CN209483483U - 一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及能源利用技术领域，提供了一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，包括液化天然气输送系统、联合供能系统以及制冷系统；液化天然气输送系统包括依次连接的液化天然气供给装置、冷凝装置以及工质换热装置；联合供能系统包括燃气轮发电机组、余热锅炉组以及汽轮机组，燃气轮发电机组与工质换热装置连接，余热锅炉组包括与燃气轮发电机组连接的余热锅炉，汽轮机组与余热锅炉和冷凝装置均连接；制冷系统包括冰蓄冷槽和第一工质，冰蓄冷槽内设有与空调循环水换热的第一换热装置，第一工质在工质换热装置和第一换热装置中循环；不仅对液化天然气的冷量进行梯级利用，能量利用更加充分，而且实现冷热电三联供。

Description

一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统

技术领域

本实用新型涉及能源利用技术领域，更具体地说，是涉及一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统。

背景技术

目前燃气-蒸汽联合循环技术大多是利用管道气体通过燃气轮发电机组、余热锅炉和汽轮机进行发电。天然气是一种清洁、高效的能源，可用于燃气-蒸汽联合循环技术中提供能量。液化天然气(Liquefied Natural Gas，简写为LNG)作为天然气的液态形式，是天然气经过净化处理、降温至-162℃时形成的液体，体积相对于天然气急剧缩小，极大增加了天然气存储、运输和利用的灵活性。液化天然气一般不能直接加以利用，需要气化成气态天然气进行利用，在换热气化过程中理论上具有巨大的冷量。传统的气化方式有两种，一种是海水气化，一种是浸没式燃烧气化，这两种方式虽然初期建设成本低，但是在运行过程中消耗能量的同时，无法回收液化天然气冷能资源，造成了能量的浪费。

目前的燃气-蒸汽联合循环技术只进行热能和电能的供应，在液化天然气的加热气化过程中无法对其冷量进行梯级利用，从而造成了能量的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，以解决现有技术中由于无法对液化天然气的冷量进行梯级利用而造成能量浪费的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，包括液化天然气输送系统、联合供能系统以及制冷系统；

所述液化天然气输送系统包括液化天然气供给装置、冷凝装置以及工质换热装置，所述液化天然气供给装置、所述冷凝装置以及所述工质换热装置依次连接；

所述联合供能系统包括燃气轮发电机组、余热锅炉组以及汽轮机组，所述燃气轮发电机组与所述工质换热装置连接，所述余热锅炉组包括余热锅炉，所述余热锅炉与所述燃气轮发电机组连接，所述汽轮机组与所述余热锅炉和所述冷凝装置均连接；

所述制冷系统包括冰蓄冷槽和第一工质，所述冰蓄冷槽内设有与空调循环水进行换热的第一换热装置，所述第一换热装置与所述工质换热装置连接，所述第一工质在所述工质换热装置和所述第一换热装置中循环；

所述液化天然气供给装置提供的液化天然气依次输送至所述冷凝装置和所述工质换热装置，与所述冷凝装置中的锅炉给水换热以及与所述工质换热装置中的第一工质换热后转变为天然气，并继续输送至所述燃气轮发电机组进行发电；

所述燃气轮发电机组产生电能的过程中产生的高温烟气进入所述余热锅炉，以便对所述余热锅炉的锅炉给水进行加热；

所述锅炉给水输送至所述汽轮机组进行发电，并经所述冷凝装置后返回至所述余热锅炉；

所述第一工质在所述工质换热装置中换热后温度降低，并在所述第一换热装置中与所述空调循环水换热，以便对所述空调循环水进行降温。

在一个实施例中，所述汽轮机组包括汽轮机、第二发电机、水箱以及给水泵；

所述汽轮机与所述余热锅炉连接，所述第二发电机与所述汽轮机连接，所述水箱通过所述冷凝装置与所述汽轮机连接，所述给水泵与所述水箱和所述余热锅炉连接。

在一个实施例中，所述液化天然气输送系统还包括液化天然气泵，所述液化天然气泵设于所述液化天然气供给装置和所述冷凝装置之间。在一个实施例中，所述液化天然气供给装置包括液化天然气储存罐，所述液化天然气储存罐与所述液化天然气泵连接。

