一种采用燃气‑蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于LNG发电领域，具体涉及一种采用燃气‑蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置，包括船型浮体，船型浮体内设有变压器室、凝水储存舱和LNG储存舱；甲板上安装有气化加热器、第一中央管道、燃气轮机和余热锅炉，气化加热器内设有第一、二换热流程；各LNG储存舱通过管道汇集至第一换热流程的输入口，第一换热流程的输出口连通第一中央管道，第一中央管道分流至各燃气轮机，燃气轮机上同轴连接有第一发电机。本发明专利技术的有益效果是：可用于江河湖海沿岸或深远海，可为城市、工业区和在深远海作业的大型平台或海上工厂进行供电；在码头上进行LNG发电，省去管道网铺设，造价低；运行稳定，热能利用率高；环境保护效果好。

A multi function LNG floating power device gas steam combined cycle

【技术实现步骤摘要】
一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置
本专利技术属于LNG发电领域，具体涉及一种适合布置在江河湖海沿岸及深海为城市、工业区和海上大型结构物等进行供电的采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置。
技术介绍
当前，能源低碳高效成为推动世界经济社会可持续发展的首选，天然气作为一种重要的清洁能源，其优质高效和环保无污染的优点越来越受到用户的青睐。随着技术的进步，其开采、运输、储存等成本不断下降，因此其应用范围在不断扩展。在煤、石油、天然气三大化石能源中，天然气含氢比例最低，热能利用效率高，相同质量条件下热值最高，碳排放量仅为煤炭的一半。美国、日本、韩国及欧洲部分发达国家已将天然气作为发电的主要能源之一。由于天然气发电站比燃煤发电站建造更为容易、成本更低以及污染排放更少等因素，美国天然气发电比重大幅增加，由1990年的11％左右提升到2010年的23.9％，形成了天然气替代煤炭的态势，煤炭发电比例由2000年的52％下降到2013年的39％。日本天然气发电量占总发电量的比例由1980年的15％上升至2013年的43％。截至2014年，日本LNG发电装机容量占总发电装机容量的65％以上。随着英国竞争性电力市场改革的开启和燃气-蒸汽联合循环发电技术的日趋成熟，天然气发电迅速发展，2014年天然气发电装机容量为3378.4万kW，占全国总装机容量的39.75％。在我国目前燃煤发电占比达60％以上，大气污染已经是国家面临的严峻问题，伴随国务院《大气污染防治行动计划》的发布，在煤电建设领域采用“上大压小”的政策。以上海外高桥第三发电厂采用的目前最高技术的超超临界发电机组为例，由于煤电不可避免的热端损失原因，其机组净效率最高达到46.5％。但是相比于目前GE、西门子等国际顶尖燃气轮机制造商生产的F级燃气轮机采用燃气-蒸汽联合循环发电方式60％以上的效率还相差甚远。我国天然气发电还处于起步阶段。21世纪初，伴随天然气管道等基础设施大规模建设，天然气发电产业取得一定进展。截至2015年底，我国燃气发电装机容量约为6637万kW，占全国发电总装机容量的4.45％，天然气发电量为1658亿kW·h，占全国总发电量的2.95％，远低于世界平均水平。当前制约我国天然气发电产业发展的因素除资源禀赋外，还有技术装备落后的原因。目前上海电气，东方电气，哈电气等国内在燃气轮机领域基础较强的企业纷纷与国际燃气轮机巨头合作，以技术引进的方式推出国产化的燃气-蒸汽联合循环发电机组，有力的推动了我国天然气发电的步伐。陆域天然气发电厂的建设受制于天然气管道网的铺设，而我国东部沿海主要用电经济区有广阔的海洋水域资源，并且LNG运输船可以方便的在这些水域中穿梭，目前还并未有这样的设备运用，因此利用其水域资源发展浮式发电装置具有良好的前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是在现有技术存在天然气发电厂的建设受制于天然气管道网的铺设且目前暂无利用其水域资源发展浮式发电装置的前提下，提供一种可用于江河湖海沿岸或深远海，可为城市、工业区和在深远海作业的大型平台或海上工厂进行供电；在码头上进行LNG发电，省去管道网铺设，造价低的采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置，其包括船型浮体，船型浮体内设有变压器室、凝水储存舱和若干个LNG储存舱；船型浮体的甲板上安装有气化加热器、第一换热器、第一中央管道、若干个燃气轮机和若干个余热锅炉，燃气轮机和余热锅炉一一对应地设置，气化加热器内设有进行相互热交换的第一换热流程和第二换热流程，第一换热器内设有进行相互热交换的第三换热流程和第四换热流程；每个LNG储存舱内均设有深潜泵，深潜泵均通过管道汇集至第一换热流程的输入口，第一换热流程的输出口连通第一中央管道的进口，第一中央管道的出口分流至各个燃气轮机的进气口中，各燃气轮机上均同轴连接有第一发电机，各第一发电机的电力输出端均电缆连接至变压器室；各个燃气轮机的废气排出口均一一对应地连通至余热锅炉中，每个余热锅炉中均穿设有低压蒸汽回路；凝水储存舱中设有凝水输送泵，凝水输送泵的泵出口通过管道分流至各低压蒸汽回路的进水端，低压蒸汽回路的出汽端均通过管道汇集至第四换热流程的进口中，第四换热流程的出口连通至凝水储存舱中；第三换热流程和第二换热流程构成循环回路，循环回路中设有强制循环泵，且流通有热媒。