[发明专利]一种太阳能辅助的液化天然气电热冷联供系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源利用领域，具体涉及一种太阳能辅助的液化天然气电热冷联供系统及其方法。

背景技术

随着全球经济的快速发展，一方面人们对能源的需求容量越来越大，另一方面对环境改善的要求也越来越迫切。如何在保证满足需求容量的前提下高效利用化石能源，尽可能地提高可再生能源的利用率，以及在此前提下如何尽量节约能源，是全球范围内的焦点之一。

中国每年都需要进口大量的液化天然气，尤其近年来对天然气进口的依赖程度越来越高，而液化天然气中蕴含的巨大冷能、天然气汽化过程中存在大量的余压、燃气燃烧发电过程中烟气携带有大量余热，即使在依赖进口的前提下，上述余压、余热和冷能目前主要是利用冷能进行空气分离、制造干冰、制冷及低温粉碎，并没有得到人们的足够重视，此外太阳能作为一种持久的我国普遍存在且可开发储量非常大的可再生能源，其利用程度还有很可观的提高空间。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种太阳能辅助的液化天然气电热冷联供系统及其方法，旨在有效提高一次能源的利用率。

本发明采用的技术方案具体为：

一种太阳能辅助的液化天然气电热冷联供系统，包括太阳能单元、液化天然气单元和有机朗肯循环发电单元，所述太阳能单元通过第一换热器与所述有机朗肯循环发电单元耦合，所述液化天然气单元通过第二换热器、第三换热器与所述有机朗肯循环发电单元耦合。

在上述太阳能辅助的液化天然气电热冷联供系统中，所述太阳能单元包括储热罐、第一阀门组件、太阳能集热器和第一换热器，所述储热罐通过所述第一阀门组件与所述太阳能集热器相连接，所述太阳能集热器通过所述第一换热器连接至所述储热罐。

在上述太阳能辅助的液化天然气电热冷联供系统中，所述第一阀门组件包括第一阀门、第一阀门组和第三阀门，所述第一阀门组包括第四阀门和第二阀门，所述储热罐与所述第一阀门相连接，所述第一阀门经所述第一阀门组、所述第三阀门分别与所述太阳能集热器相连接；还包括循环泵，所述储热罐经循环泵与所述第四阀门和所述第二阀门分别相连接。

在上述太阳能辅助的液化天然气电热冷联供系统中，所述液化天然气单元包括液化天然气罐、液化天然气泵、第一膨胀机、冷水机组、增压式燃气透平、第二阀门组件、第一换热器组件和余热回收装置；其中：所述第二阀门组件包括稳压阀和第五阀门；所述第一换热器组件包括第二换热器、第三换热器和第四换热器；所述液化天然气罐经所述液化天然气泵与所述第二换热器相连接，所述第二换热器通过稳压阀连接至所述液化天然气罐，所述第二换热器与所述第一膨胀机相连接；所述第一膨胀机通过所述第五阀门与所述冷水机组相连接，所述冷水机组经所述第三换热器与所述增压式燃气透平相连接；所述增压式燃气透平经所述第四换热器与所述余热回收装置相连接。

在上述太阳能辅助的液化天然气电热冷联供系统中，还包括第六阀门，所述第六阀门的第一端设于所述第一膨胀机和所述第五阀门之间，所述第六阀门的第二端设于所述冷水机组和所述第三换热器之间。

在上述太阳能辅助的液化天然气电热冷联供系统中，所述有机朗肯循环发电单元包括第二换热器组件、第二膨胀机以及工质泵，所述第二换热器组件包括第一换热器、第二换热器和第四换热器，所述第一换热器、所述第四换热器、所述第二膨胀机、所述、第二换热器和工质泵依次形成回路。

一种太阳能辅助的液化天然气电热冷联供方法，包括太阳能单元的储热步骤、液化天然气单元的发电步骤以及有机朗肯循环发电单元的换热步骤，所述储热步骤通过第一换热器与所述换热步骤耦合，所述发电步骤通过第二换热器、第三换热器分别与所述换热步骤耦合。

在上述太阳能辅助的液化天然气电热冷联供方法中，所述储热步骤为：

当太阳能集热器输出的热量大于等于第一换热器所需要的热量时，关闭第四阀门、开启第二阀门、第三阀门，通过调节第一阀门的开度使循环泵抽取储热罐中的传热工质，抽取的传热工质经过第二阀门进入太阳能集热器，进入太阳能集热器的传热工质被加热至设定值后，经第三阀门分为两路返回储热罐：一路经第一换热器返回储热罐，另一路经第一阀门直接返回储热罐；当太阳能集热器输出的热量小于第一换热器所需要的热量时，关闭第一阀门、第二阀门和第三阀门，开启第四阀门，循环泵抽取储热罐中的传热工质经第四阀门送入第一换热器中进行换热，换热后的传热工质返回储热罐。