利索能及
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专利号: 2021113201884
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LNG动力船的冷能存储及冷/热能综合利用系统,包括LNG再气化子系统、空气液化子系统、冷能发电子系统和供冷子系统;其特征在于:所述LNG再气化子系统由LNG储液罐(1)、设置在LNG储液罐(1)内的潜液泵(2)、出液阀(3)、LNG气化器(4)的进口a、LNG气化器(4)的出口b、第一换热器(5)、第二换热器(6)、第三换热器(7)、主机(8)的燃料进口c通过管道依次联通构成;所述空气液化子系统由空气净化干燥器(9)、压缩机(10)、LNG气化器(4)的进口d、LNG气化器(4)的出口e、气液分离器(11)的进液口o、气液分离器(11)的出液口q、储液罐(12)通过管道依次联通构成;所述冷能发电子系统分为主机(8)运行、主机(8)不运行两种情况;当主机(8)运行时所述冷能发电子系统由第一循环泵(13)、第二三通阀(25)、第四换热器(14)、第三三通阀(26)、透平(15)、第四三通阀(27)、第一换热器(5)、第一三通阀(24)通过管道依次联通构成;当主机(8)不运行时所述冷能发电子系统由第一循环泵(13)、第二三通阀(25)、第五换热器(16)、第三三通阀(26)、透平(15)、第四三通阀(27)、第六换热器(17)、第一三通阀(24)通过管道依次联通构成;所述供冷子系统分为主机(8)运行、主机(8)不运行两种情况;当主机(8)运行时所述供冷子系统由第七换热器(18)、混合器(19)的进口f、混合器(19)的出口g、第二循环泵(20)、用户(21)通过管道依次联通构成;当主机(8)不运行时所述供冷子系统第一条支路由储液罐(12)、第三循环泵(22)、第六换热器(17)、蓄冰罐(23)的进口h、蓄冰罐(23)的出口i、混合器(19)的进口j、混合器(19)的出口g、第二循环泵(20)、用户(21)通过管道依次联通构成;当主机(8)不运行时所述供冷子系统第二条支路由蓄冰罐(23)的进口k、蓄冰罐(23)的出口l、混合器(19)的进口m、混合器(19)的出口g、第二循环泵(20)、用户(21)通过管道依次联通构成;当主机(8)不运行时所述供冷子系统第三条支路由第五换热器(16)、混合器(19)的进口r、混合器(19)的出口g、第二循环泵(20)、用户(21)通过管道依次联通构成。

2.根据权利要求1所述的一种LNG动力船的冷能存储及冷/热能综合利用系统,其特征在于:所述气液分离器(11)的出气口p还通过管道与LNG气化器(4)进口n相连接;所述第二换热器(6)与第七换热器(18)之间通过管道还连通有第四循环泵(28)。

3.根据权利要求1所述的一种LNG动力船的冷能存储及冷/热能综合利用系统,其特征在于:所述LNG气化器(4)为换热器。

4.根据权利要求1所述的一种LNG动力船的冷能存储及冷/热能综合利用系统,其特征在于:所述第一换热器(5)、第二换热器(6)、第三换热器(7)、第四换热器(14)、第五换热器(16)、第六换热器(17)、第七换热器(18)均为板式换热器、套管式换热器或板翅式换热器。

5.根据权利要求1所述的一种LNG动力船的冷能存储及冷/热能综合利用系统,其特征在于:供冷子系统分为主机(8)运行和不运行两种情况;当主机(8)运行时,则冷源为NG,中间介质采用乙二醇;当主机(8)不运行时,则冷源为液态空气。

6.根据权利要求1所述的一种LNG动力船的冷能存储及冷/热能综合利用系统,其特征在于:所述蓄冰罐(23)中填充有蓄冰球。

7.根据权利要求1所述的一种LNG动力船的冷能存储及冷/热能综合利用系统,其特征在于:所述混合器(19)的进口t还通过管道与用户(21)的回风口相连接。

8.根据权利要求1所述的一种LNG动力船的冷能存储及冷/热能综合利用系统,其特征在于:所述第三换热器(7)还通过管道连接主机(8)的进口u,主机(8)的出口v连接有流出管道。

