CN107905861A - 一种采用燃气‑蒸汽联合循环的多功能lng浮式发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于LNG发电领域,具体涉及一种采用燃气‑蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,包括船型浮体,船型浮体内设有变压器室、凝水储存舱和LNG储存舱;甲板上安装有气化加热器、第一中央管道、燃气轮机和余热锅炉,气化加热器内设有第一、二换热流程;各LNG储存舱通过管道汇集至第一换热流程的输入口,第一换热流程的输出口连通第一中央管道,第一中央管道分流至各燃气轮机,燃气轮机上同轴连接有第一发电机。本发明的有益效果是:可用于江河湖海沿岸或深远海,可为城市、工业区和在深远海作业的大型平台或海上工厂进行供电;在码头上进行LNG发电,省去管道网铺设,造价低;运行稳定,热能利用率高;环境保护效果好。

Description

一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置
技术领域
[0001] 本发明属于LNG发电领域,具体涉及一种适合布置在江河湖海沿岸及深海为城市、 工业区和海上大型结构物等进行供电的采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装 置。
背景技术
[0002] 当前,能源低碳高效成为推动世界经济社会可持续发展的首选,天然气作为一种 重要的清洁能源,其优质高效和环保无污染的优点越来越受到用户的青睐。随着技术的进 步,其开采、运输、储存等成本不断下降,因此其应用范围在不断扩展。在煤、石油、天然气三 大化石能源中,天然气含氢比例最低,热能利用效率高,相同质量条件下热值最高,碳排放 量仅为煤炭的一半。
[0003] 美国、日本、韩国及欧洲部分发达国家已将天然气作为发电的主要能源之一。由于 天然气发电站比燃煤发电站建造更为容易、成本更低以及污染排放更少等因素,美国天然 气发电比重大幅增加,由1990年的11 %左右提升到2010年的23.9%,形成了天然气替代煤 炭的态势,煤炭发电比例由2000年的52%下降到2013年的39%。日本天然气发电量占总发 电量的比例由198〇年的15%上升至2013年的43%。截至2014年,日本LNG发电装机容量占总 发电装机容量的65%以上。随着英国竞争性电力市场改革的开启和燃气-蒸汽联合循环发 电技术的日趋成熟,天然气发电迅速发展,2014年天然气发电装机容量为3378.4万W,占全 国总装机容量的39.75%。
[0004] 在我国目前燃煤发电占比达60 %以上,大气污染己经是国家面临的严峻问题,伴 随国务院《大气污染防治行动计划》的发布,在煤电建设领域采用“上大压小”的政策。以上 海外高桥第三发电厂采用的目前最高技术的超超临界发电机组为例,由于煤电不可避免的 热端损失原因,其机组净效率最高达到46.5%。但是相比于目前GE、西门子等国际顶尖燃气 轮机制造商生产的F级燃气轮机采用燃气-蒸汽联合循环发电方式60%以上的效率还相差 甚远。
[0005] 我国天然气发电还处于起步阶段。21世纪初,伴随天然气管道等基础设施大规模 建设,天然气发电产业取得一定进展。截至2015年底,我国燃气发电装机容量约为6637万 kW,占全国发电总装机容量的4_45%,天然气发电量为1658亿kW • h,占全国总发电量的 2.95%,远低于世界平均水平。当前制约我国天然气发电产业发展的因素除资源禀赋外,还 有技术装备落后的原因。目前上海电气,东方电气,哈电气等国内在燃气轮机领域基础较强 的企业纷纷与国际燃气轮机巨头合作,以技术引进的方式推出国产化的燃气-蒸汽联合循 环发电机组,有力的推动了我国天然气发电的步伐。陆域天然气发电厂的建设受制于天然 气管道网的铺设,而我国东部沿海主要用电经济区有广阔的海洋水域资源,并且LNG运输船 可以方便的在这些水域中穿梭,目前还并未有这样的设备运用,因此利用其水域资源发展 浮式发电装置具有良好的前景。
发明内容
[0006] 本发明的目的是在现有技术存在天然气发电厂的建设受制于天然气管道网的铺 设且目前暂无利用其水域资源发展浮式发电装置的前提下,提供一种可用于江河湖海沿岸 或深远海,可为城市、工业区和在深远海作业的大型平台或海上工厂进行供电;在码头上进 行LNG发电,省去管道网铺设,造价低的采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装 置。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种采用燃气-蒸汽联合循环的多 功能LNG浮式发电装置,其包括船型浮体,船型浮体内设有变压器室、凝水储存舱和若干个 LNG储存舱;船型浮体的甲板上安装有气化加热器、第一换热器、第一中央管道、若干个燃气 轮机和若干个余热锅炉,燃气轮机和余热锅炉一一对应地设置,气化加热器内设有进行相 互热交换的第一换热流程和第二换热流程,第一换热器内设有进行相互热交换的第三换热 流程和第四换热流程;
[0008] 每个LNG储存舱内均设有深潜泵,深潜栗均通过管道汇集至第一换热流程的输入 口,第一换热流程的输出口连通第一中央管道的进口,第一中央管道的出口分流至各个燃 气轮机的进气口中,各燃气轮机上均同轴连接有第一发电机,各第一发电机的电力输出端 均电缆连接至变压器室;
[0009] 各个燃气轮机的废气排出口均一一对应地连通至余热锅炉中,每个余热锅炉中均 穿设有低压蒸汽回路;凝水储存舱中设有凝水输送泵,凝水输送泵的栗出口通过管道分流 至各低压蒸汽回路的进水端,低压蒸汽回路的出汽端均通过管道汇集至第四换热流程的进 口中,第四换热流程的出口连通至凝水储存舱中;第三换热流程和第二换热流程构成循环 回路,循环回路中设有强制循环泵,且流通有热媒。
[0010]本发明的船型浮体采用无动力驳船形式,其具有结构简单,制造成本低,内部空间 大,便于设备管道布置等优点。其中,内部空间布置变压器室、凝水储存舱和若干个LNG储存 舱;甲板布置气化加热器、第一换热器、第一中央管道、若干个燃气轮机和若干个余热锅炉; 因此本发明集成度高,占用面积小,并且可随需要进行水面拖航至指定地点的码头边上,灵 活方便。此外,本发明所有主体建造调试工作都可以在船厂完成,然后拖航至指定地点,其 施工调试等工作不影响当地周边生活环境。