在一个实施例中，所述制冷系统还包括工质泵，所述工质泵设于所述工质换热装置和所述第一换热装置之间。

在一个实施例中，所述制冷系统还包括电压缩机和第二工质；

所述冰蓄冷槽内还设有与空调循环水进行换热的第二换热装置，所述第二换热装置与所述电压缩机连接，所述第二工质在所述第二换热装置和所述电压缩机中循环。

在一个实施例中，所述制冷系统还包括分流器和混流器；

所述分流器与所述第一换热装置和所述第二换热装置的进水口均连接，所述混流器与所述第一换热装置和所述第二换热装置的出水口均连接；

所述空调循环水经所述分流器分成两束，分别进入所述第一换热装置和所述第二换热装置；

所述第一换热装置和所述第二换热装置内的空调循环水经所述混流器汇合后输出。

在一个实施例中，所述燃气轮发电机组包括依次连接的压气机、燃烧室、燃气透平以及第一发电机，所述燃气透平与所述余热锅炉连接。

在一个实施例中，所述余热锅炉组还包括补燃部；

所述补燃部与所述工质换热装置连接，且与所述余热锅炉连接；

所述液化天然气与所述工质换热装置中的第一工质换热后转变为天然气，并继续输送至所述补燃部，以便对所述余热锅炉的水进行加热。

在一个实施例中，所述余热锅炉组还包括尾部加热部，所述尾部加热部与所述余热锅炉连接；

所述余热锅炉产生的尾部烟气用于对尾部加热部的热水进行加热。

本实用新型提供的基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统的有益效果至少在于：

一方面，在液化天然气输送系统中设置冷凝装置和工质换热装置，通过冷凝装置与汽轮机组连接，同时通过工质换热装置与制冷系统连接，液化天然气在冷凝装置中与锅炉给水进行第一次热量交换，在工质换热装置中与第一工质进行第二次热量交换，通过锅炉给水在余热锅炉和汽轮机组之间不断循环，同时通过第一工质在工质换热装置和第一换热装置之间不断进行循环，实现将液化天然气的冷量用于锅炉给水降温和空调制冷，从而实现对液化天然气冷量的梯级利用，冷量利用更加充分，有效避免了能量浪费。

另一方面，在三联供系统中设置液化天然气输送系统、联合供能系统以及制冷系统，不仅可以通过燃气轮发电机组和汽轮机组提供电能、通过余热锅炉组提供热能，而且可以通过制冷系统实现空调制冷，从而实现了冷热电三联供，能量供给形式多样，可满足不同应用场景的使用需求，具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的第一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第二种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第三种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第四种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10-液化天然气输送系统； 11-液化天然气供给装置；

12-工质换热装置； 13-液化天然气泵；

14-冷凝装置；

20-联合供能系统； 21-燃气轮发电机组；

211-压气机； 212-燃烧室；

213-燃气透平； 214-第一发电机；

22-余热锅炉组； 221-余热锅炉；

222-尾部加热部； 23-汽轮机组；

231-汽轮机； 232-第二发电机；

233-水箱； 234-给水泵；

30-制冷系统； 31-冰蓄冷槽；

311-第一换热装置； 312-第二换热装置；

32-工质泵； 33-电压缩机；

34-分流器； 35-混流器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统(以下简称三联供系统)，包括液化天然气输送系统10、联合供能系统20以及制冷系统30。其中，液化天然气输送系统10包括液化天然气供给装置11、冷凝装置14以及工质换热装置12，液化天然气供给装置11、冷凝装置14以及工质换热装置12依次连接。联合供能系统20包括燃气轮发电机组21、余热锅炉组22以及汽轮机组23，燃气轮发电机组21与工质换热装置12连接，余热锅炉组22包括余热锅炉221，余热锅炉221与燃气轮发电机组21连接，汽轮机组23与余热锅炉221和冷凝装置14均连接。制冷系统30包括冰蓄冷槽31和第一工质，冰蓄冷槽31内设有与空调循环水进行换热的第一换热装置311，第一换热装置311与工质换热装置12连接，第一工质在工质换热装置12和第一换热装置31中循环。

液化天然气供给装置11提供的液化天然气(LNG)依次输送至冷凝装置14和工质换热装置12，从而依次与冷凝装置14中的锅炉给水换热以及与工质换热装置12中的第一工质换热后转变为天然气，并继续输送至燃气轮发电机组21进行发电。燃气轮发电机组21产生电能的过程中产生的高温烟气进入余热锅炉221，以便对余热锅炉221的水进行加热。锅炉给水输送至汽轮机组23进行发电，并经冷凝装置14后返回至余热锅炉221。第一工质在工质换热装置12中换热后温度降低，并在第一换热装置311中与空调循环水换热，以便对空调循环水进行降温。

