本实用新型专利技术公开了一种综合利用新型热泵与LNG冷能的冷电联产装置。装置通过透平发电机组(17)，LNG高品位冷能换热器(4)，工质再热器换热水箱(16)及太阳能集热板(23)回收利用LNG高品位冷能及太阳能热能来增大发电循环工质的高低温热源温差，从而提高发电效益。利用天然气发动机(21)为压缩机(20)提供动力来维持空气耦合式太阳能热泵制热装置运行，从而弥补太阳能制热不稳定的缺陷。利用LNG低品位冷能换热器(6)为空调供冷换热回路装置提供低温冷能。通过设置工质预热器(15)，充分利用环境空气热能，从而降低空气耦合式太阳能热泵制热装置能耗。本实用新型专利技术可以综合利用新型热泵制热技术与LNG冷能回收技术，达到冷电联产的目的。
A cold electric co production device using a new type of heat pump and LNG cold energy
【技术实现步骤摘要】
一种综合利用新型热泵与LNG冷能的冷电联产装置
本技术涉及一种综合利用新型热泵与LNG冷能的冷电联产装置，具体涉及一种利用天然气发动机为热泵提供动力、LNG高低品位冷能分别为蒸汽动力发电装置与空调夏季供冷提供低温冷源的新型冷电联电装置，属于新能源利用及节能减排
技术介绍
LNG的储存温度通常在-160℃左右，最终气化温度在0℃以上，其气化过程是一个巨大冷能释放过程，若合理回收利用该冷能将取得较明显的经济效益。随着我国天然气产业快速发展，LNG年进口量不断增加，LNG气化冷能利用潜力凸显，而LNG气化冷的损失严重制约了LNG冷能利用经济效益的提高。目前，LNG冷能梯级回收利用技术是有效缓解LNG气化冷损失的一种有效方式。LNG高品位冷能用于发电、低品位冷能用于夏季空调供冷符合LNG冷能梯级回收利用原则。然而，常规的LNG冷能发电装置存在着高温热源温度偏低且热源温度不稳定的缺陷，这严重阻碍了LNG冷能回收利用技术经济效益的提高。空气耦合式太阳能热泵制热装置，不但可以有效利用我国丰富的太阳能资源，而且可以利用空气源热泵制热技术来弥补太阳制热不稳定的缺陷，从而取得较优的经济效益。另一方面，热泵的动力源通常为高品位的电能，市场单价较高，致使热泵利用成本增大，综合经济效益降低。而LNG气化站的天然气丰富，利用天然气发电机为热泵装置提供动力源具备十分明显的条件优势。在LNG冷能发电循环装置中，发电循环工质出工质加压泵后的温度通常在-40℃以下，其通常远低于环境温度，这为充分利用环境热源预热发电循环工质提供了条件，从而可以有效降低发电循环再热器的耗热量，进而减小其制热能耗。一般LNG气化站附近通常有一定规模的办公区，其空调夏季供冷量通常较大，这为LNG低品位冷能作为该区域空调夏季供冷低温冷源提供了有利条件。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种综合利用新型热泵与LNG冷能的冷电联产装置，该装置将LNG气化装置、蒸汽动力发电循环装置、空气耦合式太阳能热泵制热装置、天然气发动机动力装置、空调供冷换热回路装置有机结合，使新型热泵制热技术与LNG冷能梯级回收利用技术能优势互补，从而有效提高装置利用的综合经济效益。为了达到上述目的，本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种综合利用新型热泵与LNG冷能的冷电联产装置包括：由LNG储罐1、LNG加压泵2、LNG高品位冷能换热器4、LNG低品位冷能换热器6、水浴式汽化器7、第一调压阀8、LNG流量调节第一阀3、LNG流量调节第二阀5、LNG流量调节第三阀9及LNG流量调节第四阀10组成的LNG气化装置，由LNG高品位冷能换热器4、发电循环工质储罐13、工质加压泵14、工质预热器15、工质再热器换热水箱16、透平发电机组17组成的蒸汽动力发电循环装置，由工质再热器换热水箱16、节流装置18、空气源热泵蒸发器19、压缩机20、太阳能热水循环水泵22、太阳能集热板23组成的空气耦合式太阳能热泵制热装置，由第二调压阀24、天然气发动机21组成的天然气发动机动力装置，及由乙二醇回液管11、LNG低品位冷能换热器6、乙二醇出液管12组成的空调供冷换热回路装置五部分。