[0011]船型浮体内可设置若干个LNG储存舱,每个LNG储存舱内都设有深潜泵。在此装置 运行的过程中,LNG储存舱中的LNG通过深潜栗输入到气化加热器中,气化后产生的天然气 输入到各个燃气轮机中的燃烧室燃烧做功。每个燃气轮机的进气端均同轴连接第一发电 机,每个燃气轮机的废气排出端将与相对应的余热锅炉连接,余热锅炉利用废气热量为低 压蒸汽回路进行加热。低压蒸汽回路中的低压蒸汽通过管道输入到第一换热器中的第四换 热流程,第四换热流程中的低压蒸汽与第三换热流程的热媒进行热交换,热媒在气化加热 器和第一换热器两者间进行闭式循环,以使低压蒸汽回路中的热量传输到气化加热器中用 于LNG的气化和加热。其中,低压蒸汽不能直接通入气化加热器中进行加热汽化LNG,低压蒸 汽遇到低温LNG会结冰导致设备无法运行,因此需要设置气化加热器和第一换热器通过中 间热媒进行热量的传输,其优点是体积小,效率高,生产稳定,并利用余热锅炉产生的热量 通过闭式循环热媒给LNG提供气化热能。通过第四换热流程后的低压蒸汽变为液态水并输 入到凝水储存舱中存储。凝水储存舱中的水通过凝水输送泵栗入各个余热锅炉进行加热, 从而形成低压蒸汽回路。最后,各第一发电机产生的电力均通过电缆连接到变压器室中,变 压后的电能可输出至外部。
[0012] 其中,优选的,第一换热流程可为气化加热器的壳程,第二换热流程可为气化加热 器的管程;热能利用率高,便于内部清洗。
[0013] 作为优选,第三换热流程可为第一换热器的壳程,第四换热流程可为第一换热器 的管程,热能利用率高。
[0014] 本发明可用于江河湖海沿岸或深远海环境条件,并针对天然气应用的具有船型浮 体的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其产生的电力通过电缆可以 接入电网为城市、工业区和在深远海作业的大型平台或海上工厂进行供电。而现有的陆域 天然气发电厂的建设受制于天然气管道网的铺设,造价十分巨大。由于直接在码头上进行 LNG发电,可省去天然气管道网铺设,造价低。我国东部沿海主要用电经济区有广阔的海洋 水域资源,并且LNG运输船可以方便的在这些水域中穿梭,停靠在本发明的采用燃气-蒸汽 联合循环的多功能LNG浮式发电装置一侧,并输送LNG给本发明的LNG浮式发电装置进行发 电,因此利用其水域资源发展浮式发电装置具有良好的市场前景。
[0015]本发明采用的燃气-蒸汽联合循环发电机组效率高,运行稳定,其热能利用率在 60%以上,而大型超临界/超超临界火力发电机组在40-50%之间;所采用的LNG能源为清洁 能源,排放基本都为水和二氧化碳,几乎无氮氧化物和硫化物,更无粉尘排出,对环境保护 意义深远;采用的燃气-蒸汽联合循环发电机组形式,起停迅速,极其适用于电力调峰。
[0016]具体地,船型浮体的甲板上还设有LNG接收平台,LNG接收平台用于通过软管将装 置外部的LNG运输船上的LNG通过管道分流输送至各个LNG储存舱中。船型浮体可停靠于码 头边上,LNG运输船停靠于船型浮体边上,即船型浮体位于LNG运输船和码头之间,充分利用 广阔的海洋水域资源,不占用陆地资源,利用其水域资源发展浮式发电装置具有良好的前 景。
[0017]具体地,船型浮体的甲板上还设有B0G压缩机和冷却器,各个LNG储存舱的顶部气 室均通过管道连通至BOG压缩机的输入口,BOG压缩机的输出口通过冷却器连通至第一中央 管道的进口。LNG储存舱中每天会产生自然蒸发的B0G,而本发明的船型浮体中的B0G通过管 道输入至B0G压缩机中,此B0G压缩机可由电动马达驱动,压缩后的B0G进入后冷却器中进行 降温,然后汇集至第一中央管道,第一中央管道用于将B0G压缩冷却后的天然气和气化后产 生的天然气进行汇集并输送,进而第一中央管道分流至各个燃气轮机的进气口中,各个燃 气轮机进行燃烧做功。燃气轮机对燃烧的天然气有压力和温度的要求,压缩后的B0G达到压 力要求后会升温,因此需要冷却器进行降温达到燃烧的温度要求。其中,冷却器的冷凝液为 水,此水可通过泵抽取船体外的淡水或海水进行单循环冷却。本发明还充分利用B0G进行燃 烧发电,提高了能源利用率。 ^
[0018]进一步地,船型浮体上还设有若干台蒸汽轮机,每个余热锅炉中还均穿设有高/中 压蒸汽回路,各高/中压蒸汽回路的出汽端均通过管道以多对一或一对一的方式连通至各 个蒸汽轮机的进汽口中,蒸汽轮机的出汽端通过冷凝设备连通至凝水储存舱,蒸汽轮机的 输出轴上连接有第二发电机,第二发电机的电力输出端也均电缆连接至变压器室;变压器 室中的变压器为干式变压器、油浸式变压器或气体绝缘变压器。当然也可以根据需求将变 压器布置于甲板上,第一发电机和第二发电机发出的电力通过电缆传输到变压器室中进行 变压。本实施例可根据发电规模的要求不同的设置,但其基本原理一致。每台燃气轮机在进 气端分别同轴连接一台第一发电机,在废弃排出端均连接一台余热锅炉,多台余热锅炉产 生的高/中压蒸汽输入至一台蒸汽轮机,该蒸汽轮机连接一台第二发电机,本实施例适用范 围广,适用于不同的发电规模的改造,最大发电功率可达800兆瓦。本实施例的余热锅炉可 选为三压余热锅炉,其还可利用燃气轮机中的废气余热产生高/中压蒸汽进行带动蒸汽轮 机进行余热发电,本实施例的高/中压蒸汽回收余热能力强,进一步提高了能源利用率。
[0019] 燃气轮机和余热锅炉的数量同为若干个,蒸汽轮机的数量为若干个;具体而言,一 台燃气轮机+—台余热锅炉+一台蒸汽轮机,即为一拖一构型;两台燃气轮机+两台余热锅炉 +—台蒸汽轮机,即为二拖一构型;三台燃气轮机+三台余热锅炉+两台蒸汽轮机,即为三拖 二构型;本实施例可根据不同的发电规模以及燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机之间的功率 匹配关系可以采用其他的不同构型,如五拖三、四拖四或三拖一等。
[0020] 具体地,多功能LNG浮式发电装置还包括若干个除氧器,除氧器和余热锅炉一一对 应,凝水输送泵的栗出口通过管道分流至各个除氧器中,每个除氧器均通过管道分流至相 对应的余热锅炉中的低压蒸汽回路和高/中压蒸汽回路的进口,除氧器的蒸汽进口与低压 蒸汽回路的出口管路连通。本发明通过蒸汽加热给水的方法除去水中的氧,避免高温下氧 腐蚀装置中的各个设备。
[0021] 作为优选,一拖一模式下的多功能LNG浮式发电装置还包括一个除氧器,除氧器对 应设置一个余热锅炉,凝水输送栗的泵出口通过管道分流至除氧器中,除氧器均通过管道 分流至余热锅炉中的低压蒸汽回路和高/中压蒸汽回路的进口,除氧器的蒸汽进口与低压 蒸汽回路的出口管路连通。
[0022]具体地,凝水输送泵的栗出口与除氧器之间的管道上还接有补水管;余热锅炉的 排污口通过管道连通有锅炉排污缓冲罐,锅炉排污缓冲罐的气相出口通过管道连通至各个 除氧器,锅炉排污缓冲罐的排污口连通至多功能LNG浮式发电装置的外部。在整个蒸汽循环 过程中会有水的损失,余热锅炉会从外界不断补充损失的水。在整个蒸汽回路中会产生部 分污水,污水从余热锅炉中排入锅炉排污缓冲罐中,部分蒸汽回流到除氧器中,污水则从锅 炉排污缓冲罐中排出,保证了水体的清洁和循环利用。