在一个实施例中，锅炉给水在冷凝装置14中对液化天然气的冷量进行第一次利用，即锅炉给水将热量传递至液化天然气，自身温度下降，从而对液化天然气进行第一次加热。

第一工质可以为制冷剂，其在第一换热装置311和工质换热装置12之间循环，通过对液化天然气的冷量进行第二次利用，实现对空调循环水的制冷。第一工质的工作过程可以为：液化天然气从液化天然气供给装置11输送至工质换热装置12中时，液化天然气与工质换热装置12中的第一工质之间进行热量交换，第一工质的温度比液化天然气高，因此第一工质的热量传递至液化天然气中，以便对液化天然气进行加热，从而使得液化天然气的温度升高，同时第一工质的温度降低；然后第一工质从工质换热装置12中输送至第一换热装置311，此时第一工质与工质换热装置12中的空调循环水之间进行热量交换，第一工质的温度比空调循环水的温度低，因此空调循环水的热量传递至第一工质，从而使得第一工质的温度升高，同时空调循环水的温度降低。在上述过程中，第一工质在工质换热装置12中放热，在第一换热装置311中吸热，不断循环，从而实现将液化天然气的冷量用于空调制冷。

一方面，在液化天然气输送系统10中设置冷凝装置14和工质换热装置12，通过冷凝装置14与汽轮机组23连接，同时通过工质换热装置12与制冷系统30连接，液化天然气在冷凝装置14中与锅炉给水进行第一次热量交换，在工质换热装置12中与第一工质进行第二次热量交换，通过锅炉给水在余热锅炉221和汽轮机组23之间不断循环，同时通过第一工质在工质换热装置12和第一换热装置311之间不断进行循环，实现将液化天然气的冷量用于锅炉给水降温和空调制冷，从而实现对液化天然气冷量的梯级利用，冷量利用更加充分，有效避免了能量浪费。

另一方面，在三联供系统中设置液化天然气输送系统10、联合供能系统20以及制冷系统30，不仅可以通过燃气轮发电机组21和汽轮机组23提供电能、通过余热锅炉组22提供热能，而且可以通过制冷系统30实现空调制冷，从而实现了冷热电三联供，能量供给形式多样，可满足不同应用场景的使用需求，具有广泛的应用前景。

请参阅图1，在一个实施例中，液化天然气输送系统10还包括液化天然气泵13，液化天然气泵13设于液化天然气供给装置11和冷凝装置14之间。液化天然气泵13是一种动力装置，可以辅助液化天然气的输送，使得液化天然气能够有效输送至冷凝装置14和工质换热装置12处。

在一个实施例中，液化天然气供给装置11包括液化天然气储存罐，其用于储存液化天然气，此时液化天然气储存罐11、液化天然气泵13、冷凝装置14以及工质换热装置12通过输送管道依次连接，当需要使用液化天然气时，液化天然气泵13可从液化天然气储存罐中抽取液化天然气，并辅助其输送至冷凝装置14和工质换热装置12中。液化天然气储存罐可以储存大量的液化天然气，便于液化天然气的储存、输送以及使用。当液化天然气储存罐中的液化天然气使用完毕时，只需将空的液化天然气储存罐从输送管道上取下，并换上新的液化天然气储存罐即可。当然，在其他实施例中，液化天然气供给装置11也可以为其他可提供液化天然气的装置，例如可以是远程液化天然气供给中心提供液化天然气，此时液化天然气可以类似于天然气的供给方式。当然，其还可以为其他形式，并不仅限于上述的情形。

在一个实施例中，工质换热装置12为换热器，其内设有相互接触的第一管道和第二管道，其中第一管道用于输送液化天然气，第二管道用于输送第一工质，通过第一管道和第二管道的接触面，液化天然气和第一工质之间实现热量传递。当空调制冷量需求变小时，还可以通过使冰蓄冷槽31中的第一工质结冰来达到蓄冷的目的，从而满足联合供能系统20中的电力负荷需求。当制冷负荷增大时，可释放冰蓄冷槽31中蓄积的冷量进行制冷负荷的调节，达到节能的目的。在其他实施例中，工质换热装置12还可为其他形式，只要能够实现液化天然气和第一工质之间的热量交换即可，此处不做限制。

在一个实施例中，冷凝装置14为冷凝器，其内设有相互接触的第三管道和第四管道，其中第三管道用于输送液化天然气，第四管道用于输送锅炉给水，通过第三管道和第四管道的接触面，液化天然气和锅炉给水之间实现热量传递。在其他实施例中，冷凝装置14还可为其他形式，只要能够实现液化天然气和锅炉给水之间的热量交换即可，此处不做限制。

