CN210153557U - 一种天然气调压站余压综合利用系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及天然气调压的技术领域，尤其涉及一种天然气调压站余压综合利用系统。本申请提供了一种天然气调压站余压综合利用系统，包括：天然气调压装置、发电装置和冷库制冷装置；所述天然气调压装置包括原动机、第一冷凝器和温度调节器；所述发电装置包括发电机，所述原动机与所述发电机同轴相连，所述发电机与外部电网连接；所述冷库制冷装置包括第一压缩机、第一节流阀、冷库库房和冷库补充制冷装置；所述冷库库房内设有第一蒸发器和第二蒸发器。本申请的天然气调压站余压综合利用系统除了能利用天然气调压过程中产生的压差发电外，还利用了天然气调压过程中产生的余冷使得冷库库房降温。

Description

一种天然气调压站余压综合利用系统

技术领域

本申请涉及天然气调压的技术领域，尤其涉及一种天然气调压站余压综合利用系统。

背景技术

我国的高压天然气管网的输气压力达到6.4-10Mpa，国家规定，天然气输送至城镇用户使用时压力为0.4Mpa。因此，天然气从高压管网向低压管网输送，需要经过多次调压，两者压差巨大。目前我国的天然气调压站大多通过调压撬调压，其白白损失了大量压力能，而且天然气通过调压之后，其温度随着压力的下降急剧降低。为了维持天然气在管道内的正常运输，防止过于低温的天然气使输送管道及设备造成低温损害及引起阀门的冰堵，需要通过外部热源对调压后的天然气进行加热，使天然气温度达到一定高度。而外部加热需要外界提供额外的能量。因此，传统的天然气调压站的调压方式亟待改进。

由于时代的变迁，越来越多的海上天然气被勘察出来，天然气从沿海往内陆运输的趋势也将越来越明显。在沿海地区建立的天然气调压站多处于既热又湿的气候环境，因此人们及设备对于空调的要求将越来越高。

现有的天然气压力能利用方法多为单一的压力能发电。压力能发电仅仅利用了压力能的机械功，并没有利用到其产生的冷能。因此，现有的天然气压力能利用装置普遍存在压力能利用不完全以致能量浪费的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的天然气调压站压力能利用不完全的技术问题，本申请提供了一种天然气调压站余压综合利用系统，可以利用了天然气调压站调压时所浪费的大量压力能，将天然气调压时浪费的压力能进行发电，以及用于冷库制冷及空调制冷，提高了余压的能源利用率。

有鉴于此，本申请提供了一种天然气调压站余压综合利用系统，所述系统包括：天然气调压装置、发电装置和冷库制冷装置；

所述天然气调压装置包括原动机、第一冷凝器和温度调节器；

上游高压天然气管道的出口与所述原动机的进气口相连；所述原动机的出气口与所述第一冷凝器的天然气端进气口相连，所述第一冷凝器的天然气端出气口与所述温度调节器的进气口相连，所述温度调节器的出气口与下游中低压燃气管道的进气口相连；

所述发电装置包括发电机，所述原动机与所述发电机同轴相连，所述发电机与外部电网连接；

所述冷库制冷装置包括第一压缩机、第一节流阀、冷库库房和冷库补充制冷装置；所述冷库库房内设有第一蒸发器和第二蒸发器；

所述第一压缩机的出气口与所述第一冷凝器的制冷剂进气口相连，所述第一冷凝器的制冷剂出液口与所述第一节流阀的进液口相连，所述第一节流阀的出液口与所述第一蒸发器的进液口相连，所述第一蒸发器的出气口与所述第一压缩机的进气口相连，所述冷库补充制冷装置的第二节流阀的出液口与所述第二蒸发器的进液口相连，所述第二蒸发器的出气口与所述冷库补充制冷装置的第二压缩机的进气口相连，所述冷库补充制冷装置通过所述第二蒸发器对所述冷库库房进行降温。

作为优选，所述冷库补充制冷装置包括第二压缩机、第二节流阀、第二冷凝器、泵A和冷却塔A；

所述第二压缩机的出气口与所述第二冷凝器的制冷剂进气口相连，所述第二冷凝器的制冷剂出液口与所述第二节流阀的进液口相连，所述第二节流阀的出液口与所述第二蒸发器的进液口相连，所述第二蒸发器的出气口与所述第二压缩机的进气口相连，所述冷却塔A的出液口与所述第二冷凝器的冷却介质进液口相连，所述第二冷凝器的冷却介质进液口通过泵A与所述冷却塔A进液口相连。

