CN209279466U - 一种lng冷能存储及梯级利用蓄冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LNG冷能存储及梯级利用蓄冷系统，包括供冷系统、蓄冷系统、用冷系统和补液系统，供冷系统包括LNG储罐、LNG循环泵和LNG换热器，LNG储罐、LNG循环泵和LNG换热器依次连接，LNG换热器连接有蓄冷系统和补液系统，蓄冷系统包括低温储罐、高温储罐、冷媒循环泵一、截止阀一、截止阀二、截止阀三和截止阀四，截止阀一、截止阀二、低温储罐、高温储罐、截止阀三、截止阀四和冷媒循环泵依次相连通，补液系统包括冷媒罐、止回阀和补液泵，冷媒罐、止回阀和补液泵依次连通且与用冷系统相连通。本实用新型通过使用供冷系统、蓄冷系统和用冷系统，对LNG的冷能进行存储和梯级利用，有效地防止了LNG冷能损耗，提高对LNG冷能的利用率。

Description

一种LNG冷能存储及梯级利用蓄冷系统

技术领域

本实用新型涉及储能、冷能利用技术领域，具体为一种LNG冷能存储及梯级利用蓄冷系统。

背景技术

LNG是天然气经低温高压液化处理而成的-162℃低温液体混合物，蕴含大量的低温能量，在气化时释放大量的冷能（约830kJ/kg），目前国大部分以海水作为热源，将LNG冷能舍弃，不仅造成能源的极大浪费，还造成海域的冷污染。LNG冷能利用方式主要包括空气分离、低温发电、塑料粉碎、低温冷库、制干冰（臭氧冰）、海水淡化等。

中国发明专利200710046662.2公开了一种液化天然气冷能的能量梯级利用综合的方法，LNG冷能用于发电、冷库供冷及建筑物空调梯级利用系统。实用新型专利201420625612.5公开了相变蓄冷式冷能LNG冷能利用装置，采用冷媒与LNG换冷后制冰供冷的系统。这些LNG冷能利用技术普遍存在冷能利用率低、供冷系统冷量不稳定的问题。为此，需要设计一种新的技术方案给予解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种LNG冷能存储及梯级利用蓄冷系统，通过使用供冷系统、蓄冷系统和用冷系统，对LNG的冷能进行存储和梯级利用，有效地防止了LNG冷能损耗，提高对LNG冷能的利用率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种LNG冷能存储及梯级利用蓄冷系统，包括供冷系统、蓄冷系统、用冷系统和补液系统，所述供冷系统包括LNG储罐、LNG循环泵和LNG换热器，所述LNG储罐、LNG循环泵和LNG换热器依次连接，所述LNG换热器连接有蓄冷系统和补液系统，所述蓄冷系统包括低温储罐、高温储罐、冷媒循环泵一、截止阀一、截止阀二、截止阀三和截止阀四，所述截止阀一、截止阀二、低温储罐、高温储罐、截止阀三、截止阀四和冷媒循环泵依次相连通，所述补液系统包括冷媒罐、止回阀和补液泵，所述冷媒罐、止回阀和补液泵依次连通且与用冷系统相连通，所述用冷系统包括截止阀五、冷媒循环泵二、一级冷用户、二级冷用户和三级冷用户，所述一级冷用户、二级冷用户、三级冷用户依次相连通。

作为上述技术方案的改进，所述低温储罐和高温储罐采用串联的方式相连接，所述低温储罐及高温储罐填充有蓄冷材料，所述低温储罐和高温储罐至少分别设有一个。

作为上述技术方案的改进，所述蓄冷系统、用冷系统和补液系统内设有流动的冷媒，所述冷媒的沸点高于30℃且凝固点低于-150℃，具体为烷类、醇类、醚类中的一种或者几种混合物。

作为上述技术方案的改进，所述一级冷用户使用的冷能为-150~-80℃，所述二级冷用户使用的冷能为-80~-30℃，所述三级冷用户使用的冷能为-30℃以上。

作为上述技术方案的改进，所述LNG换热器的出口端直接连接有天然气用户。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型通过使用供冷系统、蓄冷系统和用冷系统，对LNG的冷能进行存储和梯级利用，有效地防止了LNG冷能损耗，提高对LNG冷能的利用率。

2、本实用新型通过使用截止阀和冷媒循环泵搭配使用，提高蓄冷系统和用冷系统使用的多样性，方便根据不同的需求调节冷能的使用方式，提高了LNG冷能供应的方便性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型LNG冷能存储及梯级利用蓄冷系统流程结构示意图。

