[发明专利]利用天然气压力能发电及冷能回收的工艺和装置

权利要求书

1.一种利用天然气压力能发电及冷能回收的工艺，其特征在于：

1)高压天然气进入调压发电一体机，高压天然气在调压发电一体机内膨胀降压，在降压过程中，气体在膨胀机(1)内膨胀做功，带动发电机(3)输出电能；

2)膨胀后的低温天然气从膨胀机(1)输出进入半导体温差发电装置(4)，半导体温差发电装置(4)利用内外温差发电输出电能；

3)经过半导体温差发电装置(4)内部循环后的低温天然气输出至制冰装置(5)，水循环系统的循环水进入制冰装置(5)进行降温制冰；

4)制冰装置(5)输出的天然气进入出口换热器(6)，与循环水进行换热，出口换热器(6)输出复热后温度≥5℃的天然气并入城市天然气管网。

2.根据权利要求1所述的利用天然气压力能发电及冷能回收的工艺，其特征在于：所述膨胀机(1)输出的天然气温度为-60℃～-20℃。

3.一种实现权利要求1的工艺的利用天然气压力能发电及冷能回收的装置，其特征在于：包括水循环系统，PLC控制装置，以及依次连接的调压发电一体机，半导体温差发电装置(4)，制冰装置(5)和出口换热器(6)；

所述调压发电一体机包括膨胀机(1)，连接在膨胀机(1)上游的第一调压阀(2)和连接在膨胀机(1)下游的发电机(3)，高压天然气经过第一调压阀(2)进入膨胀机(1)膨胀做功，带动发电机(3)输出电能，膨胀机(1)输出低温天然气；

所述半导体温差发电装置(4)包括本体(41)，设置在本体(41)内部的制冷盘管(42)和设置在本体(41)侧壁的温差发电芯片组(43)，所述膨胀机(1)输出的低温天然气经过制冷盘管(42)循环后输出至制冰装置(5)，所述温差发电芯片组(43)输出电能；

所述制冰装置(5)输出的天然气进入出口换热器(6)升温后输出并入城市天然气管网；所述水循环系统的循环水一路进入制冰装置(5)内制冰，一路进入出口换热器(6)换热后从出口换热器(6)排出。

4.根据权利要求3所述的利用天然气压力能发电及冷能回收的装置，其特征在于：在高压天然气入口至第一调压阀(2)之间设置有流量计(7)和电磁阀(8)。

5.根据权利要求4所述的利用天然气压力能发电及冷能回收的装置，其特征在于：所述电磁阀(8)包括两路出口，一路经过第一调压阀(2)连接膨胀机(1)，另一路直接并入城市天然气管网形成旁路(9)，在所述旁路(9)上设置有第二调压阀(10)，所述流量计(7)、电磁阀(8)、第一调压阀(2)和第二调压阀(10)分别连接PLC控制装置。

6.根据权利要求3所述的利用天然气压力能发电及冷能回收的装置，其特征在于：在所述膨胀机(1)和发电机(3)之间设置有变速箱(11)。

7.根据权利要求3所述的利用天然气压力能发电及冷能回收的装置，其特征在于：所述调压发电一体机和半导体温差发电装置(4)输出的电能共同通过并网柜(12)输出至门站内部电网。

8.根据权利要求3所述的利用天然气压力能发电及冷能回收的装置，其特征在于：所述制冷盘管(42)均匀分布在半导体温差发电装置(4)的内侧壁上，所述温差发电芯片组(43)一面设置在本体(41)内部，另一面设置在本体(41)外部，所述温差发电芯片组(43)由若干温差发电芯片组成。

9.根据权利要求3所述的利用天然气压力能发电及冷能回收的装置，其特征在于：所述半导体温差发电装置(4)内部还设置有天然气泄漏检测装置(44)，所述天然气泄漏检测装置(4)为激光甲烷检测仪，所述激光甲烷检测仪连接PLC控制装置。

10.根据权利要求3所述的利用天然气压力能发电及冷能回收的装置，其特征在于：所述膨胀机(1)为螺杆膨胀机。