一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置，包括：CO

LNG cold energy recovery power generation device based on carbon dioxide working medium

The utility model discloses a LNG cold energy recovery power generation device based on carbon dioxide working medium, which comprises: Co

【技术实现步骤摘要】
一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置
本技术涉及发电
，更具体的说是涉及一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置。
技术介绍
21世纪，在人类迎来科技、经济蓬勃发展的同时，也面临者环境恶化、城市人口膨胀等各种问题的威胁，而能源短缺也是一个不容忽略的方面。为了优化能源消费结构，改善生态环境，实现可持续发展战略，天然气作为一种洁净环保、优质高效的能源燃料被世界各国广泛利用，它的需求量也日益增加。天然气是当今世界能源消耗中的重要组成部分，其与煤炭、石油并称为世界能源的三大支柱。液化天然气致常压或略高于常压下利用低温(-162℃)液化了的天然气，简称LNG。LNG是气田开采出来的天然气经过脱水、脱酸性气体和重烃类，然后压缩、膨胀、液化而成的低温液体。目前，越来越多的天然气被制作成LNG以方便运输，但是制作LNG时消耗的8-10％能源大部分以冷能和压力能的形式储存在LNG中。用户端将LNG气化的过程中，大都使用膨胀阀，不但将这些冷能白白浪费掉了，甚至还要消耗一些热量。发电的朗肯循环过程中，做功后的低压低温气体需要冷凝后再循环，这部分能量被浪费了，而且还需要消耗一定的能量从系统中移除这部分能量，消耗的能量与浪费的这部分能量成正比。以蒸汽为例，一个30MW的全凝式蒸汽轮机发电机，消耗能量150MW左右，冷凝释放的能量可以占系统输入能量的66％，因此发电效率很低，只有20％左右。而消耗150MW能量，采用CO2作为工质发电，虽然工质循环量增加3.7倍，但冷凝消耗的能量只占输入能量的34％，发电量也提高了2.46倍，效率超过49.65％。CO2气化点温度低，高温又很稳定，因此不但可以适应蒸汽发电的温度范围，还可以适应一部分ORC发电的低温范围，此时无需消耗能量加热，只需有合适的冷量即可完成朗肯循环。由于CO2的稳定性很好，因此循环中基本不会损失，也不需要做处理，也就不需要处理的设备投资和运行费用，也避免了设备的腐蚀和结垢，热效率稳定。因此，如何提供一种提高LNG冷能利用率和发电效率且低成本的基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种提高LNG冷能利用率和发电效率且低成本的基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置，包括：CO2蒸发器，用于加热高压液态CO2，使其蒸发得到高温高压的气态CO2；CO2透平发电机，所述CO2透平发电机与所述CO2蒸发器连接，用于利用高温高压的气态CO2发电，得到低温低压的气态CO2；LNG凝结器，所述LNG凝结器与所述CO2透平发电机连接，用于将低温低压的气态CO2冷凝为液态CO2，同时将CO2冷凝潜热作为LNG的气化热源，达到回收LNG冷能，气化LNG得到高压天然气；CO2加压泵，所述CO2加压泵与所述LNG凝结器、所述CO2蒸发器连接，用于提高液态CO2的压力，得到高压液态CO2，并将高压液态CO2输送至CO2蒸发器；以及天然气膨胀发电机，所述天然气膨胀发电机与所述LNG凝结器连接，用于利用高压天然气发电。进一步的，所述CO2透平发电机包括：CO2透平机，所述CO2透平机与所述CO2蒸发器连接，用于高温高压的气态CO2做功将其内能转化为机械能，得到做功后的低温低压的气态CO2，并将低温低压的气态CO2输送到LNG凝结器；第一变速箱，所述第一变速箱与所述CO2透平机连接，用于将机械能转化为转速；第一发电机，所述第一发电机与所述第一变速箱连接，用于利用第一变速箱的转速进行发电。进一步的，所述天然气膨胀发电机包括：天然气加热器，所述天然气加热器与所述LNG凝结器连接，用于加热高压天然气，并输出高压高温的天然气；膨胀机，所述膨胀机与所述天然气加热器连接，用于高压高温的天然气做功，将其内能转化为机械能；第二变速箱，所述第二变速箱与所述膨胀机连接，用于将机械能转化为转速；第二发电机，所述第二发电机与所述第二变速箱连接，用于利用第二变速箱的转速进行发电。进一步的，所述CO2蒸发器为换热器或加热炉。进一步的，所述天然气加热器为换热器或加热炉。进一步的，所述膨胀机为螺杆膨胀机或活塞膨胀机。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开提供了一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置。利用CO2蒸发器将高压液态CO2转化为高温高压的气态CO2，并将高温高压的气态CO2输送到CO2透平发电机；CO2透平发电机利用高温高压的气态CO2发电，并将高温高压的气态CO2转化为低温低压的气态CO2，并将低温低压的气态CO2输送到LNG凝结器；LNG与低温低压的气态CO2通过LNG凝结器进行热交换，得到液态CO2和高压天然气；将液态CO2通过CO2加压泵加压后，得到高压液态CO2，并将高压液态CO2输送至CO2蒸发器，同时将高压天然气输送至天然气膨胀发电机发电。进而解决了基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置如何节能、高发电效率等技术问题，进而达到高效率、自用电量少、低操作成本的效果。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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本技术提供的一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置的结构框图。图2附图为本技术的提供的一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置的具体实施例的结构框图。其中：10-CO2蒸发器，20-CO2透平发电机，21-CO2透平机，22-第一变速箱，23-第一发电机，30-LNG凝结器，40-CO2加压泵，50-天然气膨胀发电机，51-天然气加热器，52-膨胀机，53-第二变速箱，54-第二发电机。具体实施方式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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。参见图1-2，本技术提供了一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置，包括：CO2蒸发器10，用于加热高压液态CO2，使其蒸发得到高温高压的气态CO2；CO2透平发电机20，CO2透平发电机20与CO2蒸发器10连接，用于利用高温高压的气态CO2发电，得到低温低压的气态CO2；LNG凝结器30，LNG凝结器30与CO2透平发电机20连接，用于将低温低压的气态CO2冷凝为液态CO2，同时将CO2冷凝潜热作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置，其特征在于，包括：/nCO