请参阅图1，在一个实施例中，制冷系统30还包括工质泵32，工质泵32设于工质换热装置12和第一换热装置311之间，相互之间通过工质输送管道连接。工质泵32的设置，有效保障了第一工质在第一换热装置311和工质换热装置12之间的循环流动，可以有效提高对液化天然气冷量的利用效率。

请参阅图2，在一个实施例中，制冷系统30还包括电压缩机33和第二工质，冰蓄冷槽31内还设有与空调循环水进行换热的第二换热装置312，第二换热装置312与电压缩机33连接，第二工质在第二换热装置312和电压缩机33中循环。其中电压缩机33用于对第二工质进行制冷，第二工质在第二换热装置312中对空调循环水进行制冷，通过第二工质的循环，可以实现对空调循环水的制冷。第二工质也可以是制冷剂，具有良好的制冷效果。此时，第一换热装置311、工质泵32以及工质换热装置12构成第一制冷路径，第二换热装置312和电压缩机33构成第二制冷路径，从而可以有效对空调循环水进行制冷，制冷效果更好。

为了能够对进入冰蓄冷槽31中的空调循环水进行分流，制冷系统30还包括分流器34和混流器35，分流器34与第一换热装置311和第二换热装置312的进水口均连接，混流器35与第一换热装置311和第二换热装置312的出水口均连接。空调循环水经分流器34分成两束，分别进入第一换热装置311和第二换热装置312中，从而分别进行制冷；第一换热装置311和第二换热装置312内的空调循环水经混流器35汇合后输出。通过将空调循环水分成两束，从而分别通过第一换热装置311和第二换热装置312进行制冷，具有更好的制冷效果。同时，如果第一换热装置311或第二换热装置312出现问题无法工作，也可以保证制冷过程顺利进行，极大提高了设备运行的稳定性。

请参阅图1，在一个实施例中，燃气轮发电机组21包括依次连接的压气机211、燃烧室212、燃气透平213以及第一发电机214，燃烧室212与工质换热装置12连接，燃气透平213与余热锅炉221连接。其中压气机211用于将空气注入至燃烧室212中，液化天然气气化后所形成的天然气从工质换热装置12进入燃烧室212中，与空气混合燃烧，推动燃气透平213旋转做功，从而带动第一发电机214旋转进行发电；燃气轮发电机组21发电做功时会产生高温烟气(高温烟气的温度约为400℃～500℃)，该部分高温烟气排出至余热锅炉221，用于对余热锅炉221中的水进行加热，避免热能的浪费。

请参阅图3，在一个实施例中，余热锅炉221在对其中的锅炉给水进行加热时，会产生高温尾部烟气。为了避免热能浪费，余热锅炉组22还包括尾部加热部222，尾部加热部222与余热锅炉221连接，其利用余热锅炉221的高温尾部烟气对尾部加热部222中的生活用水进行加热，所获得的热水可直接供给用户进行使用，避免了烟气余热的浪费，提高了能量利用率。

请参阅图1，在一个实施例中，汽轮机组23包括汽轮机231、第二发电机232、水箱233以及给水泵234。其中汽轮机231与余热锅炉221连接，第二发电机232与汽轮机231连接，水箱233通过冷凝装置14与汽轮机231连接，给水泵234与水箱233和余热锅炉221均连接。当然，汽轮机组23还包括其他装置，此处未详细列出。余热锅炉221利用燃气轮发电机组21的高温烟气对锅炉给水进行加热，从而产生过热蒸汽；过热蒸汽进入汽轮机231中，推动转子旋转做功，带动第二发电机232旋转并进行发电；汽轮机排出的乏汽(仍然是锅炉给水)经过冷凝装置14后与水箱233中的补水一起通过轴封加热器升温后进入余热锅炉省煤气加热，然后进入余热锅炉自带的除氧器进行除氧；除氧后的低压给水通过给水泵234升压后进入余热锅炉221内部的受热面继续加热升温，再进入余热锅炉的汽包中进行汽化，从而实现锅炉给水的循环。

请参阅图4，在一个实施例中，当制冷量和发电量的需求增大时，需要增大液化天然气的用量，以及增加汽轮机的工作负荷，因此需要增加余热锅炉的产蒸汽量，此时余热锅炉组22还包括补燃部，补燃部设于余热锅炉221中，且与工质换热装置12连接，液化天然气与工质换热装置12中的第一工质换热后产生的天然气一部分输送至燃气轮发电机组21，另一部分输送至余热锅炉221的补燃部，从而可以通过天然气燃烧的方式对余热锅炉221进行加热。

