一种基于LNG冷能的船舶冷库与空调系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于LNG冷能的船舶冷库与空调系统，包括LNG供应系统、船舶低温冷库系统、船舶高温冷库系统、船舶空调系统和缸套水防冰塞系统，将LNG冷能用于船舶低温冷库系统，经二次换热后的冷能用于船舶高温冷库系统和船舶空调系统，并设有缸套水防冰塞系统，有效防止系统冰塞。本实用新型专利技术实现了对LNG冷能的梯级利用，提高了LNG的能量利用率，有效降低船舶运行成本，同时设有缸套水防冰塞系统，可防止系统结冰结霜，大大降低系统故障率，系统操作维护方便，可广泛推广使用。

A Ship Refrigerator and Air Conditioning System Based on LNG Cold Energy

【技术实现步骤摘要】
一种基于LNG冷能的船舶冷库与空调系统
本技术涉及一种LNG冷能利用系统，具体地涉及一种基于LNG冷能的船舶冷库与空调系统。
技术介绍
LNG作为一种清洁能源，市场价格低，污染小，因此以LNG为发动机燃料的船舶（LNG动力船）近年来得到快速发展。目前，LNG动力船的运行动力主要是LNG经强制气化后进入主机做功，不仅造成了冷能的极大浪费，而且还会产生较大的加热负荷，产生额外的功耗。以30万吨级、85%负荷超大型油船（VLCC）为例，主机LNG进气量约为3000kg/h，而LNG在压力1atm、温度-163℃升至0℃的条件下气化，释放出约9.97×105kJ/t的冷量。因此，LNG动力船燃料在送入主机利用前包含着巨大的冷能。现有船舶冷库系统和船舶空调系统，多依靠电能制冷，设备成本和运行费用高。若采用LNG燃料冷能替代传统制冷方式，不仅可以节约大量电能，而且可以一定程度上简化相关设备，降低设备投入和运营费用。现有技术中，专利号为CN105444309A的中国专利技术专利公开的一种LNG船用空调及冷库系统，包括载冷模块、空调模块及冻库模块，载冷模块的冷能输入端连接冷源体，冻库模块的冷能输出端先后连接冻库模块和空调模块；载冷模块包括第二介质箱和冷能换热器，介质箱中的介质为水乙二醇，冷能换热器的吸热腔中的介质为水乙二醇、放热腔中的介质为LNG。主要存在冷能换热器易结冰结霜，发生冰塞，使系统无法运行的问题。因此，一种既能有效将LNG冷能用于船舶空调与冷库系统，又能防止系统冰塞故障的一种基于LNG冷能的船舶冷库与空调系统有待研究。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于LNG冷能的船舶冷库与空调系统，将LNG冷能用于船舶低温冷库系统，经二次换热后的冷能用于船舶高温冷库系统和船舶空调系统，并设有缸套水防冰塞系统，有效防止系统冰塞。本技术采用的技术方案如下。一种基于LNG冷能的船舶冷库与空调系统，包括LNG供应系统、船舶低温冷库系统、船舶高温冷库系统、船舶空调系统以及缸套水防冰塞系统。LNG供应系统包括LNG供应泵（P1）、LNG换热器（E1）和LNG加热器（E4），所述LNG供应泵（P1）出口经管道与所述LNG换热器（E1）管程入口连接，所述LNG换热器（E1）管程出口经管道与所述LNG加热器（E4）管程入口连接，所述LNG加热器（E4）管程出口通向船舶主动力系统。船舶低温冷库系统包括LNG换热器（E1）、调节阀2（V2）、低温冷库加压泵（P3）、流量调节阀3（V3）、鱼库换热器（E5）、截止阀6（V6）、流量调节阀4（V4）、肉库换热器（E6）、截止阀7（V7）、流量调节阀5（V5）、缓冲间换热器（E7）、截止阀8（V8）和调节阀14（V14），所述LNG换热器（E1）壳程出口经管道与所述调节阀2（V2）入口连接，所述调节阀2（V2）出口经管道与所述低温冷库加压泵（P3）入口连接，所述流量调节阀3（V3）出口经管道所述鱼库换热器（E5）入口连接，所述鱼库换热器（E5）出口经管道与所述截止阀6（V6）入口连接，所述流量调节阀4（V4）出口经管道与所述肉库换热器（E6）入口连接，所述肉库换热器（E6）出口经管道与所述截止阀7（V7）入口连接，所述流量调节阀5（V5）出口经管道与所述缓冲间换热器（E7）入口连接，所述缓冲间换热器（E7）出口经管道与所述截止阀8（V8）入口连接，所述流量调节阀3（V3）、流量调节阀4（V4）和流量调节阀5（V5）的入口管路并联后经管道与所述低温冷库加压泵（P3）出口连接，所述截止阀6（V6）、截止阀7（V7）和截止阀8（V8）的出口管路并联后经管道与所述调节阀14（V14）入口连接，所述调节阀14（V14）出口经管道与所述LNG换热器（E1）壳程入口连接。