一種熱泵輔助式太陽能與lng冷能聯(lián)合發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型高溫?zé)嵩磁cLNG冷能的聯(lián)合發(fā)電裝置，特別是涉及一種利用空氣源熱栗輔助式太陽能熱水器作為高溫?zé)嵩?、LNG冷能作為低溫冷源的聯(lián)合發(fā)電裝置，其將太陽能熱利用技術(shù)、空氣源熱栗技術(shù)及LNG冷能發(fā)電技術(shù)有機(jī)結(jié)合，屬于新能源利用及節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]LNG氣化時(shí)，釋放出大量的冷能，合理回收利用這部分冷能將取得十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。近年來，我國進(jìn)口 LNG量逐年增加，LNG接收站及LNG衛(wèi)星站建設(shè)步伐不斷加快，LNG冷能回收利用潛力巨大。LNG冷能發(fā)電是回收利用LNG冷能的一種有效方式。LNG冷能發(fā)電需要外界熱源的輔助才能順利進(jìn)行，且熱源溫度越高，其單位質(zhì)量LNG的發(fā)電量也越大。目前，大型LNG接收氣化站冷能發(fā)電的高溫?zé)嵩粗饕锌諝狻⒑Ｋ?、工業(yè)廢熱等。
[0003]然而，以常溫空氣作為高溫?zé)嵩磿r(shí)，其比熱容較低，溫度不高，不能有效提高LNG冷能發(fā)電效益。同時(shí)，以海水作為高溫?zé)嵩?，雖其比熱容大、換熱效率高，但海水溫度一般較低且不穩(wěn)定。而以工業(yè)廢熱作為高溫?zé)嵩磿r(shí)，雖其熱量較大、發(fā)電效率高，但熱媒不宜長距離輸送，這也為LNG氣化站的選址提出了苛刻的要求，且須同步規(guī)劃實(shí)施。綜上可知，空氣、海水、工業(yè)廢熱作為LNG冷能發(fā)電的高溫?zé)嵩淳哂衅涿黠@的自身局限性。我國太陽能資源十分豐富，絕大部分地區(qū)的太陽能資源具有十分可觀的利用價(jià)值。同時(shí)，熱栗加熱技術(shù)明顯較直接電加熱技術(shù)節(jié)能。熱栗輔助式太陽能制熱技術(shù)充分利用了熱栗技術(shù)及太陽能熱利用技術(shù)的自身優(yōu)勢，彌補(bǔ)了彼此的不足，使兩種技術(shù)能優(yōu)勢互補(bǔ)，可在最大限度的回收利用太陽能資源的同時(shí)，有效保障熱源溫度的穩(wěn)定，從而達(dá)到節(jié)能與保障發(fā)電量穩(wěn)定的雙重目的。熱栗輔助式太陽能熱水器技術(shù)不但可以有效提高LNG冷能發(fā)電的高溫?zé)嵩礈囟?，同時(shí)可以保障熱源溫度的穩(wěn)定，從而提高發(fā)電效益。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種綜合利用熱栗技術(shù)、太陽能制熱技術(shù)及LNG冷能回收利用技術(shù)的聯(lián)合發(fā)電裝置，該裝置將熱栗、太陽能熱水器、LNG冷能發(fā)電裝置有機(jī)結(jié)合，從而使三種新型節(jié)能裝置能優(yōu)勢互補(bǔ)，從而有效提高裝置的發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種熱栗輔助式太陽能與LNG冷能聯(lián)合發(fā)電裝置包括:由LNG儲罐1、LNG加壓栗
2、LNG換熱器3、水浴式汽化器4、調(diào)壓閥5及流量調(diào)節(jié)閥6組成的LNG加壓、氣化、調(diào)壓裝置，由循環(huán)工質(zhì)儲液罐7、循環(huán)工質(zhì)加壓栗8、儲熱換熱水箱9、透平發(fā)電機(jī)組10組成的蒸汽動力發(fā)電循環(huán)裝置，及由儲熱換熱水箱9、節(jié)流閥11、蒸發(fā)器12、壓縮機(jī)13、太陽能熱水循環(huán)水栗14、太陽能集熱板15組成的空氣源熱栗輔助式太陽能熱水制備裝置三部分。
[0007]所述LNG加壓、氣化、調(diào)壓裝置中:LNG儲罐1與LNG加壓栗2、LNG加壓栗2與流量調(diào)節(jié)閥6、LNG換熱器3、及LNG換熱器3和流量調(diào)節(jié)閥6與水浴式汽化器4之間均依次采用保溫管連接，水浴式汽化器4與調(diào)壓閥5之間采用常溫管連接，調(diào)壓閥5接下游燃?xì)夤芫W(wǎng)。
[0008]所述蒸汽動力發(fā)電循環(huán)裝置中:LNG換熱器3與循環(huán)工質(zhì)儲液罐7、工質(zhì)加壓栗8依次采用保溫管連接，工質(zhì)加壓栗8與儲熱換熱水箱9、透平發(fā)電機(jī)組10、LNG換熱器3依次采用常溫管連接。
