一种新型的lng冷能发电的成套设备的制造方法
[0040]另外，根据一种实现方式，所述预热器4为折流板式管壳换热器。所述预热器4中两边为管板、中间穿有管束、管束穿过多个折流板和支撑板、管束外有壳体。管束与管板之间为胀焊连接，壳体与管板之间为焊接连接。
[0041]另外，根据一种实现方式，所述凝结器7为U型管式管壳换热器。所述凝结器7中一边为管板、同一端的外侧为管箱、管箱内有分程隔板、管板中间穿有管束、管束穿过多个支撑板、管束外有壳体，管束与管板之间为胀焊连接，壳体与管板之间为焊接连接。
[0042]另外，根据一种实现方式，所述加压栗6为垂直潜液栗。
[0043]本发明的工作原理:
[0044]本发明的新型的LNG冷能发电的成套设备是一种新型的以海水为热源的发电系统。从海水吸收的热量主要应用于液化天然气(LNG)的气化，以丙烷作为海水和LNG之间传输热量的中间介质。在蒸发器3中，丙烷液体从海水中吸收热量，蒸发成饱和蒸汽，产生的蒸汽在凝结器7中，将热量传给LNG，使其气化，同时丙烷在蒸汽凝7结成液体，再返回蒸发器3中，继续从海水至LNG之间的相变循环过程。
[0045]冷能发电是利用中间介质丙烷在循环过程中的压差推动透平而发电的过程。冷能发电的热力学过程可以用朗肯循环来表示，现有的发电设备的朗肯循环的T-S图，如图2所示:
[0046]图中:1' -2':中间介质的蒸发过程；2' -3':透平中的降温降压过程；3' -4':在凝结器中的凝结过程；4' -5':增压栗中的增压过程；5' -1':液态介质的升温过程。
[0047]其中，5' -1'和I' -2'两个过程在设计中往往发生在同一个蒸发器中。此外，过程2' -3'发生在饱和区，且焓差很小，限制了发电量的增加。
[0048]为了增加发电热负荷，本发明改进了朗肯循环，本发明的朗肯循环的T-S图，如图3所示:
[0049]图中:1" -2":中间介质的蒸发过程；2" -3":过热器的过热过程；3" _4":透平中的降温降压过程；4" -5":凝结器中的凝结过程；5" -6":增压栗中的增压过程；6" -1":预热器的升温过程。
[0050]将饱和温度2"增至过热温度3"，即将2"点的饱和蒸汽继续加热，变成过热蒸汽，这样，透平中的热膨胀过程就具有较大的焓差，发电量可以大幅提高。
[0051]为了进一步提高发电量，该新型高效冷能发电系统是将原有蒸发器改造成为以海水为热源的特殊形式的发电锅炉，该锅炉不但具有蒸发器，而且具有过热器和回液预热器(相当于省煤气)。
[0052]发电工况:
[0053]海水循环:海水由海水栗I栗入管道，然后分为两个支路，第一个支路为:从调温器2的进口进入管程，在管内与管外的天然气进行了强制对流换热，将部分热量交换给天然气；然后进入蒸发器3的管程，与管外的丙烷进行强制对流换热，经过蒸发器3的出口流回大海。海水的第二个支路为:海水由海水栗I栗入管道经第一控制阀11进入过热器5入口进入管程，经过强制对流与管外丙烷进行换热后进入预热器4的管程再次进行强制对流换热后由出口流回大海。
[0054]丙烷循环:丙烷在蒸发器3中吸收管内的海水热量发生池沸腾换热后气化成为丙烷的饱和蒸汽，经过第二控制阀12进入过热器5的壳程(第三控制阀13关断)，与管内的海水进行了折流板换热，吸收了管内海水的热量变为过热的蒸汽，进入透平18，进行膨胀发电。经透平18后由于膨胀做功，丙烷温度和压力都有所下降，然后经第七控制阀17进入凝结器7的壳程(第六控制阀16关断)。在凝结器7的U型管的表面发生膜凝结换热，放出气化潜热，同时温度也变得更低。凝结为液体，在重力的作用下落到凝结器7内的下部，经第四控制阀14进入加压栗6加压(第五控制阀15关断)后进入预热器4的壳程，与管内海水进行折流板换热，温度被提高到与蒸发器3中的温度相同，流回到蒸发器3中。
[0055]液态天然气循环:液态天然气由凝结器7进入到管程，与管外的丙烷进行超临界的换热，吸热后变为气态，然后进入调温器2壳程，与管程海水进行折流板换热，温度被加热到预期的温度从调温器2出口流出。由于整个天然气管路的压力降很小，因此天然气的压力几乎不变，保持了比较高的压力，继续进入透平II 10 (第八控制阀18关断)，进行直接膨胀发电，然后进入管网。
[0056]不发电的工况:
[0057]海水由海水栗I栗入管道，从调温器2的进口进入管程，在管内与管外的天然气进行了强制对流换热，将部分热量交换给天然气；然后进入蒸发器3的管程，与管外的丙烷进行强制对流换热，经过蒸发器3的出口流回大海。海水的第二个支路中第一控制阀11关断。
