻系統(tǒng)還包括壓氣機(jī)和燃燒裝置,所述壓氣機(jī)與所述冷卻裝置相連,用于對冷卻后的空氣進(jìn)行壓縮,所述燃燒裝置分別與所述壓氣機(jī)及所述氣化裝置相連,用于接收及混合所述壓氣機(jī)輸出的壓縮后的冷卻空氣及所述氣化裝置輸出的所述氣態(tài)能源,并將所述冷卻空氣與所述氣態(tài)能源所形成的混合氣體進(jìn)行燃燒,以獲得至少包括熱能的二次能源。

可選的,所述冷卻系統(tǒng)還包括透平發(fā)電機(jī),所述透平發(fā)電機(jī)與所述燃燒裝置連接,用于利用所述二次能源發(fā)電,并排出可循環(huán)使用的煙氣。

另一方面,本發(fā)明實施例提供一種冷卻方法,應(yīng)用于一冷卻系統(tǒng),包括:

氣化裝置對輸入的液態(tài)能源進(jìn)行氣化處理,獲得所述氣化處理后所述液態(tài)能源所對應(yīng)的氣態(tài)能源,及所述氣化處理過程中所產(chǎn)生的冷能;其中,所述冷能存儲在流質(zhì)中;

與所述氣化裝置相連的蓄冷裝置存儲所述流質(zhì),并將所述流質(zhì)的至少一部分流質(zhì)傳輸給所述冷卻系統(tǒng)中與所述蓄冷裝置相連的冷卻裝置,所述冷卻裝置中包括有待冷卻空氣;

所述冷卻裝置將所述至少一部分流質(zhì)與所述待冷卻空氣進(jìn)行接觸,以將所述至少一部分流質(zhì)攜帶的冷能傳遞給所述待冷卻空氣,對所述待冷卻空氣進(jìn)行冷卻。

可選的,通過所述冷卻系統(tǒng)中與所述氣化裝置相連的蓄冷裝置存儲所述流質(zhì),包括:

通過位于所述蓄冷裝置中的蓄冷槽獲取已吸收所述冷能的流質(zhì);

通過位于所述蓄冷裝置中,且與所述蓄冷槽相連的制冷部件對所述流質(zhì)進(jìn)行制冷,獲得經(jīng)所述制冷凝固后的第一固態(tài)物,及未凝固的第一液態(tài)物;其中,所述第一固態(tài)物的密度小于所述第一液態(tài)物的密度;

通過位于所述蓄冷槽中的蓄液池對所述第一固態(tài)物和所述第一液態(tài)物的混合物進(jìn)行存儲。

可選的,控制所述冷卻裝置將所述至少一部分流質(zhì)與所述待冷卻空氣進(jìn)行接觸,以將所述至少一部分流質(zhì)攜帶的冷能傳遞給所述待冷卻空氣,對所述待冷卻空氣進(jìn)行冷卻,包括:

控制位于所述冷卻裝置的冷卻管道與所述待冷卻空氣進(jìn)行接觸;

通過所述冷卻管道的管壁將所述冷卻管道中容置的至少一部分流質(zhì)攜帶的冷能傳遞給所述待冷卻空氣,以對所述待冷卻空氣進(jìn)行冷卻。

上述技術(shù)方案中的一個或多個技術(shù)方案,具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點:

一、本發(fā)明提供一種冷卻系統(tǒng),該系統(tǒng)包括氣化裝置、蓄冷裝置和冷卻裝置,其中,氣化裝置用于氣化液態(tài)能源以獲得對應(yīng)的氣態(tài)能源,蓄冷裝置用于存儲氣化裝置在氣化液態(tài)能源的過程中產(chǎn)生的冷能,冷卻裝置包括進(jìn)氣口和冷卻管道,待冷卻空氣能夠通過該進(jìn)氣口進(jìn)入冷卻裝置,而冷卻管道用于將蓄冷裝置中的冷能傳遞給待冷卻空氣,以對待冷卻空氣進(jìn)行冷卻,通過蓄冷裝置對氣化裝置在氣化過程中產(chǎn)生的冷能進(jìn)行回收存儲,再用以對送入壓氣機(jī)中的空氣進(jìn)行冷卻處理,提高了液態(tài)能源的綜合利用率。

