利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2020113192772
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种液化天然气动力船冷能综合利用系统,其特征在于,所述系统包括天然气气路系统,用于发电的两级级联朗肯循环系统和跨临界CO2循环系统、冷库系统、用于储存冷量的蓄冷池、空调系统和用于调节天然气温度的换热器;其中跨临界CO2发电循环系统嵌套于两级朗肯循环发电系统内部,冷库系统置于船舶的燃烧系统入口前,蓄冷池置于两级级联朗肯循环发电系统末端,空调系统嵌套于冷库系统内部,天然气温度调节换热器置于冷库系统的冷凝器出口端。

2.根据权利要求1所述的液化天然气动力船冷能综合利用系统,其特征在于,所述两级级联朗肯循环系统包括由第一级朗肯循环冷凝器(3),第一级朗肯循环工质泵(15),第一分流器(17)、第一阀门(18)、第一加热器(22),第一透平(23)依次串联组成的一级循环回路和由第二级朗肯循环冷凝器(16),第二级朗肯循环工质泵(24),第二加热器(25),第二透平(27)依次串联组成的二级循环回路,所述第二级朗肯循环冷凝器(16)串联在第一级朗肯循环工质泵(15)和第一加热器(22)之间的管路中构成级联结构,一级循环回路中的工质和二级循环回路中的工质在第二级朗肯循环冷凝器(16)进行换热,所述第一分流器(17)将管路分成两路,到第一加热器(22)之间的管路上设有第一阀门(18),另一管路经第二阀门(19)连接跨临界CO2循环系统。

3.根据权利要求1所述的液化天然气动力船冷能综合利用系统,其特征在于,所述跨临界CO2循环系统包括CO2冷凝器(20),工质泵(28),第二分流器(29),回热器(30),第一烟气加热器(31),第二烟气加热器(33),第一混合器(32),第三透平(35),所述第二分流器(29)分别通过管路连接第一烟气加热器(31)和回热器(30),管路于第一混合器(32)处汇合经第二烟气加热器(33)、第三透平(35)、回热器(30)连接冷凝器(20)。

4.根据权利要求1所述的液化天然气动力船冷能综合利用系统,其特征在于,所述蓄冷系统包括由蓄冷池(26)与蓄冷换热器(10)串联组成的回路,所述冷库系统包括由冷库冷凝器(11),第二混合器(36),冷库循环工质泵(37)、冷库蒸发器(38)、第三分流器(40)、第三阀门(43)依次串联组成的回路,所述第三分流器(40)出口与第二混合器(36)入口之间通过设有第四阀门(44)的管道并联蓄冷池(26)。

5.根据权利要求1所述的液化天然气动力船冷能综合利用系统,其特征在于,所述空调系统包括空调循环冷凝器(39),空调循环工质泵(41),空调循环蒸发器(42)组成的串联回路,空调循环冷凝器(39)串联在所述冷库系统的冷库蒸发器(38)和第三分流器(40)之间。

6.根据权利要求1所述的液化天然气动力船冷能综合利用系统,其特征在于,所述天然气气路系统包括液化天然气储罐(1),液化天然气泵(2),液化天然气泵(2)出口管路流经第一级朗肯循环冷凝器(3),第一级朗肯循环冷凝器(3)出口设有第四分流器(4),第四分流器(4)具有出口两条管路,其中一条管路依次经第五阀门(6)和CO2冷凝器(20)连接第三混合器(14),另一条管路经第六阀门(5)连接第五分流器(7),第五分流器(7)具有两条出口管路,其中一条管路经第七阀门(9),蓄冷换热器(10)连接第三混合器(14),另一条管路经第六阀门(8),冷库冷凝器(11)和第三缸套水加热器(12)连接第三混合器(14),第三混合器(14)将天然气送入主机进行燃烧。

7.根据权利要求2所述的一种满足全天候工况要求的液化天然气动力船冷能综合利用系统,其特征在于:所述的两级朗肯发电循环系统中一级朗肯循环工质为混合工质:甲烷:乙烷:乙烯=0.35:0.1:0.55;所述的两级朗肯发电循环系统中二级朗肯循环工质为混合工质:甲烷:乙烷:乙烯=0.40:0.55:0.04;所述跨临界CO2循环系统中循环工质为CO2。

8.根据权利要求1所述的一种满足全天候工况要求的液化天然气动力船冷能综合利用系统,其特征在于,冷库循环冷媒选用R600;空调循环冷媒为乙二醇水溶液。

9.根据权利要求1所述的一种满足全天候工况要求的液化天然气动力船冷能综合利用系统,其特征在于,蓄冷池(26)中的介质选用的是54%的乙二醇溶液,蓄冷循环的工质为

60%的乙二醇溶液。

10.根据权利要求1所述的液化天然气动力船冷能综合利用系统进行液化天然气动力船冷能综合利用的方法,其特征在于,所述方法通过改变系统中阀门的开关状态控制系统不同部分的运行以适应不同工况,具体步骤包括:当春、秋、冬季不需要使用空调时,将第二阀门(19)和第五阀门(6)开启,保持其余阀门全关,将液化天然气的冷能全部用于发电,当船舶停运或停航时,将第一阀门(18),第四阀门(44),第六阀门(5),第七阀门(9)开启,保持其余阀门全关,利用蓄冷池中储存的冷能,当天气炎热需要启用空调系统时,将第六阀门(5),第六阀门(8),第一阀门(18),第三阀门(43)开启,其余阀门关闭,综合利用天然气的冷能。