[发明专利]一种采用燃气‑蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置

说明书

技术领域

本发明属于LNG发电领域，具体涉及一种适合布置在江河湖海沿岸及深海为城市、工业区和海上大型结构物等进行供电的采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置。

背景技术

当前，能源低碳高效成为推动世界经济社会可持续发展的首选，天然气作为一种重要的清洁能源，其优质高效和环保无污染的优点越来越受到用户的青睐。随着技术的进步，其开采、运输、储存等成本不断下降，因此其应用范围在不断扩展。在煤、石油、天然气三大化石能源中，天然气含氢比例最低，热能利用效率高，相同质量条件下热值最高，碳排放量仅为煤炭的一半。

美国、日本、韩国及欧洲部分发达国家已将天然气作为发电的主要能源之一。由于天然气发电站比燃煤发电站建造更为容易、成本更低以及污染排放更少等因素，美国天然气发电比重大幅增加，由1990年的11％左右提升到2010年的23.9％，形成了天然气替代煤炭的态势，煤炭发电比例由2000年的52％下降到2013年的39％。日本天然气发电量占总发电量的比例由1980年的15％上升至2013年的43％。截至2014年，日本LNG发电装机容量占总发电装机容量的65％以上。随着英国竞争性电力市场改革的开启和燃气-蒸汽联合循环发电技术的日趋成熟，天然气发电迅速发展，2014年天然气发电装机容量为3378.4万kW，占全国总装机容量的39.75％。

在我国目前燃煤发电占比达60％以上，大气污染已经是国家面临的严峻问题，伴随国务院《大气污染防治行动计划》的发布，在煤电建设领域采用“上大压小”的政策。以上海外高桥第三发电厂采用的目前最高技术的超超临界发电机组为例，由于煤电不可避免的热端损失原因，其机组净效率最高达到46.5％。但是相比于目前GE、西门子等国际顶尖燃气轮机制造商生产的F级燃气轮机采用燃气-蒸汽联合循环发电方式60％以上的效率还相差甚远。

我国天然气发电还处于起步阶段。21世纪初，伴随天然气管道等基础设施大规模建设，天然气发电产业取得一定进展。截至2015年底，我国燃气发电装机容量约为6637万kW，占全国发电总装机容量的4.45％，天然气发电量为1658亿kW·h，占全国总发电量的2.95％，远低于世界平均水平。当前制约我国天然气发电产业发展的因素除资源禀赋外，还有技术装备落后的原因。目前上海电气，东方电气，哈电气等国内在燃气轮机领域基础较强的企业纷纷与国际燃气轮机巨头合作，以技术引进的方式推出国产化的燃气-蒸汽联合循环发电机组，有力的推动了我国天然气发电的步伐。陆域天然气发电厂的建设受制于天然气管道网的铺设，而我国东部沿海主要用电经济区有广阔的海洋水域资源，并且LNG运输船可以方便的在这些水域中穿梭，目前还并未有这样的设备运用，因此利用其水域资源发展浮式发电装置具有良好的前景。

发明内容

本发明的目的是在现有技术存在天然气发电厂的建设受制于天然气管道网的铺设且目前暂无利用其水域资源发展浮式发电装置的前提下，提供一种可用于江河湖海沿岸或深远海，可为城市、工业区和在深远海作业的大型平台或海上工厂进行供电；在码头上进行LNG发电，省去管道网铺设，造价低的采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置，其包括船型浮体，船型浮体内设有变压器室、凝水储存舱和若干个LNG储存舱；船型浮体的甲板上安装有气化加热器、第一换热器、第一中央管道、若干个燃气轮机和若干个余热锅炉，燃气轮机和余热锅炉一一对应地设置，气化加热器内设有进行相互热交换的第一换热流程和第二换热流程，第一换热器内设有进行相互热交换的第三换热流程和第四换热流程；

每个LNG储存舱内均设有深潜泵，深潜泵均通过管道汇集至第一换热流程的输入口，第一换热流程的输出口连通第一中央管道的进口，第一中央管道的出口分流至各个燃气轮机的进气口中，各燃气轮机上均同轴连接有第一发电机，各第一发电机的电力输出端均电缆连接至变压器室；

各个燃气轮机的废气排出口均一一对应地连通至余热锅炉中，每个余热锅炉中均穿设有低压蒸汽回路；凝水储存舱中设有凝水输送泵，凝水输送泵的泵出口通过管道分流至各低压蒸汽回路的进水端，低压蒸汽回路的出汽端均通过管道汇集至第四换热流程的进口中，第四换热流程的出口连通至凝水储存舱中；第三换热流程和第二换热流程构成循环回路，循环回路中设有强制循环泵，且流通有热媒。