CN113432034B - 一种lng气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LNG气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统，包括依次连接的电厂循环水泵、电厂凝汽器、电厂排水井、LNG站取水升压泵以及LNG气化装置，LNG气化装置包括LNG管道以及气化池；LNG站取水升压泵将电厂排水井内含有热量的中间介质传输至加热室内的介质流通管，且加热室内介质流通管内的中间介质受到加热室的加热，蒸发室的介质流通管内含有热量的中间介质对LNG进行初步气化且受到LNG的冷却降温后向电厂循环水泵排出从而实现对电厂凝汽器的降温，最后向电厂排水井排出。本发明具有如下优点：消除冷排放对周边水资源的环境污染，有效实现经济环保。

Description

一种LNG气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统

技术领域：

本发明属于LNG气化领域，具体涉及一种LNG气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统。

背景技术：

随着国内节能减排的不断深化落实和能源结构的持续优化调整，液化天然气将是今后一定时期内我国能源输入的重要来源。LNG接收站均布置在沿海地区，液态的天然气（LNG）需要加热使其成为气态（NG）后向内陆输送，充沛的海水是经济合理的气化热源，但经过液态的天然气（存储温度为零下161.5℃）换热后的海水温度降低，排入受纳水域后形成冷污染；而电厂厂址大都依水而建，直流冷却是经常采用的冷却方式，经过电厂循环系统排放的冷却水携带大量的热能，使受纳水域水体温度升高形成热污染；

因此近年来对于LNG接收站和电厂相邻布置时，周边环境的水资源污染问题日益严重，能够同时确保电厂和LNG接收站功能目标实现，又可以缓解或中和两者单独布置时对周边水体环境的不利影响，将是目前LNG气化成NG的转换系统急需要解决的技术问题。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种LNG气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统，LNG气化装置利用电厂排水井的温排水作为LNG气化热源，充分利用电厂余热，LNG气化装置的冷排水排回电厂循环水泵，以降低电厂凝汽器的进水温度，消除冷排放对周边水资源的环境污染，有效实现经济环保。

发明的目的通过以下技术方案来实现：一种LNG气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统，包括依次连接的电厂循环水泵、电厂凝汽器、电厂排水井、LNG站取水升压泵以及LNG气化装置，LNG气化装置包括LNG管道以及气化池；

气化池包括加热室以及蒸发室，LNG经过蒸发室初步气化后再经过加热室气化成NG向外排出收集，加热室与蒸发室内均具有介质流通管，加热室内的介质流通管与蒸发室内的介质流通管连通，LNG站取水升压泵将电厂排水井内含有热量的中间介质传输至加热室内的介质流通管，且加热室内介质流通管内的中间介质受到加热室的加热，蒸发室的介质流通管内含有热量的中间介质对LNG进行初步气化且受到LNG的冷却降温后向电厂循环水泵排出从而实现对电厂凝汽器的降温，最后向电厂排水井排出；

电厂排水井连接有虹吸引水管，虹吸引水管的出口端与LNG站取水升压泵连接且虹吸引水管上连接有多个真空泵，虹吸引水管上位于其出口端与真空泵之间的位置具有第一阀门，真空泵对虹吸引水管内进行真空抽压后，经第一阀门以及LNG站取水升压泵的开启，快速实现将电厂排水井内的中间介质排向加热室的进口端。

本发明的进一步改进在于：虹吸引水管上具有防泄漏组件，所述防泄漏组件置于真空泵与电厂排水井之间；

防泄漏组件包括多个备用管路以及控制单元，多个备用管路的输入端依次均匀分布，且多个备用管路的输出端共同有连通管，连通管与虹吸引水管连通，虹吸引水管上靠近备用管路输入端下游位置具有压力传感器，压力传感器与对应的备用管路的输入端之间具有第二阀门，备用管路靠近其输入端的位置具有第三阀门，虹吸引水管上靠近第二阀门的上游位置具有振动消除结构，控制单元依次与压力传感器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、振动消除结构电性连接。

本发明的进一步改进在于：振动消除结构包括包覆在虹吸引水管上的吸振壳体，虹吸引水管与吸振壳体相通，且吸振壳体内具有硅胶环，硅胶环的两侧与吸振壳体之间为密封式连接，吸振壳体与硅胶环之间为负压腔，当第二阀门启停后，虹吸引水管内中间介质的流动惯性对吸振壳体周边产生冲击，负压腔内的气体压力以及硅胶环本身的缓冲力有效平衡中间介质的冲击。

