CN206618150U - 一种用于渔货保鲜的船用lng冷量利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统，包括液化天然气传输系统、液化天然气冷量回收系统和渔货冷鲜系统；液化天然气传输系统包括与LNG储液罐出口连接的冷凝器，冷凝器出口与过热器入口连接，过热器出口与燃气动力装置连接；液化天然气冷量回收系统包括蓄冷罐，蓄冷罐的出口经第一低温泵与过热器入口连接，过热器出口经蒸发器与蓄冷罐入口连接，蒸发器与冷凝器连接在一起，蓄冷罐的出口通过管道经第二低温泵与渔货冷鲜系统的入口连接；渔货冷鲜系统包括通过管道依次连接的低温冷冻间、冷冻间和冷藏间，冷藏间的出口与第一低温泵的入口连接。其热交换效率高，能量利用率大，能将LNG冷量转换存储，安全系数高，使用效果好。

Description

一种用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统

技术领域

本实用新型涉及液化天然气技术领域，具体涉及一种用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统。

背景技术

目前，液化天然气(LNG)是将天然气冷却到-162℃左右凝结的液体,是天然气储存和运输的主要形式。随着能源需求的不断增长，LNG产业的发展将对优化我国的能源结构、有效解决能源供应安全、生态环境保护的双重问题，实现经济和社会的可持续发展发挥着重要的作用。目前，天然气工业在世界各国陆续兴起并不断发展。

近年来，天然气逐渐发展到居民用户，且应用越来越广泛。由于LNG作为燃料，使用时必须是达到0℃以上，所以必须要将LNG气化，但是LNG在气化过程中会产生大量的冷量，LNG的冷能值达837kJ/kg，如果对这些冷量不回收利用，就会造成能源的大量浪费。现在，车间的温度受周围环境影响较大，现有的制冷技术大多是机械制冷，需要耗电，成本高。如何采用合理的方式将LNG冷能存储下来，并能应用到其他地方重复利用，是一项既节能又环保的技术。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构设计合理，热交换效率高，能量利用率大；通过有效利用中间介质及过热介质的物理性质将LNG冷量转换存储，安全系数高，使用效果好的用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统。

本实用新型的技术方案是：一种用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统，包括与LNG储液罐的出口连接的液化天然气传输系统和与液化天然气传输系统连接的液化天然气冷量回收系统，所述液化天然气冷量回收系统的进出口分别与渔货冷鲜系统的进出口连接；

所述液化天然气传输系统包括与LNG储液罐出口连接的冷凝器，所述冷凝器的天然气流道出口与过热器的天然气流道入口连接，所述过热器的天然气流道出口与燃气动力装置连接；

所述液化天然气冷量回收系统包括蓄冷罐，所述蓄冷罐的出口通过管道经第一低温泵与过热器的过热介质流道入口连接，所述过热器的过热介质流道出口经蒸发器与蓄冷罐入口连接，所述蒸发器与冷凝器连接在一起，所述蓄冷罐的出口通过管道经第二低温泵与渔货冷鲜系统的入口连接；

所述渔货冷鲜系统包括通过管道依次连接的低温冷冻间、冷冻间和冷藏间，所述冷藏间的出口与第一低温泵的入口连接。

所述LNG冷量利用系统还包括备用系统，所述备用系统包括与LNG储液罐出口连接的空温式气化器，所述空温式气化器的出口与与燃气动力装置连接。

所述蓄冷罐与低温泵之间还设有过滤装置。

所述蓄冷罐的进出口管道上分别安装有注液阀和排液阀。

所述蒸发器与冷凝器为一体式的管壳式结构，所述过热器为板式结构。

所述LNG储液罐和空温式气化器之间、所述冷凝器和过热器之间分别设有压力表、温度计、流量计和截止阀。

所述蒸发器中的中间介质为丙烷，凝固点为-187.6℃，沸点为-42℃；所述蓄冷罐中的过热介质为60%乙二醇溶液，冰点为-48.3℃，沸点为197.3℃。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：结构设计合理，采用管式换热与板式换热，热交换效率高，能量利用率大；有效利用中间介质及过热介质的物理性质将LNG冷量转换存储，安全系数高，使用效果好。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：1、LNG储液罐，2、空温式气化器，3、燃气动力装置，4、冷凝器，5、过热器，6、蒸发器，7、蓄冷罐，8、过滤装置，9、第一低温泵，10、第二低温泵，11、低温冷冻间，12、冷冻间，13、冷藏间，14、注液阀，15、排液阀。

