CN114776524B - 适用于fsru的船载冷能和风能混合供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统，包括：风力发电系统，用于将风能转化为电能；第一电量监测系统，用于监测风力发电系统转化电能的第一预期发电量；挥发天然气发电系统，用于将LNG储存舱的过剩蒸发气体燃烧并转化为电能；第二电量监测系统，用于监测挥发天然气发电系统转化的电能的第二预期发电量；调配系统，将接收到的第一预期发电量、第二预期发电量之和与FSRU船的预期行驶速度所需要的预期所需电量进行比较，若预期所需电量大于第一预期发电量、第二预期发电量之和，则启动冷能发电系统，以使得FSRU船获得按照预期行驶速度行驶的足够电能。本发明的供电系统推进了FSRU船的市场发展。

Description

适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统
技术领域
本发明属于船舶建造技术领域，涉及一种适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统。
背景技术
船舶行业是能源消耗比较大的产业，天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较其他燃体而言相对较高，因此天然气作为船用能源可以大大减少对环境的污染，通常以液态LNG形式储存于船舶的燃料舱内，FSRU是集LNG接收、存储、转运、气化、外输等多种功能于一体的特种装备，被称为海上移动大型LNG岸站。而FSRU船的使用必然需大量的能源消耗，因此，如何为FSRU船提供多元、绿色的能量来源，是本行业目前正在探索的难题之一。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统。
为此，本发明提供的技术方案为：
一种适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统，包括：
风力发电系统，其包括风力发电机，所述风力发电系统用于将风能通过风力发电机转化为电能；
第一电量监测系统，其用于根据环境风力情况监测所述风力发电系统转化电能的第一预期发电量；
挥发天然气发电系统，其包括第一天然气发电机，所述挥发天然气发电系统用于将LNG储存舱的过剩蒸发气体燃烧并通过所述第一天然气发电机转化为电能；
第二电量监测系统，其用于根据LNG储存舱的过剩蒸发气体量监测所述挥发天然气发电系统转化的电能的第二预期发电量；
调配系统，其与所述第一电量监测系统、第二电量监测系统和FSRU船的发动机系统各自分别连接，所述调配系统将接收到的所述第一预期发电量、第二预期发电量之和与FSRU船的预期行驶速度所需要的预期所需电量进行比较，若所述预期所需电量小于所述第一预期发电量、第二预期发电量之和，则所述FSRU船将按照预期行驶速度行驶，若所述预期所需电量大于所述第一预期发电量、第二预期发电量之和，则启动冷能发电系统或向所述FSRU船的发动机系统补充额外电能，以使得所述FSRU船获得按照预期行驶速度行驶的足够电能。
优选的是，所述的适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统中，所述冷能发电系统包括：
液化天然气发电系统，其包括第二天然气发电机，所述液化天然气发电系统用于将LNG储存舱内的液化天然气气化并通过所述第二天然气发电机转化为电能；
压缩空气发电系统，其包括首先利用所述液化天然气发电系统在所述液化天然气气化时产生的冷能将空气冷却压缩，之后将冷却的压缩空气加热膨胀并也转化为电能。
优选的是，所述的适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统中，所述液化天然气发电系统转化的电能和所述压缩空气发电系统转化的电能在输出前被合流。
优选的是，所述的适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统中，所述挥发天然气发电系统转化的电能和所述风力风力发电系统转化的电能在输出前被合流；
所述冷能发电系统的电能与合流的挥发天然气发电系统转的电能和风力发电系统的电能在向所述FSRU船的发动机系统输出前再次被合流。
优选的是，所述的适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统中，所述LNG储存舱的舱内设置有用于监测舱内压力的压力传感器。