[0023]具体地,多功能LNG浮式发电装置还包括海水淡化系统,海水淡化系统包括海水 箱,海水箱上连通有进水管,海水箱通过第一管路依次连通超滤模块、超滤产水箱、海水反 渗透模块、一级反渗透水箱、二次反渗透模块、脱盐水箱、去离子模块和去离子水箱,去离子 水箱通过出水管连通至补水管的的进水口; 一级反渗透水箱的出水口通过第二管路连通饮 用水后处理模块,饮用水后处理模块的出水口用于外供饮用水;一级反渗透水箱通过第三 管路连通淡水日用系统。
[0024]本发明通过上述海水淡化系统生产三部分水,即外供饮用水、本发明的浮式发电 装置的日用淡水和燃气-蒸汽联合循环发电机组的余热锅炉补水(去离子水)。来自海水箱 的海水通过超滤模块后产生干净海水,达到海水反渗透模块的进水要求并通过超滤产水箱 输送至海水反渗透模块,制成的初级淡水储存在一级反渗透水箱中,一部分淡水可供本发 明的浮式发电装置的淡水日用系统,大部分淡水经饮用水后处理模块调节PH、加氯及添加 矿物质达到饮用水标准后对外供水,来自一级反渗透水箱的淡水经二次反渗透模块后制成 脱盐水储存在脱盐水箱,经去离子模块后制成去离子水,储存在去离子水箱中,供余热锅炉 补水。本发明可充分利用浮式发电装置上的各个资源,净化并淡化成多种可供不同需求的 水资源,并可利用本发明的浮式发电装置所发生的电力进行淡化,节能环保,本发明不仅仅 用于码头发电,还可适于远洋作业时缺水干燥苛刻的环境中。
[0025]进一步地,第一换热流程为气化加热器的壳程,第二换热流程为气化加热器的管 程;第三换热流程为第一换热器的壳程,第四换热流程为第一换热器的管程;第三换热流程 的出口和第二换热流程的进口之间的管路中连通有第二换热器;第二换热器的管程出口通 过第二中央管道分流至多个用户端,多个用户端通过管道汇流至溴化锂制冷机组的冷冻水 回流口,溴化锂制冷机组的冷冻水出口通过管道连通至第二中央管道的进口,第二换热器 的管程进口连通多个用户端的汇流管道的中部;溴化锂制冷机组的冷却水进出口通过管道 与户外冷却塔连通成冷却回路;溴化锂制冷机组的驱动热源进口通过管道连通至蒸汽轮机 的蒸汽出口,溴化锂制冷机组的驱动热源出口通过第三换热器连通至凝水储存舱。
[0026] 本发明的上述工艺流程组成了制冷系统,本系统实现两种方式的制冷:利用LNG气 化时释放大量冷能的特性,和以蒸汽热能为动力驱动溴化锂溶液浓缩汽化,利用汽化时要 吸收热量的特性进行制冷。其中,制冷方式一,在第三换热流程和第二换热流程之间的回路 中,LNG在气化加热器中气化时将中间热媒冷却至低温,部分低温热媒进入第一换热器中被 低压蒸汽加热至一定温度,之后再进入第二换热器中与冷冻水(冷媒水)换热,换热后的热 媒进入第三换热流程和第二换热流程之间的热媒回路中继续循环,冷冻水在第二换热器中 被冷却后提供给各个用户使用。制冷方式二,从蒸汽轮机中抽取部分一定压力的蒸汽,引入 溴化锂制冷机组作为驱动热源,从溴化锂制冷机组出来的蒸汽凝水经过第三换热器降至一 定温度,再输入凝水储存舱,冷冻水(冷媒水)进入溴化锂制冷机组被冷却之后提供给各个 用户。用户使用后的冷冻水再返回制冷单元被重新冷却。根据制冷量的需求可以选择以上 一种或两种方式制冷,产生的冷量可分配给多个用户使用。本发明可充分利于两种余热资 源进行制冷,节能环保,因此,本发明不仅仅用于码头发电,还可适于远洋作业时炎热苛刻 的环境中。
[0027]进一步地,船型浮体的甲板上还安装有露天甲板排架,露天甲板排架用于设置电 线或电缆架以输出变压器室变压后的电能,便于电力输出。
[0028]可选地,船型浮体的甲板上还安装有多个用于将LNG浮式发电装置系泊在码头边 上的系泊绞车,船型浮体通过其甲板上的系泊绞车收紧缆绳把船体紧附在码头上,实现其 稳定系泊,因此本发明的LNG浮式发电装置系泊于码头上,停靠稳固。
[0029]另一个可选的方案为:船型浮体的甲板上还安装有多个连接杆,每个连接杆上均 设有定位套,定位套用于套接码头边上的定位桩。定位桩首先打入泥线以下一定深度,船型 浮体拖入定位桩间的空间,然后船体两侧有连接杆,连接杆与定位桩连接起来,实现其稳定 系泊。
[0030] 进一步地,LNG储存舱为C型罐、B型罐或薄膜型舱,本发明的船型浮体可设置不同 舱型的LNG储存舱,适用范围广。LNG储存舱也可以采用其他形式,如A型罐等。
[0031]进一步地,蒸汽轮机和第二发电机设于船型浮体的内部或甲板上,便于空间利用 及实际布置优化,方便船体设备布局。
[0032]综上所述,本发明的工作原理:LNG通过本发明的LNG浮式发电装置上的LNG接收平 台把LNG运输船上的LNG通过管道转运到船型浮体内的各个LNG储存舱中。在此装置运行的 过程中,供给燃气轮机做功的天然气来自两条通道,一条是来自船型浮体中自然蒸发的 BOG,BOG通过管道输入到BOG压缩机中,此BOG压缩机由电动马达驱动,压缩后的BOG进入冷 却器中进行降温,然后进入到各个燃气轮机的燃烧室燃烧做功。另一条通道是各个LNG储存 舱中的LNG通过深潜泵输入到气化加热器中,气化后产生的天然气与BOG压缩冷却后的天然 气汇合,然后输入到各燃气轮机的燃烧室燃烧做功。各燃气轮机的进气端均同轴连接第一 发电机,各燃气轮机的废气排出端均连接一台余热锅炉,各余热锅炉利均用废气热量为两 条蒸汽回路进行加热,一条为高/中压蒸汽回路,另一条为低压蒸汽回路。从多台余热锅炉 产生的高/中压蒸汽回路一同输入到一台蒸汽轮机中做功,蒸汽轮机同轴连接第二发电机, 最终第二发电机产生的电力输送给变压器室。做功后的蒸汽通过冷凝设备后变成液态水并 存储在凝水储存舱中。从多台余热锅炉的低压蒸汽回路中产生低压蒸汽通过管道输入到第 一换热器的第四换热流程中,并与第一换热流程中的热媒进行热交换,热媒在第三换热流 程和第二换热流程两者间进行闭式循环回路,以使低压蒸汽回路中的热量传输到气化加热 器中用于LNG的气化和加热。通过第一换热器后的低压蒸汽变为液态水并输入到凝水储存 舱中存储。凝水储存舱中的水通过深潜栗泵入各余热锅炉中的高/中压蒸汽回路和低压蒸 汽回路中进行加热蒸发。由第一发电机和第二发电机产生的电力通过电缆连接到变压器室 中,变压后的电能通过露天甲板排架输出电能。在整个蒸汽回路中会产生部分污水,污水从 余热锅炉中排入锅炉排污缓冲罐中,部分蒸汽回流到除氧器中,污水则从锅炉排污缓冲罐 中排出,保证了水体的清洁和循环利用。本发明通过除氧器蒸汽加热给水的方法除去水中 的氧,避免高温下氧腐蚀装置中的各个设备。自此完成燃气-蒸汽联合循环的发电全过程。 [0033]另一个可选的方案:燃气轮机和余热锅炉的数量均为四个,船型浮体的甲板上还 设有两台蒸汽轮机,每个余热锅炉中还均穿设有高/中压蒸汽回路,两个高/中压蒸汽回路 的出汽端均通过管道汇集于一台蒸汽轮机的进汽口中,另外两个高/中压蒸汽回路的出汽 端均通过管道汇集于另一台蒸汽轮机的进汽口中,两台蒸汽轮机的出汽端均通过冷凝设备 连通至凝水储存舱,每台蒸汽轮机的输出轴上均连接有第二发电机,各第二发电机的电力 输出端也均电缆连接至变压器室。本发明还可采用了四拖二的模式,进一步增大了 LNG发电 规模。