船舶高温冷库系统包括高温冷库冷能换热器（E10）、高温冷库加压泵（P5）、流量调节阀9（V9）、干货库换热器（E8）、流量调节阀10（V10）、蔬菜库换热器（E9）和截止阀13（V13），所述高温冷库冷能换热器（E10）壳程出口经管道与所述高温冷库加压泵（P5）入口连接，所述流量调节阀9（V9）出口经管道与所述干货库换热器（E8）入口连接，所述流量调节阀10（V10）出口经管道与所述蔬菜库换热器（E9）入口连接，所述流量调节阀9（V9）和流量调节阀10（V10）的入口管路并联后经管道与所述高温冷库加压泵（P5）出口连接，所述干货库换热器（E8）和蔬菜库换热器（E9）的出口管路并联后经管道与所述高温冷库冷能换热器（E10）壳程入口连接，所述高温冷库冷能换热器（E10）管程入口经管道与所述低温冷库加压泵（P3）出口连接，所述高温冷库冷能换热器（E10）管程出口经管道与所述截止阀13（V13）入口连接，所述截止阀13（V13）出口经管道与所述调节阀14（V14）入口连接。船舶空调系统包括空调冷能换热器（E12）、空调加压泵（P4）、流量调节阀11（V11）、空调蒸发器（E11）和截止阀12（V12），所述空调冷能换热器（E12）壳程出口经管道与所述空调加压泵（P4）入口连接，所述空调加压泵（P4）出口经管道与所述流量调节阀11（V11）入口连接，所述流量调节阀11（V11）出口经管道与所述空调蒸发器（E11）入口连接，所述空调蒸发器（E11）出口经管道与所述空调冷能换热器（E12）壳程入口连接，所述空调冷能换热器（E12）管程入口经管道与所述低温冷库加压泵（P3）出口连接，所述空调冷能换热器（E12）管程出口经管道与所述截止阀12（V12）入口连接，所述截止阀12（V12）出口经管道与所述调节阀14（V14）入口连接。缸套水防冰塞系统包括防冰塞加热器（E2）、电磁调节阀1（V1）、电磁调节阀16（V16）、缸套水循环泵（P2）、缸套水热源（E3）、电磁调节阀15（V15）、LNG加热器（E4）和温度传感器（T），所述防冰塞加热器（E2）管程入口经管道与所述电磁调节阀1（V1）出口连接，所述电磁调节阀1（V1）入口经管道与所述低温冷库加压泵（P3）出口连接，所述防冰塞加热器（E2）管程出口经管道与所述调节阀14（V14）入口连接，所述防冰塞加热器（E2）和LNG加热器（E4）的壳程出口管路并联后经管道与所述缸套水循环泵（P2）入口连接，所述缸套水循环泵（P2）出口经管道与所述缸套水热源（E3）入口连接，所述电磁调节阀15（V15）和电磁调节阀16（V16）的入口管路并联后经管道与所述缸套水热源（E3）出口连接，所述电磁调节阀15（V15）出口经管道与所述LNG加热器（E4）壳程入口连接，所述电磁调节阀16（V16）出口经管道与所述防冰塞加热器（E2）壳程入口连接，所述温度传感器（T）通过测量所述LNG换热器（E1）与低温冷库加压泵（P3）之间冷媒的温度来控制所述电磁调节阀1（V1）和电磁调节阀16（V16）的打开与关闭。所述船舶低温冷库系统中的冷媒选择R22，所述船舶高温冷库系统和船舶空调系统中的冷媒选择乙二醇溶液。附图说明图１是本技术提供的一种基于LNG冷能的船舶冷库与空调系统结构图。P1—LNG供应泵P2—缸套水循环泵P3—低温冷库加压泵P4—空调加压泵P5—高温冷库加压泵E1—LNG换热器E2—本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LNG冷能的船舶冷库与空调系统，其特征在于：包括LNG供应系统、船舶低温冷库系统、船舶高温冷库系统、船舶空调系统以及缸套水防冰塞系统；LNG供应系统包括LNG供应泵（P1）、LNG换热器（E1）和LNG加热器（E4），所述LNG供应泵（P1）出口经管道与所述LNG换热器（E1）管程入口连接，所述LNG换热器（E1）管程出口经管道与所述LNG加热器（E4）管程入