优选的是，所述的适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统中，所述过剩蒸发气体为：由LNG储存舱内自由气化的部分液化天然气产生和/或冷能发电系统中过程产生的多余的部分液化天然气产生。
优选的是，所述的适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统中，所述风力发电机包括风力发电机叶片，所述风力发电机叶片固定在所述FSRU船的两侧。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明利用LNG储存舱内的过剩蒸发气体，一是能够保持LNG储存舱内的压力稳定，二是能够使得该部分气体能够被充分利用转化为电能，为FSRU船的动力来源提供一个新的来源，提高LNG储存舱中生成的挥发气体的高效利用率，避免了能源浪费。同时，本发明利用风力发电系统将环境的风力转化为电能，以为FSRU船的动力需求提供新的途径，与其冷能发电系统共同作用，从而使得FSRU船整个动力系统的来源的多元化且绿色环保。应用本发明，无需FSRU船根据电量的变化随时调整航速，可根据所需速度进行航行，本发明的供电系统推进了FSRU船的市场发展。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明提供一种适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统，包括：
风力发电系统，其包括风力发电机，所述风力发电系统用于将风能通过风力发电机转化为电能；
第一电量监测系统，其用于根据环境风力情况监测所述风力发电系统转化电能的第一预期发电量；
挥发天然气发电系统，其包括第一天然气发电机，所述挥发天然气发电系统用于将LNG储存舱的过剩蒸发气体燃烧并通过所述第一天然气发电机转化为电能；
第二电量监测系统，其用于根据LNG储存舱的过剩蒸发气体量监测所述挥发天然气发电系统转化的电能的第二预期发电量；
调配系统，其与所述第一电量监测系统、第二电量监测系统和FSRU船的发动机系统各自分别连接，所述调配系统将接收到的所述第一预期发电量、第二预期发电量之和与FSRU船的预期行驶速度所需要的预期所需电量进行比较，若所述预期所需电量小于所述第一预期发电量、第二预期发电量之和，则所述FSRU船将按照预期行驶速度行驶，若所述预期所需电量大于所述第一预期发电量、第二预期发电量之和，则启动冷能发电系统或向所述FSRU船的发动机系统补充额外电能，以使得所述FSRU船获得按照预期行驶速度行驶的足够电能。
本发明利用LNG储存舱内的过剩蒸发气体，一是能够保持LNG储存舱内的压力稳定，二是能够使得该部分气体能够被充分利用转化为电能，为FSRU船的动力来源提供一个新的来源，提高LNG储存舱中生成的挥发气体的高效利用率，避免了能源浪费。同时，本发明利用风力发电系统将环境的风力转化为电能，以为FSRU船的动力需求提供新的途径，与其冷能发电系统共同作用，从而使得FSRU船整个动力系统的来源的多元化且绿色环保。应用本发明，无需FSRU船根据电量的变化随时调整航速，可根据所需速度进行航行，本发明的供电系统推进了FSRU船的市场发展。
在上述方案中，所述冷能发电系统包括：
液化天然气发电系统，其包括第二天然气发电机，所述液化天然气发电系统用于将LNG储存舱内的液化天然气气化并通过所述第二天然气发电机转化为电能；
压缩空气发电系统，其包括首先利用所述液化天然气发电系统在所述液化天然气气化时产生的冷能将空气冷却压缩，之后将冷却的压缩空气加热膨胀并也转化为电能。充分利用液化天然气气化过程中产生的冷能，并将其转化为电能，成为FSRU船提供动力来源之一。
在上述方案中，作为优选，所述液化天然气发电系统转化的电能和所述压缩空气发电系统转化的电能在输出前被合流。
在另一个方案中，作为优选，所述挥发天然气发电系统转化的电能和所述风力风力发电系统转化的电能在输出前被合流；
所述冷能发电系统的电能与合流的挥发天然气发电系统转的电能和风力发电系统的电能在向所述FSRU船的发动机系统输出前再次被合流。
在本发明的其中一种方案中，作为优选，所述LNG储存舱的舱内设置有用于监测舱内压力的压力传感器。以能够判断所述LNG储存舱的舱内的过剩蒸发气体的量。
在本发明的其中一些方案中，作为优选，所述过剩蒸发气体为：由LNG储存舱内自由气化的部分液化天然气产生和/或冷能发电系统中过程产生的多余的部分液化天然气产生。该挥发天然气发电系统的部分能量来源实际也源自冷能发电系统产生。
在本发明的其中一种方案中，作为优选，所述风力发电机包括风力发电机叶片，所述风力发电机叶片固定在所述FSRU船的两侧。