本发明的进一步改进在于：防泄漏组件的具体步骤为：

S1、正常情况下，备用管路上的第三阀门关闭，多个真空泵对虹吸引水管内抽真空使虹吸引水管内部产生负压，此时多个压力传感器实时监测虹吸引水管上该位置的压力值；

S2、若多个压力传感器的压力值都在预定值范围内，则表明虹吸引水管不发生泄漏现象，若某个压力传感器的压力值低于预定值范围的下阈值，则表明虹吸引水管的该处位置发生泄漏现象，此时，控制单元对靠近该泄漏处的第二阀门发出关闭的信号指令，并向靠近该泄漏处上游的备用管路上的第三阀门发出开启的信号指令，此时电厂排水井内的中间介质经过虹吸引水管并避开虹吸引水管上的泄漏处，向对应的备用管路排向加热室的进口端；

S3、对虹吸引水管上泄漏的部分进行不停机维修更换。

本发明的进一步改进在于：LNG管道依次包括LNG入口、U型气化段、连接段以及LNG出口，U型气化段的一端与LNG入口连通且U型气化段的另一端与连接段连通，U型气化段置于蒸发室内的正上方位置，连接段远离U型气化段的一端与加热室连接，LNG出口与加热室连接并与U型气化段、连接段连通。

本发明的进一步改进在于：U型气化段水平横向设置在蒸发室内的上方位置。

本发明的进一步改进在于：电厂循环水泵、电厂凝汽器、电厂排水井与大海形成介质流通循环。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、LNG气化装置利用电厂排水井的温排水作为LNG气化热源，充分利用电厂余热，LNG气化装置的冷排水排回电厂循环水泵，以降低电厂凝汽器的进水温度，消除冷排放直接排至大海对周边水资源的环境污染，同时LNG气化装置的冷排水的温度低于大海环境的温度，传输至电厂凝汽器供电厂凝汽器冷却，可快速实现对电厂凝汽器的冷却降温，其次，经电厂凝汽器冷却后的温排水循环至LNG气化装置的加热室，相对缩短加热室对中间介质（温排水）的加热时间。

2、在电厂排水井与LNG站取水升压泵之间设置虹吸引水管以及多个真空泵，利用虹吸抽真空引水的方式将电厂排水井内的中间介质快速引向LNG气化装置内作为LNG气化热源，提高排水效率，易于维护并减少堵塞。真空泵对虹吸引水管内抽取真空从而实现虹吸引水，真空泵启动后使虹吸引水管内保持一定的负压状态，即可实现引水，无需真空泵持续运转，节省电量，第一压力传感器可以实时监测虹吸引水管上的压力值，当虹吸引水管内的压力值低于预定值时，此时真空泵启动，当虹吸引水管内的压力值高于预定值时，真空泵不启动，而传统的抽水泵，需要持续不断运转才能实现持续引水。

3、本申请中通过设置防泄漏组件有效实现对虹吸引水管上泄漏位置的检测，并使用备用管路，使LNG气化与电厂冷却的循环持续进行，同时对泄漏的虹吸引水管进行维修更换处理，保证系统不停机持续运行工作。

附图说明：

图1为本发明一种LNG气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统的结构示意图。

图2为本发明一种LNG气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统的LNG气化装置的结构示意图。

图3为本发明一种LNG气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统的电厂排水井与LNG站取水升压泵的连接示意图。

图4为本发明一种LNG气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统中防泄漏组件的结构示意图。

图中标号：

1-电厂循环水泵、2-电厂凝汽器、3-电厂排水井、4-LNG站取水升压泵、5-LNG气化装置、6-虹吸引水管、7-真空泵、8-第一阀门、9-防泄漏组件；

51-LNG管道、52-气化池；511-LNG入口、512-U型气化段、513-连接段、514-LNG出口；521-加热室、522-蒸发室、523-介质流通管；

91-备用管路、92-连通管、93-压力传感器、94-第二阀门、95-第三阀门、96-振动消除结构、961-吸振壳体、962-硅胶环、963-负压腔。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语指示方位或位置关系，如为基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或单元必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有 “连接”“设有”“具有”等术语应作广义去理解，例如可以是固定连接，可以是拆卸式连接，或一体式连接，可以说机械连接，也可以是直接相连，可以通过中间媒介相连，对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的基本含义。