[0034]本发明的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置的有益效果是: [0035] 1.本发明的船型浮体采用无动力驳船形式,其具有结构简单,制造成本低,内部空 间大,便于设备管道布置等优点;
[0036] 2.本发明集成度高,占用面积小,并且可随需要进行水面拖航至指定地点的码头 边上,灵活方便;
[0037] 3.本发明所有主体建造调试工作都可以在船厂完成,然后拖航至指定地点,其施 工调试等工作不影响当地周边生活环境;
[0038] 4.设置气化加热器和第一换热器通过中间热媒进行热量的传输,其优点是体积 小,效率高,生产稳定,并利用余热锅炉产生的热量通过闭式循环热媒给LNG提供气化热能; [0039] 5.本发明可用于江河湖海沿岸或深远海环境条件,并针对天然气应用的具有船型 浮体的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其产生的电力通过电缆可 以接入电网为城市、工业区和在深远海作业的大型平台或海上工厂进行供电;
[0040] 6.由于直接在码头上进行LNG发电,可省去天然气管道网铺设,造价低;我国东部 沿海主要用电经济区有广阔的海洋水域资源,并且LNG运输船可以方便的在这些水域中穿 梭,停靠在本发明的采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置一侧,并输送LNG给 本发明的LNG浮式发电装置进行发电,因此利用其水域资源发展浮式发电装置具有良好的 市场前景;
[0041] 7.本发明采用的燃气-蒸汽联合循环发电机组效率高,运行稳定,其热能利用率在 60%以上,而大型超临界/超超临界火力发电机组在40-50%之间;
[0042] 8.所采用的LNG能源为清洁能源,排放基本都为水和二氧化碳,几乎无氮氧化物和 硫化物,更无粉尘排出,对环境保护意义深远;
[0043] 9.采用的燃气-蒸汽联合循环发电机组形式,起停迅速,极其适用于电力调峰;
[0044] 10.本发明可充分利用浮式发电装置上的各个资源,净化并淡化成多种可供不同 需求的水资源,并可利用本发明的浮式发电装置所发生的电力进行淡化,节能环保,本发明 不仅仅用于码头发电,还可适于远洋作业时缺水干燥苛刻的环境中;
[0045] 11.本发明可充分利于两种余热资源进行制冷,节能环保,因此,本发明不仅仅用 于码头发电,还可适于远洋作业时炎热苛刻的环境中。
附图说明
[0046] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0047] 图1是本发明的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置的工艺流 程图;
[0048]图2是本发明的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置的一拖一 模式的局部工艺流程图;
[0049]图3是本发明的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置的气化加 热器和第一换热器的连接关系图;
[0050]图4是本发明的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置的余热锅 炉的局部放大图;
[0051]图5是本发明的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置的系泊绞 车在甲板上的安装布置图;
[0052]图6是本发明的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置的连接杆 和定位桩的连接结构图;
[0053]图7是本发明的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置的海水淡 化系统的工艺流程图;
[0054]图8是本发明的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置的制冷系 统的工艺流程图。
[0055]其中:1 •船型浮体,1〇1 •变压器室,102.凝水储存舱,103. LNG储存舱;2.气化加热 器,201 •第一换热流程,202•第二换热流程;3.第一换热器,301.第三换热流程,302.第四换 热流程;4.第一中央管道;5 •燃气轮机;6 •余热锅炉;7.深潜栗;8.第一发电机;9.低压蒸汽 回路;10.凝水输送泵;11 •强制循环泵;12 • LNG接收平台;13. B0G压缩机;14 •冷却器;15.蒸 汽轮机;16•高/中压蒸汽回路;17•冷凝设备;18•第二发电机;19.露天甲板排架;20.系泊绞 车;21.定位桩;22 •连接杆,22〇 1.定位套;23 •电动马达;24.除氧器;25.锅炉排污缓冲罐; 26.补水管;150 •海水箱,151 •超滤模块,152.超滤产水箱,153.海水反渗透模块,154. —级 反渗透水箱,155 •二次反渗透模块,I56 •脱盐水箱,157 •去离子模块,158 •去离子水箱,159. 饮用水后处理模块;161 •第二换热器,I62 •第二中央管道,163 •溴化锂制冷机组,164 •户外 冷却塔,165.第三换热器。其中,图1-图3中的实线为液态流体管线,虚线为气态流体管线, 点划线为电缆线。
具体实施方式
[0056 ]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以 示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0057]实施例一:
[0058]如图1-图8所示的本发明的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装 置的实施例一,其包括船型浮体1,船型浮体1内设有变压器室1〇1、凝水储存舱102和若干个 LNG储存舱103;船型浮体1的甲板上安装有气化加热器2、第一换热器3、第一中央管道4、若 干个燃气轮机5和若干个余热锅炉6,燃气轮机5和余热锅炉6--对应地设置,气化加热器2 内设有进行相互热交换的第一换热流程201和第二换热流程202,第一换热器3内设有进行 相互热交换的第三换热流程301和第四换热流程302;