二、本發(fā)明提供的冷卻系統(tǒng),通過蓄冷裝置存儲液態(tài)能源在氣化時產(chǎn)生的冷能,然后通過冷卻裝置將該冷能傳遞給待冷卻空氣,即,通過對送入冷卻系統(tǒng)的燃燒裝置的空氣進(jìn)行預(yù)冷卻,以增加送入燃燒裝置的空氣的密度,從而增加了進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)空氣的流量,提高了燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電效率。

三、本發(fā)明提供的冷卻系統(tǒng),冷卻裝置能夠接收蓄冷裝置中存儲的攜帶有冷能的至少一部分流質(zhì),用以冷卻送入冷卻裝置的冷卻空氣,實現(xiàn)了液態(tài)能源在氣化過程中產(chǎn)生的冷能的就地利用,從而避免了冷能在遠(yuǎn)距離輸送過程中造成的損耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中冷卻系統(tǒng)的流程框圖;

圖2為本發(fā)明實施例中冷卻系統(tǒng)中蓄冷裝置的示意圖;

圖3為本發(fā)明實施例中蓄冷裝置的蓄冷槽的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本發(fā)明實施例中待冷卻空氣與冷卻管道相接觸制冷的示意圖;

圖5為本發(fā)明實施例中冷卻方法的流程示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種冷卻系統(tǒng)及方法,用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的能源綜合利用率低的技術(shù)問題。

本發(fā)明的總體思路如下:

一種冷卻系統(tǒng),包括:氣化裝置,用于對輸入的液態(tài)能源進(jìn)行氣化處理以獲得液態(tài)能源對應(yīng)的氣態(tài)能源,及輸出在氣化處理的過程中所產(chǎn)生的冷能;其中,冷能存儲在流質(zhì)中;蓄冷裝置,包括蓄冷槽和第一端口,所述蓄冷槽用于存儲流質(zhì),并通過所述第一端口輸出所述流質(zhì)的至少一部分流質(zhì);冷卻裝置,包括用于將待冷卻空氣送入冷卻裝置內(nèi)部的進(jìn)氣口,以及位于冷卻裝置內(nèi)部的冷卻管道,冷卻管道用于將至少一部分流質(zhì)攜帶的冷能傳遞給待冷卻空氣,以對待冷卻空氣進(jìn)行冷卻。

為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。

本發(fā)明實施例中提供了一種冷卻系統(tǒng),請參見圖1,該系統(tǒng)包括氣化裝置10、蓄冷裝置20和冷卻裝置30,其中,氣化裝置10可以用于對輸入的液態(tài)能源進(jìn)行氣化處理以獲得液態(tài)能源對應(yīng)的氣態(tài)能源,及輸出在氣化處理的過程中所產(chǎn)生的冷能;蓄冷裝置20可以用于存儲氣化裝置在氣化過程中產(chǎn)生的冷能;冷卻裝置30可以用于將冷能傳遞到進(jìn)入冷卻裝置中的待冷卻空氣中,以冷卻空氣。

在實際應(yīng)用中,液態(tài)能源可以是LNG、液態(tài)氫、乙醇等能源,而氣化裝置10可以用于將液態(tài)能源進(jìn)行氣化,改變液態(tài)能源的物理狀態(tài),即將能源由液態(tài)氣化為氣態(tài),以備后續(xù)裝置對氣態(tài)能源的使用,比如將氣態(tài)能源用于發(fā)電、供熱等等。

