利索能及
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专利号: 2021109559228
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
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于交变负荷的LNG冷能梯度回收的系统,包括一级冷能回收系统(100)、二级冷能回收系统(200)、三级冷能回收系统(300)以及四级冷能回收系统(400);

所述一级冷能回收系统(100)包括多级压缩机(MC‑1)、与多级压缩机(MC‑1)出口连通的第二换热器(H‑2)、与第二换热器(H‑2)出口连通的第一换热器(H‑1)以及与第一换热器(H‑1)出口连通的空分装置(AS),所述空分装置(AS)的出口与第二换热器(H‑2)的进口连通,所述多级压缩机(MC‑1)出口设置有用于分流的第一三通阀(TV‑1),所述第二换热器(H‑

2)的出口设置有用于分流的第二三通阀(TV‑2),所述第一三通阀(TV‑1)的出口与所述第二三通阀(TV‑2)的出口在第三三通阀(TV‑3)的进口处汇合,第三三通阀(TV‑3)的出口与所述三级冷能回收系统(300)相连;

所述二级冷能回收系统(200)包括工质循环回路、二级发电循环回路和碳捕集回路;工质循环回路包括第一冷媒罐(T‑1)、与第一冷媒罐(T‑1)出口连通的第一冷媒泵(P‑1)、与第一冷媒泵(P‑1)出口连通的第三换热器(H‑3)、与第三换热器(H‑3)出口连通的第四换热器(H‑4)、通过第四三通阀(TV‑4)分别与第四换热器(H‑4)的出口连通的第五换热器(H‑5)以及第一膨胀发电机组(G‑1),第一膨胀发电机组(G‑1)的出口以及第五换热器(H‑5)的出口分别与第五三通阀(TV‑5)的两个进口连通,第五三通阀(TV‑5)的出口与第三换热器(H‑3)的进口连通,第三换热器(H‑3)的出口与第六换热器(H‑6)的进口连通,第六换热器(H‑6)的出口与第一冷媒罐(T‑1)的进口连通,第五换热器(H‑5)的出口与三级冷能回收系统(300)相连;

所述三级冷能回收系统(300)包括三级发电循环回路和热源回路;所述三级发电循环回路包括第二冷媒罐(T‑2)、与第二冷媒罐(T‑2)的出口连通的第二冷媒泵(P‑2)、与所述第二冷媒泵(P‑2)的出口连通的第十换热器(H‑10)、与所述第十换热器(H‑10)的出口连通的第十一换热器(H‑11),所述第十一换热器(H‑11)的出口与所述第三膨胀发电机组(G‑3)的进口相连,第三膨胀发电机组(G‑3)的出口与所述第十换热器(H‑10)的进口相连,所述第十换热器(H‑10)的热端出口与第十二换热器(H‑12)的进口相连,所述第十二换热器(H‑12)的热端出口与所述第二冷媒罐(T‑2)的进口相连;所述热源回路包括第三热源泵(P‑3)、与第三热源泵(P‑3)的出口连通的第十一换热器(H‑11)以及与所述第十一换热器(H‑11)的出口连通的第十三换热器(H‑13);所述第三热源泵(P‑3)的进口送入海水或者所述第三热源泵(P‑3)的进口与所述二级冷能回收系统(200)中的第五换热器(H‑5)的出口或与所述一级冷能回收系统(100)中的第三三通阀(TV‑3)相连;

所述四级冷能回收系统(400)包括第十五换热器(H‑15)、与所述第十五换热器(H‑15)的进口连通的第九三通阀(TV‑9);所述第九三通阀(TV‑9)的进口通过第一四通阀(FV‑1)与所述三级冷能回收系统(300)中的第十三换热器(H‑13)相连,所述第九三通阀(TV‑9)的另一进口与外界海水相连。

2.根据权利要求1所述的用于交变负荷的LNG冷能梯度回收的系统,其特征在于,还包括蓄冷系统(500),所述蓄冷系统(500)包括第四冷媒罐(T‑4)、与第四冷媒罐(T‑4)出口连通的第四冷媒泵(P‑4)以及与所述第四冷媒泵(P‑4)的出口连通的第十四换热器(H‑14)。

