[发明专利]一种LNG冷能利用系统及方法

权利要求书

1.一种LNG冷能利用系统，其特征在于，包括N级直接膨胀单元，其中第K级直接膨胀单元包括K级混合器、K级加压泵和K级膨胀机，1＜K＜N；

所述K级混合器的输入端分别与K-1级加压泵的输出端以及所述K级膨胀机的输出端连接，所述K级混合器的输出端与所述K级加压泵的输入端连接，所述混合器用于将LNG与天然气进行接触换热，以使所述天然气冷却为LNG；

所述K级加压泵的输出端与K+1级混合器的输入端连接；

第一级直接膨胀单元包括一级混合器、一级加压泵和一级膨胀机；

所述一级混合器的输入端分别与LNG低压泵的输出端以及所述一级膨胀机的输出端连接，所述一级混合器的输出端与所述一级加压泵的输入端连接，所述LNG低压泵的输入端与LNG进气管线连接；

所述一级加压泵的输出端与二级混合器的输入端连接；

第N级直接膨胀单元包括N级混合器、N级加压泵和N级膨胀机；

所述N级混合器的输入端分别与N-1级加压泵的输出端以及所述N级膨胀机的输出端连接，所述N级混合器的输出端与所述N级加压泵的输入端连接；

所述N级加压泵的输出端与朗肯循环单元连接，所述朗肯循环单元用于对LNG进行加热汽化，以使汽化得到的高压天然气分别输出至各级膨胀机。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述朗肯循环单元包括LNG汽化器、循环介质高压泵、循环介质换热器和循环介质膨胀机；

所述LNG汽化器的第一输入端与所述N级加压泵的输出端连接，所述LNG汽化器的第一输出端分别与所述各级膨胀机的输入端连接；

所述LNG汽化器的第二输出端依次与所述循环介质高压泵、所述循环介质换热器、所述循环介质膨胀机以及所述LNG汽化器的第二输入端连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述LNG汽化器的第一输出端还与高压天然气输出管线连接，所述循环介质换热器还与海水或工业余热管线连接。

4.一种利用权利要求1至3任一系统进行LNG冷能利用方法，其特征在于，包括：

通过K级混合器对来自K-1级加压泵的LNG以及来自K级膨胀机的天然气进行接触换热，以使所述天然气冷却为LNG；

通过K级加压泵对来自所述K级混合器的LNG进行加压，以使加压后的LNG输出至K+1级混合器；

其中，1＜K＜N，N为直接膨胀单元的总数；

通过一级混合器对来自LNG低压泵的LNG以及来自一级膨胀机的天然气进行接触换热，以使所述天然气冷却为LNG；

通过一级加压泵对来自所述一级混合器的LNG进行加压，以使加压后的LNG输出至二级混合器；

通过N级混合器对来自N-1级加压泵的LNG以及来自N级膨胀机的天然气进行接触换热，以使所述天然气冷却为LNG；

通过N级加压泵对来自所述N级混合器的LNG进行加压，以使加压后的LNG输出至朗肯循环单元；

其中，所述朗肯循环单元用于对LNG进行加热汽化，以使汽化得到的高压天然气分别输出至各级膨胀机。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对LNG进行加热汽化，以使汽化得到的高压天然气分别输出至各级膨胀机包括：

通过LNG汽化器对来自所述N级加压泵的LNG以及来自循环介质膨胀机的循环介质进行换热，以使LNG汽化为高压天然气并分别输出至各级膨胀机，以及以使冷却后的所述循环介质输出至循环介质高压泵；

通过所述循环介质高压泵对所述循环介质进行加压，以使加压后的所述循环介质输出至循环介质换热器；

通过所述循环介质换热器对所述循环介质进行加热，以使加热后的所述循环介质输出至循环介质膨胀机；

通过所述循环介质膨胀机对所述循环介质进行膨胀做功，以使做功后的所述循环介质输出至所述LNG汽化器。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过所述LNG汽化器使LNG汽化为高压天然气后还输出至高压天然气输出管线，所述循环介质换热器通过海水或工业余热对所述循环介质进行加热。