[0059]每个LNG储存舱1〇3内均设有深潜栗7,深潜泵7均通过管道汇集至第一换热流程 201的输入口,第一换热流程2〇1的输出口连通第一中央管道4的进口,第一中央管道4的出 口分流至各个燃气轮机5的进气口中,各燃气轮机5上均同轴连接有第一发电机8,各第一发 电机8的电力输出端均电缆连接至变压器室1〇1;
[0060]各个燃气轮机5的废气排出口均一一对应地连通至余热锅炉6中,每个余热锅炉6 中均穿设有低压蒸汽回路9;凝水储存舱102中设有凝水输送泵1 〇,凝水输送泵丨〇的栗出口 通过管道分流至各低压蒸汽回路9的进水端,低压蒸汽回路9的出汽端均通过管道汇集至第 四换热流程302的进口中,第四换热流程302的出口连通至凝水储存舱1〇2中;第三换热流程 301和第二换热流程2〇2构成循环回路,循环回路中设有强制循环泵丨丨,且流通有热媒。
[0061]本实施例的船型浮体1采用无动力驳船形式,其具有结构简单,制造成本低,内部 空间大,便于设备管道布置等优点。其中,内部空间布置变压器室101、凝水储存舱1〇2和若 干个LNG储存舱1〇3;甲板布置气化加热器2、第一换热器3、第一中央管道4、若干个燃气轮机 5和若干个余热锅炉6;因此本实施例集成度高,占用面积小,并且可随需要进行水面拖航至 指定地点的码头边上,灵活方便。此外,本实施例所有主体建造调试工作都可以在船厂完 成,然后拖航至指定地点,其施工调试等工作不影响当地周边生活环境。
[0062]船型浮体1内可设置若干个LNG储存舱103,每个LNG储存舱103内都设有深潜泵7。 在此装置运行的过程中,LNG储存舱103中的LNG通过深潜泵7输入到气化加热器2中,气化后 产生的天然气输入到各个燃气轮机5中的燃烧室燃烧做功。每个燃气轮机5的进气端均同轴 连接第一发电机8,每个燃气轮机5的废气排出端将与相对应的余热锅炉6连接,余热锅炉6 利用废气热量为低压蒸汽回路9进行加热。低压蒸汽回路9中的低压蒸汽通过管道输入到第 一换热器3中的第四换热流程302,第四换热流程302中的低压蒸汽与第三换热流程301的热 媒进行热交换,热媒在气化加热器2和第一换热器3两者间进行闭式循环,以使低压蒸汽回 路9中的热量传输到气化加热器2中用于LNG的气化和加热。其中,低压蒸汽不能直接通入气 化加热器2中进行加热汽化LNG,低压蒸汽遇到低温LNG会结冰导致设备无法运行,因此需要 设置气化加热器2和第一换热器3通过中间热媒进行热量的传输,其优点是体积小,效率高, 生产稳定,并利用余热锅炉6产生的热量通过闭式循环热媒给LNG提供气化热能。通过第四 换热流程302后的低压蒸汽变为液态水并输入到凝水储存舱102中存储。凝水储存舱102中 的水通过凝水输送泵10栗入各个余热锅炉6进行加热,从而形成低压蒸汽回路9。最后,各第 一发电机8产生的电力均通过电缆连接到变压器室101中,变压后的电能可输出至外部。 [0063]其中,优选的,第一换热流程201可为气化加热器2的壳程,第二换热流程202可为 气化加热器2的管程;热能利用率高,便于内部清洗。
[0064]作为优选,第三换热流程301可为第一换热器3的壳程,第四换热流程302可为第一 换热器3的管程,热能利用率高。
[0065] 本实施例可用于江河湖海沿岸或深远海环境条件,并针对天然气应用的具有船型 浮体1的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其产生的电力通过电缆 可以接入电网为城市、工业区和在深远海作业的大型平台或海上工厂进行供电。而现有的 陆域天然气发电厂的建设受制于天然气管道网的铺设,造价十分巨大。由于直接在码头上 进行LNG发电,可省去天然气管道网铺设,造价低。我国东部沿海主要用电经济区有广阔的 海洋水域资源,并且LNG运输船可以方便的在这些水域中穿梭,停靠在本实施例的采用燃 气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置一侧,并输送LNG给本实施例的LNG浮式发电装 置进行发电,因此利用其水域资源发展浮式发电装置具有良好的市场前景。
[0066]本实施例采用的燃气-蒸汽联合循环发电机组效率高,运行稳定,其热能利用率在 60%以上,而大型超临界/超超临界火力发电机组在40-50%之间;所采用的LNG能源为清洁 能源,排放基本都为水和二氧化碳,几乎无氮氧化物和硫化物,更无粉尘排出,对环境保护 意义深远;采用的燃气-蒸汽联合循环发电机组形式,起停迅速,极其适用于电力调峰。
[0067]具体地,船型浮体1的甲板上还设有LNG接收平台12,LNG接收平台12用于通过软管 将装置外部的LNG运输船上的LNG通过管道分流输送至各个LNG储存舱103中。船型浮体1可 停靠于码头边上,LNG运输船停靠于船型浮体1边上,即船型浮体1位于LNG运输船和码头之 间,充分利用广阔的海洋水域资源,不占用陆地资源,利用其水域资源发展浮式发电装置具 有良好的前景。
[0068]具体地,船型浮体1的甲板上还设有BOG压缩机13和冷却器14,各个LNG储存舱103 的顶部气室均通过管道连通至BOG压缩机13的输入口,BOG压缩机13的输出口通过冷却器14 连通至第一中央管道4的进口。LNG储存舱103中每天会产生自然蒸发的B0G,而本实施例的 船型浮体1中的BOG通过管道输入至BOG压缩机13中,此BOG压缩机13可由电动马达23驱动, 压缩后的BOG进入后冷却器14中进行降温,然后汇集至第一中央管道4,第一中央管道4用于 将BOG压缩冷却后的天然气和气化后产生的天然气进行汇集并输送,进而第一中央管道4分 流至各个燃气轮机5的进气口中,各个燃气轮机5进行燃烧做功。燃气轮机5对燃烧的天然气 有压力和温度的要求,压缩后的BOG达到压力要求后会升温,因此需要冷却器14进行降温达 到燃烧的温度要求。其中,冷却器14的冷凝液为水,此水可通过栗抽取船体外的淡水或海水 进行单循环冷却。本实施例还充分利用BOG进行燃烧发电,提高了能源利用率。
[0069] 进一步地,船型浮体1上还设有若干台蒸汽轮机15,每个余热锅炉6中还均穿设有 高/中压蒸汽回路16,各高/中压蒸汽回路16的出汽端均通过管道以多对一或一对一的方式 连通至各个蒸汽轮机15的进汽口中,蒸汽轮机15的出汽端通过冷凝设备17连通至凝水储存 舱102,蒸汽轮机15的输出轴上连接有第二发电机18,第二发电机18的电力输出端也均电缆 连接至变压器室101;变压器室101中的变压器为干式变压器、油浸式变压器或气体绝缘变 压器。当然也可以根据需求将变压器布置于甲板上,第一发电机8和第二发电机18发出的电 力通过电缆传输到变压器室101中进行变压。本实施例可根据发电规模的要求不同的设置, 但其基本原理一致。每台燃气轮机5在进气端分别同轴连接一台第一发电机8,在废弃排出 端均连接一台余热锅炉6,多台余热锅炉6产生的高/中压蒸汽输入至一台蒸汽轮机15,该蒸 汽轮机15连接一台第二发电机18,本实施例适用范围广,适用于不同的发电规模的改造,最 大发电功率可达800兆瓦。本实施例的余热锅炉6可选为三压余热锅炉,其还可利用燃气轮 机5中的废气余热产生高/中压蒸汽进行带动蒸汽轮机15进行余热发电,本实施例的高/中 压蒸汽回收余热能力强,进一步提高了能源利用率。
