[发明专利]船用LNG冷能利用冷电联供系统

说明书

本发明公开了一种船用LNG冷能利用冷电联供系统，它包括两级LNG冷能利用发电系统、两级制冷系统、LNG循环泵；LNG经所述LNG循环泵加压后进入第一级LNG冷能利用发电系统进行热量交换；本发明将送入船舶主机的LNG冷能用于船舶发电、船舶低温冷库、高温冷库及空调系统，通过多个工质与LNG进行换热使其达到主机要求的进气温度，并通过各系统工质的组合换热，提高了冷能的综合利用效率。在整合船舶主机余热资源的基础上，较为充分的利用了LNG高品位冷能进行低温发电。可以使有限的LNG冷能得到较为充分的利用，有效降低该船型的运营成本。

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，特别是关于一种LNG燃料动力渔 船的LNG冷能利用冷电联供系统。

背景技术

近年来，天然气以其高效、清洁的性能和广泛的用途，将成为一个绿色能源支柱。

天然气在0.101MPa，-162℃左右时可液化为LNG，经液化后的天然气体积与同质量的天然气的相比，约为后者的1/625。一般而言天然气产地与需求地相距极为遥远，因此进口天然气需解决长途储运存在的问题。而液化天然的运输以海运为主，在兼顾安全的前提下想要以较低成本完成如此巨量的天然气运输则需先将天然气液化。液化后的天然气极大的压缩了体积，大大的方便其运输过程。但以目前的LNG生产工艺，生产一吨LNG的能耗约为850kW·h，在接收终端每吨LNG汽化时所释放的冷量可达240kW·h。因此，合理有效地利用这部分冷能，一方面可以充分的利用LNG的高品位冷能，提高经济效益，另一方面，也可以减少LNG气化过程中的环境污染。

目前由于国际海事组织(IMO)的防污染公约对各种有害物质排放要求越来越高，相比燃料油的价格不稳定以及其燃烧排放大量的CO₂和SO_x等有害物质， LNG市场价格稳定且偏低，此外排放性能较好，对环境较为友好。由于上述原因，更多LNG运输船主要使用甚至是完全使用LNG作为燃料。

对于完全以LNG为燃料的LNG运输船，由于LNG运输船的功率较大，每天需要消耗近300m³LNG(按照液态体积计算)，除去货舱每天产生的BOG约 100m³(折合成液态体积)，仍存在巨大的冷能可供利用，因此引起了研究人员的广泛关注，但对于小型LNG燃料动力船上的LNG冷能利用，由于可利用的冷量相对较少，未引起足够关注。但因船舶上存在较多需要冷能的场所，例如冷库、空调等，通过利用LNG冷能替代传统制冷循环，可以有效降低船舶的运营成本。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种运行稳定、安全可靠、高效、适用于小型LNG燃料动力船的船用LNG冷能利用冷电联供系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明采取的一种船用LNG冷能利用冷电联供系统，包括第一级LNG冷能利用发电系统、第二级LNG冷能利用发电系统、两级制冷系统、LNG循环泵；LNG经所述LNG循环泵加压后进入第一级LNG 冷能利用发电系统进行热量交换；

所述第一级LNG冷能利用发电系统包括第一换热器、第二换热器、第一混合器、第二工质泵、第十换热器、第四换热器、第九换热器、第一膨胀机、分离器和在该第一级LNG冷能利用发电系统中循环的第一发电工质，且所述第一换热器、第二换热器、第一混合器、第二工质泵、第十换热器、第四换热器、第九换热器、第一膨胀机、分离器依次通过管道连接构成闭环结构；第一发电工质经第二工质泵加压后，依次经过第十换热器、第四换热器、第九换热器加热为过热蒸汽，并在第一膨胀机中膨胀做功，膨胀后的工质分别进入第一换热器、第二换热器换热，第一发电工质被冷凝为饱和液体后进入下一次循环；