图中：供冷系统-1，蓄冷系统-2，用冷系统-3，补液系统-4，LNG储罐-5，LNG循环泵-6，LNG换热器-7，低温储罐-8，高温储罐-9，冷媒循环泵一-10，截止阀一-11，截止阀二-12，截止阀三-13，截止阀四-14，冷媒罐-15，止回阀-16，补液泵-17，截止阀五-18，冷媒循环泵二-19，一级冷用户-20，二级冷用户-21，三级冷用户-22，天然气用户-23。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1本实用新型提供一种技术方案：一种LNG冷能存储及梯级利用蓄冷系统，包括供冷系统1、蓄冷系统2、用冷系统3和补液系统4，所述供冷系统1包括LNG储罐5、LNG循环泵6和LNG换热器7，所述LNG储罐5、LNG循环泵6和LNG换热器7依次连接，所述LNG换热器7连接有蓄冷系统2和补液系统4，所述蓄冷系统2包括低温储罐8、高温储罐9、冷媒循环泵一10、截止阀一11、截止阀二12、截止阀三13和截止阀四14，所述截止阀一11、截止阀二12、低温储罐8、高温储罐9、截止阀三13、截止阀四14和冷媒循环泵依次相连通，所述补液系统4包括冷媒罐15、止回阀16和补液泵17，所述冷媒罐15、止回阀16和补液泵17依次连通且与用冷系统3相连通，当系统内管道压力低于设计压力下限时，打开止回阀16，补液泵17向系统开始补液，当管道内压力达到设定压力上限时停止补液，所述用冷系统3包括截止阀五18、冷媒循环泵二19、一级冷用户20、二级冷用户21和三级冷用户22，所述一级冷用户20、二级冷用户21、三级冷用户22依次相连通。

进一步改进地，所述低温储罐8和高温储罐9采用串联的方式相连接，所述低温储罐8及高温储罐9填充有蓄冷材料，所述低温储罐8和高温储罐9至少分别设有一个，通过将低温储罐8和高温储罐9采用串联的方式相连接，便于对冷能进行循环使用，使冷能充分发挥其功能性，提高冷能的利用率。

进一步改进地，所述蓄冷系统2、用冷系统3和补液系统4内设有流动的冷媒，所述冷媒的沸点高于30℃且凝固点低于-150℃，具体为烷类、醇类、醚类中的一种或者几种混合物，通过使用烷类、醇类、醚类等有机物中的一种或者几种混合物作为冷媒，提高冷能的交换效率，减少冷能的损失。

进一步改进地，所述一级冷用户20使用的冷能为-150~-80℃，所述二级冷用户21使用的冷能为-80~-30℃，所述三级冷用户22使用的冷能为-30℃以上，通过在一级冷用户20、二级冷用户21和三级冷用户22使用不同温度的冷能，方便生产不同冷需求的产品。

具体改进地，所述LNG换热器7的出口端直接连接有天然气用户23，通过将LNG换热器7的出口端与天然气用户23连接，方便将温度达到0℃及以上的LNG，直接供给天然气用户23使用。

本实用新型的供冷系统-1、蓄冷系统-2、用冷系统-3、补液系统-4、LNG储罐-5、LNG循环泵-6、LNG换热器-7、低温储罐-8、高温储罐-9、冷媒循环泵一-10、截止阀一-11、截止阀二-12、截止阀三-13、截止阀四-14、冷媒罐-15、止回阀-16、补液泵-17、截止阀五-18、冷媒循环泵二-19、一级冷用户-20、二级冷用户-21、三级冷用户-22、天然气用户-23，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件、其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知， 本实用新型通过使用供冷系统1、蓄冷系统2和用冷系统3，对LNG的冷能进行存储和梯级利用，有效地防止了LNG冷能损耗，提高对LNG冷能的利用率。

实施例1

当冷用户用冷量和LNG供应冷能相当时，打开截止阀一11和截止阀五18，关闭截止阀二12和截止阀三13，开启LNG循环泵6和冷媒循环泵二19，连通用冷系统3和LNG换热器7，三级冷用户22流出的高温冷媒与LNG换热器7换冷后直接供应一级冷用户20，换冷后再流入二级冷用户21和三级冷用户22。

实施例2

当天然气官网中燃气充足时，LNG储罐5关闭时，关闭截止阀一11、截止阀四14、LNG循环泵6和冷媒循环泵一10，开启截止阀二12、截止阀三13、截止阀五18和冷媒循环泵一10，三级冷用户22流出的高温冷媒流入高温储罐9，低温储罐8中低温冷媒由冷媒循环泵一10抽至一级冷用户20，经换冷后再流入二级冷用户21和三级冷用户22。

