利索能及
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专利号: 2023108570074
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种撬装式LNG冷能、压力能回收利用系统,其特征在于,包括LNG槽车、LNG储罐、低温泵、冷能回收发电装置、第一汽化器、压力能回收发电装置、压力传感器、温度传感器和加臭装置,并通过管道依次连接;

所述冷能回收发电装置为两级布雷顿循环装置,由第一换热器、第二换热器、混合器、工质泵、回热器、第二汽化器、第一透平膨胀机、第一发电机、分离器通过管道连接构成两级布雷顿循环,所述LNG槽车气相管连通所述第一换热器进口,所述第二换热器出口连接所述第一汽化器进口;

所述压力能回收发电装置包括旁通阀、流量调节阀、流量计、压力能发电装置、第三汽化器和压力调节阀;所述压力能发电装置包括第二透平膨胀机、第一超越离合器、第二发电机、第二超越离合器和第三透平膨胀机,所述流量调节阀进口通过管道与所述第一汽化器出口连接,所述流量调节阀、所述流量计、所述第二发电机、所述第二透平膨胀机、所述第三汽化器、所述第三透平膨胀机、所述压力调节阀通过管道连接构成压力能回收发电支路;所述第二透平膨胀机设有第一进口、第一出口,所述第三透平膨胀机设有第二进口和第二出口,所述第一进口连接所述流量调节阀的管道,所述第一出口通过管道连接所述第三汽化器进口,所述第三汽化器出口通过管道连接所述第二进口,所述第二出口连接所述压力调节阀的管道;所述第二透平膨胀机与所述第三透平膨胀机分别通过所述第一超越离合器和所述第二超越离合器同轴连接,两个超越离合器中间连接所述第二发电机;所述旁通阀与所述压力能回收发电支路并联;

所述压力调节阀的管道装有所述压力传感器、所述温度传感器和所述加臭装置,所述低温泵通过的工质为LNG,所述工质泵通过的工质为氮气。

2.根据权利要求1所述的一种撬装式LNG冷能、压力能回收利用系统,其特征在于,所述第一换热器与所述第二换热器通过管道连接,所述第一换热器与所述第二换热器出口连接所述混合器,而进口连接所述分离器,所述混合器连接所述工质泵,所述工质泵出口连接所述回热器的第二氮气进口,所述回热器的第二氮气出口连接所述第二汽化器进口,所述第二汽化器出口连接所述第一透平膨胀机进口,所述第一透平膨胀机连接所述第一发电机,所述第一透平膨胀机出口连接所述回热器的第一氮气进口,所述回热器的第一氮气出口连接所述分离器。

3.根据权利要求2所述的一种撬装式LNG冷能、压力能回收利用系统,其特征在于,所述第一发电机与所述第二发电机均为永磁发电机,所述第一超越离合器、所述第二超越离合器均采用滚珠式超越离合器,所述永磁发电机包括转轴、定子、转子、端盖、定子齿、定子绕组、永磁体、转子铁心、第一弧形槽、第二弧形槽和第三弧形槽;所述定子与所述转子铁心之间为气隙,气隙侧表面沿周向等间隔开设有多个定子槽,定子槽在气隙侧表面形成等间隔的所述定子齿,每个所述定子齿上均设置有一组线圈,所有线圈构成所述定子绕组,所述端盖设在靠近所述转子铁心的两端,每个定子齿部均开有所述第一弧形槽、所述第二弧形槽和所述第三弧形槽。

4.根据权利要求2所述的一种撬装式LNG冷能、压力能回收利用系统,其特征在于,所述第一汽化器、所述第二汽化器、所述第三汽化器均为空温式汽化器。

5.一种基于权利要求1至4中任一项所述系统的撬装式LNG冷能、压力能回收利用方法,包括:S1:当用户急需使用天然气和电时,将运输LNG的LNG槽车及撬装式LNG冷能、压力能回收利用系统快速移动到场地;

S2:通过LNG槽车运送的LNG首先储存在LNG储罐中,将LNG槽车的气相管直接连通第一换热器的进口,通过低温泵泵输送LNG与气相管中余液汇合至第一换热器和第二换热器中;

S3:启动冷能回收发电装置,循环中的氮气通过第二汽化器吸收热量升温,然后进入第一透平膨胀机膨胀做功,带动第一发电机进行发电;做功后的氮气进入回热器进行回热,从回热器出来的氮气经过分离器分成两股气体分别经过第一换热器和第二换热器被LNG冷却;冷却后的氮气通过混合器汇流后进入工质泵增压,然后进入回热器,被第一透平膨胀机排出的较高温度的氮气加热,最后从回热器出来的氮气进入第二汽化器吸收热量,完成两级氮气布雷顿循环的整个过程并实现LNG冷能回收发电功能;

S4:LNG与气相管中余液在第一换热器和第二换热器中被加热,释放冷能升温,再通过第一汽化器气化,气化后的天然气进入压力能回收发电装置;

S5:通过控制旁通阀阀门开度来调节流量,改变通过旁路的天然气压力,通过流量调节阀控制压力能回收发电支路的流量,流量计用于显示支路流量,LNG从第一进口进入第二透平膨胀机做功,做功后从第一出口排出,进入第三汽化器吸热,再通过第二进口进入第三透平膨胀机做功,其中第三透平膨胀机与第二透平膨胀机分别与第一超越离合器、第二超越离合器同轴相接,带动永磁发电机发电,而从第二出口排出的天然气再次通过压力调节阀排出;

S6:通过加臭装置排出供给用户,在天然气泄露时及时警示,增加系统的安全性;

S7:从压力调节阀排出的天然气与旁通阀出来的天然气汇合排出,完成LNG压力能回收利用和压力调节;

S8:天然气的压力和温度大小通过压力传感器和温度传感器反馈信号,使输出的天然气达到用户所需。