以下提供几种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统的实施例，应当理解的是，下述实施例并不用于对本实用新型进行限制。

请参阅图1，实施例一：

一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，包括液化天然气输送系统10、联合供能系统20以及制冷系统30。

液化天然气输送系统10包括依次连接的液化天然气供给装置11、冷凝装置14、液化天然气泵13以及工质换热装置12。

联合供能系统20包括燃气轮发电机组21、余热锅炉组22以及汽轮机组23。余热锅炉组22包括余热锅炉221；燃气轮发电机组21包括依次连接的压气机211、燃烧室212、燃气透平213以及第一发电机214，燃烧室212与工质换热装置12连接，燃气透平213与余热锅炉221连接。汽轮机组23包括汽轮机231、第二发电机232、水箱233以及给水泵234，汽轮机231与余热锅炉221连接，第二发电机232与汽轮机231连接，水箱233通过冷凝装置14与汽轮机231连接，给水泵234与水箱233和余热锅炉221均连接。

制冷系统30包括冰蓄冷槽31和第一工质，冰蓄冷槽31内设有与空调循环水进行换热的第一换热装置311，第一换热装置311与工质换热装置12连接，第一工质在工质换热装置12和第一换热装置31中循环。

液化天然气供给装置11提供的液化天然气经液化天然气泵13依次输送至冷凝装置14和工质换热装置12，与冷凝装置14中的锅炉给水换热以及与工质换热装置12中的第一工质换热后转变为天然气，并继续输送至燃气轮发电机组21进行发电。

燃气轮发电机组21的燃烧室212中天然气和空气混合燃烧，推动燃气透平213旋转做功，从而带动第一发电机214旋转进行发电；燃气轮发电机组21发电做功时会产生高温烟气，该部分高温烟气排出至余热锅炉221，用于对余热锅炉221中的锅炉给水进行加热。余热锅炉221利用燃气轮发电机组21的高温烟气对锅炉给水进行加热，从而产生过热蒸汽；过热蒸汽进入汽轮机231中，推动转子旋转做功，带动第二发电机232旋转并进行发电；汽轮机排出的乏汽经过冷凝装置14后，与水箱233中的补水一起通过轴封加热器升温后进入余热锅炉省煤气加热，然后进入余热锅炉自带的除氧器进行除氧；除氧后的低压给水通过给水泵234升压后进入余热锅炉221内部的受热面继续加热升温，再进入余热锅炉的汽包中进行汽化，从而实现锅炉给水的循环。

第一工质在工质换热装置12中换热后温度降低，并在第一换热装置311中与空调循环水换热，以便对空调循环水进行降温。通过上述三联供系统，通过对液化天然气冷量的充分利用，实现了冷热电三联供。

请参阅图2，实施例二：

一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，包括液化天然气输送系统10、联合供能系统20以及制冷系统30。

液化天然气输送系统10包括依次连接的液化天然气供给装置11、冷凝装置14、液化天然气泵13以及工质换热装置12。

联合供能系统20包括燃气轮发电机组21、余热锅炉组22以及汽轮机组23。余热锅炉组22包括余热锅炉221；燃气轮发电机组21包括依次连接的压气机211、燃烧室212、燃气透平213以及第一发电机214，燃烧室212与工质换热装置12连接，燃气透平213与余热锅炉221连接。汽轮机组23包括汽轮机231、第二发电机232、水箱233以及给水泵234，汽轮机231与余热锅炉221连接，第二发电机232与汽轮机231连接，水箱233通过冷凝装置14与汽轮机231连接，给水泵234与水箱233和余热锅炉221均连接。

制冷系统30包括冰蓄冷槽31、第一工质、工质泵32、电压缩机33和第二工质，冰蓄冷槽31内设有与空调循环水进行换热的第一换热装置311和第二换热装置312，第一换热装置311与工质换热装置12连接，工质泵32设于工质换热装置12和第一换热装置311之间，第一工质在工质换热装置12和第一换热装置31中循环。第二换热装置312与电压缩机33连接，第二工质在第二换热装置312和电压缩机33中循环。电压缩机33用于对第二工质进行制冷，第二工质在第二换热装置312中对空调循环水进行制冷。通过第一工质和第二工质的循环，可以实现对空调循环水的制冷，制冷效果更好。

液化天然气供给装置11提供的液化天然气经液化天然气泵13依次输送至冷凝装置14和工质换热装置12，与冷凝装置14中的锅炉给水换热以及与工质换热装置12中的第一工质换热后转变为天然气，并继续输送至燃气轮发电机组21进行发电。

