[发明专利]LNG船舶热能综合利用系统

说明书

本发明涉及一种LNG船舶热能综合利用系统，包括LNG发动机、闭式循环换热器、废气换热器、管束式换热器、CNG气瓶、LNG汽瓶、散热盘管、低温冷却水柜、蒸发式制淡机、海水泵，LNG发动机为整个系统提供热能，LNG汽瓶、管束换热器、CNG气瓶组成自恒压自转化模块；散热盘管组成舱室温度恒温模块，用于维持舱室温度恒定；废气换热器、蒸发式制淡机、海水泵组成制淡模块；闭式循环换热器与海水泵组成闭式循环冷却模块，低温冷却水柜组成开式循环冷却模块，用于确保LNG发动机良好的冷却。本发明利用LNG发动机工作所产生的热能和LNG向CNG转化所产生的冷能，通过合理控制高、低温冷却水的流量实现系统的自增压自转换、舱室温度恒定、发动机的冷却以及高效制淡的功能。

技术领域

本发明涉及热能运用技术领域，具体涉及一种LNG船舶的热能综合利用系统。

背景技术

众所周知，以化石能源为动力的船舶会造成严重的排放污染，因此发展绿色船舶迫在眉睫，而应用清洁能源动力系统是最佳方案。

液化天然气(LNG)作为清洁能源，在汽化时会释放出大量冷能，其作为燃料燃烧时，基本不产生污染气体。但是现有的LNG船舶，这部分冷能往往得不到有效利用。对低品位热能和LNG的冷能展开利用，既可以提高能源利用效率，也可以实现对新能源的高效开发利用。本专利以此为出发点，发明了一套完善的LNG船舶热能综合利用系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的技术空白，提供一种LNG船舶热能综合利用系统，它利用LNG发动机产生的高温冷却水和LNG汽化时产生的冷能，通过高温冷却水与低温冷却的合理配合实现舱室恒温、冷却和制淡功能，且具有闭式冷却循环与开式冷却循环，能够保证发动机的冷却效率以及提高工作的可靠性。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种LNG船舶热能综合利用系统，包括LNG发动机、闭式循环换热器、废气换热器、管束式换热器、CNG气瓶、LNG汽瓶、散热盘管、低温冷却水柜、蒸发式制淡机、海水泵；

所述LNG汽瓶、管束式换热器、CNG气瓶依次相连，所述CNG气瓶的出气端连接所述LNG发动机的进气端；

所述海水泵连接所述闭式循环换热器，所述LNG发动机的高温冷却水经闭式循环冷却水管路V进入所述闭式循环换热器中与低温海水进行换热后流回LNG发动机中；低温海水经换热后成为高温冷却水，部分高温冷却水通过管路II进入所述管束式换热器，在高温冷却水的作用下，所述LNG汽瓶中的液化天然气通过管束式换热器吸收热量并且自恒压转化为气态天然气并压缩储存到CNG气瓶中，通过管路Ⅰ输送至所述LNG发动机中；

所述管束式换热器、散热盘管、低温冷却水柜依次相连，部分高温冷却水经管束式换热器换热后变成低温冷却水，来自闭式循环换热器的另一部分高温冷却水与低温冷却水混合后流向所述散热盘管，散发恒定的热量，维持舱室温度恒定，随后低温冷却水流入所述低温冷却水柜；

所述LNG发动机产生的高温废气通过管路Ⅲ输送至所述废气换热器，将来自管路II的高温冷却水进一步加热后输送至所述蒸发式制淡机；同时所述海水泵将海水输送至蒸发式制淡机内，所述蒸发式制淡机部分抽真空，使海水沸点降低；所述蒸发式制淡机产生的淡水储存起来用于船舶生产和生活，换热后的冷却水输送至所述低温冷却水柜。

上述方案中，所述散热盘管的入口管路上设有温度传感器与旋拧阀V4，二者关联控制以保证混合后的低温冷却水温度为24～26℃。

上述方案中，所述管路II的末端设置三通阀V9，所述三通阀V9的一个出口连接所述管束式换热器的进口，另一个出口连接所述废气换热器的进口。

上述方案中，所述管束式换热器与散热管盘之间的管路上设置三通阀V10，所述三通阀V10的一个进口连接所述管束式换热器的低温冷却水出口，另一个进口为高温冷却水进口。