一种LNG冷能利用系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种LNG冷能利用系统，包括液相升温区子系统、气液两相升温区子系统和气相升温区子系统；液相升温区子系统的输入端与LNG低压泵的输出端连接，LNG低压泵的输入端与LNG输入管线连接；液相升温区子系统的输出端与气液两相区升温子系统的输入端连接，气液两相升温区子系统的输出端与气相升温区子系统的输入端连接，气相升温区子系统的输出端与天然气输出管线连接。本实用新型专利技术通过设置液相、气液两相及气相升温区子系统，对LNG冷能进行梯级利用，使得冷能利用过程与LNG气化曲线相匹配，提高了LNG冷能的冷

【技术实现步骤摘要】
一种LNG冷能利用系统
本技术涉及能量利用领域，具体涉及一种LNG冷能利用系统。
技术介绍
LNG(液化天然气)是常压下-162℃的低温液体混合物，LNG接收站是为了接受海运的LNG而建设在海边的LNG汽化工厂。LNG接收站用于将通过远洋运输船输送来的LNG进行卸船和储存，然后将液态的LNG进行汽化，将汽化得到的天然气通过管道输出以供用户使用。每吨LNG汽化成天然气时可产生约240kWh的冷能，合理利用这部分冷能能够产生可观的经济效益，例如，将冷能用于发电、低温冷库和冰蓄冷等领域。由于LNG在冷能释放过程中温度从-162℃升高至10℃，温度跨度范围较大；而现有技术中，通常采用单级的LNG冷能利用系统，对LNG升温所释放的冷能进行利用，但单级系统造成冷损失较大，冷能利用效率较低。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本技术提供一种LNG冷能利用系统。本技术提供一种LNG冷能利用系统，包括液相升温区子系统、气液两相升温区子系统和气相升温区子系统；液相升温区子系统的输入端与LNG低压泵的输出端连接，LNG低压泵的输入端与LNG输入管线连接；液相升温区子系统的输出端与气液两相区升温子系统的输入端连接，气液两相升温区子系统的输出端与气相升温区子系统的输入端连接，气相升温区子系统的输出端与天然气输出管线连接。其中，所述液相升温区子系统具体包括液相区换热器、液相区循环介质泵、液相区循环介质换热器和液相区膨胀机；液相区换热器的LNG输入端与LNG低压泵的输出端连接，液相区换热器的LNG输出端与气液两相升温区子系统的输入端连接；液相区换热器的介质输入端与液相区膨胀机的输出端连接，液相区换热器的介质输出端依次与液相区循环介质泵、液相区循环介质换热器和液相区膨胀机的输入端连接。其中，所述液相升温区子系统的循环介质的摩尔组成为甲烷45-56％，乙烷30-50％，丙烷10-20％，正丁烷5-7％，正戊烷5-7％。其中，所述气液两相升温区子系统具体包括气液两相区换热器；气液两相区换热器的LNG输入端与液相区换热器的LNG输出端连接，气液两相区换热器的LNG输出端与气相升温区子系统的输入端连接。其中，所述气液两相升温区子系统的循环介质的露点温度与LNG在相同压力下的泡点温度相差1至2℃。其中，所述气相升温区子系统具体包括气相区换热器、气相区循环介质泵、气相区循环介质换热器和气相区膨胀机；气相区换热器的LNG输入端与气液两相区换热器的LNG输出端连接，气相区换热器的天然气输出端与天然气输出管线的输入端连接；气相区换热器的介质输入端与气相区膨胀机的输出端连接，气相区换热器的介质输出端依次与气相区循环介质泵、气相区循环介质换热器和气相区膨胀机的输入端连接。其中，所述气相升温区子系统的循环介质的摩尔组成为乙烷30-55％，丙烷25-40％，正戊烷30-40％。其中，气相区循环介质换热器的余热输入端与海水或工业余热进口管线连接，气相区循环介质换热器的余热输出端与液相区循环介质换热器的余热输入端连接，液相区循环介质换热器的余热输出端与海水或工业余热出口管线连接。