[实用新型]一种横向两级利用LNG跨临界冷能朗肯循环发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及LNG(液化天然气)冷能发电技术领域，特别是关于一种横向两级利用LNG跨临界冷能朗肯循环发电系统。

背景技术

根据我国能源中长期发展规划，天然气将成为我国能源发展战略的一个亮点和绿色能源支柱之一。在未来的时间内，我国将会大量进口天然气，其中大部分天然气将以LNG(液化天然气)的方式输送到中国。大量进口的LNG，同时携带着大量的冷能，如果不能有效地利用这些冷能，将会造成巨大的能源浪费。因此，如何有效地利用这些冷能，就变得极为重要与必要。利用动力循环将冷能转化为功是对LNG的一种综合利用形式，这种循环是目前研究尚少的LNG冷能发电低温动力循环。利用LNG冷能发电，可以回收LNG大部分温度段的冷能，而其它的冷能利用方式主要针对某区段温度梯度的LNG部分少量冷能进行回收。然而单级冷能发电系统存在效率低、初投资较大，系统运行不稳定的问题，这些是一直困扰LNG冷能发电大规模推广的主要因素。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种运行稳定、安全可靠、高效的横向两级利用LNG跨临界冷能朗肯循环发电系统。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种横向两级利用LNG跨临界冷能朗肯循环发电系统，其特征在于：它包括两个单级朗肯循环系统，第一单级朗肯循环系统包括蒸发器、汽轮机、冷凝器、工质泵、发电机和在该级系统中循环的发电工质；所述蒸发器两端分别设置有供海水进出的热源输入端和热源输出端；所述冷凝器两端也分别设置有供跨临界状态LNG进出的冷源输入端和冷源输出端；所述工质泵内液态的所述发电工质经管道进入所述蒸发器，在所述蒸发器内与经所述热源输入端进入的海水进行热量交换后，变为气态进入所述汽轮机内带动所述发电机发电；所述发电工质在所述汽轮机内膨胀做功后的乏气由所述汽轮机流出后进入所述冷凝器，在所述冷凝器内与经所述冷源输入端进入的跨临界状态的LNG进行热量交换；从所述冷凝器流出的所述发电工质经管道进入所述工质泵升压后，重新进入所述蒸发器循环发电；第二单级朗肯循环系统的结构与所述第一单级朗肯循环系统相同，且所述第二单级朗肯循环系统中冷凝器的冷源输入端与所述第一单级朗肯循环系统中冷凝器的冷源输出端连接构成串联结构，所述第一单级朗肯循环系统中冷凝器输出的LNG进入所述第二单级朗肯循环系统再次进行热量交换。

所述第一单级朗肯循环系统中循环的发电工质采用R170。

所述第二单级朗肯循环系统中循环的发电工质采用R290。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于采用LNG冷能进行发电，不但有效的利用了LNG的高品位冷能，而且减少企业在LNG气化过程的能源、水源消耗，为企业节能减排、提高国家天然气能源综合效益做出贡献。2、本实用新型由于采用LNG介质为冷源朗肯循环、以海水作为系统热源、以R170、R290作为发电介质，通过调节控制LNG和冷媒介质的压力实现LNG冷能的两级换热，有效的提高了LNG冷能朗肯循环发电系统效率，气化单位质量LNG的冷能利用率大于等于17.5％。3、本实用新型由于横向两级利用LNG跨临界冷能朗肯循环发电系统实现了LNG的梯级利用，从而减少系统的损失，提高冷能利用率和发电效率。4、本实用新型由于采用R170、R290作为冷媒介质，使得系统运行稳定，安全可靠，便于工程实施。本实用新型结构简单，使用方便，可以广泛应用于LNG冷能发电领域。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型包括两个单级朗肯循环系统1、2，第一单级朗肯循环系统1包括蒸发器11、汽轮机12、冷凝器13、工质泵14、发电机15和在该级系统中循环的发电工质。其中，蒸发器11、汽轮机12、冷凝器13和工质泵14依次通过管道连接构成闭环结构，发电机15通过管道与汽轮机12连接。蒸发器11两端还分别设置有供海水进出的热源输入端和热源输出端；冷凝器13两端也分别设置有供跨临界状态LNG进出的冷源输入端和冷源输出端。第二单级朗肯循环系统2也包括蒸发器21、汽轮机22、冷凝器23、工质泵24、发电机25和在该级系统中循环的发电工质，其结构与第一单级朗肯循环系统1相同，且第一单级朗肯循环系统1中冷凝器13的冷源输出端与第二单级朗肯循环系统2中冷凝器23的冷源输入端连接，构成串联结构。