[发明专利]一种基于新型整体式IFV的LNG动力船冷能利用系统

说明书

本发明涉及一种基于新型整体式IFV的LNG动力船冷能利用系统，以一种新型整体式IFV为LNG冷能利用系统的基础，先通过朗肯循环发电回收LNG燃料高品位冷能将其转换成电能，然后通过利用冷媒回收LNG燃料低品位冷能，用于发电或海水淡化，最后利用缸套水将NG加热至主机进气要求温度。本发明的优点在于：结合一种带冷能利用功能的新型整体式IFV，因其结构紧凑有效降低了系统的复杂程度、占地面积，提高了系统的经济性能；可据船舶制淡、发电需求，通过相应调节，实现两种功能的切换。

技术领域

本发明涉及LNG冷能利用领域，特别是一种基于新型整体式IFV的LNG冷能利用系统。

背景技术

LNG是一种优质能源，具有热值高、燃烧污染小的特点。LNG接收站的主要功能是接收远洋运输船运输来的LNG，并对其进行储存和气化，以获得气态天然气( NG )产品，并通过天然气管网向城市居民和/或工业用户供气。

LNG在约-162℃低温下以液态形式存在的天然气，其气化过程需要大量的热量。一般而言，LNG接收站的气化设施主要有开架式海水整体式IFV(ORV)、中间介质海水整体式IFV(IFV) 以及浸没燃烧式整体式IFV( SCV)。LNG接收站临海而建，海水是天然热源，通常均采用海水来加热气化。

随着船舶动力装置排放要求进一步提高，航运船舶以液化天然气（LNG）代替原有的柴油或重油作为动力装置的燃料已成为必然趋势。LNG在气化过程中会释放约800kJ/kg的冷量，若不加以利用，不仅会浪费大量冷能，还会对航线周围的海域环境造成一定影响。针对LNG动力船舶的制冷需求设计冷能利用系统，既可以提高能量利用效率，也可节约压缩制冷循环耗费的电量，是当前LNG利用技术中的前沿问题之一。

当前的LNG冷能利用系统主要以㶲效率为指标，以发电、制冷、海水淡化等作为冷能利用方式。根据“温度对口，梯级利用”的原则，LNG冷能利用方案一般采用多级制冷或发电循环。相比于单级系统，梯级冷能利用系统虽然㶲效率较高，但也存在着系统庞大、设备复杂的缺点。传统的整体式IFV功能单一，设计一种能够充分利用LNG冷能，同时简化冷能利用系统的LNG整体式IFV，可以有效提高系统的紧凑性和经济性能，对设备布置空间有限的船舶上显得尤为重要。

发明内容

针对上述问题，本发明基于一种新型整体式IFV，以主机缸套冷却水为热源，设计了一种LNG冷能梯级利用系统。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于新型整体式IFV的LNG动力船冷能利用系统，该系统以一种新型整体式IFV为基础，先通过朗肯循环发电回收LNG燃料高品位冷能将其转换成电能，然后通过利用冷媒回收LNG燃料低品位冷能，用于发电或海水淡化，最后利用缸套水将NG加热至主机进气要求温度。

本发明的进一步改进，该系统包括新型整体式IFV、增压泵、换热器、涡轮机、回热器、阀门、蒸发器，整体式IFV的内部通过焊接的隔板将其分为三个换热腔体，由上层到下层分别为LNG换热腔、中间介质换热腔和热流体换热腔，整体式IFV内换热通过左中右腔室三套热管将LNG的冷量输送到中间介质和热流体中。

本发明的进一步改进，整体式IFV的LNG换热腔的右侧设置有LNG进口通过管道连接到LNG储液罐用于LNG输入，整体式IFV的LNG换热腔的左侧设置有NG出口连接管道用于NG输出，LNG通过管道从LNG进口流入新型IFV，通过三套热管依次吸收中间介质及热流体的热量气化，变为NG从NG出口输出通过管道进入一个换热器内，该换热器设定为第一换热器，第一换热器通过管道连接到一个涡轮机，该涡轮机设定为第一涡轮机，第一涡轮机通过管道连接到中间介质换热腔的右端进口，中间介质换热腔的左端出口还通过管道连接到第一换热器。

本发明的进一步改进，LNG换热腔的右侧设置的LNG进口与LNG储液罐的连接管道上设置有增压泵，该增压泵设定为第一增压泵。