一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统及方法，包括上游LNG气化子系统和换能子系统，所述换能子系统还包括蓄冷单元，可用以存储载冷剂经第一换热器冷能传递后获得的富余冷能。本发明专利技术的有益效果体现在，能有效利用LNG气化时释放的大量冷能，所产生的冷能可用于各类商业综合体，如冰雪世界、空调、冷库等；根据下游商业综合体用冷的需求变化，通过换能系统中蓄冷循环回路和蓄冷支路的配合工作，以实现换能系统的蓄冷工作模式和用冷工作模式的周期性交替工作，同时可维持上游LNG气化的稳定连续，使得上游LNG供冷系统和下游用冷系统得到了很好的匹配，提高了LNG冷能的综合利用率，降低了下游用冷系统的用冷能耗，具有十分显著的节能减排效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统及方法
本专利技术属于液化天然气冷能利用
，具体涉及一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统及方法。
技术介绍
液化天然气作为一种绿色、高效能源，在气化过程中会释放大量的冷能，冷能的回收利用有利于节约能源，提高能源综合利用率，减少电能的消耗和碳排放。现有技术中已有将LNG冷能回收利用为下游用冷系统供应冷能，但都只考虑了LNG连续供应和下游连续用冷的情况，没有考虑到上游LNG供冷与下游商业综合体用冷相不匹配时存在的问题。对上游LNG接收站而言，LNG气化后进入天然气管网，LNG的气化量要求稳定和连续；但对下游用冷系统如商业综合体而言，其用冷需求是不断变化的，如冰雪世界、空调、冷库等的用冷负荷会随着季节、人流量、昼夜变化等多种因素，表现为其用冷负荷在一天之内持续不断变化。因此，在将LNG冷能用于各类商业综合体(如冰雪世界、空调、冷库等)时，需要解决上游LNG供应与下游用冷相匹配的问题，即解决上游LNG供冷系统能根据下游用冷系统的用冷需求自适应调节的技术问题。
技术实现思路
为解决上述现有技术问题，本专利技术提供一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统及方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统，包括上游LNG气化子系统和换能子系统，所述上游LNG气化子系统依次由LNG储罐、LNG泵、LNG控阀、第一换热器的进口a和出口b通过管线连接构成气化回路；所述换能子系统依次由第一换热器的出口c、第二换热器的进口e、出口f、载冷剂高温储罐和载冷剂泵和第一换热器的进口d通过管线连接构成蓄冷循环回路；所述第一换热器用以LNG气化释放的冷能与载冷剂进行冷能传递；所述第二换热器用以冷却后的载冷剂与下游用冷系统的用冷相进行冷能传递；所述换能子系统还包括蓄冷单元，可用以存储载冷剂经第一换热器冷能传递后获得的富余冷能。优选方案，所述蓄冷单元依次由低温载冷剂进入阀、载冷剂低温储罐和低温载冷剂排出阀通过管线连接构成蓄冷支路，蓄冷支路进入端连接于所述第一换热器的出口c与第二换热器进口e间的管线，蓄冷支路排出端连接于所述载冷剂高温储罐出口与载冷剂泵之间的管线。优选方案，所述蓄冷循环回路中与所述蓄冷支路对应的另一支路中，与所述第二换热器的进口e连接的管线设置第一控阀，与所述载冷剂高温储罐出口连接的管线设置第二控阀。优选方案，所述换能子系统还包括时控模块，所述时控模块的第一输入端电性连接时间周期设定单元，所述时控模块的第一输出端和第二输出端分别电性连接所述低温载冷剂进入阀和低温载冷剂排出阀，用以周期性同时控制所述低温载冷剂进入阀和低温载冷剂排出阀相对反向的开度调节。优选方案，所述相对反向的开度调节包括：当所述时控模块控制所述低温载冷剂进入阀增加开度的同时控制低温载冷剂排出阀减小开度；和/或当所述时控模块控制所述低温载冷剂进入阀减小开度的同时控制低温载冷剂排出阀增加开度。优选方案，所述换能子系统还包括温控反馈模块，可用以采集所述蓄冷循环回路中位于下游用冷系统用冷相的温度并反馈温度变化情况。优选方案，所述时间周期值设置范围为0～24h。优选方案，所述时控模块的第二输入端连接所述温控反馈模块的输出端，所述时控模块的第一输出端和第二输出端分别电性连接所述低温载冷剂进入阀和低温载冷剂排出阀，用以根据所述温控反馈模块的温度反馈值超过温度报警阈值时，控制低温载冷剂进入阀减小开度同时控制低温载冷剂排出阀增加开度。优选方案，所述载冷剂采用乙二醇水溶液。优选方案，所述第一换热器为U型管壳式换热器。本专利技术还提供了一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统的换能方法，具体包括以下步骤：S1.来自LNG储罐的LNG通过气化回路发生气化并释放冷能，气化后的NG进入下游天然气管网；S2.所述载冷剂通过第一换热器实现与LNG气化过程中释放的冷能进行冷能传递；温度降低后的载冷剂经蓄冷循环回路中的第二换热器实现与下游用冷系统的用冷相进行冷能传递，为下游用冷系统提供冷能；温度升高后的载冷剂返回载冷剂高温储罐，并经蓄冷循环回路回流持续通过第一换热器进行冷能传递；S3.所述温度降低后的载冷剂经蓄冷支路将富余的低温载冷剂储存于载冷剂低温储罐。优选方案，所述换能方法包括所述温度降低后的载冷剂周期性经蓄冷支路将富余的低温载冷剂储存于载冷剂低温储罐；载冷剂低温储罐中的低温载冷剂周期性经蓄冷支路将富余的低温载冷剂输送至蓄冷循环回路中与所述高温储罐输出的升温后的载冷剂混合。