CN102679152B - 一种液化天然气和高温超导电能联合远程输送系统 - Google Patents

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    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Abstract

一种液化天然气和高温超导电能联合远程输送系统，包括LNG输送泵，LNG输送泵接LNG输入管，LNG输送泵的输出分成两部分，一部分通过管路和第一超导电缆终端连接，另一部分通过管路和LNG输送管道的外管连通，第一超导电缆终端的LNG出口和LNG输送管道的内管连通，交流电经过AC/DC换流站转换后和第一超导电缆终端连接，第一超导电缆终端和LNG输送管道的高温超导电缆连接，高温超导电缆和第二超导电缆终端连接，LNG输送管道的内管和第二超导电缆终端连接，第二超导电缆终端和LNG输送管道的外管连通后再和LNG输出管连通，第二超导电缆终端和DC输出线路连接，本发明实现天然气和电能联合输运，提高了输气容量，降低输电损耗，具有极大的经济效益和社会效益。

Description

一种液化天然气和高温超导电能联合远程输送系统
技术领域
本发明属于天然气与电力输送节能领域，涉及一种液化天然气和高温超导电能联合远程输送系统。
背景技术
近年来，以液化天然气（LNG）形式陆上远程输送天然气技术倍受关注。资料表明，长距离输送天然气以LNG形式输送更具优势。LNG密度是标况下天然气的600倍，与管道输送相同体积的天然气相比，LNG输送管的直径要小得多，LNG泵站的费用要低于压缩机站的费用，能耗要比压气站的能耗低若干倍。虽然LNG输送管道必须采用价格较贵的镍钢及性能良好的低温隔热材料，远距离输送时还要增加中间冷却站等设备初投资，但是随着输送量的增加，低温管道的投资费用和运行管理费用都会降低。理论研究表明，随着低温材料和设备技术的发展，建设长距离LNG输送管道在技术上是可行的，这使得LNG远程管道输送成为可能。
高温超导直流输电，是将高温超导技术与直流输电技术结合起来，实现大容量、低能耗远距离输电。该技术主要是应用了高温超导体的零电阻特性和高传导电流密度，使得在大容量远距离输电过程中，输电线路上的损耗大大降低，研究表明，高温超导电缆的能耗仅占输送容量的1%，即使包括制冷装置的能耗，超导电缆系统整体能耗也仅为输送容量的3%左右。利用高温超导技术，通过设计实用的直流传输电缆和有效的匹配系统，可实现高效节能、大容量直流电力传输系统。随着高温超导材料性能的提高及相关技术的发展，利用高温超导材料制作电缆更加现实，而用于直流输电其优越性尤为突出。基于高温超导电缆及其直流输电技术的诸多优越性，使其在不久的将来获得广泛应用成为可能。超导直流输电被看作在不增加电力电压等级的情况下满足目前电力需求可持续增长的解决方案。
超导直流输电方面的研究开展了30余年，但仍未能走向实用，很大程度上是由于昂贵而复杂的冷却系统阻碍了其发展。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液化天然气和高温超导电能联合远程输送系统，利用LNG管道输送过程中的低温环境，以LNG作为超导电缆的冷却介质，很好的解决了超导电缆冷却系统的问题，实现LNG和电能联合输送。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种液化天然气和高温超导电能联合远程输送系统，包括LNG输送泵1，LNG输送泵1的输入管接LNG输入管，LNG输送泵1的输出分成两部分，一部分通过管路和第一超导电缆终端3的LNG入口连接，另一部分通过管路和LNG输送管道4的外管7连通，作为外冷却介质，第一超导电缆终端3的LNG出口和LNG输送管道4的内管8连通，作为内冷却介质，交流电AC经过AC/DC换流站2转换后和第一超导电缆终端3的DC输入端连接，第一超导电缆终端3的DC输出端和LNG输送管道4的内管8外的高温超导电缆9的DC输入端连接，高温超导电缆9的DC输出端和第二超导电缆终端6的DC输入端连接，LNG输送管道4的内管8的LNG出口和第二超导电缆终端6的LNG入口连接，第二超导电缆终端6的LNG出口和LNG输送管道4的外管7的LNG出口连通后再和LNG输出管连通，第二超导电缆终端6的DC输出端和DC输出线路连接。
所述的LNG输送管道4还连接有冷泵站5。
所述第一超导电缆终端3、第二超导电缆终端6能够与两条以上的高温超导电缆9连接。
所述的LNG输送管道4内配置有两条以上的高温超导电缆9。
本发明用于长距离大规模的天然气输送和大容量电能输送，采用该系统可以实现天然气和电能联合输运，提高了输气容量，降低输电损耗，在我国西气东输和西电东运工程背景下，具有极大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为LNG输送管道4的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，一种液化天然气和高温超导电能联合远程输送系统，包括LNG输送泵1，LNG输送泵1的输入管接LNG输入管，LNG输送泵1的输出分成两部分，一部分通过管路和第一超导电缆终端3的LNG入口连接，另一部分通过管路和LNG输送管道4的外管7连通，作为外冷却介质，第一超导电缆终端3的LNG出口和LNG输送管道4的内管8连通，作为内冷却介质，交流电AC经过AC/DC换流站2转换后和第一超导电缆终端3的DC输入端连接，第一超导电缆终端3的DC输出端和LNG输送管道4的内管8外的高温超导电缆9的DC输入端连接，高温超导电缆9的DC输出端和第二超导电缆终端6的DC输入端连接，LNG输送管道4的内管8的LNG出口和第二超导电缆终端6的LNG入口连接，第二超导电缆终端6的LNG出口和LNG输送管道4的外管7的LNG出口连通后再和LNG输出管连通，第二超导电缆终端6的DC输出端和DC输出线路连接。
所述的LNG输送管道4还连接有冷泵站5，提供LNG所需冷量和输送所需动力。
所述第一超导电缆终端3、第二超导电缆终端6能够与两条以上的高温超导电缆9连接。
参见图2，LNG输送管道4由外向内依次是LNG输送外管7、高温超导电缆9和LNG输送内管8，LNG输送外管7内的低温LNG为高温超导电缆9提供外冷却介质，LNG输送内管8内的低温LNG为高温超导电缆9提供内冷却介质，高温超导电缆9为大容量DC超导远程输送提供通道。
所述的LNG输送管道4内配置有两条以上的高温超导电缆9。
本发明的工作原理为：
LNG经LNG输送泵1后分为两部分，一部分经过第一超导电缆终端3进入LNG输送内管8作为内冷却介质，一部分进入LNG输送外管7输送同时作为外冷却介质；交流电AC经过AC/DC换流站2之后变为直流电DC，直流电DC通过第一超导电缆终端3进入LNG输送管道4内的高温超导电缆9进行输送；LNG作为高温超导电缆9的冷却介质，使高温超导材料处于临界转变温度之下，保证其处于超导状态；冷泵站5为LNG输送管道4提供冷量，保证管道内流体温度处于过冷状态，同时提供LNG输送动力，从而实现LNG和电能联合输送。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (4)