9.根据权利要求2所述的一种LNG动力船的冷能存储及冷/热能综合利用系统的工作方法,其特征在于,包括以下四种工作方式:

(1)、LNG再气化子系统的工作方法,具体过程是:开启出液阀(3)后,LNG经潜液泵(2)加压后从储液罐(1)出口流出进入从LNG气化器(4)的进口a进入与经过净化后的空气换热后由出口b排出,接着依次进入第一换热器(5)、第二换热器(6)、第三换热器(7),分别与丙烯、乙二醇、缸套冷却水进行换热,最后由主机(8)进口c进入主机(8);

(2)、空气液化子系统的工作方法,具体过程是:空气首先进入空气净化干燥器(9)经干燥净化后进入压缩机(10),加压升温后的空气从LNG气化器(4)的进口d进入,与LNG换热后由LNG气化器的出口e进入气液分离器(11)的进口o,液化完成的压缩空气由气液分离器(11)的出口q进入储液罐(12)储存,未完成液化的压缩空气由气液分离器(11)的出口p从进口n进入LNG气化器(4)再次换热;

(3)、冷能发电子系统的工作方法,具体过程是:当主机(8)运行时,丙烯气体进入第一换热器(5)与NG换热液化后进入第一循环泵(13),之后进入第四换热器(14)与由主机(8)出口s的高温烟气进行换热气化后进入透平(15)发电;当主机(8)不运行时,丙烯气体进入第六换热器(17)与液态空气换热液化后进入第一循环泵(13),之后进入第五换热器(16)与空气换热气化后进入透平(15)发电;其中在主机(8)运行时第一三通阀(24)的阀口Ⅱ、阀口Ⅲ打开,阀口Ⅰ关闭;第二三通阀(25)的阀口Ⅰ、阀口Ⅲ打开,阀口Ⅱ关闭;第三三通阀(26)的阀口Ⅰ、阀口Ⅲ打开,阀口Ⅱ关闭;第四三通阀(27)的阀口Ⅱ、阀口Ⅲ打开,阀口Ⅰ关闭;在主机(8)不运行时第一三通阀(24)的阀口Ⅰ、阀口Ⅱ打开,阀口Ⅲ关闭;第二三通阀(25)的阀口Ⅰ、阀口Ⅱ打开,阀口Ⅲ关闭;第三三通阀(26)的阀口Ⅰ、阀口Ⅱ打开,阀口Ⅲ关闭;第四三通阀(27)的阀口Ⅰ、阀口Ⅱ打开,阀口Ⅲ关闭;

(4)、供冷子系统的工作方法,具体过程是:当主机(8)运行时,NG经第一换热(5)与气态丙烯换热后进入第二换热器(6)与乙二醇换热,之后乙二醇溶液经第四循环泵(28)后进入第七换热器(18)与环境空气换热,冷空气由混合器(19)的进口f进入,与由混合器(19)的进口t进入的用户(21)回风进行混合调节,调节至合适温度后由混合器(19)的出口g经第二循环泵(20)送入用户(21);当主机(8)不运行时,制冷分为三条支路,第一条支路液态空气经第三循环泵(22)在第六换热器(17)与液态丙烯换热后由蓄冰罐(23)的进口h进入蓄冰罐(23),使蓄冰罐(23)中的蓄冰球内介质结冰,冷空气从蓄冰罐(23)的出口i由混合器(19)的进口j进入混合器(19),与由混合器(19)的进口t进入的用户(21)回风进行混合调节,调节至合适温度后由混合器(19)的出口g经第二循环泵(20)送入用户(21);第二条支路为环境空气由蓄冰罐(23)的进口k进入蓄冰罐(23),与蓄冰球进行换热,使蓄冰球内介质融化,换热后的环境空气从蓄冰罐(23)的出口l由混合器(19)的进口m进入混合器(19),与由混合器(19)的进口t进入的用户(21)回风进行混合调节,调节至合适温度后由混合器(19)的出口g经第二循环泵(20)送入用户(21);第三条支路为环境空气作为热源在第五换热器(16)中与丙烯换热后,由混合器(19)的进口f进入混合器(19),与由混合器(19)的进口t进入的用户(21)回风进行混合调节,调节至合适温度后由混合器(19)的出口g经第二循环泵(20)送入用户(21)。