如图1示出了本发明一种LNG气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统的一种实施方式，包括依次连接的电厂循环水泵1、电厂凝汽器2、电厂排水井3、LNG站取水升压泵4以及LNG气化装置5，LNG气化装置5包括LNG管道51以及气化池52；

如图2所示，气化池52包括加热室521以及蒸发室522，LNG经过蒸发室522初步气化后再经过加热室521气化成NG向外排出收集，加热室521与蒸发室522内均具有介质流通管523，加热室521内的介质流通管523与蒸发室522内的介质流通管523连通，LNG站取水升压泵4将电厂排水井3内含有热量的中间介质传输至加热室521内的介质流通管523，且加热室521内介质流通管523内的中间介质受到加热室521的加热，蒸发室522的介质流通管523内含有热量的中间介质对LNG进行初步气化且受到LNG的冷却降温后向电厂循环水泵1排出从而实现对电厂凝汽器2的降温，最后向电厂排水井3排出；

如图3所示，电厂排水井3连接有虹吸引水管6，虹吸引水管6的出口端与LNG站取水升压泵4连接且虹吸引水管6上连接有多个真空泵7，虹吸引水管6上位于其出口端与真空泵7之间的位置具有第一阀门8，真空泵7对虹吸引水管6内进行真空抽压后，经第一阀门8以及LNG站取水升压泵4的开启，快速实现将电厂排水井3内的中间介质排向加热室521的进口端。

LNG气化装置5利用电厂排水井的温排水作为LNG气化热源，充分利用电厂余热，LNG气化装置5的冷排水排回电厂循环水泵1，以降低电厂凝汽器2的进水温度，消除冷排放直接排至大海对周边水资源的环境污染，同时LNG气化装置5的冷排水的温度低于大海环境的温度，传输至电厂凝汽器2供电厂凝汽器2冷却，可快速实现对电厂凝汽器2的冷却降温，其次，经电厂凝汽器2冷却后的温排水循环至LNG气化装置5的加热室521，相对缩短加热室521对中间介质（温排水）的加热时间。

尤其对于夏季海水温度升高时，LNG气化装置5的冷排水快速降低电厂凝汽器2的温度，增加机组出力，避免LNG气化装置5的冷排水直接排放至大海对大海造成冷污染，其次电厂排水井3内的温排水减少排放流量，降低对海洋环境影响，有效实现电厂与LNG接收站的环保共赢，实现节能减排，循环经济。

在本实施例基础上，虹吸引水管6上具有防泄漏组件9，防泄漏组件9置于真空泵7与电厂排水井3之间；

防泄漏组件9包括多个备用管路91以及控制单元，多个备用管路91的输入端依次均匀分布，且多个备用管路91的输出端共同有连通管92，连通管92与虹吸引水管6连通，虹吸引水管6上靠近备用管路91输入端下游位置具有压力传感器93，压力传感器93与对应的备用管路91的输入端之间具有第二阀门95，备用管路91靠近其输入端的位置具有第三阀门95，虹吸引水管6上靠近第二阀门95的上游位置具有振动消除结构96，控制单元依次与压力传感器93、第一阀门8、第二阀门94、第三阀门95、振动消除结构96电性连接。

在本实施例基础上，如图4所示，如图4所示，振动消除结构96包括包覆在虹吸引水管6上的吸振壳体961，虹吸引水管6与吸振壳体961相通，且吸振壳体961内具有硅胶环962，硅胶环962的两侧与吸振壳体961之间为密封式连接，吸振壳体961与硅胶环962之间为负压腔963，当第二阀门94启停后，虹吸引水管6内中间介质的流动惯性对吸振壳体961周边产生冲击，负压腔963内的气体压力以及硅胶环962本身的缓冲力有效平衡中间介质的冲击。

在电厂排水井3与LNG站取水升压泵4之间设置虹吸引水管6以及多个真空泵7，真空泵7对虹吸引水管6内抽取真空，使虹吸引水管6内产生负压，从而实现快速将电厂排水井3内的中间介质排向加热室521的进口端，利用虹吸抽真空引水的方式将电厂排水井3内的中间介质快速引向LNG气化装置5内作为LNG气化热源，提高排水效率，易于维护并减少堵塞。