1.一种液化天然气和高温超导电能联合远程输送系统，包括LNG输送泵（1），其特征在于：LNG输送泵（1）的输入管接LNG输入管，LNG输送泵（1）的输出分成两部分，一部分通过管路和第一超导电缆终端（3）的LNG入口连接，另一部分通过管路和LNG输送管道（4）的外管（7）连通，作为外冷却介质，第一超导电缆终端（3）的LNG出口和LNG输送管道（4）的内管（8）连通，作为内冷却介质，交流电AC经过AC/DC换流站（2）转换后和第一超导电缆终端（3）的DC输入端连接，第一超导电缆终端（3）的DC输出端和LNG输送管道（4）的内管（8）外的高温超导电缆（9）的DC输入端连接，高温超导电缆（9）的DC输出端和第二超导电缆终端（6）的DC输入端连接，LNG输送管道（4）的内管（8）的LNG出口和第二超导电缆终端（6）的LNG入口连接，第二超导电缆终端（6）的LNG出口和LNG输送管道（4）的外管（7）的LNG出口连通后再和LNG输出管连通，第二超导电缆终端（6）的DC输出端和DC输出线路连接。
2.根据权利要求1所述的一种液化天然气和高温超导电能联合远程输送系统，其特征在于：所述的LNG输送管道（4）还连接有冷泵站（5）。
3.根据权利要求1所述的一种液化天然气和高温超导电能联合远程输送系统，其特征在于：所述第一超导电缆终端（3）、第二超导电缆终端（6）能够与两条以上的高温超导电缆（9）连接。
4.根据权利要求1所述的一种液化天然气和高温超导电能联合远程输送系统，其特征在于：所述的LNG输送管道（4）内配置有两条以上的高温超导电缆（9）。
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