具体实施方式

下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

参照图1，一种用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统，包括与LNG储液罐1的出口连接的液化天然气传输系统、备用系统和与液化天然气传输系统连接的液化天然气冷量回收系统，所述液化天然气冷量回收系统的进出口分别与渔货冷鲜系统的进出口连接。

其中，液化天然气传输系统包括与LNG储液罐1出口连接的冷凝器4，冷凝器4的天然气流道出口与过热器5的天然气流道入口连接，过热器5的天然气流道出口与燃气动力装置3连接，这样液化天然气通过LNG储液罐1的出口流出，进入冷凝器4与过热介质交换热量，LNG燃料经冷凝器4中与丙烷蒸汽热交换后，LNG温度由-162℃降至-40℃，然后经由过热器5过热后温度由-40℃升至0℃，供燃气动力装置3使用。

上述的液化天然气冷量回收系统包括蓄冷罐7，蓄冷罐7内的过热介质为60%乙二醇溶液，冰点为-48.3℃，沸点为197.3℃。蓄冷罐7的出口通过管道经第一低温泵9与过热器5的过热介质流道入口连接，过热器5的过热介质流道出口经蒸发器6与蓄冷罐7入口连接，过热器5中60%乙二醇溶液与天然气换热，进口温度为5℃，出口温度为-15℃，60%乙二醇溶液进入蒸发器的管程与丙烷换热，出口温度为-45℃，再存储在蓄冷罐7中。其中，蒸发器6与冷凝器4连接在一起，优选为一体式的管壳式结构，这样蒸发器6壳程中的中间介质丙烷在管程过热介质60%乙二醇溶液的加热下蒸发，气体上升到冷凝器4中与管程中的LNG潜热换热。上述蒸发器5中的中间介质为丙烷，凝固点为-187.6℃，沸点为-42℃。具体为：60%乙二醇溶液从蓄冷罐7的出口流出后，先进入过热器5内与天然气进行换热，然后乙二醇溶液进入蒸发器6的管程与蒸发器6壳程中的丙烷换热蒸发，使蒸发器6中的丙烷蒸汽进入冷凝器4与管程中的LNG换热，乙二醇溶液吸收LNG的冷量后进入蓄冷罐7中进行存储。

蓄冷罐7的出口通过管道经第二低温泵10与渔货冷鲜系统的入口连接，其中，渔货冷鲜系统包括通过管道依次连接的低温冷冻间11、冷冻间12和冷藏间13，冷藏间13的出口与第一低温泵9的入口连接。存储在蓄冷罐7中的吸收了LNG冷量后的乙二醇溶液，经第二低温泵10将其送入渔货冷鲜系统，并对其降温后，再经由过滤装置8由第一低温泵9压入过热器5内重复循环。

上述的备用系统包括与LNG储液罐1出口连接的空温式气化器2，空温式气化器2的出口与与燃气动力装置3连接。

在蓄冷罐7的进出口管道上分别安装有注液阀14和排液阀15。通过注液阀14和排液阀15可以对过热介质乙二醇溶液进行更换。

过热器5为板式结构。过热器中60%乙二醇溶液与NG换热，进口温度为5℃，出口温度为-15℃，60%乙二醇溶液进入蒸发器6的管程与丙烷换热，出口温度为-45℃，蒸发器6中的乙二醇溶液进入蓄冷罐7中存储，再经由第二低温泵10送入渔货冷鲜系统。乙二醇溶液可重复在过热器5、冷凝器4中放热，并在渔货冷鲜系统中吸热后循环使用。

LNG储液罐1和空温式气化器2之间、冷凝器4和过热器5之间分别设有压力表、温度计、流量计和截止阀。整个管道系统上根据需要设有流量计、温度计、压力表。

具体使用时，LNG燃料经冷凝器4中与丙烷蒸汽热交换后，LNG温度由-162℃降至-40℃，NG经由过热器5过热后温度由-40℃升至0℃，供燃气动力装置3使用。蒸发器6壳程中的中间介质丙烷在管程乙二醇溶液的加热下蒸发，气体上升到冷凝器4中与管程中的LNG换热。过热器5中60%乙二醇溶液与NG换热后，60%乙二醇溶液进入蒸发器6的管程与丙烷换热，再存储在蓄冷罐7中；蓄冷罐7中的60%乙二醇溶液经第二低温泵10压入冷库，依次通过低温冷冻间11、冷冻间12和冷藏间13，温度依次为-45℃、-25℃、-10℃；最后再经过滤装置8通过第一低温泵9送入过热器5重复使用。

