[发明专利]LNG动力船燃料冷能综合利用方法及其系统

权利要求书

1.一种LNG动力船燃料冷能综合利用方法，其特征在于：先通过朗肯循环发电将深冷部分的LNG燃料冷能转换为电能，然后利用冷媒回收中冷部分的LNG燃料冷能并梯级用于动力船各制冷需求单元供冷，使液态低温的LNG燃料提升至动力船主机进气要求温度；

具体包括以下步骤：

S10：发电单元的发电工质吸收低温冷库循环单元热量发生汽化，或先吸收低温冷库循环单元热量、再吸收废气余热发生汽化，然后经透平膨胀机做功，最后与由常压加压至0.7MPa、-160℃的LNG换热，发电工质被LNG冷却液化，LNG吸热升温；

S20：经发电单元初步利用后的LNG，进入低温冷库循环单元供冷，低温冷库循环单元的冷媒A经发电工质冷却，或经发电工质冷却的同时分流经LNG冷却，温度达到-40℃，首先在低温冷库循环单元进行制冷，温度升高到-30℃，而后对嵌套于低温冷库循环单元末端的海水淡化循环单元的冷媒B冷却，温度升高到-20℃，再循环至吸收冷量，冷媒B在海水淡化循环单元进行制冷；

S30：经低温冷库循环单元利用后的LNG，进入高温冷库循环单元供冷，高温冷库循环单元的冷媒C经LNG冷却后，温度达到-30℃，首先在高温冷库循环单元进行制冷，温度升高到-20℃，而后对嵌套于高温冷库循环单元末端的空调主制冷单元的冷媒D冷却，温度升高到0℃，再循环至吸收冷量，冷媒D在空调主制冷单元进行制冷；

S40：经高温冷库循环单元利用后的LNG，部分返回空调主制冷单元与冷媒D换热，LNG吸热升温，而后再由主机缸套水加热至动力船主机进气要求温度15℃。

2.一种实现权利要求1所述的LNG动力船燃料冷能综合利用方法的系统，其特征在于包括：

发电单元：

发电单元包括依次通过管道连接形成闭合回路的发电工质换热器、透平膨胀机、一级LNG换热器、一级发电工质泵及在该闭合回路中循环的发电工质，透平膨胀机驱动发电机组工作，发电工质换热器具有一对冷源输入端A、冷源输出端A和一对热源输入端A、热源输出端A，一级LNG换热器具有一对冷源输入端C、冷源输出端C和一对热源输入端C、热源输出端C，一级发电工质泵连入冷源输入端A，冷源输出端A连入透平膨胀机，透平膨胀机连入热源输入端C，热源输出端C连入一级发电工质泵，LNG储罐、LNG增压泵依次连接后连入冷源输入端C；

低温冷库循环单元及嵌套于其末端的海水淡化循环单元：

低温冷库循环单元包括依次通过管道连接的二级冷媒泵、低温冷库用户换热器、二级冷媒冷却器，二级冷媒冷却器具有一对冷源输入端D、冷源输出端D和一对热源输入端D、热源输出端D，低温冷库用户换热器连入冷源输入端D，冷源输出端D连入热源输入端A，热源输出端A连入二级冷媒泵，二级冷媒泵连入低温冷库用户换热器，形成闭合回路，及在该闭合回路中循环的冷媒A，

海水淡化循环单元包括依次通过管道连接的二级嵌套冷媒泵、海水淡化用户换热器，热源输出端D连入二级嵌套冷媒泵，海水淡化用户换热器连入热源输入端D，形成闭合回路，及在该闭合回路中循环的冷媒B；

低温冷库循环单元还包括在闭合回路中的分流器A、二级LNG换热器、汇流器A，二级LNG换热器具有一对冷源输入端E、冷源输出端E和一对热源输入端E、热源输出端E，冷源输出端D连入分流器A，分流器A支路一连入热源输入端E，热源输出端E连入汇流器A，分流器A支路二连入热源输入端A，热源输出端A连入汇流器A，汇流器A连入二级冷媒泵，冷源输出端C连入冷源输入端E，冷源输出端E连入三级LNG换热器的冷源输入端G；

高温冷库循环单元及嵌套于其末端的空调主制冷单元：

高温冷库循环单元包括依次通过管道连接形成闭合回路的高温冷库用户换热器、三级冷媒冷却器、三级LNG换热器、三级冷媒泵及在该闭合回路中循环的冷媒C，三级冷媒冷却器具有一对冷源输入端F、冷源输出端F和一对热源输入端F、热源输出端F，三级LNG换热器具有一对冷源输入端G、冷源输出端G和一对热源输入端G、热源输出端G，高温冷库用户换热器连入冷源输入端F，冷源输出端F连入热源输入端G，热源输出端G连入三级冷媒泵，三级冷媒泵连入高温冷库用户换热器，冷源输出端E连入冷源输入端G，

空调主制冷单元包括依次通过管道连接的三级嵌套冷媒泵、空调用户换热器，热源输出端F连入三级嵌套冷媒泵，空调用户换热器连入热源输入端F，形成闭合回路，及在该闭合回路中循环的冷媒D；

主机进气单元：

主机进气单元包括四级LNG换热器，四级LNG换热器具有一对冷源输入端H、冷源输出端H和一对热源输入端H、热源输出端H，冷源输出端G连入冷源输入端H，热源输入端H连入缸套水加热，冷源输出端H连入动力船主机进气。