一種充分利用液化天然氣冷能的冷庫(kù)制冷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種充分利用液化天然氣冷能的冷庫(kù)制冷系統(tǒng)，它包括液化天然氣氣化系統(tǒng)、乙二醇循環(huán)系統(tǒng)和冷水循環(huán)系統(tǒng)，它還包括制冷系統(tǒng)和輔助制冷系統(tǒng)；其中，(1)液化天然氣氣化系統(tǒng)包括液化天然氣—乙二醇換熱器；(2)乙二醇循環(huán)系統(tǒng)包括兩個(gè)串聯(lián)回路；(3)冷水循環(huán)系統(tǒng)包括冷水循環(huán)管路；(4)輔助制冷系統(tǒng)包括輔助制冷循環(huán)管路；(5)制冷系統(tǒng)包括經(jīng)冷凝蒸發(fā)器的出口依次與調(diào)節(jié)閥、循環(huán)水泵、止回閥、蒸發(fā)器以及冷凝蒸發(fā)器的進(jìn)口相連的制冷循環(huán)管路，溫度傳感器C連接在蒸發(fā)器入口處的制冷循環(huán)管路上。采用本裝置有效地提高了制冷循環(huán)的能效比。輔助制冷系統(tǒng)增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高了本系統(tǒng)的適用范圍。
【專利說(shuō)明】一種充分利用液化天然氣冷能的冷庫(kù)制冷系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種冷庫(kù)制冷系統(tǒng)，尤其涉及一種利用液化天然氣冷能的冷庫(kù)制 冷系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 液化天然氣是天然氣經(jīng)過脫硫、脫水處理后，再由低溫工藝?yán)鋬鲆夯?的-160°C的液態(tài)混合物。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，每液化1噸天然氣消耗的電量約為850kWh，并 且在液化天然氣接收站，大多需將液化天然氣通過氣化器氣化后使用。液化天然氣氣化時(shí) 可吸收相當(dāng)多的熱量，其值大約為830kJ/kg。這一部分冷能通常在天然氣汽化器中隨海水 或空氣散失掉，造成了能源極大地浪費(fèi)。因此，通過特定的工藝技術(shù)利用液化天然氣冷能， 對(duì)于節(jié)約能源、提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益有著極為廣闊的前景?，F(xiàn)有技術(shù)無(wú)壓縮制冷系統(tǒng)，這種集 中式制冷技術(shù)存在的不足，一是在冷量充足時(shí)的其自身冷量的蓄存能力有限，使其使用范 圍受限；二是，在液化天然氣冷量不足時(shí)，缺少備用的輔助制冷系統(tǒng)，降低其制冷負(fù)荷的穩(wěn) 定性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能很好地節(jié)約能源、減少 化石燃料對(duì)環(huán)境的污染，既有利于降低液化天然氣的使用成本，還能在一定范圍內(nèi)提高制 冷系統(tǒng)的能效比的一種充分利用液化天然氣冷能的冷庫(kù)制冷系統(tǒng)。
[0004] 本實(shí)用新型的一種充分利用液化天然氣冷能的冷庫(kù)制冷系統(tǒng)，它包括液化天然氣 氣化系統(tǒng)、乙二醇循環(huán)系統(tǒng)和冷水循環(huán)系統(tǒng)，它還包括制冷系統(tǒng)和輔助制冷系統(tǒng)；其中，
[0005] (1)所述的液化天然氣氣化系統(tǒng)包括液化天然氣一乙二醇換熱器，所述的液化天 然氣一乙二醇換熱器用于將管程中的液化天然氣與殼程中的乙二醇換熱；