本技术提供的LNG冷能利用系统，通过设置液相、气液两相及气相升温区子系统，对LNG冷能进行梯级利用，使得冷能利用过程与LNG气化曲线相匹配，提高了LNG冷能的冷效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的LNG冷能利用系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的LNG冷能利用系统的蒸发曲线示意图；图中，1-LNG输入管线，2-LNG低压泵，3-低压LNG输送管线，4-液相区换热器，5-液相区LNG出口管线，6-液相区膨胀机出口管线，7-液相区膨胀机，8-液相区膨胀机进气管线，9-液相区循环介质换热器，10、液相区循环介质泵出口管线，11-液相区循环介质泵，12-液相区循环介质泵液相进口管线，13-气液两相区换热器，14-气液两相区换热器出口管线，15-特殊冷媒循环介质进口管线，16-特殊冷媒循环介质出口管线，17-气相区换热器，18-天然气输出管线，19-气相区膨胀机出口管线，20-气相区膨胀机，21-气相区循环介质膨胀机进口管线，22-气相区循环介质换热器，23-气相区循环介质泵出口管线，24-气相区循环介质泵，25-气相区循环介质泵进口管线，26、工业余热或海水进口管线，27-气相区工业余热或海水出口管线，28-液相区工业余热或海水进口管线，29-液相区工业余热或海水出口管线。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。在本技术提供的实施例中，如无特别说明，“LNG”即液化天然气，且以上相对应的术语可以相互替代。图1为本技术实施例提供的LNG冷能利用系统的结构示意图，如图1所示，包括液相升温区子系统、气液两相升温区子系统和气相升温区子系统；液相升温区子系统的输入端与LNG低压泵的输出端连接，LNG低压泵的输入端与LNG输入管线1连接；液相升温区子系统的输出端与气液两相区升温子系统的输入端连接，气液两相升温区子系统的输出端与气相升温区子系统的输入端连接，气相升温区子系统的输出端与天然气输出管线18连接。具体地，由于LNG在不同的外输压力下，蒸发曲线不尽相同；例如当天然气外输压力为8MPa时，其汽化过程为一条平滑逐渐上升的曲线，LNG包括气象和液相两个阶段；而当天然气外输压力为3MPa时，LNG的汽化会经历液相区，气液两相的潜热区和气相区；其中，在气液两相的潜热区中，LNG蒸发过程近似恒温过程，如图2所示，即在这个过程中，LNG不断吸收热量但温度基本维持不变，但过了两相区之后，LNG表现为随热量的不断吸收，温度不断升高。因此，本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LNG冷能利用系统，其特征在于，包括液相升温区子系统、气液两相升温区子系统和气相升温区子系统；液相升温区子系统的输入端与LNG低压泵的输出端连接，LNG低压泵的输入端与LNG输入管线连接；液相升温区子系统的输出端与气液两相区升温子系统的输入端连接，气液两相升温区子系统的输出端与气相升温区子系统的输入端连接，气相升温区子系统的输出端与天然气输出管线连接。

【技术特征摘要】
1.一种LNG冷能利用系统，其特征在于，包括液相升温区子系统、气液两相升温区子系统和气相升温区子系统；液相升温区子系统的输入端与LNG低压泵的输出端连接，LNG低压泵的输入端与LNG输入管线连接；液相升温区子系统的输出端与气液两相区升温子系统的输入端连接，气液两相升温区子系统的输出端与气相升温区子系统的输入端连接，气相升温区子系统的输出端与天然气输出管线连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液相升温区子系统具体包括液相区换热器、液相区循环介质泵、液相区循环介质换热器和液相区膨胀机；液相区换热器的LNG输入端与LNG低压泵的输出端连接，液相区换热器的LNG输出端与气液两相升温区子系统的输入端连接；液相区换热器的介质输入端与液相区膨胀机的输出端连接，液相区换热器的介质输出端依次与液相区循环介质泵、液相区循环介质换热器和液相区膨胀机的输入端连接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述液相升温区子系统的循环介质的摩尔组成为甲烷45-56％，乙烷30-50％，丙烷10-20％，正丁烷5-7％，正戊烷5-7％。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述气液两相升温区子系统具体包括气液两相区换热器；气液两...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛倩，王晓霖，李遵照，刘名瑞，肖文涛，李雪，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11