燃气轮发电机组21的燃烧室212中天然气和空气混合燃烧，推动燃气透平213旋转做功，从而带动第一发电机214旋转进行发电；燃气轮发电机组21发电做功时会产生高温烟气，该部分高温烟气排出至余热锅炉221，用于对余热锅炉221中的锅炉给水进行加热。余热锅炉221利用燃气轮发电机组21的高温烟气对锅炉给水进行加热，从而产生过热蒸汽；过热蒸汽进入汽轮机231中，推动转子旋转做功，带动第二发电机232旋转并进行发电；汽轮机排出的乏汽经过冷凝装置14后，与水箱233中的补水一起通过轴封加热器升温后进入余热锅炉省煤气加热，然后进入余热锅炉自带的除氧器进行除氧；除氧后的低压给水通过给水泵234升压后进入余热锅炉221内部的受热面继续加热升温，再进入余热锅炉的汽包中进行汽化，从而实现锅炉给水的循环。

第一工质在工质换热装置12中换热后温度降低，并在第一换热装置311中与部分空调循环水换热，以便对空调循环水进行降温。第二工质在电压缩机33中降温，并在第二换热装置311中与其余空调循环水换热，以便对空调循环水进行降温。通过上述三联供系统，通过对液化天然气冷量的充分利用，实现了冷热电三联供。

请参阅图3，实施例三：

一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，包括液化天然气输送系统10、联合供能系统20以及制冷系统30。

液化天然气输送系统10包括依次连接的液化天然气供给装置11、冷凝装置14、液化天然气泵13以及工质换热装置12。

联合供能系统20包括燃气轮发电机组21、余热锅炉组22以及汽轮机组23。余热锅炉组22包括余热锅炉221和尾部加热部222，尾部加热部222与余热锅炉221连接；燃气轮发电机组21包括依次连接的压气机211、燃烧室212、燃气透平213以及第一发电机214，燃烧室212与工质换热装置12连接，燃气透平213与余热锅炉221连接。汽轮机组23包括汽轮机231、第二发电机232、水箱233以及给水泵234，汽轮机231与余热锅炉221连接，第二发电机232与汽轮机231连接，水箱233通过冷凝装置14与汽轮机231连接，给水泵234与水箱233和余热锅炉221均连接。

制冷系统30包括冰蓄冷槽31、第一工质、工质泵32、电压缩机33和第二工质，冰蓄冷槽31内设有与空调循环水进行换热的第一换热装置311和第二换热装置312，第一换热装置311与工质换热装置12连接，工质泵32设于工质换热装置12和第一换热装置311之间，第一工质在工质换热装置12和第一换热装置31中循环。第二换热装置312与电压缩机33连接，第二工质在第二换热装置312和电压缩机33中循环。电压缩机33用于对第二工质进行制冷，第二工质在第二换热装置312中对空调循环水进行制冷。通过第一工质和第二工质的循环，可以实现对空调循环水的制冷，制冷效果更好。

液化天然气供给装置11提供的液化天然气经液化天然气泵13依次输送至冷凝装置14和工质换热装置12，与冷凝装置14中的锅炉给水换热以及与工质换热装置12中的第一工质换热后转变为天然气，并继续输送至燃气轮发电机组21进行发电。

燃气轮发电机组21的燃烧室212中天然气和空气混合燃烧，推动燃气透平213旋转做功，从而带动第一发电机214旋转进行发电；燃气轮发电机组21发电做功时会产生高温烟气，该部分高温烟气排出至余热锅炉221，用于对余热锅炉221中的锅炉给水进行加热。余热锅炉221利用燃气轮发电机组21的高温烟气对锅炉给水进行加热，从而产生过热蒸汽；过热蒸汽进入汽轮机231中，推动转子旋转做功，带动第二发电机232旋转并进行发电；汽轮机排出的乏汽经过冷凝装置14后，与水箱233中的补水一起通过轴封加热器升温后进入余热锅炉省煤气加热，然后进入余热锅炉自带的除氧器进行除氧；除氧后的低压给水通过给水泵234升压后进入余热锅炉221内部的受热面继续加热升温，再进入余热锅炉的汽包中进行汽化，从而实现锅炉给水的循环。余热锅炉221产生的高温尾部烟气对尾部加热部222中的生活用水进行加热。

第一工质在工质换热装置12中换热后温度降低，并在第一换热装置311中与部分空调循环水换热，以便对空调循环水进行降温。第二工质在电压缩机33中降温，并在第二换热装置311中与其余空调循环水换热，以便对空调循环水进行降温。通过上述三联供系统，通过对液化天然气冷量的充分利用，实现了冷热电三联供。

