一種多級(jí)耦合lng冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及液化天然氣（LNG)冷能利用發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種多級(jí) 耦合LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)我國(guó)能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，天然氣以其高效、清潔的性能和廣泛的用途，將成 為我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略的一個(gè)綠色能源支柱之一，并且益呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。在未來(lái)的時(shí)間 內(nèi)，我國(guó)將會(huì)大量進(jìn)口天然氣，其中大部分天然氣將以LNG的方式輸送到中國(guó)。大量進(jìn)口 的LNG，同時(shí)攜帶著大量的冷能，如果不能有效地利用這部分冷能，將會(huì)造成巨大的能源浪 費(fèi)和環(huán)境危害。因此，合理有效地利用這部分冷能，一方面可以有效的利用LNG的高品位冷 能，另一方面，在獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，可以減少LNG氣化過(guò)程中的環(huán)境污染。利用 動(dòng)力循環(huán)將冷能轉(zhuǎn)化為功是對(duì)LNG的一種綜合利用形式，這種循環(huán)是目前研宄尚少的LNG 冷能發(fā)電低溫動(dòng)力循環(huán)。利用LNG冷能發(fā)電，可以回收LNG大部分溫度段的冷能，而其它的 冷能利用方式主要針對(duì)某區(qū)段溫度梯度的LNG部分少量冷能進(jìn)行回收。然而單級(jí)冷能發(fā)電 系統(tǒng)存在效率低、初投資較大，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題，這些是一直困擾LNG冷能發(fā)電大規(guī) 模推廣的主要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠、高效的多級(jí)耦 合LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種多級(jí)耦合LNG冷能利用循 環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：它包括三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、海水泵和LNG循環(huán)泵； LNG經(jīng)所述LNG循環(huán)泵加壓后依次進(jìn)入第一級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、第二級(jí)LNG冷能 利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)和第三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行熱量交換；20°C的海水熱源經(jīng) 所述海水泵加壓后，進(jìn)入所述第三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行熱量交換；所述第一 級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括第一蒸發(fā)器、第一汽輪機(jī)、第一冷凝器、第一工質(zhì)泵、第 一電動(dòng)機(jī)和在該級(jí)系統(tǒng)中循環(huán)的第一發(fā)電工質(zhì)，且所述第一蒸發(fā)器、第一汽輪機(jī)、第一冷凝 器、第一工質(zhì)泵依次通過(guò)管道連接構(gòu)成閉環(huán)結(jié)構(gòu)；所述第一蒸發(fā)器兩端分別設(shè)置有第一熱 源輸入端和第一熱源輸出端，所述第一冷凝器兩端分別設(shè)置有第一冷源輸入端和第一冷源 輸出端；所述第二級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與所述第三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)相同；所述第二級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括第二蒸發(fā)器、第二汽輪機(jī)、第二分流 器、第二冷凝器、第二混合器、第二工質(zhì)泵、第二電動(dòng)機(jī)和在該級(jí)系統(tǒng)中循環(huán)的第二發(fā)電工 質(zhì)；其中，所述第二蒸發(fā)器、第二汽輪機(jī)、第二分流器依次通過(guò)管道連接，所述第二分流器的 兩輸出端分別與所述第二冷凝器和所述第一級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中所述第一蒸 發(fā)器的第一熱源輸入端連接；所述第二冷凝器和所述第一級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中 所述第一蒸發(fā)器的第一熱源輸出端與所述第二混合器的兩個(gè)輸入端連接；所述第二混合器 的輸出端通過(guò)管道與所述第二工質(zhì)泵連接，所述第二工質(zhì)泵與所述第二蒸發(fā)器通過(guò)管道連 接后構(gòu)成閉環(huán)結(jié)構(gòu)；所述第二蒸發(fā)器兩端分別設(shè)置有第二熱源輸入端和第二熱源輸出端， 所述第二冷凝器兩端分別設(shè)置有第二冷源輸入端和第二冷源輸出端；且所述第二蒸發(fā)器的 第二熱源輸入端與所述第三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中第三分流器的一個(gè)輸出端連 接，所述第二蒸發(fā)器的第二熱源輸出端與所述第三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中第三混 合器的一個(gè)輸入端連接。
[0005] 所述第一級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)和第二級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中的 發(fā)電工質(zhì)均采用R1150。
[0006] 所述第三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電工質(zhì)采用R1270。
