利索能及
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专利号: 2021114031202
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LNG燃料动力船冷能全发电利用系统,其特征在于,包括天然气气路、第一级朗肯循环回路、第二级朗肯循环回路和跨临界CO2朗肯循环回路,所述天然气气路包括依次连接的LNG储罐、LNG增压泵、第一级朗肯循环冷凝器、第一冷凝器、第二冷凝器和第三冷凝器,所述第一级朗肯循环回路包括依次连接的第一级朗肯循环工质泵、第一加热器、第二加热器、缸套冷却水加热器、第一透平、回热器、第一分流器和第一混合器,所述第一级朗肯循环工质泵加压后的循环工质在所述第一加热器由第二级朗肯循环回路中循环工质加热后在所述第二加热器由跨临界CO2朗肯循环回路中工质加热然后在所述缸套冷却水加热器由所述缸套冷却水加热后进入所述第一透平做功,经过所述第一级朗肯循环冷凝器的循环工质进入所述第一级朗肯循环工质泵,所述回热器设置于所述第一级朗肯循环工质泵和所述第一加热器之间,所述第一透平的出口连接所述第一分流器,所述第一分流器分流后循环工质一路经过所述第一冷凝器后进入所述第一混合器,所述第一分流器分流后循环工质的另一路经过所述回热器后进入所述第一混合器,所述第一混合器出口排出的循环工质在所述第一级朗肯循环冷凝器对天然气加热,所述第一级朗肯循环回路中循环工质膨胀做功前由缸套冷却水加热气化,所述第二级朗肯循环回路包括依次连接的第二级朗肯循环工质泵、第三加热器、第四加热器、第二透平、第二分流器和第二混合器,所述第二级朗肯循环工质泵加压后的循环工质在所述第三加热器由跨临界CO2朗肯循环回路中工质加热后在所述第四加热器由主机废气涡轮出口废气加热,所述第二透平的出口连接所述第二分流器,所述第二分流器分流后循环工质一路经过所述第二冷凝器后进入所述第二混合器,所述第二分流器分流后循环工质的另一路对所述第一级朗肯循环回路的循环工质加热后进入所述第二混合器,所述第二混合器出口排出的循环工质进入所述第二级朗肯循环工质泵,所述第二级朗肯循环回路中循环工质膨胀做功后经过所述第二冷凝器对所述天然气加热,所述第二级朗肯循环回路中循环工质膨胀做功前由主机废气涡轮出口废气加热气化,所述第二级朗肯循环回路与所述第一级朗肯循环回路构成级联结构,所述跨临界CO2朗肯循环回路中工质膨胀做功后经过所述第三冷凝器对所述天然气加热,并且分别对第一级朗肯循环回路中由缸套冷却水加热前的循环工质加热以及对第二级朗肯循环回路中由主机废气涡轮出口废气加热前的循环工质加热,所述跨临界CO2朗肯循环回路中工质膨胀做功前由主机废气涡轮出口废气加热气化。

2.根据权利要求1所述的LNG燃料动力船冷能全发电利用系统,其特征在于,所述跨临界CO2朗肯循环回路包括依次连接的CO2工质泵、烟气加热器、第三透平、第三分流器和第三混合器,所述CO2工质泵加压后的工质在所述烟气加热器由主机废气涡轮出口废气加热然后进入所述第三透平膨胀做功,所述第三透平的出口连接所述第三分流器,所述第三分流器分流后工质的一路经过所述第三冷凝器后进入所述第三混合器,所述第三分流器分流后工质的另一路对所述第一级朗肯循环回路的循环工质加热后进入所述第三混合器,所述第三分流器分流后工质的再一路对所述第二级朗肯循环回路的循环工质加热后进入所述第三混合器,所述第三混合器出口排出的工质进入所述CO2工质泵。

3.根据权利要求2所述的LNG燃料动力船冷能全发电利用系统,其特征在于,所述跨临界CO2朗肯循环回路包括CO2加热器,所述第三透平的出口通过所述CO2加热器连接至所述第三分流器,所述CO2工质泵加压后的工质在所述CO2加热器与所述第三透平排出的工质换热后再进入所述烟气加热器。

4.根据权利要求2所述的LNG燃料动力船冷能全发电利用系统,其特征在于,所述跨临界CO2朗肯循环回路中加热工质后的所述主机废气涡轮出口废气再进入所述第二级朗肯循环回路加热所述第二级朗肯循环回路中的循环工质。

5.根据权利要求1所述的LNG燃料动力船冷能全发电利用系统,其特征在于,所述第一级朗肯循环回路中的循环工质由甲烷、乙烷和乙烯混合而成,所述第二级朗肯循环回路中的循环工质由乙烷、乙烯和丙烷混合而成。