上述的蒸发器6、冷凝器4中的中间介质为相变介质。所需中间介质是与LNG直接换热，因此中间介质的凝固点应尽量低，且沸点应尽量高，否则在换热过程中，中间介质容易凝固并且阻塞管道。另外，为了尽可能多的回收LNG的冷能，应选择相变潜热较大的介质作为中间介质。本着安全、易得、耐用，对臭氧层无破坏作用（ODP值为零），温室效应小（GWP值尽可能小）的原则，所述的相变介质优选丙烷（R290）。

上述的过热介质为无相变介质。本实用新型中所需的过热介质主要是接受NG传递来的冷量，因温差减小，故而对介质的要求不是很高，可采用无相变介质，鉴于蒸发器中的冷量交换是在低温下进行，介质凝固点还是要低，所述的无相变介质优选60%乙二醇水溶液。

上述的蒸发器6、冷凝器4为一体式的管式换热结构，利用中间介质的蒸发、冷凝与管程LNG换热，热交换效率高，能量利用率大；过热器5为板式结构，采用过热介质和NG逆流换热，效率极大的提高，结构设计合理。

上述的蓄冷罐7中60%乙二醇溶液存储着LNG气化过程中的冷量。本实用新型中所需冷库受热负荷影响较大，温度在-10℃以上时，LNG通过蒸发器6、冷凝器4、过热器5，由中间介质丙烷和过热介质60%乙二醇溶液与其进行热交换，将LNG气化后的冷量存储于中间介质中，最终60%乙二醇溶液进入蓄冷罐7。蓄冷罐7中60%乙二醇溶液由第二低温泵10压入冷库，依次通过低温冷冻间11、冷冻间12、冷藏间13，温度依次为-45℃、-25℃、-10℃，以满足不同要求的制冷需求。

本实用新型分为三个环节：第一环节是LNG通过空温式气化器2直接供燃气动力装置3使用；第二环节是LNG通过蒸发器6、冷凝器4、过热器5后进入燃气动力装置3；第三环节是冷量存储于60%乙二醇溶液的蓄冷罐7中，经由第二低温泵10进入冷库，依次冷冻渔货。这样一来，既满足燃气动力装置3的燃气温度能达到要求，又能维持冷库的温度，实现渔货保鲜，有效利用LNG冷量。

本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统，其特征在于：包括与LNG储液罐的出口连接的液化天然气传输系统和与液化天然气传输系统连接的液化天然气冷量回收系统，所述液化天然气冷量回收系统的进出口分别与渔货冷鲜系统的进出口连接；

所述液化天然气传输系统包括与LNG储液罐出口连接的冷凝器，所述冷凝器的天然气流道出口与过热器的天然气流道入口连接，所述过热器的天然气流道出口与燃气动力装置连接；

所述液化天然气冷量回收系统包括蓄冷罐，所述蓄冷罐的出口通过管道经第一低温泵与过热器的过热介质流道入口连接，所述过热器的过热介质流道出口经蒸发器与蓄冷罐入口连接，所述蒸发器与冷凝器连接在一起，所述蓄冷罐的出口通过管道经第二低温泵与渔货冷鲜系统的入口连接；

所述渔货冷鲜系统包括通过管道依次连接的低温冷冻间、冷冻间和冷藏间，所述冷藏间的出口与第一低温泵的入口连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统，其特征在于：所述LNG冷量利用系统还包括备用系统，所述备用系统包括与LNG储液罐出口连接的空温式气化器，所述空温式气化器的出口与与燃气动力装置连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统，其特征在于：所述蓄冷罐与低温泵之间还设有过滤装置。

4.根据权利要求1所述的一种用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统，其特征在于：所述蓄冷罐的进出口管道上分别安装有注液阀和排液阀。

5.根据权利要求1所述的一种用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统，其特征在于：所述蒸发器与冷凝器为一体式的管壳式结构，所述过热器为板式结构。

6.根据权利要求2所述的一种用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统，其特征在于：所述LNG储液罐和空温式气化器之间、所述冷凝器和过热器之间分别设有压力表、温度计、流量计和截止阀。

7.根据权利要求1所述的一种用于渔货保鲜的船用LNG冷量利用系统，其特征在于：所述蒸发器中的中间介质为丙烷，凝固点为-187.6℃，沸点为-42℃；所述蓄冷罐中的过热介质为60%乙二醇溶液，冰点为-48.3℃，沸点为197.3℃。