可選的,氣化裝置10可以是水浴式氣化器、空溫式氣化器等等,若采用空溫式氣化器,當(dāng)環(huán)境氣溫較高時,僅通過空溫式氣化器氣化后的天然氣即可外輸供使用;而外界氣溫較低時,經(jīng)由空溫式氣化器氣化出來的天然氣低于外輸?shù)臏囟刃枨螅@時,可以經(jīng)燃?xì)鉄崴仩t提供的熱水在水浴加熱器中加熱,再配置兩組空溫式氣化器,相互切換使用,如一組用于氣化,一組用于化霜,從而得到氣化后的可運輸使用的天然氣。

本發(fā)明實施例中,氣化裝置10在氣化液態(tài)能源的過程中,會釋放出大量的冷能,通過將冷能存儲到相應(yīng)的介質(zhì)中,從而可以實現(xiàn)將冷能作為同熱能、電能類似的可再生能源或者二次能源被再次利用,本發(fā)明實施例中存儲冷能的介質(zhì)可以是采用水,或者也可以采用諸如諸氟利昂、乙二醇之類的吸收冷能能力較強(qiáng)的物質(zhì),當(dāng)然,在實際應(yīng)用中,還可以根據(jù)實際情況使用其它介質(zhì)來存儲。

蓄冷裝置20,包括蓄冷槽(圖1中用虛線區(qū)域1表示)和第一端口(未示出),蓄冷槽用于存儲流質(zhì),并通過蓄冷裝置的第一端口輸出至少一部分流質(zhì),比如,用于存儲冷能的流質(zhì)可以是水,蓄冷裝置20中的蓄冷槽可以通過對水進(jìn)行存儲,以存儲水中攜帶的冷能,當(dāng)需要利用冷能時,則可以通過蓄冷裝置20的第一端口輸出一部分水,以供后續(xù)的裝置使用這一部分水中攜帶的冷能。

本發(fā)明實施例中,請參見圖2,蓄冷裝置20還可以包括蓄冷槽21、與蓄冷槽21相連的制冷部件22、融冰板換23。

其中,蓄冷槽21的結(jié)構(gòu)示意圖請參見圖3,蓄冷槽21可以包括蓄液池,該蓄液池可以用于存儲流質(zhì)經(jīng)蓄冷裝置20處理后的混合物,該混合物可以包括第一固態(tài)物和第一液態(tài)物,其中,第一固態(tài)物和第一液態(tài)物為流質(zhì)的兩種不同形態(tài),且第一固態(tài)物的密度小于第一液態(tài)物的密度,比如,該混合物可以為冰和水的混合物,請仍參見圖3,由于冰水混合物中冰的密度小于水的密度,所以冰層置于水層的上面。

可選的,蓄液池可以是由透明的玻璃或者其他耐冷、耐腐蝕的材料制作而成,其可以是全封閉的立方體結(jié)構(gòu),例如,用于存儲冰水混合物的可以是樹膠材質(zhì)、封閉的長方體結(jié)構(gòu)的蓄液池,可以在該長方體結(jié)構(gòu)的蓄液池的上表面設(shè)置一個或者多個通孔,然后在該通孔上安裝與通孔對應(yīng)的一個或者多個噴頭,且這些噴頭被設(shè)置同一根輸水管道上,其中,輸水管道置于蓄液池的上表面,將冷能傳遞出去后溫度降低的水可以流入輸水管道,經(jīng)由噴頭再次流入蓄液池。因此,蓄液池不僅可以用于存儲攜帶有冷能的混合物,還可以將該混合物循環(huán)利用,從而提高了冷能的利用率,且過程環(huán)保無污染。