【技术特征摘要】
1.一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置，其特征在于，包括：
CO2蒸发器(10)，用于加热高压液态CO2，使其蒸发得到高温高压的气态CO2；
CO2透平发电机(20)，所述CO2透平发电机(20)与所述CO2蒸发器(10)连接，用于利用高温高压的气态CO2发电，得到低温低压的气态CO2；
LNG凝结器(30)，所述LNG凝结器(30)与所述CO2透平发电机(20)连接，用于将低温低压的气态CO2冷凝为液态CO2，同时将CO2冷凝潜热作为LNG的气化热源，达到回收LNG冷能，气化LNG得到高压天然气；
CO2加压泵(40)，所述CO2加压泵(40)与所述LNG凝结器(30)、所述CO2蒸发器(10)连接，用于提高液态CO2的压力，得到高压液态CO2，并将高压液态CO2输送至CO2蒸发器(10)；以及
天然气膨胀发电机(50)，所述天然气膨胀发电机(50)与所述LNG凝结器(30)连接，用于利用高压天然气发电。


2.根据权利要求1所述的一种基于二氧化碳工质的LNG冷能回收发电装置，其特征在于，所述CO2透平发电机(20)包括：
CO2透平机(21)，所述CO2透平机(21)与所述CO2蒸发器(10)连接，用于高温高压的气态CO2做功将其内能转化为机械能，得到做功后的低温低压的气态CO2，并将低温低压的气态CO2输送到LNG凝结器(30)；
第一变速箱(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸建军，臧瑜鑫，郭晓坤，宋移团，高天，
申请(专利权)人：碧海舟北京节能环保装备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11