[实用新型]LNG动力船用燃料气化及冷热电三联供给系统

说明书

本实用新型所公开的一种LNG动力船用燃料气化及冷热电三联供给系统，该系统包括LNG气化及冷量回收单元、主机废气热量回收单元、低温朗肯循环单元、发电单元、富余冷量回收单元，以及各单元之间连接的船舶蒸汽、冷量和电力供应通道；本实用新型通过巧妙的设计使LNG在气化过程中实现冷热流体的大温差换热以保证气化完全，而在冷能回收过程中则利用冷热流体进行小温差换热以提高冷能回收效率，并通过独特的循环自蒸发设计和循环载冷剂回收冷能设计避免了传统气化器的冻结及效率不高等问题。本实用新型可同时进行船舶冷能、废热回收和动力循环发电，冷能及废热回收利用率较高，安全系数较大，有效提高了LNG动力船舶的能量转换利用效率。

技术领域

本实用新型涉及LNG动力船舶能量高效利用领域，具体涉及一种LNG动力船用燃料气化及冷热电三联供给系统。

背景技术

液化天然气(LNG)是一种清洁能源，与传统柴油燃料相比，使用其进行燃烧供能可减少大量的颗粒及其他空气污染物。因此，在海洋船舶包括游艇、驳船、集装箱货船上，LNG被认为是极具吸引力的燃料替代品，越来越多的船舶将使用液化天然气或混合动力(柴油/液化天然气)作为燃料。LNG是在-162℃常压条件下储存的低温燃料，进入船舶主机引擎前必须将其蒸发并过热至环境温度。这一过程LNG约释放出860kJ/kg的冷量，利用该部分能量提供船舶上的冷藏、空调、海水淡化、发电等用途，不仅省去了相关的制冷耗电设备、减少了耗功，还避免了直接使用海水气化LNG对于海洋环境和船体冻结带来的低温危害。

然而，目前大部分LNG液化方式不自带冷能回收功能，尤其是在LNG动力船舶中，直接使用海水气化LNG可能无法有效满足天然气燃料的温度要求，不能保证船舶主机引擎正常工作，严重者甚至会出现冻结管路、造成船舶低温损坏、影响海洋环境等不良后果。此外，相当多的船舶主机废热被直接排出，既造成了燃料气化冷能损失，又浪费了大量的燃烧废热。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型更加有效的利用了LNG气化过程中的冷量以及船舶引擎燃烧的废热，设计了一种LNG动力船用燃料气化及冷热电三联供给系统。本实用新型不仅能有效的气化LNG燃料以供给船舶主机引擎使用，而且能高效的回收气化冷量以及主机废热；不仅能够满足LNG船舶的燃料气化需求和制冷需求，而且还能有效推动动力循环发电以补充船舶用电量。

为达到上述目标，本实用新型采用如下的技术方案予以实现：

LNG动力船用燃料气化及冷热电三联供给系统，包括LNG气化及冷量回收单元、主机废气热量回收单元、低温朗肯循环单元、发电单元、富余冷量回收单元，以及各单元之间连接的船舶蒸汽、冷量和电力供应通道；

所述的LNG气化及冷量回收单元，包括LNG液体燃料储罐LNG、液体泵 PUM0、第一循环换热网络HEN1、第二循环换热网络HEN2、第三循环换热网络HEN3、第一膨胀机TUR0、第四循环换热网络HEN4和船舶引擎E1；LNG 液体燃料储罐LNG通过液体泵PUM0及低温燃料供应通道与第二循环换热网络 HEN2连接，第二循环换热网络HEN2和第三循环换热网络HEN3、第一膨胀机 TUR0、第四循环换热网络HEN4依次连接，第四循环换热网络HEN4连接船舶引擎E1，第二循环换热网络HEN2、第三循环换热网络HEN3和第四循环换热网络HEN4依次对液态LNG进行气化及冷量回收，使之气化为指定温度的天然气燃料供应给船舶引擎E1；同时，第一循环换热网络HEN1通过低温朗肯循环单元连接第二循环换热网络HEN2；

所述的主机废气热量回收单元，包括废气锅炉S1，废气锅炉S1两端分别通过主机废气通道连接船舶引擎E1和第一循环换热网络HEN1；废气锅炉S1接收船舶引擎E1所产生的废气，进行热量回收后排入第一循环换热网络HEN1中继续回收余热并最终排入大气；同时，经废气锅炉S1加热产生的水蒸气通过船舶蒸汽供应通道与船舶蒸汽热水装置STE连接；