本专利技术的船型浮体采用无动力驳船形式，其具有结构简单，制造成本低，内部空间大，便于设备管道布置等优点。其中，内部空间布置变压器室、凝水储存舱和若干个LNG储存舱；甲板布置气化加热器、第一换热器、第一中央管道、若干个燃气轮机和若干个余热锅炉；因此本专利技术集成度高，占用面积小，并且可随需要进行水面拖航至指定地点的码头边上，灵活方便。此外，本专利技术所有主体建造调试工作都可以在船厂完成，然后拖航至指定地点，其施工调试等工作不影响当地周边生活环境。船型浮体内可设置若干个LNG储存舱，每个LNG储存舱内都设有深潜泵。在此装置运行的过程中，LNG储存舱中的LNG通过深潜泵输入到气化加热器中，气化后产生的天然气输入到各个燃气轮机中的燃烧室燃烧做功。每个燃气轮机的进气端均同轴连接第一发电机，每个燃气轮机的废气排出端将与相对应的余热锅炉连接，余热锅炉利用废气热量为低压蒸汽回路进行加热。低压蒸汽回路中的低压蒸汽通过管道输入到第一换热器中的第四换热流程，第四换热流程中的低压蒸汽与第三换热流程的热媒进行热交换，热媒在气化加热器和第一换热器两者间进行闭式循环，以使低压蒸汽回路中的热量传输到气化加热器中用于LNG的气化和加热。其中，低压蒸汽不能直接通入气化加热器中进行加热汽化LNG，低压蒸汽遇到低温LNG会结冰导致设备无法运行，因此需要设置气化加热器和第一换热器通过中间热媒进行热量的传输，其优点是体积小，效率高，生产稳定，并利用余热锅炉产生的热量通过闭式循环热媒给LNG提供气化热能。通过第四换热流程后的低压蒸汽变为液态水并输入到凝水储存舱中存储。凝水储存舱中的水通过凝水输送泵泵入各个余热锅炉进行加热，从而形成低压蒸汽回路。最后，各第一发电机产生的电力均通过电缆连接到变压器室中，变压后的电能可输出至外部。其中，优选的，第一换热流程可为气化加热器的壳程，第二换热流程可为气化加热器的管程；热能利用率高，便于内部清洗。作为优选，第三换热流程可为第一换热器的壳程，第四换热流程可为第一换热器的管程，热能利用率高。本专利技术可用于江河湖海沿岸或深远海环境条件，并针对天然气应用的具有船型浮体的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置，其产生的电力通过电缆可以接入电网为城市、工业区和在深远海作业的大型平台或海上工厂进行供电。而现有的陆域天然气发电厂的建设受制于天然气管道网的铺设，造价十分巨大。由于直接在码头上进行LNG发电，可省去天然气管道网铺设，造价低。我国东部沿海主要用电经济区有广阔的海洋水域资源，并且LNG运输船可以方便的在这些水域中穿梭，停靠在本专利技术的采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置一侧，并输送LNG给本专利技术的LNG浮式发电装置进行发电，因此利用其水域资源发展浮式发电装置具有良好的市场前景。本专利技术采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用燃气‑蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置，其特征在于：包括船型浮体(1)，所述船型浮体(1)内设有变压器室(101)、凝水储存舱(102)和若干个LNG储存舱(103)；所述船型浮体(1)的甲板上安装有气化加热器(2)、第一换热器(3)、第一中央管道(4)、若干个燃气轮机(5)和若干个余热锅炉(6)，所述燃气轮机(5)和余热锅炉(6)一一对应地设置，所述气化加热器(2)内设有进行相互热交换的第一换热流程(201)和第二换热流程(202)，所述第一换热器(3)内设有进行相互热交换的第三换热流程(301)和第四换热流程(302)；每个LNG储存舱(103)内均设有深潜泵(7)，所述深潜泵(7)均通过管道汇集至第一换热流程(201)的输入口，所述第一换热流程(201)的输出口连通第一中央管道(4)的进口，所述第一中央管道(4)的出口分流至各个燃气轮机(5)的进气口中，各燃气轮机(5)上均同轴连接有第一发电机(8)，各第一发电机(8)的电力输出端均电缆连接至变压器室(101)；各个燃气轮机(5)的废气排出口均一一对应地连通至余热锅炉(6)中，每个余热锅炉(6)中均穿设有低压蒸汽回路(9)；所述凝水储存舱(102)中设有凝水输送泵(10)，所述凝水输送泵(10)的泵出口通过管道分流至各低压蒸汽回路(9)的进水端，所述低压蒸汽回路(9)的出汽端均通过管道汇集至第四换热流程(302)的进口中，所述第四换热流程(302)的出口连通至凝水储存舱(102)中；所述第三换热流程(301)和第二换热流程(202)构成循环回路，所述循环回路中设有强制循环泵(11)，且流通有热媒。...