请参阅图4，实施例四：

一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，包括液化天然气输送系统10、联合供能系统20以及制冷系统30。

液化天然气输送系统10包括依次连接的液化天然气供给装置11、冷凝装置14、液化天然气泵13以及工质换热装置12。

联合供能系统20包括燃气轮发电机组21、余热锅炉组22以及汽轮机组23。余热锅炉组22包括余热锅炉221和尾部加热部222，尾部加热部222与余热锅炉221连接；燃气轮发电机组21包括依次连接的压气机211、燃烧室212、燃气透平213以及第一发电机214，燃烧室212与工质换热装置12连接，燃气透平213与余热锅炉221连接，余热锅炉221也与工质换热装置12连接。汽轮机组23包括汽轮机231、第二发电机232、水箱233以及给水泵234，汽轮机231与余热锅炉221连接，第二发电机232与汽轮机231连接，水箱233通过冷凝装置14与汽轮机231连接，给水泵234与水箱233和余热锅炉221均连接。

制冷系统30包括冰蓄冷槽31、第一工质、工质泵32、电压缩机33和第二工质，冰蓄冷槽31内设有与空调循环水进行换热的第一换热装置311和第二换热装置312，第一换热装置311与工质换热装置12连接，工质泵32设于工质换热装置12和第一换热装置311之间，第一工质在工质换热装置12和第一换热装置31中循环。第二换热装置312与电压缩机33连接，第二工质在第二换热装置312和电压缩机33中循环。电压缩机33用于对第二工质进行制冷，第二工质在第二换热装置312中对空调循环水进行制冷。通过第一工质和第二工质的循环，可以实现对空调循环水的制冷，制冷效果更好。

液化天然气供给装置11提供的液化天然气经液化天然气泵13依次输送至冷凝装置14和工质换热装置12，与冷凝装置14中的锅炉给水换热以及与工质换热装置12中的第一工质换热后转变为天然气，并继续输送至燃气轮发电机组21进行发电。

燃气轮发电机组21的燃烧室212中天然气和空气混合燃烧，推动燃气透平213旋转做功，从而带动第一发电机214旋转进行发电；燃气轮发电机组21发电做功时会产生高温烟气，该部分高温烟气排出至余热锅炉221，用于对余热锅炉221中的锅炉给水进行加热。余热锅炉221利用燃气轮发电机组21的高温烟气以及天然气燃烧产生的热能对锅炉给水进行加热，从而产生过热蒸汽；过热蒸汽进入汽轮机231中，推动转子旋转做功，带动第二发电机232旋转并进行发电；汽轮机排出的乏汽经过冷凝装置14后，与水箱233中的补水一起通过轴封加热器升温后进入余热锅炉省煤气加热，然后进入余热锅炉自带的除氧器进行除氧；除氧后的低压给水通过给水泵234升压后进入余热锅炉221内部的受热面继续加热升温，再进入余热锅炉的汽包中进行汽化，从而实现锅炉给水的循环。余热锅炉221产生的高温尾部烟气对尾部加热部222中的生活用水进行加热。

第一工质在工质换热装置12中换热后温度降低，并在第一换热装置311中与部分空调循环水换热，以便对空调循环水进行降温。第二工质在电压缩机33中降温，并在第二换热装置311中与其余空调循环水换热，以便对空调循环水进行降温。通过上述三联供系统，通过对液化天然气冷量的充分利用，实现了冷热电三联供。

本实施例提供的基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统的有益效果至少在于：

(1)在液化天然气输送系统10中设置冷凝装置14和工质换热装置12，通过冷凝装置14与汽轮机组23连接，同时通过工质换热装置12与制冷系统30连接，液化天然气在冷凝装置14中与锅炉给水进行第一次热量交换，在工质换热装置12中与第一工质进行第二次热量交换，通过锅炉给水在余热锅炉221和汽轮机组23之间不断循环，同时通过第一工质在工质换热装置12和第一换热装置311之间不断进行循环，实现将液化天然气的冷量用于锅炉给水降温和空调制冷，从而实现对液化天然气冷量的梯级利用，冷量利用更加充分，减少了制冷设备的投入和运行成本，有效避免了能量浪费。

(2)在三联供系统中设置液化天然气输送系统10、联合供能系统20以及制冷系统30，不仅可以通过燃气轮发电机组21和汽轮机组23提供电能、通过余热锅炉组22提供热能，而且可以通过制冷系统30实现空调制冷，从而实现了冷热电三联供，能量供给形式多样，优势互补，可满足不同应用场景的使用需求，具有广泛的应用前景。同时三联供系统运行更加安全、经济和稳定，大大提高项目的整体经济效益。