[0070]燃气轮机5和余热锅炉6的数量同为若干个,蒸汽轮机15的数量为若干个;具体而 言,一台燃气轮机5+—台余热锅炉6+—台蒸汽轮机15, S卩为一拖一构型;两台燃气轮机5+两 台余热锅炉6+—台蒸汽轮机15,即为二拖一构型;三台燃气轮机5+三台余热锅炉6+两台蒸 汽轮机15,即为三拖二构型;本实施例可根据不同的发电规模以及燃气轮机5、余热锅炉6和 蒸汽轮机15之间的功率匹配关系可以采用其他的不同构型,如五拖三、四拖四或三拖一等。 [0071]具体地,多功能LNG浮式发电装置还包括若干个除氧器24,除氧器24和余热锅炉6 一一对应,凝水输送栗10的泵出口通过管道分流至各个除氧器24中,每个除氧器24均通过 管道分流至相对应的余热锅炉6中的低压蒸汽回路9和高/中压蒸汽回路16的进口,除氧器 24的蒸汽进口与低压蒸汽回路9的出口管路连通。本实施例通过蒸汽加热给水的方法除去 水中的氧,避免高温下氧腐蚀装置中的各个设备。
[0072]作为优选,如图2所示的一拖一模式下的多功能LNG浮式发电装置还包括一个除氧 器24,除氧器24对应设置一个余热锅炉6,凝水输送栗10的泵出口通过管道分流至除氧器24 中,除氧器24均通过管道分流至余热锅炉6中的低压蒸汽回路9和高/中压蒸汽回路16的进 口,除氧器24的蒸汽进口与低压蒸汽回路9的出口管路连通。
[0073]具体地,凝水输送栗10的泵出口与除氧器24之间的管道上还接有补水管26;余热 锅炉6的排污口通过管道连通有锅炉排污缓冲罐25,锅炉排污缓冲罐25的气相出口通过管 道连通至各个除氧器24,锅炉排污缓冲罐25的排污口连通至多功能LNG浮式发电装置的外 部。在整个蒸汽循环过程中会有水的损失,余热锅炉6会从外界不断补充损失的水。在整个 蒸汽回路中会产生部分污水,污水从余热锅炉6中排入锅炉排污缓冲罐25中,部分蒸汽回流 到除氧器24中,污水则从锅炉排污缓冲罐25中排出,保证了水体的清洁和循环利用。
[0074] 具体地,如图7所示的海水淡化系统,多功能LNG浮式发电装置还包括海水淡化系 统,海水淡化系统包括海水箱150,海水箱150上连通有进水管,海水箱150通过第一管路依 次连通超滤模块151、超滤产水箱152、海水反渗透模块153、一级反渗透水箱154、二次反渗 透模块155、脱盐水箱156、去离子模块157和去离子水箱158,去离子水箱158通过出水管连 通至补水管26的的进水口; 一级反渗透水箱154的出水口通过第二管路连通饮用水后处理 模块159,饮用水后处理模块159的出水口用于外供饮用水;一级反渗透水箱154通过第三管 路连通淡水日用系统。
[0075]本实施例通过上述海水淡化系统生产三部分水,即外供饮用水、本实施例的浮式 发电装置的日用淡水和燃气-蒸汽联合循环发电机组的余热锅炉6补水(去离子水)。来自海 水箱150的海水通过超滤換块151后广生干净海水,达到海水反渗透模块153的进水要求并 通过超滤产水箱152输送至海水反渗透模块153,制成的初级淡水储存在一级反渗透水箱 1¾中,一部分淡水可供本实施例的浮式发电装置的淡水日用系统,大部分淡水经饮用水后 处理模块159调节PH、加氯及添加矿物质达到饮用水标准后对外供水,来自一级反渗透水箱 154的淡水经二次反渗透模块155后制成脱盐水储存在脱盐水箱156,经去离子模块157后制 成去离子水,储存在去离子水箱I58中,供余热锅炉6补水。本实施例可充分利用浮式发电装 置上的各个资源,净化并淡化成多种可供不同需求的水资源,并可利用本实施例的浮式发 电装置所发生的电力进行淡化,节能环保,本实施例不仅仅用于码头发电,还可适于远洋作 业时缺水干燥苛刻的环境中。
[0076]进一步地,如图8所示的制冷系统,第一换热流程201为气化加热器2的壳程,第二 换热流程2〇2为气化加热器2的管程;第三换热流程301为第一换热器3的壳程,第四换热流 程3〇2为第一换热器3的管程;第三换热流程301的出口和第二换热流程202的进口之间的管 路中连通有第二换热器iei;第二换热器iei的管程出口通过第二中央管道162分流至多个 用户端,多个用户端通过管道汇流至溴化锂制冷机组163的冷冻水回流口,溴化锂制冷机组 163的冷冻水出口通过管道连通至第二中央管道162的进口,第二换热器161的管程进口连 通多个用户端的汇流管道的中部;溴化锂制冷机组163的冷却水进出口通过管道与户外冷 却塔164连通成冷却回路;溴化锂制冷机组163的驱动热源进口通过管道连通至蒸汽轮机15 的蒸汽出口,溴化锂制冷机组163的驱动热源出口通过第三换热器165连通至凝水储存舱 102。
[0077] 本实施例的上述工艺流程组成了制冷系统,本系统实现两种方式的制冷:利用LNG 气化时释放大量冷能的特性,和以蒸汽热能为动力驱动溴化锂溶液浓缩汽化,利用汽化时 要吸收热量的特性进行制冷。其中,制冷方式一,在第三换热流程301和第二换热流程202之 间的回路中,LNG在气化加热器2中气化时将中间热媒冷却至低温,部分低温热媒进入第一 换热器3中被低压蒸汽加热至一定温度,之后再进入第二换热器161中与冷冻水(冷媒水)换 热,换热后的热媒进入第三换热流程301和第二换热流程202之间的热媒回路中继续循环, 冷冻水在第二换热器161中被冷却后提供给各个用户使用。制冷方式二,从蒸汽轮机15中抽 取部分一定压力的蒸汽,引入溴化锂制冷机组163作为驱动热源,从溴化锂制冷机组163出 来的蒸汽凝水经过第三换热器165降至一定温度,再输入凝水储存舱102,冷冻水(冷媒水) 进入溴化锂制冷机组163被冷却之后提供给各个用户。用户使用后的冷冻水再返回制冷单 元被重新冷却。根据制冷量的需求可以选择以上一种或两种方式制冷,产生的冷量可分配 给多个用户使用。本实施例可充分利于两种余热资源进行制冷,节能环保,因此,本实施例 不仅仅用于码头发电,还可适于远洋作业时炎热苛刻的环境中。
[0078] 进一步地,船型浮体1的甲板上还安装有露天甲板排架19,露天甲板排架19用于设 置电线或电缆架以输出变压器室101变压后的电能,便于电力输出。
[0079]可选地,船型浮体1的甲板上还安装有多个用于将LNG浮式发电装置系泊在码头边 上的系泊绞车20,船型浮体1通过其甲板上的系泊绞车20收紧缆绳把船体紧附在码头上,实 现其稳定系泊,因此本实施例的LNG浮式发电装置系泊于码头上,停靠稳固。
