[发明专利]一种新型液化天然气动力集装箱船冷能综合利用系统

说明书

本发明公开了一种LNG动力集装箱船冷能综合利用系统，该方法基于整体式IFV运用两级级联朗肯循环发电将供主、辅机燃料的LNG高品位冷能转换为电能并且将高温冷库系统加入到供辅机燃料一路的IFV内部流程中作为第一级朗肯循环的预热器，将海水淡化系统加入到供主机燃料一路的第一个IFV内部流程中作为第一级朗肯循环的预热器，从第一个IFV出来后的LNG经高压泵加压进入第二个IFV中并运用单级朗肯循环进行发电，将低温冷库系统加入到该IFV内部流程中作为预热器，BOG经过加压后与低压NG管路合流后与高压NG一起送入空调模块中；最后利用主机缸套水将不同压力的NG加热至45℃送入主机和辅机，通过该方法实现了冷能的高效利用。

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，具体是一种基于新型整体式中间介质气化器的船舶发电、冷库、制淡、空调等基于整体式IFV的LNG冷能综合利用方法。

背景技术

未来15年，中国仍处于天然气需求量快速增长期，预计到2030年，中国天然气需求量将突破5000×108m3。巨大的天然气需求量目前主要是通过天然气深冷方式以低温的液化天然气(LNG)进行储存与运输，但LNG到达用户终端使用时需要将LNG气化至常温，这过程中会释放出大量的冷能，这部分冷能若得不到有效地利用，不仅造成能量的巨大浪费，而且会对环境产生不利的影响。

目前中间介质汽化器简称：IFV以其结构紧凑，换热效率较高，不需要额外耗费天然气，能适应不同水质的海水和运行条件，且经济性好而获得普遍使用。但现有的IFV无法直接利用LNG的汽化冷能，其中的LNG汽化冷能直接被海水带走并排入大海，不仅浪费了大量的冷能，而且对海洋生物会产生不利的影响。关于LNG冷能综合利用的系统都是基于陆地LNG气化站考虑的，由于系统所占空间不受约束，因此系统中原有整体式IFV均是被拆分为LNG气化器、中间介质气化器和NG调温器三个分开连接的换热器。此时系统中间需要设置中间介质循环泵，而且海水不再是先加热NG再加热中间介质，而是分别独立地进入NG调温器和中间介质气化器，使得整个所构成的LNG汽化冷能利用系统复杂且庞大。而船舶机舱受有限空间的约束，如采用分置设备不仅系统结构复杂，而且占地面积比较大，使得系统受船舶机舱空间限制均难以实施。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足,本发明提供了一种新型液化天然气动力集装箱船冷能综合利用系统，该方法包括以下步骤：首先基于整体式IFV运用两级级联朗肯循环发电将供主、辅机燃料的LNG高品位冷能转换为电能并且将高温冷库系统加入到供辅机燃料一路的IFV内部流程中作为两路级联朗肯循环第一级的预热器，供辅机一路的LNG从IFV出来后已经气化为NG；然后将海水淡化系统加入到供主机燃料一路的第一个IFV内部流程中作为两路级联朗肯循环第一级的预热器，LNG从该IFV出来后还未气化，因此从第一个IFV出来后的LNG经高压泵加压到主机进气压力进入第二个IFV中并运用单级朗肯循环进行发电，将低温冷库系统加入到该IFV内部流程中作为预热器，LNG从该IFV出来后已经气化为NG；接着BOG经过加压后与供辅机的低压NG燃料管路合流后送入空调模块中，供主机的高压NG燃料也送入到空调模块中；最后利用主机缸套冷却水将不同压力的NG加热至45℃送入主机和辅机。

作为本发明的进一步优选，本发明所述的一种新型液化天然气动力集装箱船冷能综合利用系统的具体步骤如下：

步骤一：供辅机燃料一路的LNG基于整体式IFV运用两级级联朗肯循环发电

将从储罐出来的LNG加压至0.5MPa～1MPa，温度为-162℃～-160℃，送入整体式IFV中，第一级朗肯循环工质先吸收部分高温冷库系统工质的热量，再吸收第二级朗肯循环工质的热量和缸套水的热量发生气化，经过膨胀机做功后由LNG冷却液化并且LNG气化为NG，第二级朗肯循环工质吸收部分主机缸套水余热发生气化，经过膨胀机做功后由第一级朗肯循环工质冷却液化；

步骤二：供主机燃料一路的LNG基于整体式IFV运用两级级联朗肯循环发电