可選的,蓄冷裝置20還可以包括與蓄冷槽21相連的制冷部件22,該制冷部件22可以是制冰機(jī)、制冷機(jī)等裝置,該制冷部件22用于將流質(zhì)制冷處理為混合物,及對該混合物進(jìn)行制冷,比如,吸收冷能的流質(zhì)為水,制冷部件22為制冰機(jī),水流入制冰機(jī)后,經(jīng)制冰機(jī)的加工,由于送入制冰機(jī)中的水在不同時間段內(nèi)存在差異,則一部分水被制冰機(jī)改變了其物理狀態(tài),變成了冰塊或者冰晶,而另一部分水可能還未凝固成冰塊或者冰晶,只是降低了其溫度,如可以是冰水,然后將該冰水混合物通過管道或者其他輸送裝置輸送至蓄冷槽21中,以存儲冰水混合物的方式存儲冷能。

可選的,蓄冷裝置20還可以包括融冰板換23,該融冰板換23可以用于溶解流經(jīng)的至少一部分流質(zhì)中凝固后的固態(tài)物質(zhì),以防止通過融冰板換23的至少一部分流質(zhì)凝固,比如,從蓄冷槽21中輸出的至少一部分流質(zhì)中很有可能帶有未融化的冰塊或者冰晶,而這些帶有冰塊或者冰晶的混合物在流入融冰板換23時就被溶解成了液體,以保證流質(zhì)在輸送過程中的流暢性,防止冰塊或者冰晶過多或者過大而堵塞傳遞管道或者其他輸送流質(zhì)的裝置,或者,在室外溫度較低時,比如冬季或者夜晚,帶有冰晶的混合物有可能會因為室外溫度的降低而進(jìn)一步的結(jié)冰凝固,這時就需要融冰板換23對其進(jìn)行溶解,保證溶解后的混合物在輸送過程中的流暢性,以使不間斷地將混合物中攜帶的冷能傳遞給待冷卻空氣,以冷卻空氣,從而提高冷能在傳遞過程中的穩(wěn)定性。

本發(fā)明實施例中,冷卻裝置30包括用于將待冷卻空氣送入冷卻裝置30內(nèi)部的進(jìn)氣口31,以及位于冷卻裝置30內(nèi)部的冷卻管道(圖1中用虛線區(qū)域2表示),該冷卻管道用于將溶解后的至少一部分流質(zhì)攜帶的冷能傳遞給待冷卻空氣,以對待冷卻空氣進(jìn)行冷卻。

在實際應(yīng)用中,冷卻裝置30內(nèi)部可以設(shè)置有冷卻管道,該冷卻管道可以是具備優(yōu)良的傳遞性能、耐腐蝕、耐沖刷、耐凍且不易結(jié)冰的管道,比如該冷卻管道可以是黃銅管、鋁黃銅管等銅管,或者也可以是不銹鋼管,如直徑很小的毛細(xì)管等;該冷卻管道可以以“S”型盤踞在冷卻裝置內(nèi),或者,該冷卻管道可以是多根細(xì)小的毛細(xì)管道,以一根根重疊排列的方式設(shè)置在冷卻裝置內(nèi)。冷卻管道可以用于接收蓄冷裝置20中的攜帶有冷能的至少一部分流質(zhì),且該至少一部分流質(zhì)可以沿冷卻管道的內(nèi)壁進(jìn)行移動,如圖4所示,流質(zhì)的流動方向如圖所示,通過進(jìn)氣口31進(jìn)入冷卻裝置30的待冷卻空氣,通過與冷卻管道的管壁相接觸,從而被冷卻,實現(xiàn)了對空氣的預(yù)冷卻。冷能的回收與合理的再利用,節(jié)約了資源,提高了液態(tài)能源的利用率。

可選的,冷卻系統(tǒng)還可以包括位于氣化裝置10和蓄冷裝置20之間的第一管道,該第一管道可以包括用于與氣化裝置10相連的第一端,及用于與蓄冷裝置20相連的第二端,第一管道中可以容置有從氣化裝置10中吸收了冷能的流質(zhì),進(jìn)而可以用于將流質(zhì)傳輸?shù)叫罾溲b置20,即,在氣化裝置10中也可以設(shè)置有管道,該管道的其中一端可以與第一管道的第一端相連,氣化裝置10的管道內(nèi)的流質(zhì)可以吸收氣化裝置10在氣化液態(tài)能源的過程中產(chǎn)生的冷能,并通過第一管道輸送到蓄冷裝置20中,而蓄冷裝置20與第一管道的第二端相連的端口可以是蓄冷裝置20中制冷部件22的輸入端口。