所述LNG气化装置中：LNG储罐1与LNG加压泵2、LNG加压泵2与LNG流量调节第一阀3和LNG流量调节第三阀9、LNG流量调节第一阀3与LNG高品位冷能换热器4、LNG高品位冷能换热器4与LNG流量调节第二阀5和LNG流量调节第四阀10、LNG流量调节第二阀5与LNG低品位冷能换热器6、LNG低品位冷能换热器6与水浴式汽化器7、LNG流量调节第三阀9和LNG流量调节第四阀10与水浴式汽化器7之间均依次采用保温管连接，水浴式汽化器7与第一调压阀8之间采用常温管线连接，第一调压阀8分别接下游燃气管网、调压第二阀24。所述蒸汽动力发电循环装置中：LNG高品位冷能换热器4与发电循环工质储罐13、发电循环工质储罐13与工质加压泵14、工质加压泵14与工质预热器15、工质预热器15与工质再热器换热水箱16、工质再热器换热水箱16与透平发电机组17、透平发电机组17与LNG高品位冷能换热器4之间均依次采用保温承压管线连接。所述空气耦合式太阳能热泵制热装置中：工质再热器换热水箱16与节流装置18、节流装置18与空气源热泵蒸发器19、空气源热泵蒸发器19与压缩机20、压缩机20与工质再热器换热水箱16均采用保温管依次连接；工质再热器换热水箱16与太阳能热水循环水泵22、太阳能热水循环水泵22与太阳能集热板23、太阳能集热板23与工质再热器换热水箱16均采用保温管依次连接。所述天然气发动机动力装置中：第一调压阀8与第二调压阀24、第二调压阀24与天然气发动机21之间均依次采用常温承压管线连接。所述空调供冷换热回路装置中：乙二醇回液管11与LNG低品位冷能换热器6、LNG低品位冷能换热器6与乙二醇出液管12之间均采用保温管线连接。本技术的优点在于：(1)充分利用新型节能热泵技术为蒸汽动力发电循环装置提供稳定可靠的高温热源；(2)充分利用LNG气化站天然气较丰富的条件优势，采用天然气发动机为热泵运行提供动力；(3)充分利用环境热源预热蒸汽动力发电循环工质，有效降热泵制热能耗；(4)LNG高品位能用于发电，低品位冷能用于空调夏季供冷，符合LNG冷能梯级回收利用原则，能有效提高LNG冷能利用的综合经济效益。附图说明图1是本技术一种综合利用新型热泵与LNG冷能的冷电联产装置的结构图。图1中：1-LNG储罐；2-LNG加压泵；3-LNG流量调节第一阀；5-LNG流量调节第二阀；9-LNG流量调节第三阀；10-LNG流量调节第四阀；4-LNG高品位冷能换热器；6-LNG低品位冷能换热器；7-水浴式汽化器；8-第一调压阀；24-第二调压阀；11-乙二醇回液管；12-乙二醇出液管；13-发电循环工质储罐；14-工质加压泵；15-工质预热器；16-工质再热器换热水箱；17-透平发电机组；18-节流装置；19-空气源热泵蒸发器；20-压缩机；21-天然气发动机；22-太阳能热水循环水泵；23-太阳能集热板。具体实施方式如图1所示：本技术提供一种综合利用新型热泵与LNG冷能的冷电联产装置，其特征在于：装置主要由LNG气化装置、蒸汽动力发电循环装置、空气耦合式太阳能热泵制热装置、天然气发动机动力装置、空调供冷换热回路装置五部分组成。如图1所示：LNG气化装置中，在供冷季，经LNG加压泵作用后成为0.5～0.7MPa、-161～-162℃的LNG，在流量调节阀作用下，进入LNG高品位冷能换热器与蒸汽动力发电循环工质换热后成为0.4～0.7MPa、-40～-50℃的低温天然气，随后进入LNG低品位冷能换热器与空调供冷换热介质换热成为0.4～0.7MPa、-10～-5℃的低温天然气，最后经水浴式汽化器升温和调压阀调压后送入下游燃气管网；在非供冷季，出LNG高品位冷能换热器的低温天然气，直接进入水浴式汽化器加热升温；而当发电循环装置关闭时，加压后的LNG直接经水浴式汽化器升温气化和调压阀调压后，送入下游燃气管网。如图1所示：蒸汽动力发电循环装置中，发电循环工质(R1270)在LNG高品位冷能换热器中换热后成为0.12～0.13MP本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种综合利用新型热泵与LNG冷能的冷电联产装置，其特征在于包括由LNG储罐(1)、LNG加压泵(2)、LNG高品位冷能换热器(4)、LNG低品位冷能换热器(6)、水浴式汽化器(7)、第一调压阀(8)、LNG流量调节第一阀(3)、LNG流量调节第二阀(5)、LNG流量调节第三阀(9)及LNG流量调节第四阀(10)组成的LNG气化装置，由LNG高品位冷能换热器(4)、发电循环工质储