[0009]所述空氣源熱栗輔助式太陽能熱水制備裝置中:儲熱換熱水箱9與節(jié)流閥11、蒸發(fā)器12、壓縮機(jī)13均采用保溫管順序連接構(gòu)成循環(huán)回路；儲熱換熱水箱9與太陽能熱水循環(huán)水栗14及太陽能集熱板15均采用保溫管順序連接構(gòu)成循環(huán)回路。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:(1)將LNG冷能發(fā)電技術(shù)與空氣源熱栗輔助式太陽能熱水器技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，利用空氣源熱栗輔助式太陽能熱水器所制備熱水作為發(fā)電循環(huán)的高溫?zé)嵩矗肔NG冷能作為發(fā)電循環(huán)的低溫冷源，使三種節(jié)能技術(shù)能優(yōu)勢互補(bǔ)，從而有效提高發(fā)電效益；(2)充分利用我國豐富的太陽能資源；(3)充分利用太陽能熱資源，卻不完全依靠太陽能資源，當(dāng)太陽能資源受限時(shí)，可以利用空氣源熱栗維持發(fā)電循環(huán)高溫?zé)嵩礈囟鹊姆€(wěn)定；(4)當(dāng)發(fā)電循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益不理想時(shí)，可關(guān)閉蒸汽動力發(fā)電循環(huán)，LNG可直接進(jìn)入水浴式汽化器中加熱氣化后送入下游燃?xì)夤芫W(wǎng)，使下游燃?xì)庥脩舻挠脷獠皇苷羝麆恿Πl(fā)電循環(huán)開啟狀況的影響。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型所述的發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0012]圖中:1-LNG儲罐，2-LNG加壓栗，3-LNG換熱器，4-水浴式汽化器，5-調(diào)壓閥，6-流量調(diào)節(jié)閥，7-循環(huán)工質(zhì)儲液罐，8-循環(huán)工質(zhì)加壓栗，9-儲熱換熱水箱，10-透平發(fā)電機(jī)組，11-節(jié)流閥，12-蒸發(fā)器，13-壓縮機(jī)，14-太陽能熱水循環(huán)水栗，15-太陽能集熱板。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示:本實(shí)用新型提供一種熱栗輔助式太陽能與LNG冷能聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于:裝置主要由LNG加壓、氣化、調(diào)壓裝置、蒸汽動力發(fā)電循環(huán)裝置、空氣源熱栗輔助式太陽能熱水制備裝置三部分組成。
[0014]如圖1所示:-159°C的LNG出儲液罐后經(jīng)LNG栗加壓后成為壓力為2.0?3.0MPa、溫度為-159°C的低溫液態(tài)天然氣，隨后進(jìn)入LNG換熱器與蒸汽動力發(fā)電循環(huán)工質(zhì)換熱后成為壓力為2.0?3.0MPa、溫度為-32?_26°C的低溫天然氣，隨后進(jìn)入水浴式汽化器繼續(xù)升溫氣化和經(jīng)調(diào)壓閥調(diào)壓，達(dá)到規(guī)定的輸送溫度和壓力后，進(jìn)入下游燃?xì)夤芫W(wǎng)；如果太陽能資源受限而使得發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益低下時(shí)，可以關(guān)閉蒸汽動力發(fā)電循環(huán)，此時(shí)LNG可以經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥控制，直接進(jìn)入水浴式汽化器加熱氣化，再經(jīng)調(diào)壓后送入下游燃?xì)夤芫W(wǎng)。
[0015]如圖1所示:在蒸汽動力發(fā)電循環(huán)裝置中，發(fā)電循環(huán)工質(zhì)(丙烯)出儲液罐后經(jīng)循環(huán)工質(zhì)加壓栗加壓后變?yōu)閴毫?.65?1.84MPa、溫度為-22?-16°C的液態(tài)工質(zhì)，然后在儲熱換熱水箱中與空氣源熱栗輔助式太陽能熱水器所制備的熱水換熱后，成為壓力為
1.65?1.84MPa、溫度為40?45°C的氣態(tài)工質(zhì)，隨后進(jìn)入透平發(fā)電機(jī)組何總中推動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動來帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電后變?yōu)閴毫?.23?0.29MPa、溫度為-22?-16°C的氣態(tài)工質(zhì)，最后回到LNG換熱器與LNG繼續(xù)換熱，變?yōu)閴毫?.23?0.29MPa、溫度為-27?_21°C的低溫液態(tài)工質(zhì)繼續(xù)循環(huán)。
