專利名稱：一種lng冷能利用新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能源的使用方法，特別涉及一種LNG冷能利用 新方法。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)，在人類迎來科技、經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的同時(shí)也面臨著環(huán)境 惡化、城市人口膨脹等各種問題的威脅，而能源短缺也是一個(gè)不容忽 略的方面。為了優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 戰(zhàn)略，天然氣作為一種潔凈環(huán)保、優(yōu)質(zhì)高效的能源燃料被世界各國廣 泛利用，它的需求量也日益增加。天然氣是當(dāng)今世界能源消耗中的重 要組成部分，其與煤炭、石油并稱為世界能源的三大支柱。
液化天然氣指在常壓或略高于常壓下利用低溫(-162'C)液化了 的天然氣，簡稱LNG。 LNG是氣田開采出來的天然氣經(jīng)過脫水、脫 酸性氣體和重?zé)N類，然后壓縮、膨脹、液化而成的低溫液體。純凈的 LNG是無色、無味、無毒和透明的液體，LNG比水輕，不溶于水。 LNG蒸汽溫度高于-11(TC，比空氣輕，貨物泄漏時(shí)蒸汽往上升，易于 擴(kuò)散，因此發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性相對LPG較輕。
LNG化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與空氣、水及其他液化氣貨品在化學(xué)上相 容，不會(huì)起危險(xiǎn)反應(yīng)(與氯可能有危險(xiǎn)反應(yīng))。由于LNG的臨界溫度
遠(yuǎn)低于環(huán)境溫度，所以只能采用全冷凍的條件運(yùn)輸和貯存。
LNG工業(yè)鏈?zhǔn)欠浅｝嫶蟮模饕ㄌ烊粴庖夯?、?chǔ)存、運(yùn)輸、 接收終端、氣化站等。當(dāng)?shù)蜏豅NG氣化時(shí)會(huì)放出的大量冷能，LNG 冷能值大約是837kJ/kg，對這部分冷能的合理回收利用是LNG作為 能源消耗的一個(gè)重要節(jié)能問題，同時(shí)也是影響經(jīng)濟(jì)效益的重要問題。
LNG蓄冷主要利用LNG氣化時(shí)富裕的冷能貯存起來，根據(jù)需氣 化的LNG氣體的能，供冷主要集中在晚上，白天將充裕的冷能儲(chǔ)存 起來。由于LNG溫度在-162'C左右，且單位冷能值極大，可運(yùn)用到 深冷領(lǐng)域。相變物質(zhì)的選擇是LNG蓄冷裝置研究的關(guān)鍵，要充分考 慮相變物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)及安全性問題。而冰蓄冷主要是利用夜間的 谷價(jià)電運(yùn)行制冷機(jī)組將冷能儲(chǔ)存于蓄冷裝置中供白天冷能利用設(shè)備。 冰蓄冷將白天的電力峰負(fù)荷轉(zhuǎn)移到晚上，而冷能供給主要集中在白 天，冷能利用在中高溫范圍內(nèi)。
LNG主要用于發(fā)電和城市燃?xì)?，LNG的氣化負(fù)荷隨時(shí)間和季節(jié) 變化發(fā)生波動(dòng)。對天然氣的需求是白天和冬季多，所以LNG氣化所 提供的冷能也多。反之，在夜晚和夏季，可以利用的LNG冷能也隨 之減少。LNG冷能能大小的波動(dòng)，將會(huì)對冷能利用設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生 不良影響，必須予以重視。目前我們國內(nèi)對LNG冷能的利用還沒有 比較完善的方法， 一些方法還不能夠充分的利用LNG氣化時(shí)所提供 的冷能，而且運(yùn)行時(shí)所需系統(tǒng)部件繁多，操作和維修復(fù)雜不方便，則 浪費(fèi)了很多的冷能，從而不能夠產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上面所述的LNG冷能利用時(shí)所出現(xiàn)的操 作繁瑣，利用不充分等問題而提供一種經(jīng)濟(jì)效益高、利用率高、操作 簡單的LNG冷能的利用新方法。