可選的,在蓄冷裝置20和氣化裝置10之間也可以設(shè)置有管道,該管道可以是與第一管道相同或者不同的管道,該管道的一端可以與蓄冷裝置20中制冷部件22的輸出端口相連,而管道的另一端可以與氣化裝置10中的管道的另一端相連,用于將一部分流質(zhì)重新從蓄冷裝置20中輸送回氣化裝置10中,以繼續(xù)吸收在氣化過程中產(chǎn)生的冷能,達(dá)到流質(zhì)循環(huán)利用的作用,從而降低了裝置的使用成本。

或者,蓄冷裝置20內(nèi)部也可以設(shè)置有管道,即可以與氣化裝置內(nèi)的管道、第一管道、設(shè)置于蓄冷裝置20和氣化裝置10之間的管道,四個部分的管道之間一端連接一端,以構(gòu)成連通且封閉的管道,那么,流質(zhì)在氣化裝置10中吸收了冷能后,通過第一管道流入蓄冷裝置20中的管道,然后在蓄冷裝置20中將冷能通過管道內(nèi)壁傳遞的方式將冷能傳遞出去,溫度降低后的流質(zhì)再通過設(shè)置于蓄冷裝置20和氣化裝置10之間的管道流回氣化裝置10,繼續(xù)吸收氣化過程中的冷能,即本發(fā)明實施例中冷卻系統(tǒng)能夠?qū)α髻|(zhì)進(jìn)行循環(huán)利用,從而提高資源利用率,避免造成資源浪費。

本發(fā)明實施例中,第一管道內(nèi)還可以設(shè)置有第一循環(huán)泵,該第一循環(huán)泵可以用于驅(qū)動流質(zhì)在氣化裝置10和蓄冷裝置20之間進(jìn)行循環(huán),比如,比如第一循環(huán)泵可以為在氣化裝置10和蓄冷裝置20之間流動的流質(zhì)提供驅(qū)動力,驅(qū)使流質(zhì)在兩者之間進(jìn)行循環(huán)流動,或者,還可以通過控制第一循環(huán)泵來控制循環(huán)過程中的流質(zhì)的流量,以控制冷能的傳遞量。

比如,當(dāng)通過蓄冷裝置傳遞出去的冷能需求量大的時候,可以通過控制第一循環(huán)泵加大對流質(zhì)的驅(qū)動力,以提高流質(zhì)的流量,或者當(dāng)通過蓄冷裝置傳遞出去的冷能需求量小的時候,也可以通過控制第一循環(huán)泵以減小其對流質(zhì)的驅(qū)動力,降低流質(zhì)的流量,以此可以精確的控制進(jìn)氣的溫度,提高了燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電效率。

本發(fā)明實施例中,冷卻系統(tǒng)還包括位于蓄冷裝置20和冷卻裝置30之間的第二管道,該第二管道可以包括第三端和第四端,第三端用于與蓄冷裝置20的第一端口相連,第四端用于與冷卻裝置30相連,第二管道用于將蓄冷裝置20的第一端口輸出的所述至少一部分流質(zhì)傳輸?shù)嚼鋮s管道。

在實際應(yīng)用中,上述第二管道可以是和第一管道相同或者不同材質(zhì)的管道,該第二管道的第三端與蓄冷裝置20的第一端口相連,該第一端口可以是蓄冷裝置20中融冰板換23的用于輸出至少一部分流質(zhì)的輸出端口,而第二管道的第四端可以與冷卻裝置30中的冷卻管道的一端相連,則經(jīng)蓄冷裝置20中制冷部件22處理后的至少一部分流質(zhì)可以通過第二管道,從蓄冷裝置20輸送至冷卻裝置30中的冷卻管道中,該冷卻管道的管壁可以用于將至少一部分流質(zhì)中攜帶的冷能傳遞給與其接觸的物體中,比如,待冷卻空氣可以通過接觸冷卻管道吸收冷能,以冷卻空氣。

