[发明专利]一种超临界加热式纵向三级朗肯循环发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及LNG冷能发电技术领域，特别涉及一种超临界加热式纵向三级朗肯循环发电装置。

背景技术

天然气因其高效清洁成为当今全球用量增长最快的燃料，但由于天然气液化需要消耗大量的电能。在接受终端LNG与环境温度有巨大的温差，具有大量可利用的冷能。由于LNG-FSRU通常停留在在远离陆地用户的海面，为了顺利的将天然气通过管道运送到用户，FSRU系统中的NG出口压力通常比陆地IFV系统NG出口压力高。根据美国LNG输气压力要求，天然气远距离运输要达到7MPa以上，此时LNG已达到超临界状态，因此在大多FSRU上IFV再汽化系统中LNG会在超临界气化压力下气化。LNG冷能发电因其产业链短、对环境无污染、基本不受市场、环境、运输等外部环境影响而成为最有效的冷能利用方式之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够减少冷凝器㶲损的超临界加热式纵向三级朗肯循环发电装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种超临界加热式纵向三级朗肯循环发电装置，其创新点在于：包括一LNG循环泵、一海水泵；

还包括呈纵向阵列依次分布的

一级发电单元，所述一级发电单元包括依次通过管道依次连接的一级汽轮机、一级冷凝器、一级工质泵、一级蒸发器、加热器及在该闭环回路中循环的一级发电工质，其中，一级蒸发器的两端均具有一对一级热源输入端、一级热源输出端，其一端的一级热源输入端与一级工质泵相连，另一端的一级热源输出端与一级汽轮机相连，所述一级冷凝器的两端均具有一对一级热源输入端、一级热源输出端，其一端的一级热源输入端与一级汽轮机相连，另一端的一级热源输入端与LNG循环泵相连，一级热源输出端与一级工质泵相连；

二级发电单元，所述二级发电单元包括依次通过管道连接形成闭环回路的二级蒸发器、加热器、二级汽轮机、二级分流器、二级冷凝器、二级混合器、二级工质泵及在该闭环回路中循环的二级发电工质，其中，二级蒸发器的两端均具有一对二级热源输入端、二级热源输出端，其一端的二级热源输入端与二级工质泵相连，另一端的二级热源输出端与二级汽轮机相连，二级分流器具有一个输入端、两个输出端，其输入端与二级汽轮机相连，其中一个输出端与一级蒸发器中与一级汽轮机相连一端的一级热源输入端相连，所述二级冷凝器的两端均具有一对二级热源输入端、二级热源输出端，二级混合器具有两个输入端、一个输出端，二级冷凝器一端的二级热源输入端与二级分流器的另一个输出端相连，另一端的二级热源输出端与二级混合器其中的一个输入端相连，二级热源输入端与一级冷凝器中与一级汽轮机相连一端的一级热源输出端相连，二级混合器中的另一个输入端与一级蒸发器中与一级工质泵相连一端的一级热源输出端相连，其输出端与二级工质泵相连；

三级发电单元，所述三级发电单元包括依次通过管道连接形成闭环回路的三级蒸发器、三级汽轮机、三级分流器、三级冷凝器、三级混合器、三级工质泵及在该闭环回路中循环的三级发电工质，其中，三级混合器具有一个输出端、两个输入端，其输出端与三级工质泵相连，其中一个输入端与二级蒸发器中与二级工质泵相连一端的二级热源输出端相连，三级蒸发器的两端分别具有两个三级热源输入端、两个三级热源输出端，其一端的一个三级热源输入端与三级工质泵相连，另一个三级热源输入端与海水泵相连，另一端的一个三级热源输出端与三级汽轮机相连，所述三级分流器具有一个输入端、两个输出端，其输入端与三级汽轮机相连，其中一个输出端与二级蒸发器中与二级汽轮机相连一端的二级热源输入端相连，所述三级冷凝器的一端具有一个三级热源输入端、一个三级热源输出端，三级热源输入端与三级分流器的另一个输出端相连，三级冷凝器的另一端具有一个三级热源输出端、一个三级热源输入端，且该端的三级热源输入端与二级冷凝器中与二级分流器相连一端的二级热源输出端相邻，三级热源输出端与三级混合器的另一个输出端相连。

进一步的，所述一级发电工质采用R1150。

进一步的，所述二级发电工质采用R23。

进一步的，所述三级发电工质采用R290。

本发明的优点在于：在本发明中，通过把一级发电单元和二级发电单元中的汽轮机前的发电工质进行加热，从而使系统净输出功增大，而且一级发电单元和二级发电单元中的汽轮机的出口发电工质干度有所提高。

对于发电工质分别采用R1150、R23、R290作为冷媒介质，与LNG温度利用更匹配，系统运行稳定，安全可靠，便于施工。

本发明结构简单，使用方便，可以广泛用于LNG冷能发电领域。