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，现提供如下的实施例进行说明：
一种适用于FSRU的船载冷能和风能混合供电系统，包括：
风力发电系统，其包括风力发电机，所述风力发电系统用于将风能通过风力发电机转化为电能；所述风力发电机包括风力发电机叶片，所述风力发电机叶片固定在所述FSRU船的两侧。
第一电量监测系统，其用于根据环境风力情况监测所述风力发电系统转化电能的第一预期发电量；
挥发天然气发电系统，其包括第一天然气发电机，所述挥发天然气发电系统用于将LNG储存舱的过剩蒸发气体燃烧并通过所述第一天然气发电机转化为电能；所述过剩蒸发气体为：由LNG储存舱内自由气化的部分液化天然气产生和/或冷能发电系统中过程产生的多余的部分液化天然气产生。
第二电量监测系统，其用于根据LNG储存舱的过剩蒸发气体量监测所述挥发天然气发电系统转化的电能的第二预期发电量；所述LNG储存舱的舱内设置有用于监测舱内压力的压力传感器。
所述挥发天然气发电系统转化的电能和所述风力风力发电系统转化的电能在输出前被合流。
冷能发电系统包括：液化天然气发电系统，其包括第二天然气发电机，所述液化天然气发电系统用于将LNG储存舱内的液化天然气气化并通过所述第二天然气发电机转化为电能；压缩空气发电系统，其包括首先利用所述液化天然气发电系统在所述液化天然气气化时产生的冷能将空气冷却压缩，之后将冷却的压缩空气加热膨胀并也转化为电能。所述液化天然气发电系统转化的电能和所述压缩空气发电系统转化的电能在输出前被合流。
所述冷能发电系统的电能与合流的挥发天然气发电系统转的电能和风力发电系统的电能在向所述FSRU船的发动机系统输出前再次被合流。
调配系统，其与所述第一电量监测系统、第二电量监测系统和FSRU船的发动机系统各自分别连接，所述调配系统将接收到的所述第一预期发电量、第二预期发电量之和与FSRU船的预期行驶速度所需要的预期所需电量进行比较，若所述预期所需电量小于所述第一预期发电量、第二预期发电量之和，则所述FSRU船将按照预期行驶速度行驶，若所述预期所需电量大于所述第一预期发电量、第二预期发电量之和，则启动冷能发电系统，以使得所述FSRU船获得按照预期行驶速度行驶的足够电能。
这里说明的模块数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (1)

1.适用于 FSRU 的船载冷能和风能混合供电系统，其特征在于，包括：
风力发电系统，其包括风力发电机，所述风力发电系统用于将风能通过风力发电机转化为电能；
第一电量监测系统，其用于根据环境风力情况监测所述风力发电系统转化电能的第一预期发电量；
挥发天然气发电系统，其包括第一天然气发电机，所述挥发天然气发电系统用于将LNG储存舱的过剩蒸发气体燃烧并通过所述第一天然气发电机转化为电能；
第二电量监测系统，其用于根据LNG储存舱的过剩蒸发气体量监测所述挥发天然气发电系统转化的电能的第二预期发电量；所述过剩蒸发气体为：由LNG储存舱内自由气化的部分液化天然气产生和/或冷能发电系统中过程产生的多余的部分液化天然气产生；
调配系统，其与所述第一电量监测系统、第二电量监测系统和FSRU船的发动机系统各自分别连接，所述调配系统将接收到的所述第一预期发电量、第二预期发电量之和与FSRU船的预期行驶速度所需要的预期所需电量进行比较，若所述预期所需电量小于所述第一预期发电量、第二预期发电量之和，则所述FSRU船将按照预期行驶速度行驶，若所述预期所需电量大于所述第一预期发电量、第二预期发电量之和，则启动冷能发电系统，以使得所述FSRU船获得按照预期行驶速度行驶的足够电能；
所述冷能发电系统包括：
液化天然气发电系统，其包括第二天然气发电机，所述液化天然气发电系统用于将LNG储存舱内的液化天然气气化并通过所述第二天然气发电机转化为电能；
压缩空气发电系统，其包括首先利用所述液化天然气发电系统在所述液化天然气气化时产生的冷能将空气冷却压缩，之后将冷却的压缩空气加热膨胀并也转化为电能；
所述液化天然气发电系统转化的电能和所述压缩空气发电系统转化的电能在输出前被合流；
所述挥发天然气发电系统转化的电能和所述风力发电系统转化的电能在输出前被合流；
所述冷能发电系统的电能与合流的挥发天然气发电系统转的电能和风力发电系统的电能在向所述FSRU船的发动机系统输出前再次被合流；
所述LNG储存舱的舱内设置有用于监测舱内压力的压力传感器；
所述风力发电机包括风力发电机叶片，所述风力发电机叶片固定在所述FSRU船的两侧。
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