比如,經(jīng)融冰板換23熔解后的冰水,可以通過輸出端輸出至第二管道,在經(jīng)第二管道流入冷卻裝置30的冷卻管道中,沿冷卻管道的管壁進(jìn)行流動,當(dāng)經(jīng)冷卻裝置30進(jìn)氣口31進(jìn)入的空氣接觸到冷卻管道時,便可以制冷空氣,制冷后的空氣用于后續(xù)的裝置中。

可選的,第二管道內(nèi)還可以設(shè)置有第二循環(huán)泵,該循環(huán)泵用于驅(qū)動至少一部分流質(zhì)在蓄冷裝置20和冷卻裝置30之間進(jìn)行循環(huán),即,第二循環(huán)泵可以為至少一部分混合物的循環(huán)提供驅(qū)動力,可以驅(qū)使混合物在第二管道內(nèi)不斷的進(jìn)行循環(huán),以將混合物攜帶的冷能持續(xù)地傳遞到冷卻裝置30中,以便對待冷卻空氣進(jìn)行冷卻。

在實際應(yīng)用中,冷卻裝置30中將冷能交換給待冷卻空氣后的流質(zhì),其溫度會降低,這些流質(zhì)可以通過管道再次流入蓄冷裝置中,即,在冷卻裝置30和蓄冷裝置20之間也可以設(shè)置管道,該管道可以用于將溫度降低后的流質(zhì)輸送回蓄冷裝置中,以使流質(zhì)可以循環(huán)使用,降低冷卻系統(tǒng)的使用成本,從而節(jié)約資源。

本發(fā)明實施例中,冷卻系統(tǒng)還可以包括壓氣機(jī)和燃燒裝置,該壓氣機(jī)可以是活塞式壓氣機(jī)、葉輪式壓氣機(jī)或者引射式壓氣機(jī)等等,與冷卻裝置30相連,用于對冷卻后的空氣進(jìn)行壓縮以變?yōu)楦邏嚎諝?;燃燒裝置,可以是混合燃料或者推進(jìn)劑在其中燃燒,以生成高溫氣體的裝置,如燃燒室,可以分別與壓氣機(jī)和氣化裝置10相連,用于接收及混合壓氣機(jī)輸出的壓縮后的冷卻空氣及氣化裝置輸出的氣態(tài)能源,并將冷卻空氣與氣態(tài)能源所形成的混合氣體進(jìn)行燃燒,以獲得包括有熱能的二次能源。

比如,首先,將經(jīng)由冷卻裝置30冷卻后的空氣通過輸氣管道輸送至活塞式壓氣機(jī)中,冷卻后的空氣在活塞式壓氣機(jī)的氣缸中被壓縮,以成為高壓空氣,然后將該高壓空氣輸送至燃燒室;液化天然氣在經(jīng)氣化裝置10中經(jīng)加熱氣化后得到天然氣,天然氣也經(jīng)由輸氣管道輸送至燃燒室,燃燒室將高壓空氣和天然氣進(jìn)行混合,然后進(jìn)行燃燒,在燃燒過程中可以產(chǎn)生大量的熱能、高溫?zé)煔獾瓤梢栽俅卫玫亩文茉础?/p>

