本发明专利技术公开了一种FSRU上超临界三级级联朗肯循环发电系统，包括LNG泵、海水泵、调温器，还包括呈纵向阵列依次分布的一级发电单元，所述一级发电单元包括依次连接的一级蒸发器、一级汽轮机、一级冷凝器、一级工质泵；二级发电单元，所述二级发电单元包括依次连接的二级蒸发器、二级汽轮机、三级发电单元中的三级蒸发器、二级分离器、二级冷凝器、二级混合器、二级工质泵；三级发电单元，所述三级发电单元包括依次连接的三级蒸发器、三级汽轮机、三级分离器、三级冷凝器、三级混合器、三级工质泵；本发明专利技术的优点在于：本发明专利技术结构简单，使用方便，可以广泛用于LNG冷能发电领域。
【技术实现步骤摘要】
一种FSRU上超临界三级级联朗肯循环发电系统
本专利技术涉及一种FSRU(FloatingstorageRegasificationUnit:浮式储存及再气化装置)上超临界三级级联朗肯循环发电系统，属于LNG(LiquefiedNaturalGas：液化天然气)冷能发电
技术介绍
天然气是最清洁的化石燃料之一，由于人们对环境的保护意识加强，因此天然气得到越来越多的应用。天然气被广泛用作清洁燃料，液化天然气行业出现了惊人的增长。LNG在汽化过程中会释放出大量冷能，从再气化过程中回收剩余的冷能是整个LNG价值链的关键挑战之一。目前LNG冷能利用系统的各种研究很多，包括发电，空气分离，脱盐，低温二氧化碳捕集和天然气凝析液(NGL)回收。而发电是充分利用LNG冷能的最重要方法。釆用低温有机工质构成多级朗肯循环以最大限度的利用LNG冷能成为LNG冷能发电关注的重点。由于LNG-FSRU通常停留在在远离陆地用户的海面，根据美国LNG输气压力要求，天然气远距离运输要达到7MPa以上，此时LNG已达到超临界状态，因此在大多FSRU上IFV再汽化系统中LNG会在超临界气化压力下气化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够减少换热器损以及提高透平做功，从而提高系统净输出功的发电系统。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种FSRU上超临界三级级联朗肯循环发电系统，其特征在于：包括LNG泵、海水泵、调温器，还包括呈纵向阵列依次分布的：一级发电单元，所述一级发电单元包括依次连接的一级蒸发器、一级汽轮机、一级冷凝器、一级工质泵及在该闭环回路中循环的一级发电工质，其中，一级蒸发器的两端均具有一对一级热源输入端、一级热源输出端，其一端的一级热源输出端与一级汽轮机相连，一级热源输入端与二级分离器相连，另一端的一级热源输入端与一级工质泵相连，一级热源输出端与二级混合器相连。所述一级冷凝器的两端均具有一对一级热源输入端、一级热源输出端，其一端的一级热源输入端与一级汽轮机相连，一级热源输出端与二级冷凝器相连，另一端的一级热源输入端与LNG泵相连，一级热源输出端与一级工质泵相连。二级发电单元，所述二级发电单元包括依次连接的二级蒸发器、二级汽轮机、二级分离器、二级冷凝器、二级混合器、二级工质泵及在该闭环回路中循环的二级发电工质，其中，二级蒸发器的两端均具有一对二级热源输入端、二级热源输出端，其一端的二级热源输入端与二级工质泵相连，二级热源输出端三级混合器相连，另一端的二级热源输出端与三级蒸发器相连，二级热源输入端与三级分离器相连。二级分离器具有一个输入端、三个输出端，其输入端与二级汽轮机相连，其中两个输出端分别与二级冷凝器和三级冷凝器相连，所述二级混合器具有三个输入端、一个输出端，其输出端与二级工质泵相连，其中另两个输入端分别与二级冷凝器和三级冷凝器相连。二级冷凝器的两端均具有一对二级热源输入端、二级热源输出端，一端的二级热源输出端与三级冷凝器相连。三级发电单元，所述三级发电单元包括依次连接的三级蒸发器、三级汽轮机、三级分离器、三级冷凝器、三级混合器、三级工质泵及在该闭环回路中循环的三级发电工质，其中，三级蒸发器的一端具有两个三级热源输入端、一个三级热源输出端，该端的一个三级热源输入端与三级工质泵相连，另一端具有两个三级热源输出端、一个三级热源输入端，该端三级热源输入端与海水泵相连，另两个三级级热源输出端分别与二级汽轮机和三级汽轮机相连。