[0006] (2)所述的乙二醇循環(huán)系統(tǒng)包括兩個(gè)串聯(lián)回路，第一串聯(lián)回路由乙二醇儲(chǔ)罐、緊急 切斷閥B、乙二醇泵A和液化天然氣一乙二醇換熱器依次串聯(lián)構(gòu)成，乙二醇儲(chǔ)罐的進(jìn)口處設(shè) 有溫度傳感器B;第二串聯(lián)回路由乙二醇儲(chǔ)罐、緊急切斷閥C、乙二醇泵B和乙二醇一水換 熱器依次串聯(lián)構(gòu)成；所述的乙二醇儲(chǔ)罐用于存儲(chǔ)與液化天然氣換熱后的乙二醇，并給乙二 醇一水換熱器提供冷量；
[0007] (3)所述的冷水循環(huán)系統(tǒng)包括經(jīng)乙二醇一水換熱器出水口依次與水泵、冷凝蒸發(fā) 器以及乙二醇一水換熱器的進(jìn)水口相連的冷水循環(huán)管路，在冷凝蒸發(fā)器出水口處的水循環(huán) 管路上連接有溫度傳感器A，所述的冷凝蒸發(fā)器用于乙二醇一水換熱器抽出的水與制冷系 統(tǒng)中的載冷劑進(jìn)行換熱，并將升溫后的水送回至乙二醇一水換熱器；
[0008] (4)所述的輔助制冷系統(tǒng)包括經(jīng)冷凝蒸發(fā)器的制冷劑出口依次與截止閥、蒸發(fā)壓 力調(diào)節(jié)閥、壓縮機(jī)、空冷器、儲(chǔ)液器、干燥過濾器、熱力膨脹閥以及冷凝蒸發(fā)器的制冷劑進(jìn)口 相連的輔助制冷循環(huán)管路，所述的冷水循環(huán)管路中的水與輔助制冷循環(huán)管路內(nèi)的制冷劑換 執(zhí).
[0009] (5)所述的制冷系統(tǒng)包括經(jīng)冷凝蒸發(fā)器的出口依次與調(diào)節(jié)閥、循環(huán)水泵、止回閥、 蒸發(fā)器以及冷凝蒸發(fā)器的進(jìn)口相連的制冷循環(huán)管路，溫度傳感器C連接在蒸發(fā)器入口處的 制冷循環(huán)管路上。
[0010] 采用本實(shí)用新型的有益效果是：
[0011] 該系統(tǒng)具有清潔環(huán)保和節(jié)約能源的雙重優(yōu)點(diǎn)，在不影響液化天然氣氣化的前提 下，充分利用液化天然氣的冷能，完成制冷循環(huán)，有效地提高了制冷循環(huán)的能效比。輔助制 冷系統(tǒng)增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高了本系統(tǒng)的適用范圍。同時(shí)，與也當(dāng)下綠色環(huán)保政策協(xié)調(diào) 一致，具有突出的經(jīng)濟(jì)技術(shù)影響和長(zhǎng)遠(yuǎn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 附圖為本實(shí)用新型的一種充分利用液化天然氣冷能的冷庫(kù)制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作以詳細(xì)描述。
[0014] 如附圖所示的本實(shí)用新型的一種充分利用液化天然氣冷能的冷庫(kù)制冷系統(tǒng)，它包 括液化天然氣氣化系統(tǒng)、乙二醇循環(huán)系統(tǒng)和冷水循環(huán)系統(tǒng)，它還包括制冷系統(tǒng)和輔助制冷 系統(tǒng)；其中，
[0015] (1)所述的液化天然氣氣化系統(tǒng)包括液化天然氣一乙二醇換熱器4,所述的液化 天然氣一乙二醇換熱器4用于將管程中的液化天然氣與殼程中的乙二醇換熱；已有的液化 天然氣氣化系統(tǒng)包括液化天然氣儲(chǔ)罐1、空溫氣化器A2、空溫氣化器B3和液化天然氣一乙 二醇換熱器4。這其中，液化天然氣儲(chǔ)罐1、截止閥A8、截止閥B9、空溫氣化器A2、安全放散 閥6和管道5組成液化天然氣氣化支路1 ;天然氣儲(chǔ)罐1、截止閥B9、緊急切換閥7、空溫氣 化器B3、液化天然氣一乙二醇換熱器4、安全放散閥6和管道5組成液化天然氣氣化支路2。 當(dāng)冷庫(kù)工作時(shí)開啟緊急切換閥A7,液化天然氣在液化天然氣一乙二醇換熱器4中吸收熱量 溫度升高后氣化，再由空溫氣化器B3二次加熱至常溫，然后與支路1的天然氣混合進(jìn)入管 道5,最終進(jìn)入城市管網(wǎng)。隨著氣化過程的進(jìn)行，當(dāng)供氣管道5內(nèi)壓力超過設(shè)定壓力時(shí)，可通 過安全放散閥6進(jìn)行放散，確保供氣壓力安全。