其中，真空泵9对虹吸引水管6内抽取真空从而实现虹吸引水，真空泵9启动后使虹吸引水管6内保持一定的负压状态，即可实现引水，无需真空泵9持续运转，节省电量，压力传感器93可以实时监测虹吸引水管6上的压力值，当虹吸引水管6内的压力值低于预定值时，此时真空泵9启动，当虹吸引水管6内的压力值高于预定值时，真空泵9不启动，而传统的抽水泵，需要持续不断运转才能实现持续引水。

在本申请中，由于对电厂排水井3内的中间介质通过真空抽压使虹吸引水管6内产生负压状态，因此对虹吸引水管6内部密封性要求极高，如果虹吸引水管6某处发生泄漏，则影响正常引水效率，同时使得电厂排水井3内的中间介质向外溢出，无法实现对LNG气化以及电厂冷却的正常进行，而一旦发生泄漏的情形，需要对LNG气化以及电厂冷却进行停机，再更换维修虹吸引水管6，因此，本申请中通过设置防泄漏组件9有效实现对虹吸引水管6上泄漏位置的检测，并使用备用管路91，使LNG气化与电厂冷却的循环持续进行，同时对泄漏的虹吸引水管6进行维修更换处理，保证系统不停机持续运行工作。

将防泄漏组件9设置在虹吸引水管6靠近第二阀门94的位置，当第二阀门94收到控制单元发出关闭的信号指令时，虹吸引水管6内流动的中间介质在流动惯性力的作用下转向对应的备用管路91，因此对靠近第二阀门4处的虹吸引水管6内壁产生冲击较大，负压腔963内的气体压力以及硅胶环962本身的缓冲力有效平衡中间介质的冲击。

进一步的，防泄漏组件9的具体步骤为：

S1、正常情况下，备用管路91上的第三阀门95关闭，多个真空泵7对虹吸引水管6内抽真空使虹吸引水管6内部产生负压，此时多个压力传感器93实时监测虹吸引水管6上该位置的压力值；

S2、若多个压力传感器93的压力值都在预定值范围内，则表明虹吸引水管6不发生泄漏现象，若某个压力传感器93的压力值低于预定值范围的下阈值，则表明虹吸引水管6的该处位置发生泄漏现象，此时，控制单元对靠近该泄漏处的第二阀门94发出关闭的信号指令，并向靠近该泄漏处上游的备用管路91上的第三阀门95发出开启的信号指令，此时电厂排水井3内的中间介质经过虹吸引水管6并避开虹吸引水管6上的泄漏处，向对应的备用管路91排向加热室521的进口端；

S3、对虹吸引水管6上泄漏的部分进行不停机维修更换。

进一步的，LNG管道51依次包括LNG入口511、U型气化段512、连接段513以及LNG出口514，U型气化段512的一端与LNG入口511连通且U型气化段512的另一端与连接段513连通，U型气化段512置于蒸发室522内的正上方位置，连接段513远离U型气化段512的一端与加热室521连接，LNG出口514与加热室521连接并与U型气化段512、连接段513连通。

进一步的，U型气化段512水平横向设置在蒸发室522内的上方位置。

LNG经过U型气化段512进行初步气化，再经过连接段513在加热室521内实现进一步气化，并向LNG出口514排出，采用水平横向设置的U型气化段512，提高了LNG在蒸发室522内的传输路径，保证初步气化的效率。

进一步的，电厂循环水泵1、电厂凝汽器2、电厂排水井3与大海形成介质流通循环。

本申请中，电厂排水井3内含有温度的中间介质是指供电厂凝汽器2冷却的温排水，如果没有LNG气化装置5利用这部分温排水，电厂只能选择将温排水直接排放至大海，取新的冷海水，实现换热，降级温排水的温度，从而降低自身电厂凝汽器2的进水温度，但是本申请中将LNG气化装置与电厂的排水循环，电厂的温排水不用直接排入大海，而LNG气化装置5的冷排水不用直接排入大海。在正常工作状况下，电厂凝汽器2冷却后的一部分温排水排向大海换热，一部分被LNG站取水泵取走用于LNG气化装置5的气化换热，因为电厂循环水负荷大，LNG气化装置并不需要同样多的温排水气化换热。