[0016]如圖1所示，空氣源熱栗輔助式太陽能熱水制備循環(huán)中，循環(huán)熱水溫度為45?50°C，其控制策略為:太陽能豐富時(shí)，可只開啟太陽能熱水制備循環(huán)，當(dāng)太陽能資源受限時(shí)，可同時(shí)開啟太陽能熱水制備循環(huán)及空氣源熱栗制熱循環(huán)，當(dāng)太陽能資源嚴(yán)重不足時(shí)，可僅開啟空氣源熱栗制熱循環(huán)。
[0017]本實(shí)用新型在使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶柲茌椛鋸?qiáng)度、太陽能集熱板類型、空氣源熱栗的制熱量、LNG氣化規(guī)模和氣化時(shí)間等因素，綜合分析和計(jì)算來確定太陽能集熱板面積；并設(shè)置好相關(guān)設(shè)備的工藝運(yùn)行參數(shù)，及做好低溫發(fā)電循環(huán)工質(zhì)管道及高溫?zé)崴艿赖谋毓ぷ鳌?br>[0018]以上所述，僅是本實(shí)用新型裝置的運(yùn)行流程而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，利用上述揭示的裝置技術(shù)內(nèi)容作出任何簡單的修改，等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種熱栗輔助式太陽能與LNG冷能聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于包括由LNG儲罐(1)、LNG加壓栗(2)、LNG換熱器(3)、水浴式汽化器(4)、調(diào)壓閥(5)及流量調(diào)節(jié)閥(6)組成的LNG加壓、氣化、調(diào)壓裝置，由循環(huán)工質(zhì)儲液罐(7)、循環(huán)工質(zhì)加壓栗(8)、儲熱換熱水箱(9)、透平發(fā)電機(jī)組(10)組成的蒸汽動力發(fā)電循環(huán)裝置，及由儲熱換熱水箱(9)、節(jié)流閥(11)、蒸發(fā)器(12)、壓縮機(jī)(13)、太陽能熱水循環(huán)水栗(14)、太陽能集熱板(15)組成的空氣源熱栗輔助式太陽能熱水制備裝置三部分；所述LNG加壓、氣化、調(diào)壓裝置中，LNG儲罐(1)與LNG加壓栗(2)、LNG加壓栗(2)與流量調(diào)節(jié)閥(6)、LNG換熱器(3)、及LNG換熱器(3)和流量調(diào)節(jié)閥(6)與水浴式汽化器(4)之間均依次采用保溫管連接，水浴式汽化器(4)與調(diào)壓閥(5)之間采用常溫管連接，調(diào)壓閥(5)接下游燃?xì)夤芫W(wǎng)；所述蒸汽動力發(fā)電循環(huán)裝置中，LNG換熱器(3)與循環(huán)工質(zhì)儲液罐(7)、工質(zhì)加壓栗(8)依次采用保溫管連接，工質(zhì)加壓栗(8)與儲熱換熱水箱(9)、透平發(fā)電機(jī)組(10)、LNG換熱器(3)依次采用常溫管連接；所述空氣源熱栗輔助式太陽能熱水制備裝置中，儲熱換熱水箱(9)與節(jié)流閥(11)、蒸發(fā)器(12)、壓縮機(jī)(13)均采用保溫管順序連接構(gòu)成循環(huán)回路，儲熱換熱水箱(9)與太陽能熱水循環(huán)水栗(14)及太陽能集熱板(15)均采用保溫管順序連接構(gòu)成循環(huán)回路。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種熱泵輔助式太陽能與LNG冷能聯(lián)合發(fā)電裝置。裝置利用LNG換熱器(3)回收利用LNG低溫冷能來液化發(fā)電循環(huán)工質(zhì)(丙烯)，并利用儲熱換熱水箱(9)回收利用空氣源熱泵輔助式太陽能熱水制備裝置制熱，為發(fā)電循環(huán)工質(zhì)的升溫氣化提供高溫?zé)嵩矗瑥亩龃罅税l(fā)電循環(huán)高、低溫?zé)嵩礈夭?，同時(shí)保障了高溫?zé)嵩礈囟鹊姆€(wěn)定。通過設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥(6)與水浴式汽化器(5)，使LNG氣化量及天然氣輸送溫度不受蒸汽動力發(fā)電循環(huán)開啟狀況的影響，從而提高了下游供氣的可靠性。本實(shí)用新型可以充分利用我國豐富的太陽資源和大量的LNG冷能，緩解我國電力需求壓力。
【IPC分類】F17C7/04, F24J2/04, F01K25/00, F25B30/00
【公開號】CN205135737
【申請?zhí)枴緾N201520706516
【發(fā)明人】張自波, 董事爾, 況岱坪, 何翠蘭
【申請人】西南石油大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年9月14日