实施例3

当冷用户检修或者不需冷量时，关闭截止阀五18，开启截止阀一11、截止阀二12、截止阀三13、截止阀四14、冷媒循环泵一10、冷媒循环泵一10和LNG循环泵6，连通低温储罐8、高温储罐9和LNG换热器7，高温储罐9中的蓄冷材料经LNG换热器7换冷后流进低温储罐8蓄冷。

实施例4

当LNG提供冷量高于冷用户需求时，将LNG冷能一部分供应冷用户，富余冷能存储于低温储罐8中，开启截止阀一11、截止阀二12、截止阀三13、截止阀四14和截止阀五18，开启冷媒循环泵一10、冷媒循环泵二19和LNG循环泵6，连通蓄冷系统2、用冷系统3和LNG换热器7，三级冷用户22和储热罐流出的高温冷媒，经循冷媒环泵二流入LNG换热器7中进行换冷，冷能一部分存储于低温储罐8中，一部分供应一级冷用户20，换冷后再流入二级冷用户21和三级冷用户22。

实施例5

当LNG供应冷能不能满足用户需求时，由低温储罐8和LNG冷量同时供应冷用户，开启截止阀一11、截止阀二12、截止阀三13、截止阀四14和截止阀五18，开启冷媒循环泵一10、冷媒循环泵二19和LNG循环泵6，连通蓄冷系统2、用冷系统3和LNG换热器7，三级冷用户22流出的高温冷媒，一部分存储于高温储罐9中，一部分经媒循环泵二流入LNG换热器7中进行换冷，换冷后流出的低温冷媒及低温储罐8中的低温冷媒经冷媒循环泵一10流入一级冷用户20进行供冷，换冷后再流入二级冷用户21和三级冷用户22。

本方案所保护的产品目前已经投入实际生产和应用，尤其是在储能、冷能利用上的应用取得了一定的成功，很显然印证了该产品的技术方案是有益的，是符合社会需要的，也适宜批量生产及推广使用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种LNG冷能存储及梯级利用蓄冷系统，包括供冷系统（1）、蓄冷系统（2）、用冷系统（3）和补液系统（4），其特征在于：所述供冷系统（1）包括LNG储罐（5）、LNG循环泵（6）和LNG换热器（7），所述LNG储罐（5）、LNG循环泵（6）和LNG换热器（7）依次连接，所述LNG换热器（7）连接有蓄冷系统（2）和补液系统（4），所述蓄冷系统（2）包括低温储罐（8）、高温储罐（9）、冷媒循环泵一（10）、截止阀一（11）、截止阀二（12）、截止阀三（13）和截止阀四（14），所述截止阀一（11）、截止阀二（12）、低温储罐（8）、高温储罐（9）、截止阀三（13）、截止阀四（14）和冷媒循环泵依次相连通，所述补液系统（4）包括冷媒罐（15）、止回阀（16）和补液泵（17），所述冷媒罐（15）、止回阀（16）和补液泵（17）依次连通且与用冷系统（3）相连通，所述用冷系统（3）包括截止阀五（18）、冷媒循环泵二（19）、一级冷用户（20）、二级冷用户（21）和三级冷用户（22），所述一级冷用户（20）、二级冷用户（21）、三级冷用户（22）依次相连通。

2.根据权利要求1所述的一种LNG冷能存储及梯级利用蓄冷系统，其特征在于：所述低温储罐（8）和高温储罐（9）采用串联的方式相连接，所述低温储罐（8）及高温储罐（9）填充有蓄冷材料，所述低温储罐（8）和高温储罐（9）至少分别设有一个。

3.根据权利要求1所述的一种LNG冷能存储及梯级利用蓄冷系统，其特征在于：所述蓄冷系统（2）、用冷系统（3）和补液系统（4）内设有流动的冷媒，所述冷媒的沸点高于30℃且凝固点低于-150℃，具体为烷类、醇类、醚类中的一种或者几种混合物。

4.根据权利要求1所述的一种LNG冷能存储及梯级利用蓄冷系统，其特征在于：所述一级冷用户（20）使用的冷能为-150~-80℃，所述二级冷用户（21）使用的冷能为-80~-30℃，所述三级冷用户（22）使用的冷能为-30℃以上。

5.根据权利要求1所述的一种LNG冷能存储及梯级利用蓄冷系统，其特征在于：所述LNG换热器（7）的出口端直接连接有天然气用户（23）。