(3)通常白天是冷量消耗比较大、比较集中的时候，也正是电力消耗比较大的时段，因此将天然气发电技术与液化天然气制冷技术有机结合在一起，充分利用液化天然气气化时所释放的冷量，可减少由于制冷而消耗的电能，从而进一步减少对天然气的消耗。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，其特征在于，包括液化天然气输送系统、联合供能系统以及制冷系统；

所述液化天然气输送系统包括液化天然气供给装置、冷凝装置以及工质换热装置，所述液化天然气供给装置、所述冷凝装置以及所述工质换热装置依次连接；

所述联合供能系统包括燃气轮发电机组、余热锅炉组以及汽轮机组，所述燃气轮发电机组与所述工质换热装置连接，所述余热锅炉组包括余热锅炉，所述余热锅炉与所述燃气轮发电机组连接，所述汽轮机组与所述余热锅炉和所述冷凝装置均连接；

所述制冷系统包括冰蓄冷槽和第一工质，所述冰蓄冷槽内设有与空调循环水进行换热的第一换热装置，所述第一换热装置与所述工质换热装置连接，所述第一工质在所述工质换热装置和所述第一换热装置中循环；

所述液化天然气供给装置提供的液化天然气依次输送至所述冷凝装置和所述工质换热装置，与所述冷凝装置中的锅炉给水换热以及与所述工质换热装置中的第一工质换热后转变为天然气，并继续输送至所述燃气轮发电机组进行发电；

所述燃气轮发电机组产生电能的过程中产生的高温烟气进入所述余热锅炉，以便对所述余热锅炉的锅炉给水进行加热；

所述锅炉给水输送至所述汽轮机组进行发电，并经所述冷凝装置后返回至所述余热锅炉；

所述第一工质在所述工质换热装置中换热后温度降低，并在所述第一换热装置中与所述空调循环水换热，以便对所述空调循环水进行降温。

2.如权利要求1所述的基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，其特征在于，所述汽轮机组包括汽轮机、第二发电机、水箱以及给水泵；

所述汽轮机与所述余热锅炉连接，所述第二发电机与所述汽轮机连接，所述水箱通过所述冷凝装置与所述汽轮机连接，所述给水泵与所述水箱和所述余热锅炉连接。

3.如权利要求1所述的基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，其特征在于，所述液化天然气输送系统还包括液化天然气泵，所述液化天然气泵设于所述液化天然气供给装置和所述冷凝装置之间。

4.如权利要求3所述的基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，其特征在于，所述液化天然气供给装置包括液化天然气储存罐，所述液化天然气储存罐与所述液化天然气泵连接。

5.如权利要求1所述的基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，其特征在于，所述制冷系统还包括工质泵，所述工质泵设于所述工质换热装置和所述第一换热装置之间。

6.如权利要求1所述的基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，其特征在于，所述制冷系统还包括电压缩机和第二工质；

所述冰蓄冷槽内还设有与空调循环水进行换热的第二换热装置，所述第二换热装置与所述电压缩机连接，所述第二工质在所述第二换热装置和所述电压缩机中循环。

7.如权利要求6所述的基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，其特征在于，所述制冷系统还包括分流器和混流器；

所述分流器与所述第一换热装置和所述第二换热装置的进水口均连接，所述混流器与所述第一换热装置和所述第二换热装置的出水口均连接；

所述空调循环水经所述分流器分成两束，分别进入所述第一换热装置和所述第二换热装置；

所述第一换热装置和所述第二换热装置内的空调循环水经所述混流器汇合后输出。

8.如权利要求1所述的基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，其特征在于，所述燃气轮发电机组包括依次连接的压气机、燃烧室、燃气透平以及第一发电机，所述燃气透平与所述余热锅炉连接。

9.如权利要求1～8任一项所述的基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，其特征在于，所述余热锅炉组还包括补燃部；

所述补燃部与所述工质换热装置连接，且与所述余热锅炉连接；

所述液化天然气与所述工质换热装置中的第一工质换热后转变为天然气，并继续输送至所述补燃部，以便对所述余热锅炉的水进行加热。

10.如权利要求1～8任一项所述的基于液化天然气冷能梯级利用的冷热电三联供系统，其特征在于，所述余热锅炉组还包括尾部加热部，所述尾部加热部与所述余热锅炉连接；

所述余热锅炉产生的尾部烟气用于对尾部加热部的热水进行加热。