可選的,冷卻系統(tǒng)還可以包括與燃燒室連接的透平發(fā)電機(jī),該透平發(fā)電機(jī)可以由透平機(jī)和發(fā)電機(jī)構(gòu)成,可以由汽輪機(jī)或者燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動發(fā)電,即,經(jīng)過預(yù)冷的環(huán)境空氣與液化天然氣氣化后的天然氣在燃燒室中燃燒得到熱能或者其他二次能源,可以驅(qū)動透平發(fā)電機(jī)發(fā)電,以滿足終端用戶或者企業(yè)的用電負(fù)荷,同時,在燃燒過程中還可以排出500℃左右的高溫?zé)煔猓梢詫υ摳邷責(zé)煔膺M(jìn)行余熱利用,如,該高溫?zé)煔饪梢越?jīng)余熱鍋爐(圖1中未示出)生產(chǎn)一定壓力的飽和蒸汽,夏季經(jīng)蒸汽LiBr吸收式制冷機(jī)組制冷,供給用戶冷水或者冷氣,而冬季經(jīng)汽水換熱器供給用戶熱水或直接供給蒸汽滿足用戶暖氣的需求。

在實際應(yīng)用中,透平發(fā)電機(jī)發(fā)的電可以并入電網(wǎng)中滿足用戶的用電需求,且,排出的高溫?zé)煔饪梢栽诙窘?jīng)汽水換熱器供給用戶,以滿足用戶的熱水需求等等。

下面,本發(fā)明實施例將通過舉例來說明冷卻系統(tǒng)在實際應(yīng)用中的應(yīng)用場景。

首先,冷卻系統(tǒng)中的氣化裝置10對LNG儲罐中的LNG進(jìn)行氣化處理,以獲得氣化處理后的天然氣,而液化天然氣在氣化時會釋放大量的冷能,其中,大量的冷能被氣化裝置10的管道中的水吸收,而氣化后的天然氣則經(jīng)由輸氣管道輸送至燃燒室;進(jìn)而,攜帶有冷能的水通過第一管道輸送至蓄冷裝置20的制冰部件中,水經(jīng)由制冰部件處理后,得到冰和水的混合物,然后混合物被送入蓄冷裝置20的蓄冷槽21中進(jìn)行存儲,由于冰的密度小于水的密度,則,在蓄冷槽21中進(jìn)行存儲的時候,冰層置于水層的上方。

然后,蓄冷槽21中的一部分冰水混合物流入制冰機(jī),再從制冰機(jī)通過設(shè)置于蓄冷裝置20和氣化裝置10之間的管道,流回氣化裝置中,繼續(xù)吸收氣化裝置氣化過程中的冷能;而另一部分冰水混合物則通過蓄冷裝置的內(nèi)部管道流經(jīng)融冰板換23,再經(jīng)蓄冷槽21的噴頭回到蓄冷槽21中,其中,在流經(jīng)融冰板換23的時候,冰水混合物中的冰被融冰板換23給熔解了,且在融冰板換23中,冰水中攜帶的冷能可以通過管壁傳熱或者傳冷,將冷能交換出去。

再者,一部分冰水混合物經(jīng)由融冰板換熔解后的水可以通過第二管道從蓄冷裝置20流入冷卻裝置30的冷卻管道中,以冷卻待冷卻空氣,溫度升高后的水再通過設(shè)置于冷卻裝置30和蓄冷裝置20之間的管道流經(jīng)蓄冷裝置20,在流經(jīng)蓄冷裝置的時候,溫度升高后的水可以通過與蓄冷裝置20中用于輸送冰水混合物的內(nèi)部管道相連接,以通過管壁傳熱或者傳冷的方式,吸收冰水混合物中的冷能,溫度升高后的水吸收冷能后,溫度再次降低,再經(jīng)由第二管道輸送至冷卻裝置30的冷卻管道中,以此循環(huán),其中,通過調(diào)節(jié)第一管道中的第一循環(huán)泵和第二管道中的第二循環(huán)泵,可以控制攜帶有冷能的流質(zhì)的流量,以此可以控制對待冷卻空氣的冷卻程度,從而能夠精確的控制進(jìn)氣溫度,提高燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電效率。