[0016] (2)所述的乙二醇循環(huán)系統(tǒng)包括兩個(gè)串聯(lián)回路，第一串聯(lián)回路由乙二醇儲(chǔ)罐10、 緊急切斷閥B14、乙二醇泵All和液化天然氣一乙二醇換熱器4依次串聯(lián)構(gòu)成，乙二醇儲(chǔ)罐 10的進(jìn)口處設(shè)有溫度傳感器B32 ;第二串聯(lián)回路由乙二醇儲(chǔ)罐10、緊急切斷閥C15、乙二醇 泵B13和乙二醇一水換熱器12依次串聯(lián)構(gòu)成；所述的乙二醇儲(chǔ)罐10用于存儲(chǔ)與液化天然 氣換熱后的乙二醇并給乙二醇一水換熱器12提供冷量。
[0017] (3)所述的冷水循環(huán)系統(tǒng)包括經(jīng)乙二醇一水換熱器12出水口依次與水泵16、冷凝 蒸發(fā)器17以及乙二醇一水換熱器12的進(jìn)水口相連的冷水循環(huán)管路，在冷凝蒸發(fā)器17出水 口處的水循環(huán)管路上連接有溫度傳感器A18,所述的冷凝蒸發(fā)器17用于乙二醇一水換熱器 12抽出的水與制冷系統(tǒng)中的載冷劑進(jìn)行換熱，并將升溫后的水送回至乙二醇一水換熱器 12 〇
[0018] (4)所述的輔助制冷系統(tǒng)包括經(jīng)冷凝蒸發(fā)器17的制冷劑出口依次與截止閥19、蒸 發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥25、壓縮機(jī)23、空冷器28、儲(chǔ)液器20、干燥過濾器21、熱力膨脹閥22以及冷凝 蒸發(fā)器17的制冷劑進(jìn)口相連的輔助制冷循環(huán)管路，所述的冷水循環(huán)管路中的水與制冷循 環(huán)管路內(nèi)的制冷劑換熱。高低壓保護(hù)器24為壓縮機(jī)保護(hù)裝置，僅做示意。
[0019] (5)所述的制冷系統(tǒng)包括經(jīng)冷凝蒸發(fā)器17的出口依次與調(diào)節(jié)閥31、循環(huán)水泵29、 止回閥30、蒸發(fā)器27以及冷凝蒸發(fā)器17的進(jìn)口相連的制冷循環(huán)管路，溫度傳感器C33連接 在蒸發(fā)器27入口處的制冷循環(huán)管路上。
[0020] 優(yōu)選的所述的緊急切斷閥B14、緊急切斷閥C15、乙二醇泵A11、乙二醇泵B13、緊急 切斷閥A7、水泵16、溫度傳感器A18、溫度傳感器B32和溫度傳感器C33分別通過導(dǎo)線與控 制系統(tǒng)34連接以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
[0021] 本裝置的工作過程為：
[0022] 在實(shí)際應(yīng)用中，把液化天然氣分為兩個(gè)支路：其中一支的液化天然氣經(jīng)管道，首先 進(jìn)入空溫氣化器A氣化為可供燃?xì)馔饩W(wǎng)使用的常溫天然氣，然后再通過截止閥由天然氣出 口管路，進(jìn)入到城市管網(wǎng)系統(tǒng)，最終完成液化天然氣的氣化過程；另一支路的液化天然氣直 接進(jìn)入液化天然氣一乙二醇換熱器與乙二醇換熱，氣化后再由空溫氣化器B二次加熱至常 溫，而后與前一支路的液化天然氣系統(tǒng)中的天然氣混合，一并送入城市管網(wǎng)系統(tǒng)。