【技术特征摘要】
1.一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置，其特征在于：包括船型浮体(1)，所述船型浮体(1)内设有变压器室(101)、凝水储存舱(102)和若干个LNG储存舱(103)；所述船型浮体(1)的甲板上安装有气化加热器(2)、第一换热器(3)、第一中央管道(4)、若干个燃气轮机(5)和若干个余热锅炉(6)，所述燃气轮机(5)和余热锅炉(6)一一对应地设置，所述气化加热器(2)内设有进行相互热交换的第一换热流程(201)和第二换热流程(202)，所述第一换热器(3)内设有进行相互热交换的第三换热流程(301)和第四换热流程(302)；每个LNG储存舱(103)内均设有深潜泵(7)，所述深潜泵(7)均通过管道汇集至第一换热流程(201)的输入口，所述第一换热流程(201)的输出口连通第一中央管道(4)的进口，所述第一中央管道(4)的出口分流至各个燃气轮机(5)的进气口中，各燃气轮机(5)上均同轴连接有第一发电机(8)，各第一发电机(8)的电力输出端均电缆连接至变压器室(101)；各个燃气轮机(5)的废气排出口均一一对应地连通至余热锅炉(6)中，每个余热锅炉(6)中均穿设有低压蒸汽回路(9)；所述凝水储存舱(102)中设有凝水输送泵(10)，所述凝水输送泵(10)的泵出口通过管道分流至各低压蒸汽回路(9)的进水端，所述低压蒸汽回路(9)的出汽端均通过管道汇集至第四换热流程(302)的进口中，所述第四换热流程(302)的出口连通至凝水储存舱(102)中；所述第三换热流程(301)和第二换热流程(202)构成循环回路，所述循环回路中设有强制循环泵(11)，且流通有热媒。2.根据权利要求1所述的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置，其特征在于：所述船型浮体(1)的甲板上还设有BOG压缩机(13)和冷却器(14)，各个LNG储存舱(103)的顶部气室均通过管道连通至BOG压缩机(13)的输入口，所述BOG压缩机(13)的输出口通过冷却器(14)连通至第一中央管道(4)的进口。3.根据权利要求1或2的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置，其特征在于：所述船型浮体(1)上还设有若干台蒸汽轮机(15)，每个余热锅炉(6)中还均穿设有高/中压蒸汽回路(16)，各高/中压蒸汽回路(16)的出汽端均通过管道以多对一或一对一的方式连通至各个蒸汽轮机(15)的进汽口中，所述蒸汽轮机(15)的出汽端通过冷凝设备(17)连通至凝水储存舱(102)，所述蒸汽轮机(15)的输出轴上连接有第二发电机(18)，所述第二发电机(18)的电力输出端也均电缆连接至变压器室(101)；所述变压器室(101)中的变压器为干式变压器、油浸式变压器或气体绝缘变压器。4.根据权利要求3所述的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置，其特征在于：所述多功能LNG浮式发电装置还包括若干个除氧器(24)，所述除氧器(24)和余热锅炉(6)一一对应，所述凝水输送泵(10)的泵出口通过管道分流至各个除氧器(24)中，每个除氧器(24)均通过管道分流至相对应的余热锅炉(6)中的低压蒸汽回路(9)和高/中压蒸汽回路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宗强，周翔，满堂泉，王彤，唐丰，周志清，龙建清，何浪，景士海，
申请(专利权)人：惠生南通重工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32