[0080]另一个可选的方案为:船型浮体1的甲板上还安装有多个连接杆22,每个连接杆22 上均设有定位套2201,定位套2201用于套接码头边上的定位桩21。定位桩21首先打入泥线 以下一定深度,船型浮体1拖入定位桩21间的空间,然后船体两侧有连接杆22,连接杆22与 定位桩21连接起来,实现其稳定系泊。
[0081] 进一步地,LNG储存舱103为C型罐、B型罐或薄膜型舱,本实施例的船型浮体1可设 置不同舱型的LNG储存舱103,适用范围广。LNG储存舱103也可以采用其他形式,如A型罐等。 [0082] 进一步地,蒸汽轮机15和第二发电机18设于船型浮体1的内部或甲板上,便于空间 利用及实际布置优化,方便船体设备布局。
[0083] 综上所述,本实施例的工作原理:LNG通过本实施例的LNG浮式发电装置上的LNG接 收平台12把LNG运输船上的LNG通过管道转运到船型浮体1内的各个LNG储存舱103中。在此 装置运行的过程中,供给燃气轮机5做功的天然气来自两条通道,一条是来自船型浮体1中 自然蒸发的BOG,B0G通过管道输入到B0G压缩机13中,此BOG压缩机13由电动马达23驱动,压 缩后的B0G进入冷却器14中进行降温,然后进入到各个燃气轮机5的燃烧室燃烧做功。另一 条通道是各个LNG储存舱103中的LNG通过深潜泵7输入到气化加热器2中,气化后产生的天 然气与BOG压缩冷却后的天然气汇合,然后输入到各燃气轮机5的燃烧室燃烧做功。各燃气 轮机5的进气端均同轴连接第一发电机8,各燃气轮机5的废气排出端均连接一台余热锅炉 6,各余热锅炉利均用废气热量为两条蒸汽回路进行加热,一条为高/中压蒸汽回路16,另一 条为低压蒸汽回路9。从多台余热锅炉6产生的高/中压蒸汽回路16—同输入到一台蒸汽轮 机15中做功,蒸汽轮机15同轴连接第二发电机18,最终第二发电机18产生的电力输送给变 压器室101。做功后的蒸汽通过冷凝设备17后变成液态水并存储在凝水储存舱102中。从多 台余热锅炉6的低压蒸汽回路9中产生低压蒸汽通过管道输入到第一换热器3的第四换热流 程302中,并与第一换热流程201中的热媒进行热交换,热媒在第二换热流程301和第二换热 流程202两者间进行闭式循环回路,以使低压蒸汽回路9中的热量传输到气化加热器2中用 于LNG的气化和加热。通过第一换热器3后的低压蒸汽变为液态水并输入到凝水储存舱102 中存储。凝水储存舱102中的水通过深潜栗7栗入各余热锅炉6中的高/中压蒸汽回路16和低 压蒸汽回路9中进行加热蒸发。由第一发电机8和第二发电机18产生的电力通过电缆连接到 变压器室101中,变压后的电能通过露天甲板排架19输出电能。在整个蒸汽回路中会产生部 分污水,污水从余热锅炉6中排入锅炉排污缓冲罐25中,部分蒸汽回流到除氧器24中,污水 则从锅炉排污缓冲罐25中排出,保证了水体的清洁和循环利用。本实施例通过除氧器24蒸 汽加热给水的方法除去水中的氧,避免高温下氧腐蚀装置中的各个设备。自此完成燃气-蒸 汽联合循环的发电全过程。
[0084] 实施例二:
[0085] 实施例二为优选的方案,实施例二与实施例一区别在于:燃气轮机5和余热锅炉6 的数量均为四个,船型浮体1的甲板上还设有两台蒸汽轮机15,每个余热锅炉6中还均穿设 有高/中压蒸汽回路16,两个高/中压蒸汽回路16的出汽端均通过管道汇集于一台蒸汽轮机 15的进汽口中,另外两个高/中压蒸汽回路16的出汽端均通过管道汇集于另一台蒸汽轮机 15的进汽口中,两台蒸汽轮机15的出汽端均通过冷凝设备17连通至凝水储存舱102,每台蒸 汽轮机15的输出轴上均连接有第二发电机18,各第二发电机18的电力输出端也均电缆连接 至变压器室101;其他结构同实施例一。本实施例采用了四拖二的模式,进一步增大了LNG发 电规模。
[0086]应当理解,以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。由 本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1. 一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其特征在于:包括船型浮 体(1),所述船型浮体(1)内设有变压器室(101)、凝水储存舱(1〇2)和若干个LNG储存舱 (103);所述船型浮体(1)的甲板上安装有气化加热器(2)、第一换热器(3)、第一中央管道 ⑷、若干个燃气轮机⑸和若干个余热锅炉(6),所述燃气轮机⑸和余热锅炉(6) 一一对应 地设置,所述气化加热器(2)内设有进行相互热交换的第一换热流程(2〇1)和第二换热流程 (202),所述第一换热器(3)内设有进行相互热交换的第三换热流程(301)和第四换热流程 (302); 每个LNG储存舱(103)内均设有深潜栗(7),所述深潜栗(7)均通过管道汇集至第一换热 流程(201)的输入口,所述第一换热流程(201)的输出口连通第一中央管道⑷的进口,所述 第一中央管道(4)的出口分流至各个燃气轮机⑸的进气口中,各燃气轮机⑸上均同轴连 接有第一发电机(8),各第一发电机(8)的电力输出端均电缆连接至变压器室(101); 各个燃气轮机(5)的废气排出口均一一对应地连通至余热锅炉(6)中,每个余热锅炉 ⑹中均穿设有低压蒸汽回路(9);所述凝水储存舱(102)中设有凝水输送栗(10),所述凝水 输送栗(10)的栗出口通过管道分流至各低压蒸汽回路(9)的进水端,所述低压蒸汽回路(9) 的出汽端均通过管道汇集至第四换热流程(302)的进口中,所述第四换热流程(302)的出口 连通至凝水储存舱(102)中;所述第三换热流程(301)和第二换热流程(202)构成循环回路, 所述循环回路中设有强制循环泵(11),且流通有热媒。
2. 根据权利要求1所述的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其 特征在于:所述船型浮体(1)的甲板上还设有BOG压缩机(13)和冷却器(14),各个LNG储存舱 (103)的顶部气室均通过管道连通至BOG压缩机(13)的输入口,所述BOG压缩机(13)的输出 口通过冷却器(14)连通至第一中央管道⑷的进口。
3. 根据权利要求1或2的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其特 征在于:所述船型浮体(1)上还设有若干台蒸汽轮机(15),每个余热锅炉(6)中还均穿设有 高/中压蒸汽回路(16),各高/中压蒸汽回路(16)的出汽端均通过管道以多对一或一对一的 方式连通至各个蒸汽轮机(15)的进汽口中,所述蒸汽轮机(15)的出汽端通过冷凝设备(17) 连通至凝水储存舱(102),所述蒸汽轮机(15)的输出轴上连接有第二发电机(18),所述第二 发电机(18)的电力输出端也均电缆连接至变压器室(101);所述变压器室(101)中的变压器 为干式变压器、油浸式变压器或气体绝缘变压器。