[0023] 通過乙二醇泵A和緊急切斷閥B與乙二醇泵B和緊急切斷閥C的切換控制，可將 液化天然氣的冷能存儲(chǔ)在乙二醇儲(chǔ)罐10里，當(dāng)用戶需要冷能時(shí)通過乙二醇泵B升壓后進(jìn)入 乙二醇一水換熱器12。
[0024] 當(dāng)冷量不足時(shí)，制冷系統(tǒng)和輔助制冷系統(tǒng)共同工作，工作過程如下：截止閥19開 啟，輔助制冷循環(huán)系統(tǒng)啟動(dòng)，冷凝蒸發(fā)器17在壓縮制冷系統(tǒng)中充當(dāng)蒸發(fā)器的角色。輔助壓 縮制冷循環(huán)啟動(dòng)制冷，保證該系統(tǒng)制冷的性能穩(wěn)定。用戶可以直接取用蒸發(fā)器27的冷量。
【權(quán)利要求】
1. 一種充分利用液化天然氣冷能的冷庫(kù)制冷系統(tǒng)，它包括液化天然氣氣化系統(tǒng)、乙二 醇循環(huán)系統(tǒng)和冷水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于：它還包括制冷系統(tǒng)和輔助制冷系統(tǒng)，其中， 所述的液化天然氣氣化系統(tǒng)包括液化天然氣一乙二醇換熱器，所述的液化天然氣一乙 二醇換熱器用于將管程中的液化天然氣與殼程中的乙二醇換熱； 所述的乙二醇循環(huán)系統(tǒng)包括兩個(gè)串聯(lián)回路，第一串聯(lián)回路由乙二醇儲(chǔ)罐、緊急切斷閥 B、乙二醇泵A和液化天然氣一乙二醇換熱器依次串聯(lián)構(gòu)成，乙二醇儲(chǔ)罐的進(jìn)口處設(shè)有溫度 傳感器B;第二串聯(lián)回路由乙二醇儲(chǔ)罐、緊急切斷閥C、乙二醇泵B和乙二醇一水換熱器依次 串聯(lián)構(gòu)成；所述的乙二醇儲(chǔ)罐用于存儲(chǔ)與液化天然氣換熱后的乙二醇，并給乙二醇一水換 熱器提供冷量； 所述的冷水循環(huán)系統(tǒng)包括經(jīng)乙二醇一水換熱器出水口依次與水泵、冷凝蒸發(fā)器以及乙 二醇一水換熱器的進(jìn)水口相連的冷水循環(huán)管路，在冷凝蒸發(fā)器出水口處的水循環(huán)管路上連 接有溫度傳感器A，所述的冷凝蒸發(fā)器用于乙二醇一水換熱器抽出的水與制冷系統(tǒng)中的載 冷劑進(jìn)行換熱，并將升溫后的水送回至乙二醇一水換熱器； 所述的輔助制冷系統(tǒng)包括經(jīng)冷凝蒸發(fā)器的制冷劑出口依次與截止閥、蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié) 閥、壓縮機(jī)、空冷器、儲(chǔ)液器、干燥過濾器、熱力膨脹閥以及冷凝蒸發(fā)器的制冷劑進(jìn)口相連的 輔助制冷循環(huán)管路，所述的冷水循環(huán)管路中的水與輔助制冷循環(huán)管路內(nèi)的制冷劑換熱； 所述的制冷系統(tǒng)包括經(jīng)冷凝蒸發(fā)器的出口依次與調(diào)節(jié)閥、循環(huán)水泵、止回閥、蒸發(fā)器以 及冷凝蒸發(fā)器的進(jìn)口相連的制冷循環(huán)管路，溫度傳感器C連接在蒸發(fā)器入口處的制冷循環(huán) 管路上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充分利用液化天然氣冷能的冷庫(kù)制冷系統(tǒng)，其特征在于：所 述的緊急切斷閥B、緊急切斷閥C、乙二醇泵A、乙二醇泵B、水泵、溫度傳感器A、溫度傳感器 B和溫度傳感器C分別通過導(dǎo)線與控制系統(tǒng)連接。
【文檔編號(hào)】F25B1/00GK203893526SQ201420172194
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】趙冬芳, 劉鳳國(guó), 張蕊 申請(qǐng)人:天津城建大學(xué), 劉鳳國(guó)