3.根据权利要求1所述的用于交变负荷的LNG冷能梯度回收的系统,其特征在于,所述二级发电循环回路包括串联设置的第七换热器(H‑7)以及燃气轮机增压发电机组(G‑2),所述第七换热器(H‑7)的进口与碳捕集回路相连,所述第七换热器(H‑7)的出口与所述三级冷能回收系统(300)相连,所述燃气轮机增压发电机组(G‑2)的出口与所述第七换热器(H‑7)的进口相连,所述第七换热器(H‑7)的出口与碳捕集回路相连。

4.根据权利要求3所述的用于交变负荷的LNG冷能梯度回收的系统,其特征在于,所述碳捕集回路包括第一分离器(S‑1)、第四换热器(H‑4)、第七换热器(H‑7)、第八换热器(H‑

8)、第二分离器(S‑2)以及第九换热器(H‑9),所述第七换热器(H‑7)的进口与所述第八换热器(H‑8)的出口相连,所述第七换热器(H‑7)的出口与所述燃气轮机增压发电机组(G‑2)进口相连,所述第七换热器(H‑7)的进口与所述燃气轮机增压发电机组(G‑2)的出口相连,所述第七换热器(H‑7)的出口与所述第一分离器(S‑1)的进口相连,所述第一分离器(S‑1)的气体出口与所述第四换热器(H‑4)的进口相连,所述第四换热器(H‑4)的出口与所述第八换热器(H‑8)的进口连接,所述第八换热器(H‑8)的出口与所述第二分离器(S‑2)的进口相连,所述第二分离器(S‑2)的气体出口与所述第九换热器(H‑9)的进口相连,所述第九换热器(H‑9)的出口与外界碳捕集装置相连。

5.根据权利要求1所述的用于交变负荷的LNG冷能梯度回收的系统,其特征在于,所述多级压缩机(MC‑1)的进口与外界相连,所述第一换热器(H‑1)的进口与LNG泵(P‑4)出口相连,所述第一换热器(H‑1)的出口与所述二级冷能回收系统(200)相连。

6.根据权利要求1所述的用于交变负荷的LNG冷能梯度回收的系统,其特征在于,所述第一膨胀发电机组(G‑1)的出口通过第一球阀(BV‑1)与所述第五三通阀(TV‑5)进口相连,所述第五换热器(H‑5)的出口通过第二球阀(BV‑2)与第五三通阀(TV‑5)的进口相连,所述第六换热器(H‑6)的进口与所述一级冷能回收系统(100)中的第一换热器(H‑1)相连,所述第六换热器(H‑6)的出口与所述碳捕集回路中的第九换热器(H‑9)的进口相连。

7.根据权利要求1所述的用于交变负荷的LNG冷能梯度回收的系统,其特征在于,第十五换热器(H‑15)的出口与海水淡化装置相连,第十五换热器(H‑15)的冷源进口与天然气相连,第十五换热器(H‑15)的冷源出口与天然气用户端相连。

8.一种利用如权利要求1所述的LNG冷能梯度回收的系统进行调峰的方法:(1)LNG气化负荷谷值,用电量峰值:打开第一膨胀发电机组(G‑1)、燃气轮机增压发电机组(G‑2)以及第三膨胀发电机组(G‑3)均满负荷运行;

(2)LNG气化负荷峰值,用电量峰值:打开蓄冷系统(500)、第一膨胀发电机组(G‑1)、燃气轮机增压发电机组(G‑2)以及第三膨胀发电机组(G‑3)均满负荷运行;

(3)LNG气化负荷谷值,用电量谷值:通过调整二级冷能回收系统中的循环工质循环回路中的第一球阀BV‑1以及第二球阀BV‑2的阀门开度,调整烟气中余热在第一膨胀发电机组(G‑1)和燃气轮机增压发电机组(G‑2)的分配比例,提交系统的余热回收和发电效率;

(4)LNG气化负荷峰值,用电量谷值:通过蓄冷系统(500)来缓冲LNG气化的高负荷,从而缓解LNG气化负荷峰值对后续流程的冲击。