[发明专利]一种低温冷能回收发电系统

说明书

本发明提供了一种低温冷能回收发电系统，包括膨胀机、发电机、预热器、冷源换热器、低温换热器、气液分离器和气化器。由于气态冷媒介质包括膨胀机排出的气态冷媒介质和气液分离器分离出的气态冷媒介质，因此，气态冷媒介质在进入冷源换热器前回收利用了液态冷媒介质的冷量，在相同工况条件下，冷媒吸收的冷量增加，其循环流量会增加，从外界吸热气化升高到相同温度后，膨胀机做功量和发电量增加。此外，膨胀机将高温高压的气态冷媒介质转变为低温低压的气态冷媒介质，经过预热器加热后变为高温低压的气态冷媒介质，低温冷能回收发电系统的吸热量增加，可以冷凝更多的冷量，发电功率提高，冷能利用效率得到进一步提高。

技术领域

本发明涉及冷能回收等技术领域，特别是涉及一种低温冷能回收发电系统。

背景技术

低温液体或气体，如LNG液化天然气、液化空气、液氧等，气化过程会释放大量冷能。目前低温冷能基本上很难利用，造成巨大浪费，以液化天然气LNG为例，一吨-160℃LNG的冷能价值约为240kWh。因此，如果能够将冷能回收利用，将产生可观经济价值，同时还可以节约大量的能源，减少碳排放，具有巨大的社会效益。

现有的冷能回收利用技术主要采用冷媒换热实现，利用低温朗肯循环发电装置将冷能用于发电，或者通过换热器将回收的冷能用于空分制氧、仓库制冷、制冰等。当冷量较大时，如果采用液体或气体冷媒换热，流量需求量非常大，增加了成本，并且由于属于间接物质换热，传热效率大打折扣，系统的效率非常低，一般情况下低于30％。另外，当低温冷源流量处于断续或流量不均状态时，冷源冷量的供应不足或温度较高会造成气相冷媒不能完全液化。

因此，如何提高冷能的回收效率为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种低温冷能回收发电系统，能够提高冷能的回收效率。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低温冷能回收发电系统，包括膨胀机、发电机、预热器、冷源换热器、低温换热器、气液分离器和气化器；

所述膨胀机与所述发电机传动连接；

所述膨胀机的出口与所述预热器的气相入口导通连接，所述预热器的气相出口分别与所述冷源换热器的气相入口及所述低温换热器的气相入口导通连接，所述冷源换热器的液相出口与所述气液分离器的液相入口导通连接，所述低温换热器的气相出口与所述气液分离器的气相入口导通连接，所述冷源换热器内还设置有用于低温冷源释冷的释冷通道；

所述气液分离器的气相出口与所述预热器的冷媒入口导通连接，所述气液分离器的液相出口与所述低温换热器的液相入口导通连接，所述低温换热器的液相出口与所述气化器的液相入口导通连接，所述气化器的气相出口与所述膨胀机的入口导通连接。

在一个具体实施方案中，所述低温冷能回收发电系统还包括低温泵；

所述低温泵的入口与所述气液分离器的液相出口导通连接，所述低温泵的出口与所述低温换热器的液相入口导通连接。

在另一个具体实施方案中，所述低温冷能回收发电系统还包括液相冷媒储罐；

所述液相冷媒储罐的液相入口与所述气液分离器的液相出口导通连接，所述液相冷媒储罐的液相出口与所述低温泵的入口导通连接。

在另一个具体实施方案中，所述液相冷媒储罐为深冷低温储罐；

所述液相冷媒储罐的外壳为密闭外壳，且所述密闭外壳外包覆有保温材料层。

在另一个具体实施方案中，所述低温冷能回收发电系统还包括气相冷媒储罐；

所述气相冷媒储罐的气相入口与所述预热器的气相出口导通连接，所述气象冷媒储罐的气相出口分别与所述冷源换热器的气相入口及所述低温换热器的气相入口导通连接。