4. 根据权利要求3所述的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其 特征在于:所述多功能LNG浮式发电装置还包括若干个除氧器(24),所述除氧器(24)和余热 锅炉(6) —一对应,所述凝水输送栗(10)的栗出口通过管道分流至各个除氧器(24)中,每个 除氧器(24)均通过管道分流至相对应的余热锅炉(6)中的低压蒸汽回路⑼和高/中压蒸汽 回路(16)的进口,所述除氧器(24)的蒸汽进口与低压蒸汽回路⑼的出口管路连通。
5. 根据权利要求4所述的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其 特征在于:所述凝水输送泵(10)的栗出口与除氧器(24)之间的管道上还接有补水管(26); 所述余热锅炉(6)的排污口通过管道连通有锅炉排污缓冲罐(25),所述锅炉排污缓冲罐 (25)的气相出口通过管道连通至各个除氧器(24),所述锅炉排污缓冲罐(25)的排污口连通 至多功能LNG浮式发电装置的外部。
6. 根据权利要求5所述的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其 特征在于:所述多功能LNG浮式发电装置还包括海水淡化系统,所述海水淡化系统包括海水 箱(150),所述海水箱(丨5〇)上连通有进水管,所述海水箱(丨50)通过第一管路依次连通超滤 模块(151)、超滤产水箱(152)、海水反渗透模块(153)、一级反渗透水箱(154)、二次反渗透 模块(15¾、脱盐水箱(156)、去离子模块(157)和去离子水箱(158),所述去离子水箱(158) 通过出水管连通至所述补水管(26)的进水口;所述一级反渗透水箱(154)的出水口通过第 二管路连通饮用水后处理模块(159),所述饮用水后处理模块(159)的出水口用于外供饮用 水;所述一级反渗透水箱(154)通过第三管路连通淡水日用系统。
7. 根据权利要求5所述的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其 特征在于:所述第一换热流程(2〇1)为气化加热器(2)的壳程,所述第二换热流程(202)为气 化加热器(2)的管程;所述第三换热流程(301)为第一换热器(3)的壳程,第四换热流程 (302)为第一换热器(3)的管程;所述第三换热流程(301)的出口和第二换热流程(202)的进 口之间的管路中连通有第二换热器(161);所述第二换热器(161)的管程出口通过第二中央 管道(162)分流至多个用户端,多个用户端通过管道汇流至溴化锂制冷机组(163)的冷冻水 回流口,所述溴化锂制冷机组(163)的冷冻水出口通过管道连通至第二中央管道(162)的进 口,所述第二换热器(iei)的管程进口连通多个用户端的汇流管道的中部;所述溴化锂制冷 机组(163)的冷却水进出口通过管道与户外冷却塔(164)连通成冷却回路;所述溴化锂制冷 机组(163)的驱动热源进口通过管道连通至蒸汽轮机(15)的蒸汽出口,所述溴化锂制冷机 组(163)的驱动热源出口通过第三换热器(165)连通至凝水储存舱(102)。
8. 根据权利要求4所述的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其 特征在于:所述船型浮体⑴的甲板上还安装有露天甲板排架(I9),所述露天甲板排架(I9) 用于设置电线或电缆架以输出变压器室(101)变压后的电能。
9. 根据权利要求4所述的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其 特征在于:所述LNG储存舱(103)为C型罐、B型罐或薄膜型舱。
10. 根据权利要求3所述的一种采用燃气-蒸汽联合循环的多功能LNG浮式发电装置,其 特征在于:所述蒸汽轮机(I5)和第二发电机(18)设于船型浮体(1)的内部或甲板上。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109026231A (zh) * 2018-07-10 2018-12-18 西安交通大学 一种基于油轮平台的海上储能释能联合循环系统
CN110319616A (zh) * 2019-06-26 2019-10-11 上海理工大学 无霜型燃气热泵系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020186271A1 (en) * 2019-03-14 2020-09-17 Marine Technologies LLC System and method for reduction of power consumption and emissions of marine vessels

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0001801D0 (en) * 2000-01-26 2000-03-22 Cryostar France Sa Apparatus for reliquiefying compressed vapour
CN100462531C (zh) * 2005-09-01 2009-02-18 西安交通大学 一种提高联合循环电厂效率的系统和方法
EP2133515A4 (en) * 2007-04-11 2014-07-30 Hitachi Ltd ENERGY SUPPLY DEVICE FOR A NATURAL GAS LIQUIDATION PLANT
JP2014122563A (ja) * 2012-12-20 2014-07-03 Toshiba Corp 浮体式発電プラント
CN205243570U (zh) * 2015-12-10 2016-05-18 华电电力科学研究院 一种综合利用lng能量的系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109026231A (zh) * 2018-07-10 2018-12-18 西安交通大学 一种基于油轮平台的海上储能释能联合循环系统
CN110319616A (zh) * 2019-06-26 2019-10-11 上海理工大学 无霜型燃气热泵系统

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