為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明提供的一種LNG冷能利用新方法，其 主要是利用蓄能材料的潛熱存儲(chǔ)LNG冷能。其原理如下白天和冬 季時(shí)LNG冷能充裕時(shí)，當(dāng)LNG氣化時(shí)利用蓄能材料吸收并儲(chǔ)存其富 裕的冷能；夜間和夏季時(shí)LNG冷能供應(yīng)不足時(shí)，可以利用的LNG冷 能也隨之減少，此時(shí)可利用蓄能材料釋放白天儲(chǔ)存的冷能，供給冷能 利用設(shè)備。
根據(jù)上述原理本發(fā)明的方法主要有以下幾步 步驟l:再液化，將閃發(fā)的LNG蒸汽通過再液化裝置進(jìn)行再液化， 液化后的LNG再儲(chǔ)存于LNG儲(chǔ)液裝置中，從而提高LNG儲(chǔ)液裝置 的安全性和LNG的利用率；
步驟2:蓄能，將LNG儲(chǔ)液裝置中的LNG與蓄冷裝置中的蓄能材料 進(jìn)行熱量交換，將LNG氣化時(shí)釋放的冷能儲(chǔ)存于蓄冷裝置中，同時(shí) 將氣化的LNG輸出供做它用；
步驟3:釋能，需要使用冷能時(shí)通過蓄能材料溶解釋放冷能，再利用 載冷劑將冷能傳遞給末端用冷裝置；
步驟4:優(yōu)化，在需大量冷能的場合，可將部分LNG直接氣化產(chǎn)生 冷能提供給末端用冷裝置，其蒸汽通過液化裝置回收。
本方法中，其再液化裝置中利用膨脹機(jī)的絕熱膨脹降低LNG的溫
度使其液化，以此作為液化流程的冷源。
在本方法中，其蓄能材料采用相變材料，相變材料潛熱大，可以 儲(chǔ)存更多的冷能。
本方法可根據(jù)各個(gè)用戶所需溫度的不同，對LNG冷能可進(jìn)行梯級 利用若用戶需要低溫，則只需將儲(chǔ)存LNG冷能的蓄能材料與一級 載冷劑進(jìn)行熱量交換；如果用戶需要較高的溫度，則可以在此基礎(chǔ)上 利用換熱裝置進(jìn)行二級、三級熱量交換；依次類推，可進(jìn)行多級利用。
其中換熱裝置為板式換熱器。
本發(fā)明有益效果-
(1) 利用率高、經(jīng)濟(jì)效益高。在利用LNG液化天然氣的同時(shí)， 還能有效的回收利用LNG冷能進(jìn)行蓄冷，并通過載冷劑給用戶末端 輸送冷能，大大的提高的LNG冷能的利用率，從而提高了其經(jīng)濟(jì)效
、/-
(2) 結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。整個(gè)系統(tǒng)裝置運(yùn)行部件少，運(yùn)行及維 護(hù)簡便。
(3) 本方法中運(yùn)用了相變材料對LNG冷能進(jìn)行蓄能，相變材料 的相變潛熱大，可以儲(chǔ)存更多的冷能。
(4) 適用面廣。本方法對LNG冷能的利用能夠滿足對不同溫度 的需求，可方便得到所需溫度。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明LNG冷能利用的原理圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于 明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
該方法主要由再液化、蓄能、釋能和優(yōu)化四步組成。此例所需溫 度較高，為二級冷能利用方法。此方法的具體流程如下-
首先由于LNG儲(chǔ)液罐中的充排管從LNG儲(chǔ)液罐的頂部或底部引 入儲(chǔ)液槽，從而輸送LNG液體進(jìn)入LNG儲(chǔ)液罐2中，這樣可起到防 止工作過程中因溫度變化和液體壓力對儲(chǔ)液罐產(chǎn)生不良影響的作用， 同時(shí)將部分LNG的閃發(fā)氣體輸送到再液化裝置1，其利用膨脹機(jī)的 絕熱膨脹降低LNG的溫度將LNG的閃化氣體進(jìn)行再液化處理，從而 提高LNG儲(chǔ)液罐2的安全性和LNG的利用率，將液化后的液體再儲(chǔ) 存在LNG儲(chǔ)液罐2中。儲(chǔ)存于LNG儲(chǔ)液罐2內(nèi)的LNG液體通過液 貨供管網(wǎng)輸送到相變蓄冷裝置3與其相變材料進(jìn)行熱交換，將LNG 氣化時(shí)釋放的冷能儲(chǔ)存在相變蓄冷裝置3中，同時(shí)將氣化的LNG經(jīng) 輸氣穩(wěn)壓裝置4再通過氣貨供管網(wǎng)輸出供做它用。