罐(13)、工质加压泵(14)、工质预热器(15)、工质再热器换热水箱(16)、透平发电机组(17)组成的蒸汽动力发电循环装置，由工质再热器换热水箱(16)、节流装置(18)、空气源热泵蒸发器(19)、压缩机(20)、太阳能热水循环水泵(22)、太阳能集热板(23)组成的空气耦合式太阳能热泵制热装置，由第二调压阀(24)、天然气发动机(21)组成的天然气发动机动力装置，及由乙二醇回液管(11)、LNG低品位冷能换热器(6)、乙二醇出液管(12)组成的空调供冷换热回路装置五部分；所述LNG气化装置中，LNG储罐(1)与LNG加压泵(2)、LNG加压泵(2)与LNG流量调节第一阀(3)和LNG流量调节第三阀(9)、LNG流量调节第一阀(3)与LNG高品位冷能换热器(4)、LNG高品位冷能换热器(4)与LNG流量调节第二阀(5)和LNG流量调节第四阀(10)、LNG流量调节第二阀(5)与LNG低品位冷能换热器(6)、LNG低品位冷能换热器(6)与水浴式汽化器(7)、LNG流量调节第三阀(9)和LNG流量调节第四阀(10)与水浴式汽化器(7)之间均依次采用保温管连接，水浴式汽化器(7)与第一调压阀(8)之间采用常温管线连接，第一调压阀(8)分别接下游燃气管网、第二调压阀(24)；所述蒸汽动力发电循环装置中，LNG高品位冷能换热器(4)与发电循环工质储罐(13)、发电循环工质储罐(13)与工质加压泵(14)、工质加压泵(14)与工质预热器(15)、工质预热器(15)与工质再热器换热水箱(16)、工质再热器换热水箱(16)与透平发电机组(17)、透平发电机组(17)与LNG高品位冷能换热器(4)之间均依次采用保温承压管线连接；所述空气耦合式太阳能热泵制热装置中，工质再热器换热水箱(16)与节流装置(18)、节流装置(18)与空气源热泵蒸发器(19)、空气源热泵蒸发器(19)与压缩机(20)、压缩机(20)与工质再热器换热水箱(16)均采用保温管依次连接；工质再热器换热水箱(16)与太阳能热水循环水泵(22)、太阳能热水循环水泵(22)与太阳能集热板(23)、太阳能集热板(23)与工质再热器换热水箱(16)均采用保温管依次连接；所述天然气发动机动力装置中，第一调压阀(8)与第二调压阀(24)、第二调压阀(24)与天然气发动机(21)之间均依次采用常温承压管线连接；所述空调供冷换热回路装置中，乙二醇回液管(11)与LNG低品位冷能换热器(6)、LNG低品位冷能换热器(6)与乙二醇出液管(12)之间均采用保温管线连接。...
【技术特征摘要】
1.一种综合利用新型热泵与LNG冷能的冷电联产装置，其特征在于包括由LNG储罐(1)、LNG加压泵(2)、LNG高品位冷能换热器(4)、LNG低品位冷能换热器(6)、水浴式汽化器(7)、第一调压阀(8)、LNG流量调节第一阀(3)、LNG流量调节第二阀(5)、LNG流量调节第三阀(9)及LNG流量调节第四阀(10)组成的LNG气化装置，由LNG高品位冷能换热器(4)、发电循环工质储罐(13)、工质加压泵(14)、工质预热器(15)、工质再热器换热水箱(16)、透平发电机组(17)组成的蒸汽动力发电循环装置，由工质再热器换热水箱(16)、节流装置(18)、空气源热泵蒸发器(19)、压缩机(20)、太阳能热水循环水泵(22)、太阳能集热板(23)组成的空气耦合式太阳能热泵制热装置，由第二调压阀(24)、天然气发动机(21)组成的天然气发动机动力装置，及由乙二醇回液管(11)、LNG低品位冷能换热器(6)、乙二醇出液管(12)组成的空调供冷换热回路装置五部分；所述LNG气化装置中，LNG储罐(1)与LNG加压泵(2)、LNG加压泵(2)与LNG流量调节第一阀(3)和LNG流量调节第三阀(9)、LNG流量调节第一阀(3)与LNG高品位冷能换热器(4)、LNG高品位冷能换热器(4)与LNG流量调节第二阀(5)和LNG流量调节第四阀(10)、LNG流量调节第二阀(5)与LNG低品位冷能换热器(6)、LNG低品位冷能换热器(6)与水浴式汽化器(7)、LN...
【专利技术属性】
技术研发人员：何翠兰，董事尔，张自波，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川,51
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