口连接，所述LNG加热器（E4）管程出口通向船舶主动力系统；船舶低温冷库系统包括LNG换热器（E1）、调节阀2（V2）、低温冷库加压泵（P3）、流量调节阀3（V3）、鱼库换热器（E5）、截止阀6（V6）、流量调节阀4（V4）、肉库换热器（E6）、截止阀7（V7）、流量调节阀5（V5）、缓冲间换热器（E7）、截止阀8（V8）和调节阀14（V14），所述LNG换热器（E1）壳程出口经管道与所述调节阀2（V2）入口连接，所述调节阀2（V2）出口经管道与所述低温冷库加压泵（P3）入口连接，所述流量调节阀3（V3）出口经管道所述鱼库换热器（E5）入口连接，所述鱼库换热器（E5）出口经管道与所述截止阀6（V6）入口连接，所述流量调节阀4（V4）出口经管道与所述肉库换热器（E6）入口连接，所述肉库换热器（E6）出口经管道与所述截止阀7（V7）入口连接，所述流量调节阀5（V5）出口经管道与所述缓冲间换热器（E7）入口连接，所述缓冲间换热器（E7）出口经管道与所述截止阀8（V8）入口连接，所述流量调节阀3（V3）、流量调节阀4（V4）和流量调节阀5（V5）的入口管路并联后经管道与所述低温冷库加压泵（P3）出口连接，所述截止阀6（V6）、截止阀7（V7）和截止阀8（V8）的出口管路并联后经管道与所述调节阀14（V14）入口连接，所述调节阀14（V14）出口经管道与所述LNG换热器（E1）壳程入口连接；船舶高温冷库系统包括高温冷库冷能换热器（E10）、高温冷库加压泵（P5）、流量调节阀9（V9）、干货库换热器（E8）、流量调节阀10（V10）、蔬菜库换热器（E9）和截止阀13（V13），所述高温冷库冷能换热器（E10）壳程出口经管道与所述高温冷库加压泵（P5）入口连接，所述流量调节阀9（V9）出口经管道与所述干货库换热器（E8）入口连接，所述流量调节阀10（V10）出口经管道与所述蔬菜库换热器（E9）入口连接，所述流量调节阀9（V9）和流量调节阀10（V10）的入口管路并联后经管道与所述高温冷库加压泵（P5）出口连接，所述干货库换热器（E8）和蔬菜库换热器（E9）的出口管路并联后经管道与所述高温冷库冷能换热器（E10）壳程入口连接，所述高温冷库冷能换热器（E10）管程入口经管道与所述低温冷库加压泵（P3）出口连接，所述高温冷库冷能换热器（E10）管程出口经管道与所述截止阀13（V13）入口连接，所述截止阀13（V13）出口经管道与所述调节阀14（V14）入口连接；船舶空调系统包括空调冷能换热器（E12）、空调加压泵（P4）、流量调节阀11（V11）、空调蒸发器（E11）和截止阀12（V12），所述空调冷能换热器（E12）壳程出口经管道与所述空调加压泵（P4）入口连接，所述空调加压泵（P4）出口经管道与所述流量调节阀11（V11）入口连接，所述流量调节阀11（V11）出口经管道与所述空调蒸发器（E11）入口连接，所述空调蒸发器（E11）出口经管道与所述空调冷能换热器（E12）壳程入口连接，所述空调冷能换热器（E12）管程入口经管道与所述低温冷库加压泵（P3）出口连接，所述空调冷能换热器（E12）管程出口经管道与所述截止阀12（V12）入口连接，所述截止阀12（V12）出口经管道与所述调节阀14（V14）入口连接；缸套水防冰塞系统包括防冰塞加热器（E2）、电磁调节阀1（V1）、电磁调节阀16（V16）、缸套水循环泵（P2）、缸套水热源（E3）、电磁调节阀15（V15）、LNG加热器（E4）和温度传感器（T），所述防冰塞加热器（E2）管程入口经管道与所述电磁调节阀1（V1）出口连接，所述电磁调节阀1（V1）入口经管道与所述低温冷库加压泵（P3）出口连接，所述防冰塞加热器（E2）管程出口经管道与所述调节阀14（V14）入口连接，所述防冰塞加热器（E2）和LNG加热器（E4）的壳程出口管路并联后经管道与所述缸套水循环泵（P2）入口连接，所述缸套水循环泵（P2）出口经管道与所述缸套水热源（E3）入口连接，所述电磁调节阀15（V15）和电磁调节阀16（V16）的入口管路并联后经管道与所述缸套水热源（E3）出口连接，所述电磁调节阀15（V15）出口经管道与所述LNG加热器（E4）壳程入口连接，所述电磁调节阀16（V16）出口经管道与所述防冰塞加热器（E2）壳程入口连接，所述温度传感器（T）通过测量...