[0007] 本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新型由于采用 LNG冷能進(jìn)行發(fā)電，不但有效的利用了 LNG的高品位冷能，而且減少企業(yè)在LNG氣化過(guò)程的 能源、水源消耗，為企業(yè)節(jié)能減排、提高國(guó)家天然氣能源綜合效益做出貢獻(xiàn)。2、本實(shí)用新型 由于第三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)以海水為熱源與蒸發(fā)器進(jìn)行換熱，第二級(jí)LNG冷能 利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)由第三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)放熱提供熱源進(jìn)行熱交換，第一級(jí) LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)由第二級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)放熱提供熱源實(shí)現(xiàn)熱量交 換。這樣，第一級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)降低了第二級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的 蒸發(fā)溫度，第二級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)降低了第三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)蒸 發(fā)溫度，減小了系統(tǒng)每一級(jí)循環(huán)蒸發(fā)溫度與冷凝溫度的差值，提高了系統(tǒng)冷凝器、蒸發(fā)器、 汽輪機(jī)的煙損失。3、本實(shí)用新型由于采用三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，LNG經(jīng)過(guò)泵加 壓后，依次經(jīng)過(guò)第一級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、第二級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)和第 三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，使系統(tǒng)循環(huán)工質(zhì)溫度降低，充分實(shí)現(xiàn)換熱過(guò)程，減少了污 染排放，改善了系統(tǒng)性能。4、本實(shí)用新型由于采用R1150、R1270作為冷媒介質(zhì)，使得系統(tǒng)運(yùn) 行穩(wěn)定，安全可靠，便于工程實(shí)施。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可以廣泛應(yīng)用于LNG冷 能發(fā)電領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0010] 如圖1所示，本實(shí)用新型包括三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)1、2、3、海水泵4和 LNG循環(huán)泵5。LNG經(jīng)LNG循環(huán)泵5加壓后依次進(jìn)入第一級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)1、 第二級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)2和第三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)3進(jìn)行熱量交換。 20°C的海水熱源經(jīng)海水泵4加壓后，進(jìn)入第三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)3進(jìn)行熱量交 換。
[0011] 其中，第一級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)1包括蒸發(fā)器11、汽輪機(jī)12、冷凝器13、 工質(zhì)泵14、電動(dòng)機(jī)15和在該級(jí)系統(tǒng)中循環(huán)的發(fā)電工質(zhì)，且蒸發(fā)器11、汽輪機(jī)12、冷凝器13、 工質(zhì)泵14依次通過(guò)管道連接構(gòu)成閉環(huán)結(jié)構(gòu)。其中，蒸發(fā)器11兩端分別設(shè)置有熱源輸入端 和熱源輸出端，冷凝器13兩端分別設(shè)置有冷源輸入端和冷源輸出端。
[0012] 第二級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)2包括蒸發(fā)器21、汽輪機(jī)22、分流器23、冷凝 器24、混合器25、工質(zhì)泵26、電動(dòng)機(jī)27和在該級(jí)系統(tǒng)中循環(huán)的發(fā)電工質(zhì)。其中，蒸發(fā)器21、 汽輪機(jī)22、分流器23依次通過(guò)管道連接，分流器23的兩輸出端分別與冷凝器24和第一級(jí) LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)1中蒸發(fā)器11的熱源輸入端連接。冷凝器24和第一級(jí)LNG冷 能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)1中蒸發(fā)器11的熱源輸出端與混合器25的兩個(gè)輸入端連接。混合 器25的輸出端通過(guò)管道與工質(zhì)泵26連接，工質(zhì)泵26與蒸發(fā)器21通過(guò)管道連接后構(gòu)成閉 環(huán)結(jié)構(gòu)。同樣，蒸發(fā)器21兩端分別設(shè)置有熱源輸入端和熱源輸出端，冷凝器23兩端分別設(shè) 置有冷源輸入端和冷源輸出端。第三級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)3的結(jié)構(gòu)與第二級(jí)LNG 冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)2相同，其包括蒸發(fā)器31、汽輪機(jī)32、分流器33、冷凝器34、混合器 35、工質(zhì)泵36、電動(dòng)機(jī)37和在該級(jí)系統(tǒng)中循環(huán)的發(fā)電工質(zhì)，且分流器33的一個(gè)輸出端與第 二級(jí)LNG冷能利用循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)2中蒸發(fā)器21的熱源輸入端連接，蒸發(fā)器21的熱源輸出 端與混合器35的一個(gè)輸入端連接。
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