[发明专利]一种利用LNG冷能的BOG燃气轮机、超临界CO2布雷顿、卡琳娜联合循环发电系统

说明书

一种利用LNG冷能的BOG燃气轮机、超临界CO2布雷顿、卡琳娜联合循环发电系统，包括BOG燃气轮机系统、超临界CO₂再压缩布雷顿循环、卡琳娜循环和天然气直接膨胀系统；将BOG用于冷却超临界CO₂再压缩布雷顿循环工质，然后作为燃气轮机系统的燃料，燃气轮机出口烟气作为超临界CO₂再压缩布雷顿循环的热源，实现对BOG的高效回收利用；采用LNG作为卡琳娜循环和超临界CO₂再压缩布雷顿循环的冷源，再将吸热气化后的天然气用于直接膨胀发电，实现对LNG冷能的梯级利用；本发明可以实现BOG和LNG冷能的高效互补利用，显著提高了系统的热效率和发电效率；具有结构合理、成本低廉、节能高效、实用性强的优点。

技术领域

本发明涉及一种LNG冷能和BOG耦合利用技术，具体涉及一种利用LNG冷能的BOG燃气轮机、超临界CO2布雷顿、卡琳娜联合循环发电系统。

背景技术

液化天然气(LNG)低温储罐无法实现绝对绝热，因此不可避免会产生蒸发气体(BOG)。BOG的存在会威胁系统的生产安全，必须对其进行妥善处理。然而，现有的BOG处理系统存在结构复杂、能耗高、冷能浪费严重等问题。

LNG需要气化至常温后供给用户使用。在气化过程中LNG会释放大量冷能，如果能够对这部分冷能加以利用，会产生巨大的经济效益。超临界CO₂再压缩布雷顿循环具有结构紧凑、热效率高、安全环保等优点。以氨-水混合物作为工质的卡琳娜循环在中低温热能利用中具有显著优势。在卡琳娜循环中，氨-水混合物的吸热蒸发过程为变温过程，可以使热源的放热过程与混合工质的吸热过程曲线更好的匹配，从而最大限度地降低放热过程中的不可逆损失，提高其热能利用效率。将LNG作为超临界CO₂再压缩布雷顿循环和卡琳娜循环的冷源能够进一步提高其发电效率，但对LNG冷能的利用率不高。天然气直接膨胀发电技术具有工艺简单、成本低等优点，但仅能利用LNG的压力能，同样存在冷能利用率低的缺点。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种利用LNG冷能的BOG燃气轮机、超临界CO2布雷顿、卡琳娜联合循环发电系统，将BOG燃气轮机系统、超临界CO₂再压缩布雷顿循环、卡琳娜循环和天然气直接膨胀系统相结合，能够实现BOG和LNG冷能的高效互补利用，显著提高了系统的热效率和发电效率；具有结构合理、成本低廉、节能高效、实用性强的优点。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用LNG冷能的BOG燃气轮机、超临界CO2布雷顿、卡琳娜联合循环发电系统，包括BOG燃气轮机系统、超临界CO₂再压缩布雷顿循环、卡琳娜循环和天然气直接膨胀系统；

所述的BOG燃气轮机系统包括BOG压缩机26，BOG压缩机26的进口侧与LNG储罐的气相出口侧相连通，BOG压缩机26的出口侧接入第一换热器22的冷流进口侧，第一换热器22的冷流出口侧和空气压缩机23的出口侧接入燃烧器24的进口侧，燃烧器24的出口侧连入燃气轮机25的进口侧，燃气轮机25的出口侧与第二换热器21的热流进口侧相连通，第二换热器21的热流出口侧气体外排；