[实用新型]一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置

说明书

本实用新型公开了一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置，包括：CO₂蒸发器，将CO₂从液态变为气态；CO₂透平发电机，与CO₂蒸发器连接，以利用CO₂发电；LNG凝结器，与CO₂透平发电机相连接，用于将气态CO₂冷凝为液态，同时将LNG气化为天然气；CO₂加压泵，与LNG凝结器连接，用于对液态CO₂加压；天然气膨胀发电机，与LNG凝结器连接，用于调节天然气温度的压力和温度，并利用天然气发电。本实用新型的基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置提高了发电效率和LNG冷能利用效率，减少工质运行费用，并且该发电装置具有节能环保、高发电效率、低操作成本的效果。

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，更具体的说是涉及一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置。

背景技术

21世纪，在人类迎来科技、经济蓬勃发展的同时，也面临者环境恶化、城市人口膨胀等各种问题的威胁，而能源短缺也是一个不容忽略的方面。为了优化能源消费结构，改善生态环境，实现可持续发展战略，天然气作为一种洁净环保、优质高效的能源燃料被世界各国广泛利用，它的需求量也日益增加。天然气是当今世界能源消耗中的重要组成部分，其与煤炭、石油并称为世界能源的三大支柱。

液化天然气致常压或略高于常压下利用低温(-162℃)液化了的天然气，简称LNG。LNG是气田开采出来的天然气经过脱水、脱酸性气体和重烃类，然后压缩、膨胀、液化而成的低温液体。

目前，越来越多的天然气被制作成LNG以方便运输，但是制作 LNG时消耗的8-10％能源大部分以冷能和压力能的形式储存在LNG 中。用户端将LNG气化的过程中，大都使用膨胀阀，不但将这些冷能白白浪费掉了，甚至还要消耗一些热量。

发电的朗肯循环过程中，做功后的低压低温气体需要冷凝后再循环，这部分能量被浪费了，而且还需要消耗一定的能量从系统中移除这部分能量，消耗的能量与浪费的这部分能量成正比。以蒸汽为例，一个30MW的全凝式蒸汽轮机发电机，消耗能量150MW左右，冷凝释放的能量可以占系统输入能量的66％，因此发电效率很低，只有20％左右。而消耗150MW能量，采用CO₂作为工质发电，虽然工质循环量增加3.7倍，但冷凝消耗的能量只占输入能量的34％，发电量也提高了 2.46倍，效率超过49.65％。CO₂气化点温度低，高温又很稳定，因此不但可以适应蒸汽发电的温度范围，还可以适应一部分ORC发电的低温范围，此时无需消耗能量加热，只需有合适的冷量即可完成朗肯循环。

由于CO₂的稳定性很好，因此循环中基本不会损失，也不需要做处理，也就不需要处理的设备投资和运行费用，也避免了设备的腐蚀和结垢，热效率稳定。

因此，如何提供一种提高LNG冷能利用率和发电效率且低成本的基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种提高LNG冷能利用率和发电效率且低成本的基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置，包括：

CO₂蒸发器，用于加热高压液态CO₂，使其蒸发得到高温高压的气态CO₂；

CO₂透平发电机，所述CO₂透平发电机与所述CO₂蒸发器连接，用于利用高温高压的气态CO₂发电，得到低温低压的气态CO₂；