冷卻后的空氣經(jīng)壓氣機(jī)壓縮為高壓空氣,再送至燃燒室中與氣化裝置10氣化后天然氣混合、燃燒,從而驅(qū)使透平發(fā)電機(jī)發(fā)電,供用戶使用,且排出大量的高溫氣體以滿足用戶的熱水需求,提高了能源的循環(huán)使用率,且實現(xiàn)了液化天然氣在氣化過程中釋放的大量冷能的就地利用,避免了冷能在遠(yuǎn)距離輸送過程中造成的損耗,有利于提高一次能源的綜合利用率。

如圖5所示,本發(fā)明實施例還提供了一種冷卻方法,該方法可以應(yīng)用于上述的冷卻系統(tǒng),該方法可以描述如下:

S11:氣化裝置對輸入的液態(tài)能源進(jìn)行氣化處理,獲得氣化處理后液態(tài)能源所對應(yīng)的氣態(tài)能源,及氣化處理過程中所產(chǎn)生的冷能;其中,冷能存儲在流質(zhì)中;

冷卻系統(tǒng)中的氣化裝置會對液態(tài)能源進(jìn)行氣化處理,以得到氣化后的氣態(tài)能源,而在氣化過程中會釋放出大量的冷能,該冷能可以被流質(zhì)吸收并進(jìn)行存儲。

S12:與氣化裝置相連的蓄冷裝置存儲流質(zhì),并將流質(zhì)的至少一部分流質(zhì)傳輸給冷卻系統(tǒng)中與蓄冷裝置相連的冷卻裝置,冷卻裝置中包括有待冷卻空氣;

即,冷卻系統(tǒng)中的蓄冷裝置可以對在氣化裝置中吸收了冷能的流質(zhì)進(jìn)行存儲,在需要對冷能進(jìn)行利用時,則將這些流質(zhì)的一部分輸送到冷卻裝置中,以備后續(xù)冷卻待冷卻空氣使用。

可選的,首先,可以通過位于蓄冷裝置中的蓄冷槽獲取已經(jīng)吸收了冷能的流質(zhì),然后通過蓄冷裝置中與蓄冷槽相連的制冷部件對流質(zhì)進(jìn)行制冷處理,其中,在制冷過程中,可能會出現(xiàn)制冷不徹底的情況,使流質(zhì)中的一部分凝固為第一固態(tài)物,而另一部分只是溫度降低而并未改變其物理狀態(tài)的第一液態(tài)物;最后,通過位于蓄冷槽中的蓄液池對第一固態(tài)物和第一液態(tài)物的混合物進(jìn)行存儲。

S13:冷卻裝置將至少一部分流質(zhì)與待冷卻空氣進(jìn)行接觸,以將至少一部分流質(zhì)攜帶的冷能傳遞給待冷卻空氣,對待冷卻空氣進(jìn)行冷卻。

即,通過控制冷卻裝置將攜帶有冷能的至少一部分流質(zhì)與待冷卻空氣進(jìn)行接觸,將冷能傳遞給待冷卻空氣,從而得到冷卻后的冷卻空氣。

可選的,通過控制位于冷卻裝置中的冷卻管道與待冷卻空氣進(jìn)行接觸,則可以通過冷卻管道的關(guān)閉,將冷卻管道中容置的至少一部分流質(zhì)攜帶的冷能傳遞給待冷卻空氣,以對待冷卻空氣進(jìn)行冷卻。由于本發(fā)明實施例提供的冷卻方法應(yīng)用于上述冷卻系統(tǒng)中,具體的冷卻方法的實施例請參見前述系統(tǒng)的中的實施例,在此不再贅述。

以上所述,以上的所有實施例僅用以對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行的詳細(xì)的介紹,且以上實施例的說明僅僅只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想,不應(yīng)該理解為對本發(fā)明的限定。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可以輕易的想到的變化或者替換,都應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變形而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同的技術(shù)范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。

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