三级分离器具有一个输入端、三个输出端，其输入端与三级汽轮机相连，其中两个输出端分别与三级冷凝器和调温器相连，所述三级混合器具有三个输入端、一个输出端，其输出端与三级工质泵相连，其中另两个输入端分别与三级冷凝器和调温器相连。三级冷凝器的一端具有两个三级热源输入端、一个三级热源输出端，该三级热源输出端与调温器相连，另一端具有一个三级热源输入端、两个三级热源输出端。调温器的一端具有两个热源输入端、一个热源输出端，其中一个热源输入端与海水泵相连，另一端具有一个热源输入端、两个热源输出端。进一步的，所述一级发电工质采用R1150制冷剂。进一步的，所述二级发电工质采用R23制冷剂。进一步的，所述三级发电工质采用R717制冷剂。本专利技术的优点在于：在本专利技术中，通过在三级冷凝器中增加了一股来自二级发电单元中循环的二级发电工质，从而进一步对LNG冷能进行了回收，使得三级冷凝器的损降低，使系统净输出功增大。通过在调温器中增加了一股来自三级发电单元中循环的三级发电工质，从而进一步对冷能进行了回收，从而进一步对LNG冷能进行了回收，使得调温器的损降低，使系统净输出功增大。通过把进入二级汽轮机前的二级发＝电工质引入三级蒸发器中，与海水进行换热，提高二级发电工质进入二级汽轮机的温度，从而提高汽轮机的做功，使系统净输出功增大。对于发电工质分别采用R1150、R23和R717作为冷媒介质，与LNG温度利用更匹配，系统能够获得最大输出功，且系统运行稳定，安全可靠，便于施工。本专利技术结构简单，使用方便，可以广泛用于LNG冷能发电领域。附图说明图1为本专利技术的一种FSRU上超临界三级级联朗肯循环发电系统的示意图。具体实施方式下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。如图1所示的一种FSRU上超临界三级级联朗肯循环发电系统，包括LNG泵8、海水泵12、调温器4，还包括呈纵向阵列依次分布的：一级发电单元，所述一级发电单元包括依次连接的一级蒸发器5、一级汽轮机13、一级冷凝器1、一级工质泵9及在该闭环回路中循环的一级发电工质，其中，一级蒸发器5的两端均具有一对一级热源输入端、一级热源输出端，其一端的一级热源输出端与一级汽轮机13相连，一级热源输入端与二级分离器16相连，另一端的一级热源输入端与一级工质泵9相连，一级热源输出端与二级混合器19相连。所述一级冷凝器1的两端均具有一对一级热源输入端、一级热源输出端，其一端的一级热源输入端与一级汽轮机13相连、一级热源输出端与二级冷凝器2相连，另一端的一级热源输入端与LNG泵8相连、一级热源输出端与一级工质泵9相连。在上述发电单元中，一级发电工质采用R1150。对于一级发电工质采用R1150作为冷媒介质，与LNG温度利用更匹配，系统运行稳定，安全可靠，便于施工。二级发电单元，所述二级发电单元包括依次连接的二级蒸发器6、二级汽轮机14、三级发电单元中的三级蒸发器7、二级分离器16、二级冷凝器2、二级混合器19、二级工质泵10及在该闭环回路中循环的二级发电工质，其中，二级蒸发器6的两端均具有一对二级热源输入端、二级热源输出端，其一端的二级热源输入端与二级工质泵10相连、二级热源输出端三级混合器20相连，另一端的二级热源输出端与三级蒸发器7相连、二级热源输入端与三级分离器17相连。二级分离器16具有一个输入端、三个输出端，其输入端与二级汽轮机14相连，其中另两个输出端分别与二级冷凝器2和三级冷凝器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种FSRU上超临界三级级联朗肯循环发电系统，其特征在于：包括LNG泵、海水泵、调温器，还包括呈纵向阵列依次分布的：/n一级发电单元，所述一级发电单元包括依次连接的一级蒸发器、一级汽轮机、一级冷凝器、一级工质泵及在该闭环回路中循环的一级发电工质，其中，一级蒸发器的两端均设有一级热源输入端和一级热源输出端，其一端的一级热源输出端与一级汽轮机相连、一级热源输入端与二级分离器相连，另一端的一级热源输入端与一级工质泵相连、一级热源输出端与二级混合器相连；所述一级