本专利技术的有益效果体现在，提供一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统及方法，能有效利用LNG气化时释放的大量冷能，所产生的冷能可用于各类商业综合体，如冰雪世界、空调、冷库等，可满足各类商业综合体因季节、人流量、昼夜变化等因素造成的用冷负荷变化；根据下游商业综合体用冷的需求变化，通过换能系统中蓄冷循环回路和蓄冷支路的配合工作，以实现换能系统的蓄冷工作模式和用冷工作模式的周期性交替工作，保证下游用冷的同时减少LNG供应的波动，维持上游LNG气化的稳定连续，使得上游LNG供冷系统和下游用冷系统得到了很好的匹配，提高了LNG冷能的综合利用率，降低了下游用冷系统的用冷能耗，具有十分显著的节能减排效果。附图说明：图1为本专利技术实施例所述基于LNG冷能供应的自适应换能系统结构示意图。附图标记说明101.LNG储罐，102.LNG泵，103.LNG控阀，104.天然气管网，201.第一换热器，202.第二换热器，203.载冷剂高温储罐，204.载冷剂泵，205.第一控阀，206.第二控阀，211.低温载冷剂进入阀，212.载冷剂低温储罐，213.低温载冷剂排出阀。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1所示，本专利技术提供的具体实施例如下：本实施例的一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统，包括上游LNG气化子系统和换能子系统，所述上游LNG气化子系统依次由LNG储罐101、LNG泵102、LNG控阀103、第一换热器201的进口a和出口b通过管线连接构成气化回路；所述换能子系统依次由第一换热器201的出口c、第二换热器202的进口e、出口f、载冷剂高温储罐203和载冷剂泵204和第一换热器201的进口d通过管线连接构成蓄冷循环回路；所述第一换热器用以LNG气化释放的冷能与载冷剂进行冷能传递；所述第二换热器用以冷却后的载冷剂与下游用冷系统的用冷相进行冷能传递；所述换能子系统还包括蓄冷单元，可用以存储载冷剂经第一换热器冷能传递后获得的富余冷能。本实施例的工作过程如下：气化回路中，LNG储罐101里的LNG输出经LNG泵102加压至7.5MPa后输送通过第一换热器201的进口a进入第一换热器201与载冷剂进行换热，而气化后的NG则通过第一换热器201的出口b进入天然气管网104；蓄冷循环回路中，载冷剂在第一换热器中与LNG换热温度降低，从第一换热器201的出口c输出后通过第二换热器202的进口e进入第二换热器202与下游用冷系统用冷相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统，其特征在于，包括上游LNG气化子系统和换能子系统，所述上游LNG气化子系统依次由LNG储罐、LNG泵、LNG控阀、第一换热器的进口a和出口b通过管线连接构成气化回路；所述换能子系统依次由第一换热器的出口c、第二换热器的进口e、出口f、载冷剂高温储罐和载冷剂泵和第一换热器的进口d通过管线连接构成蓄冷循环回路；所述第一换热器用以LNG气化释放的冷能与载冷剂进行冷能传递；所述第二换热器用以冷却后的载冷剂与下游用冷系统的用冷相进行冷能传递；所述换能子系统还包括蓄冷单元，可用以存储载冷剂经第一换热器冷能传递后获得的富余冷能。

【技术特征摘要】
1.一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统，其特征在于，包括上游LNG气化子系统和换能子系统，所述上游LNG气化子系统依次由LNG储罐、LNG泵、LNG控阀、第一换热器的进口a和出口b通过管线连接构成气化回路；所述换能子系统依次由第一换热器的出口c、第二换热器的进口e、出口f、载冷剂高温储罐和载冷剂泵和第一换热器的进口d通过管线连接构成蓄冷循环回路；所述第一换热器用以LNG气化释放的冷能与载冷剂进行冷能传递；所述第二换热器用以冷却后的载冷剂与下游用冷系统的用冷相进行冷能传递；所述换能子系统还包括蓄冷单元，可用以存储载冷剂经第一换热器冷能传递后获得的富余冷能。2.根据权利要求1所述的一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统，其特征在于，所述蓄冷单元依次由低温载冷剂进入阀、载冷剂低温储罐和低温载冷剂排出阀通过管线连接构成蓄冷支路，蓄冷支路进入端连接于所述第一换热器的出口c与第二换热器进口e间的管线，蓄冷支路排出端连接于所述载冷剂高温储罐出口与载冷剂泵之间的管线。3.根据权利要求2所述的一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统，其特征在于，所述蓄冷循环回路中与所述蓄冷支路对应的另一支路中，与所述第二换热器的进口e连接的管线设置第一控阀，与所述载冷剂高温储罐出口连接的管线设置第二控阀。4.根据权利要求2所述的一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统，其特征在于，所述换能子系统还包括时控模块，所述时控模块的第一输入端电性连接时间周期设定单元，所述时控模块的第一输出端和第二输出端分别电性连接所述低温载冷剂进入阀和低温载冷剂排出阀，用以周期性同时控制所述低温载冷剂进入阀和低温载冷剂排出阀相对反向的开度调节。5.根据权利要求4所述的一种基于LNG冷能供应的自适应换能系统，其特征在于，所述相对反向的开度调节包括：当所述时控模块控制所述低温载冷剂进入阀增加开度的同时控...

【专利技术属性】
技术研发人员：江蓉，吕志榕，张磊，向润清，赖勇杰，魏林瑞，曹峻，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司珠海冷能利用分公司，四川空分设备集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44