白天，LNG冷能充足時(shí)，相變材料對其冷能進(jìn)行儲(chǔ)存。夜間， LNG冷能不足時(shí)，相變材料釋放冷能，主要是將儲(chǔ)存于相變蓄冷裝 置3中的冷能傳遞給一級載冷劑， 一級載冷劑再與二級載冷劑通過板 式換熱器5進(jìn)行熱交換得到所需的冷能，最后把冷能供給到末端用冷 裝置6，從而完成了二級冷能的利用。各個(gè)用戶可根據(jù)所需溫度的不同，對LNG冷能可進(jìn)行梯級利用。 如果用戶需要低溫，則只需將儲(chǔ)存LNG冷能的相變材料與一級載冷 劑進(jìn)行熱量交換；如果用戶需要較高的溫度，則可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行 二級、三級熱量交換；依次類推，可進(jìn)行多級利用。
在白天需大量冷能的場合，可將部分LNG直接氣化產(chǎn)生冷能提 供給末端用冷裝置6，其蒸汽通過液化裝置1回收，提高了 LNG冷 能的利用率。
以上是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，對于本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員， 不花費(fèi)創(chuàng)造性的勞動(dòng)，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上可以做多種變化，同樣 能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。但是，這種變化顯然應(yīng)該在本發(fā)明的權(quán)利要 求書的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種LNG冷能利用新方法，該方法主要有以下幾步(1)再液化，將閃發(fā)的LNG蒸汽通過再液化裝置進(jìn)行再液化，液化后的LNG再儲(chǔ)存于LNG儲(chǔ)液裝置中；(2)蓄能，將LNG儲(chǔ)液裝置中的LNG與蓄冷裝置中的蓄能材料進(jìn)行熱量交換，將LNG氣化時(shí)釋放的冷能儲(chǔ)存于蓄冷裝置中，同時(shí)將氣化的LNG輸出供做它用；(3)釋能，需要使用冷能時(shí)通過蓄能材料溶解釋放冷能，再利用載冷劑將冷能傳遞給末端用冷裝置；(4)優(yōu)化，在需大量冷能的場合，可將部分LNG直接氣化產(chǎn)生冷能提供給末端用冷裝置，其蒸汽通過液化裝置回收。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LNG冷能利用新方法，其所述的 再液化裝置中采用可絕熱膨脹的膨脹機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LNG冷能利用新方法，其所述的蓄能材料采用潛熱大的相變材料。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LNG冷能利用新方法，其所述的載冷劑通過換熱裝置進(jìn)行熱量交換。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種LNG冷能利用新方法，其所述的 換熱裝置為板式換熱器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LNG冷能利用新方法，該方法主要有以下幾步步驟1、再液化，將閃發(fā)的LNG蒸汽通過再液化裝置進(jìn)行再液化；步驟2、蓄能，將LNG儲(chǔ)液裝置中的LNG與蓄能材料進(jìn)行熱量交換，并將釋放的冷能儲(chǔ)存于蓄冷裝置中；步驟3、釋能，將蓄能材料溶解釋放冷能，再傳遞給末端用冷裝置；步驟4、優(yōu)化，可將部分LNG直接氣化產(chǎn)生冷能提供給末端用冷裝置。本發(fā)明所需系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便而且對LNG冷能利用率高、經(jīng)濟(jì)效益高。
文檔編號F25D3/10GK101344354SQ20071004666
公開日2009年1月14日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月29日
發(fā)明者金 葉, 呂磊磊, 楊培瑩, 盛青青, 章學(xué)來 申請人:上海海事大學(xué)