冷凝器的两端均设有一级热源输入端和一级热源输出端，其一端的一级热源输入端与一级汽轮机相连、一级热源输出端与二级冷凝器相连，另一端的一级热源输入端与LNG泵相连、一级热源输出端与一级工质泵相连；/n二级发电单元，所述二级发电单元包括依次连接的二级蒸发器、二级汽轮机、二级分离器、二级冷凝器、二级混合器、二级工质泵及在该闭环回路中循环的二级发电工质，其中，二级蒸发器的两端均设有二级热源输入端和二级热源输出端，其一端的二级热源输入端与二级工质泵相连、二级热源输出端三级混合器相连，另一端的二级热源输出端与三级蒸发器相连、二级热源输入端与三级分离器相连；二级分离器设有一个输入端、三个输出端，其输入端与二级汽轮机相连，其中两个输出端分别与二级冷凝器和三级冷凝器相连；所述二级混合器设有三个输入端、一个输出端，其输出端与二级工质泵相连，其中另两个输入端分别与二级冷凝器和三级冷凝器相连；二级冷凝器的两端均具有一对二级热源输入端、二级热源输出端，一端的二级热源输出端与三级冷凝器相连；/n三级发电单元，所述三级发电单元包括依次连接的三级蒸发器、三级汽轮机、三级分离器、三级冷凝器、三级混合器、三级工质泵及在该闭环回路中循环的三级发电工质，其中，三级蒸发器的一端设有两个三级热源输入端、一个三级热源输出端，该端的一个三级热源输入端与三级工质泵相连，另一端设有两个三级热源输出端、一个三级热源输入端，该端三级热源输入端与海水泵相连，另两个三级级热源输出端分别与二级汽轮机和三级汽轮机相连；所述三级分离器设有一个输入端、三个输出端，其输入端与三级汽轮机相连，其中另两个输出端分别与三级冷凝器和调温器相连；所述三级混合器设有三个输入端、一个输出端，其输出端与三级工质泵相连，其中两个输入端分别与三级冷凝器和调温器相连；所述三级冷凝器的一端设有两个三级热源输入端、一个三级热源输出端，该三级热源输出端与调温器相连，另一端设有一个三级热源输入端、两个三级热源输出端；/n所述调温器的一端设有两个热源输入端、一个热源输出端，其中一个热源输入端与海水泵相连，另一端设有一个热源输入端、两个热源输出端。/n...
【技术特征摘要】
1.一种FSRU上超临界三级级联朗肯循环发电系统，其特征在于：包括LNG泵、海水泵、调温器，还包括呈纵向阵列依次分布的：
一级发电单元，所述一级发电单元包括依次连接的一级蒸发器、一级汽轮机、一级冷凝器、一级工质泵及在该闭环回路中循环的一级发电工质，其中，一级蒸发器的两端均设有一级热源输入端和一级热源输出端，其一端的一级热源输出端与一级汽轮机相连、一级热源输入端与二级分离器相连，另一端的一级热源输入端与一级工质泵相连、一级热源输出端与二级混合器相连；所述一级冷凝器的两端均设有一级热源输入端和一级热源输出端，其一端的一级热源输入端与一级汽轮机相连、一级热源输出端与二级冷凝器相连，另一端的一级热源输入端与LNG泵相连、一级热源输出端与一级工质泵相连；
二级发电单元，所述二级发电单元包括依次连接的二级蒸发器、二级汽轮机、二级分离器、二级冷凝器、二级混合器、二级工质泵及在该闭环回路中循环的二级发电工质，其中，二级蒸发器的两端均设有二级热源输入端和二级热源输出端，其一端的二级热源输入端与二级工质泵相连、二级热源输出端三级混合器相连，另一端的二级热源输出端与三级蒸发器相连、二级热源输入端与三级分离器相连；二级分离器设有一个输入端、三个输出端，其输入端与二级汽轮机相连，其中两个输出端分别与二级冷凝器和三级冷凝器相连；所述二级混合器设有三个输入端、一个输出端，其输出端与二级工质泵相连，其中另两个输入端分别与二级冷凝器和三级冷凝器相连；二级冷凝器的两端均具有一对二级热源输入端、二级热源输出端，一端的二级热源输出端与三级冷凝器...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐礼康，林贵华，陈勇，
申请(专利权)人：中国船舶工业集团公司第七零八研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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