【技术特征摘要】
2018.05.11 CN 20182069617691.一种基于LNG冷能的船舶冷库与空调系统，其特征在于：包括LNG供应系统、船舶低温冷库系统、船舶高温冷库系统、船舶空调系统以及缸套水防冰塞系统；LNG供应系统包括LNG供应泵（P1）、LNG换热器（E1）和LNG加热器（E4），所述LNG供应泵（P1）出口经管道与所述LNG换热器（E1）管程入口连接，所述LNG换热器（E1）管程出口经管道与所述LNG加热器（E4）管程入口连接，所述LNG加热器（E4）管程出口通向船舶主动力系统；船舶低温冷库系统包括LNG换热器（E1）、调节阀2（V2）、低温冷库加压泵（P3）、流量调节阀3（V3）、鱼库换热器（E5）、截止阀6（V6）、流量调节阀4（V4）、肉库换热器（E6）、截止阀7（V7）、流量调节阀5（V5）、缓冲间换热器（E7）、截止阀8（V8）和调节阀14（V14），所述LNG换热器（E1）壳程出口经管道与所述调节阀2（V2）入口连接，所述调节阀2（V2）出口经管道与所述低温冷库加压泵（P3）入口连接，所述流量调节阀3（V3）出口经管道所述鱼库换热器（E5）入口连接，所述鱼库换热器（E5）出口经管道与所述截止阀6（V6）入口连接，所述流量调节阀4（V4）出口经管道与所述肉库换热器（E6）入口连接，所述肉库换热器（E6）出口经管道与所述截止阀7（V7）入口连接，所述流量调节阀5（V5）出口经管道与所述缓冲间换热器（E7）入口连接，所述缓冲间换热器（E7）出口经管道与所述截止阀8（V8）入口连接，所述流量调节阀3（V3）、流量调节阀4（V4）和流量调节阀5（V5）的入口管路并联后经管道与所述低温冷库加压泵（P3）出口连接，所述截止阀6（V6）、截止阀7（V7）和截止阀8（V8）的出口管路并联后经管道与所述调节阀14（V14）入口连接，所述调节阀14（V14）出口经管道与所述LNG换热器（E1）壳程入口连接；船舶高温冷库系统包括高温冷库冷能换热器（E10）、高温冷库加压泵（P5）、流量调节阀9（V9）、干货库换热器（E8）、流量调节阀10（V10）、蔬菜库换热器（E9）和截止阀13（V13），所述高温冷库冷能换热器（E10）壳程出口经管道与所述高温冷库加压泵（P5）入口连接，所述流量调节阀9（V9）出口经管道与所述干货库换热器（E8）入口连接，所述流量调节阀10（V10）出口经管道与所述蔬菜库换热器（E9）入口连接，所述流量调节阀9（V9）和流量调节阀10（V10）的入口管路并联后经管道与所述高温冷库加压泵（P5）出口连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田东方，李博洋，胡德栋，韩淑洁，张晓荣，刘忠行，王强，
申请(专利权)人：青岛远洋船员职业学院，
类型：新型
国别省市：山东,37