[发明专利]LNG冷能斯特林发电系统

说明书

本发明公开了一种LNG冷能斯特林发电系统，包括LNG储罐、LNG液相管路、LNG气相管路、冷能斯特林发电装置、LNG加热器，LNG储罐的出液口连通于LNG液相管路，还包括膨胀发电机组和附加工质循环发电机组，冷能斯特林发电装置的冷端吸收LNG冷能，冷能斯特林装置的热端连接外界热源，在冷能斯特林发电装置内部完成换热后的气相天然气通过LNG加热器加热以达到输气管道的温度压力要求后，可供用户使用。本发明有效利用LNG冷能和热端温差造成工作介质的冷却压缩和吸热膨胀，从而带动发电机发电。利用冷能斯特林发电装置，与膨胀发电机组、朗肯循环冷能发电系统或低温布雷顿循环冷能发电系统中的任意一种或者几种组合，实现更高的发电效率和更大的发电量。

技术领域

本发明涉及液化天然气(LNG)领域，具体涉及一种LNG冷能利用 发电系统。

背景技术

现有技术利用LNG冷能发电以直接膨胀法或二次媒介朗肯循环法 为主。如申请号为201711312743.2的中国专利，提供了一种综合利 用LNG冷能发电及供冷的系统，包括LNG增压气化直接膨胀发电系统、 混合工质朗肯循环发电系统，液氨冷库供冷系统，乙二醇蓄冰池空调 供冷循环系统；利用LNG气化过程中释放的冷能，采用LNG增压气化直 接膨胀发电和混合工质朗肯循环发电生产高品位的电能。又如申请号 201710849459.2的中国专利，实现了对LNG冷能的逐级利用，其中增 设的膜分离装置可对两个冷凝器中混合工质的配比做出调控，能够进 一步提升换热过程的温度匹配程度，减少LNG冷能回收过程的不可逆 损失。

但上述现有技术和方法都存在发电效率低、系统和设备结构复杂 的确定，而且膨胀法仅适用于存在高压LNG的工况，对于低压LNG系 统无法使用。

斯特林发动机是一种用外部加热使活塞往复运动的外燃机，1916 年由苏格兰人罗伯特·斯特林发明而命名。斯特林发动机的循环回路 由膨胀腔、压缩腔、动力活塞、配气活塞和回热器组成。斯特林发电 机具有结构简单、利用冷热温差发电、外部燃烧或冷却等特性，在越 来越多的应用场景中发挥作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种结构简单、适用性强 的、能在低压条件下使用的LNG冷能斯特林发电系统。

为了实现上述目的，本发明充分利用斯特林发电机的优点，采用 如下技术方案：

一种LNG冷能斯特林发电系统，包括LNG储罐、LNG液相管路、 LNG气相管路、冷能斯特林发电装置、LNG加热器，LNG储罐的出液 口连通于LNG液相管路，冷能斯特林发电装置的冷端连接LNG液相管 路以吸收LNG冷能，冷能斯特林装置的热端连接外界热源，LNG气相 管路分别连通于冷能斯特林装置的冷端和LNG加热器以将冷能斯特 林装置的冷端的气相天然气传送到LNG加热器，LNG加热器的输出端 连通于天然气的传送端。具体地，天然气的传送端可为管道天然气或 天然气撬罐车。

所述LNG储罐储存的内容物为-170℃～-150℃液相LNG。液化天 然气(LNG)是天然气经压缩、冷却至其沸点温度后变成液体，通常 液化天然气储存在-170℃～-150℃、0.1MPa左右的低温储存罐内。

进一步，所述冷能斯特林发电装置的冷端内设有换热盘管，换热 盘管连通于冷能斯特林发电装置的气体工作介质管路，用于与从LNG 液相管路而来的液相LNG换热。液相LNG在换热盘管外部蒸发成为低 温气相天然气。由于换热盘管外部流通低温的LNG，故换热盘管的材 质为耐低温的材质。

再进一步，所述冷能斯特林发电装置的气体工作介质为在-170℃ 以下还能保持气态的气体。具体地，气体工作介质为氢气、氦气、氩 气或其他惰性气体中的任意一种。

进一步，所述冷能斯特林发电装置的热端所用热源和LNG加热器 的热源分别为海水、地表水、空气、烟气余热、工业余热中的任意一 种。