[0058]丙烷循环:丙烷在蒸发器3中吸收管内的海水热量发生池沸腾换热后气化成为丙烷的饱和蒸汽，经过第三控制阀13、第六控制阀16 (第二控制阀12关闭)进入凝结器7的壳程。在凝结器7的U型管的表面发生膜凝结换热，放出气化潜热，同时温度也变低，凝结为液体，在重力的作用下落到，凝结器7内的下部(第四控制阀14关断)，经第五控制阀15流回到蒸发器3中。
[0059]液态天然气循环:液态天然气由凝结器7进入到管程，与管外的丙烷进行超临界的换热，吸热后变为气态，然后进入调温器2壳程，与管程海水进行折流板换热，温度被加热到预期的温度从调温器2出口流出。经过第八控制阀18进入管网(第九控制阀阀19关断)。
[0060]虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。
【主权项】
1.一种新型的LNG冷能发电的成套设备，包括海水栗(1)、调温器(2)、蒸发器(3)、预热器⑷、过热器(5)、加压栗(6)、凝结器(7)、透平I⑶、发电机(9)和透平II (10);其特征在于: 所述海水栗(I)的出口分别连接调温器(2)的管程进口和过热器(5)的管程进口 ； 所述调温器(2)的管程出口连接蒸发器(3)的管程进口，调温器(2)的壳程进口连接凝结器(7)的管程出口，调温器(2)的壳程出口连接透平II(1); 所述蒸发器(3)的管程出口与外界管路连接，蒸发器(3)的壳程进口连接预热器(4)的壳程出口，蒸发器(3)的壳程出口连接过热器(5)的壳程进口 ； 所述过热器(5)的管程出口连接预热器(4)的管程进口，过热器(5)的壳程出口连接透平I⑶； 所述预热器(4)的壳程入口通过加压栗(6)与凝结器(7)的壳程出口连接，预热器(4)的管程出口与外界管路连接； 所述凝结器(7)的壳程进口连接透平1(8);透平1(8)和透平II(1)与发电机(9)连接; 所述调温器(2)管程走海水，壳程走天然气；蒸发器(3)管程走海水，壳程走丙烷；过热器(5)管程走海水，壳程走气态丙烷；预热器(4)管程走海水，壳程走丙烷液体；凝结器(7)管程走天然气，壳程走丙烷蒸汽； 所述蒸发器(3)、过热器(5)、透平I (8)、凝结器(7)、加压栗(6)、预热器(4)及其连接管线构成了封闭的新型郎肯循环结构；调温器(2)和透平II (10)及其连接关系构成了开放式的直接膨胀结构。2.根据权利要求1所述的一种新型的LNG冷能发电的成套设备，其特征在于:所述调温器(2)为折流板式管壳换热器。3.根据权利要求1所述的一种新型的LNG冷能发电的成套设备，其特征在于:所述蒸发器(3)为管板式管壳换热器。4.根据权利要求1所述的一种新型的LNG冷能发电的成套设备，其特征在于:所述过热器(4)为折流板式管壳换热器。5.根据权利要求1所述的一种新型的LNG冷能发电的成套设备，其特征在于:所述预热器(5)为折流板式管壳换热器。6.根据权利要求1所述的一种新型的LNG冷能发电的成套设备，其特征在于:所述凝结器(7)为U型管式管壳换热器。7.根据权利要求1所述的一种新型的LNG冷能发电的成套设备，其特征在于:所述加压栗(6)为垂直潜液栗。
【专利摘要】一种新型的LNG冷能发电的成套设备，属于发电设备技术领域。本发明为了解决现有发电设备的朗肯循环，透平中的降温过程发生在饱和区，且焓差很小，限制了发电量的增加，冷能利用率低，发电效率低且成本高的问题。调温器、蒸发器、过热器、预热器、凝结器之间均布置有连接管线，每个独立的设备两边设有管板，中间设有支撑板，整个系统由两个分系统构成：蒸发器、过热器、透平I、凝结器、加压泵、预热器及其连接管线构成了封闭的新型郎肯循环结构；调温器和透平II及其连接关系构成了开放式的直接膨胀结构。本发明主要用在LNG接收站及类似具有低温冷源并具有一定压力的工况，该系统即可在汽化时同时进行发电，也可只汽化，不发电。可广泛的应用于石油、石化等相关领域。
【IPC分类】F01D15/10, F01K25/10
【公开号】CN105114142
【申请号】CN201510582305
【发明人】兰凤江, 刘纪福, 祝文波, 施晶, 石常江, 魏建宇, 崔海娣
【申请人】航天科工哈尔滨风华有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月14日
文档序号 :
【 9393667 】
技术研发人员：兰凤江,刘纪福,祝文波,施晶,石常江,魏建宇,崔海娣
技术所有人：航天科工哈尔滨风华有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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