[发明专利]一种用于液化天然气浮式存储再气化装置的冷能发电系统

说明书

本发明公开了一种用于液化天然气浮式存储再气化装置的冷能发电系统，包括通过管道依次连接的介质容器、增压泵、发动机冷却器、蒸汽冷凝器、透平膨胀机、交流发电机和天然气加热器。本发明通过回收利用船舶上发动机的废热、船舶泄放的多余蒸汽，并通过加热气化中间介质，通过气化介质驱动透平膨胀机使交流发电机进行发电，有效提高了全船的能量利用率；同时，透平膨胀机输出的高温低压气态介质也可加热液化天然气或低温天然气，降低船舶上LNG气化加热时的海水用量，减小LNG‑FSRU对周围环境的影响，提升环境友好性。

技术领域

本发明涉及船舶工程装备技术领域，特别是涉及一种用于液化天然气浮式存储再气化装置的冷能发电系统。

背景技术

天然气以其清洁、方便、高热值的特性成为替代煤炭、石油的新型能源。天然气在全球能源消费结构中所占的比例越来越高。LNG-FSRU是一种带LNG存储及再气化功能的海上浮式接收站。LNG-FSRU通过可靠的锚泊固定后，接收其他LNG运输船运送的LNG并对其进行加热气化处理，然后通过管道输送上岸。可应用于广阔的沿海地区，建立LNG-FSRU可以有效地降低投资成本，节约大量土地资源，在国际市场上受到船东的青睐。

LNG-FSRU需要将大量的-163℃低温LNG加热气化至5℃左右的输送温度，目前主流的加热方式是采用中间介质的开式循环系统，就是利用海水加热中间介质丙烷液体，气化后的丙烷加热LNG，使LNG气化。在LNG加热和气化过程中，大量海水加热LNG后泄放回到海里，使得LNG冷能浪费并影响周围水域水温。与此同时，LNG-FSRU为满足全船日常和工作的电能所需，需要安装数台大容量发电机组，其发动机工作所产生的热量以及船舶多余蒸汽泄放所产生的热量，被海水冷却后直接排到外界，大量热能浪费。如何充分利用LNG的冷能和发动机及蒸汽泄放产生的热能，通过有机工质朗肯循环将其转化为电能为本发明专利所阐述的内容。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，设计出一种用于液化天然气浮式存储再气化装置的冷能发电系统。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于液化天然气浮式存储再气化装置的冷能发电系统,其特征在于，包括介质容器、增压泵、发动机冷却器、蒸汽冷凝器、透平膨胀机、交流发电机和天然气加热器，

所述介质容器，用以存储第一温度、第一压强的液态介质，其介质出口通过管道与增压泵的进口连通；所述介质采用的是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、新戊烷、乙烯、丙烯中的任一种，或至少两种的混合物；

所述增压泵，用以将介质容器输出的第一温度、第一压强的液态介质增压至第二压强并输送给发动机冷却器，增压泵的出口通过管道与发动机冷却器壳体上的介质进口连通；

所述发动机冷却器，用以使第一温度、第二压强的液态介质与其壳体内部换热管内的冷却淡水进行热交换，带走冷却淡水的热量从而从其介质出口输出第二温度、第二压强的气态介质，发动机冷却器壳体上的介质出口通过管道与蒸汽冷凝器壳体上的介质进口连通；

所述蒸汽冷凝器，用以使第二温度、第二压强的气态介质与其壳体内部换热管内的船舶泄放蒸汽进行热交换，带走蒸汽的热量，使蒸汽冷凝从而从其介质出口输出第三温度、第二压强的气态介质，蒸汽冷凝器壳体上的介质出口通过管道与透平膨胀机的进气口连通；

所述透平膨胀机，用于对第三温度、第二压强的气态介质进行膨胀作功，通过齿轮箱驱动交流发电机发电，并从其出气口输出第四温度、第一压强的气态介质；透平膨胀机的出气口通过管道与天然气加热器壳体上的介质进口连通；

所述天然气加热器，用以使第四温度、第一压强的气态介质与其壳体内部换热管内的液化天然气进行热交换，吸收LNG的冷能，并从其介质出口输出第一温度、第一压强的液态介质，天然气加热器壳体上的介质出口通过管道与介质容器相连通。