[发明专利]一种多级LNG冷能发电和综合利用系统及方法

权利要求书

1.一种多级LNG冷能发电和综合利用系统，其特征在于，所述的系统包括至少两级循环发电单元；

所述的循环发电单元沿循环工质流向包括依次循环连接的电能转换装置、LNG换热装置和载冷剂换热装置；各级循环发电单元中的LNG换热装置沿LNG流向依次连接形成LNG换热通道。

2.根据权利要求1所述的综合利用系统，其特征在于，所述的LNG换热装置与载冷剂换热装置之间的连接管路上设置有增压装置；

优选地，所述的增压装置为增压泵；

优选地，所述的电能转换装置为透平。

3.根据权利要求1或2所述的综合利用系统，其特征在于，所述的循环发电单元还包括位于LNG换热装置与载冷剂换热装置之间的循环工质换热装置；

优选地，所述的LNG换热装置与循环工质换热装置之间的连接管路上设置有增压装置；

优选地，沿LNG流向，最后一级循环发电单元中的LNG换热装置还连接终级换热装置，LNG在终级换热装置中与载冷剂换热。

4.根据权利要求1-3任一项所述的综合利用系统，其特征在于，沿LNG换热通道内的LNG流向，最后一级循环发电单元沿循环工质流向包括依次循环连接的电能转换装置、LNG换热装置、增压装置和载冷剂换热装置，其余各级循环发电单元沿循环工质流向包括依次循环连接的电能转换装置、LNG换热装置、循环工质换热装置、增压装置和载冷剂换热装置；

优选地，沿LNG换热通道内的LNG流向，循环发电单元的电能转换装置出口分为两路，一路连接本级循环发电单元的LNG换热装置的热侧入口，另一路连接上级循环发电单元的循环工质换热装置的热侧入口；

优选地，本级循环发电单元的LNG换热装置的热侧出口与上级循环发电单元的循环工质换热装置的热侧出口合并为一路后连接本级循环发电单元的增压装置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的综合利用系统，其特征在于，所述的综合利用系统包括一级循环发电单元和二级循环发电单元；

优选地，所述的一级循环发电单元沿循环工质流向包括依次循环连接的第一电能转换装置、第一换热装置、第二换热装置和第三换热装置；

优选地，所述的第一换热装置与第二换热装置之间的连接管路上设置有第一增压装置；

优选地，所述的二级循环发电单元沿循环工质流向包括依次循环连接的第二电能转换装置、第四换热装置和第六换热装置；

优选地，所述的第四换热装置与第六换热装置之间的连接管路上设置有第二增压装置；

优选地，所述的第一换热装置与第四换热装置沿LNG流向依次连接形成LNG通道，LNG通入第一换热装置与由第一电能转换装置流出的循环介质换热，换热后的LNG进入第四换热装置与由第二电能转换装置流出的循环介质换热；

优选地，所述的第二电能转换装置的出口分为两路，一路连接第二换热装置的热侧入口，另一路连接第四换热装置的热侧入口，第二电能转换装置流出的循环工质分为两部分，一部分进入第二换热装置与由第一换热装置流出的循环工质换热，另一部分进入第四换热装置与由第一换热装置流出的LNG换热；

优选地，所述的第二换热装置的热侧出口与第四换热装置的热侧出口合并为一路后连接第二增压装置，分别在第二换热装置和第四换热装置内换热后排出的循环工质汇流后经第二增压装置送入第六换热装置，在第六换热装置中与载冷剂换热；

优选地，所述的综合利用系统还包括与第四换热装置冷侧出口连接的终级换热装置，LNG由第四换热装置流出后进入终级换热装置与载冷剂换热。

6.一种多级LNG冷能发电和综合利用方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的综合利用系统对LNG的冷能进行综合利用；

所述的综合利用方法包括：

循环工质进入电能转换装置做功发电后进入LNG换热装置，在LNG换热装置中与LNG换热取冷后通入载冷剂换热装置与载冷剂换热，换热升温后的循环工质循环回流至电能转换装置实现循环发电；LNG依次流经各级循环发电单元的LNG换热装置完成多级换热。