电厂循环水排水全年平均温度为26.52℃，较普通海水温度高出约10℃，作为LNG气化热源气化效果明显提高，而接收站LNG气化换热后的冷排水较普通海水温度明显降低，换热后的冷排水直接循环至电厂凝汽器2与电厂排水井3，对降低电厂循环水进水温度和机组背压提高机组功率有一定的帮助，液体天然气（LNG）经简单的气化装置换热就可变成NG气态外输，同时可将LNG汽化时产生的冷能进行回收利用，是既经济合理又环保多赢的选择。

本发明中未全部公开的内容为本领域技术人员公知的现有常识，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种LNG气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统，其特征在于：包括依次连接的电厂循环水泵、电厂凝汽器、电厂排水井、LNG站取水升压泵以及LNG气化装置，所述LNG气化装置包括LNG管道以及气化池；

所述气化池包括加热室以及蒸发室，所述LNG经过蒸发室初步气化后再经过加热室气化成NG向外排出收集，所述加热室与蒸发室内均具有介质流通管，所述加热室内的介质流通管与蒸发室内的介质流通管连通，所述LNG站取水升压泵将电厂排水井内含有热量的中间介质传输至加热室内的介质流通管，且加热室内介质流通管内的中间介质受到加热室的加热，所述蒸发室的介质流通管内含有热量的中间介质对LNG进行初步气化且受到LNG的冷却降温后向电厂循环水泵排出，从而实现对电厂凝汽器的降温，最后向电厂排水井排出；

所述电厂排水井连接有虹吸引水管，所述虹吸引水管的出口端与LNG站取水升压泵连接且虹吸引水管上连接有多个真空泵，所述虹吸引水管上位于其出口端与真空泵之间的位置具有第一阀门，所述真空泵对虹吸引水管内进行真空抽压后，经第一阀门以及LNG站取水升压泵的开启，快速实现将电厂排水井内的中间介质排向加热室的进口端；

所述虹吸引水管上具有防泄漏组件，所述防泄漏组件置于真空泵与电厂排水井之间；

所述防泄漏组件包括多个备用管路以及控制单元，所述多个备用管路的输入端依次均匀分布，且所述多个备用管路的输出端共同有连通管，所述连通管与虹吸引水管连通，所述虹吸引水管上靠近备用管路输入端下游位置具有压力传感器，所述压力传感器与对应的备用管路的输入端之间具有第二阀门，所述备用管路靠近其输入端的位置具有第三阀门，所述虹吸引水管上靠近第二阀门的上游位置具有振动消除结构，所述控制单元依次与压力传感器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、振动消除结构电性连接；

所述振动消除结构包括包覆在虹吸引水管上的吸振壳体，所述虹吸引水管与吸振壳体相通，且所述吸振壳体内具有硅胶环，所述硅胶环的两侧与吸振壳体之间为密封式连接，所述吸振壳体与硅胶环之间为负压腔，当第二阀门启停后，虹吸引水管内中间介质的流动惯性对吸振壳体周边产生冲击，负压腔内的气体压力以及硅胶环本身的缓冲力有效平衡中间介质的冲击；

所述防泄漏组件的具体步骤为：

S1、正常情况下，备用管路上的第三阀门关闭，多个真空泵对虹吸引水管内抽真空使虹吸引水管内部产生负压，此时多个压力传感器实时监测虹吸引水管上该位置的压力值；

S2、若多个压力传感器的压力值都在预定值范围内，则表明虹吸引水管不发生泄漏现象，若某个压力传感器的压力值低于预定值范围的下阈值，则表明虹吸引水管的该处位置发生泄漏现象，此时，控制单元对靠近该泄漏处的第二阀门发出关闭的信号指令，并向靠近该泄漏处上游的备用管路上的第三阀门发出开启的信号指令，此时电厂排水井内的中间介质经过虹吸引水管并避开虹吸引水管上的泄漏处，向对应的备用管路排向加热室的进口端；

S3、对虹吸引水管上泄漏的部分进行不停机维修更换；

所述LNG管道依次包括LNG入口、U型气化段、连接段以及LNG出口，所述U型气化段的一端与LNG入口连通且U型气化段的另一端与连接段连通，所述U型气化段置于蒸发室内的正上方位置，所述连接段远离U型气化段的一端与加热室连接，所述LNG出口与加热室连接并与U型气化段、连接段连通；

所述U型气化段水平横向设置在蒸发室内的上方位置。

2.根据权利要求1所述一种LNG气化冷源与电厂热源循环利用的排水系统，其特征在于：所述电厂循环水泵、电厂凝汽器、电厂排水井与大海形成介质流通循环。