需要说明的是，冷却塔(The cooling tower)是用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置；其冷是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置。

作为优选，所述天然气调压站余压综合利用系统还包括蓄冷调峰装置，所述蓄冷调峰装置包括过冷器A、泵B、蓄冷器A和冷库蓄冷换热器；所述蓄冷器A的内部填充蓄冷剂；

上游高压天然气管道的出口与所述原动机的进气口相连；所述原动机的出气口与所述第一冷凝器的天然气端进气口相连，所述第一冷凝器的天然气端出气口与所述过冷器A的进气口相连，所述过冷器A的出气口与所述温度调节器的进气口相连，所述温度调节器的出气口与下游中低压燃气管道的进气口相连；所述过冷器A的出液口与所述蓄冷器A的进液口相连，所述蓄冷器A的出液口与所述泵B的进液口相连，所述泵B的出液口与所述过冷器A 的进液口相连；所述冷库蓄冷换热器设置在所述蓄冷器A的内部，所述第二冷凝器的第一制冷剂出液口与所述冷库蓄冷换热器的进液口相连，所述冷库蓄冷换热器的出液口与所述第二节流阀的进液口相连。

作为优选，所述天然气调压站余压综合利用系统还包括预冷器和高温介质制冷装置；

上游高压天然气管道的出口与所述原动机的进气口相连；所述原动机的出气口与所述第一冷凝器的天然气端进气口相连，所述第一冷凝器的天然气端出气口与所述预冷器的天然气端进气口连接，所述预冷器的天然气端出气口与所述温度调节器的进气口连接，所述温度调节器的出气口与下游中低压燃气管道的进气口连接；

所述高温介质制冷装置包括预冷器、高温介质管道、介质容器和泵C；所述高温介质管道与所述泵C的进水口相连，所述泵C的出水口与所述预冷器的进水口相连，所述预冷器的出水口与所述介质容器相连。

进一步的，还包括泵F和流量调节阀，所述泵F与所述高温介质管道连接，所述流量调节阀与所述高温介质管道的进水口连接，所述泵F用于将高温介质泵进所述高温介质管道中，所述流量调节阀用于控制高温介质通过所述高温介质管道的流量和通过时间。

进一步的，所述介质容器的出水口还连接介质容器出水管道和流量调节阀，所述介质容器出水管道与所述流量调节阀连接，将相对高温的介质通过预冷器的相对低温的天然气进行热交换后，相对高温的介质的温度降低变成低温的介质，将经过预冷器进行热交换的低温的介质输送到介质容器中，介质容器出水管道可以输出低温的介质，低温的介质具有降温或冷却等多种用途。

具体的，高温介质管道可以连通可调节温度的介质，介质容器中含有可调节温度的介质，所述介质可以为水，可调节温度的介质可以为空调冷冻回水，介质容器为空调水箱；空调冷冻回水的温度高于预冷器中的天然气的温度，因此，空调冷冻回水与预冷器中的天然气可以发生热交换，相对高温的空调冷冻回水将热量传递到相对低温的预冷器中的天然气，最终，相对高温的空调冷冻回水的温度降低，温度降低的空调冷冻回水通入空调水箱中。

作为优选，所述天然气调压站余压综合利用系统还包括高温介质补充制冷装置，所述高温介质补充制冷装置包括第三蒸发器、第三压缩机、第三节流阀、第三冷凝器、泵D和冷却塔B；

所述第三蒸发器设置在所述介质容器的内部，以便所述第三蒸发器对所述介质容器的介质进行制冷；所述第三压缩机的出气口与所述第三冷凝器的制冷剂进气口相连，所述第三冷凝器的第一制冷剂出液口与所述第三节流阀的进液口相连，所述第三节流阀的出液口与所述第三蒸发器的进液口相连，所述第三蒸发器的出气口与所述第三压缩机的进气口相连，所述冷却塔B的出液口与所述第三冷凝器的冷却介质进液口相连，所述第三冷凝器的冷却介质出液口通过泵D与所述冷却塔B进液口相连。

作为优选，所述天然气调压站余压综合利用系统还包括蓄冷调峰装置，所述蓄冷调峰装置包括过冷器B、泵E、蓄冷器B和高温介质蓄冷换热器；所述蓄冷器B的内部填充蓄冷剂；

上游高压天然气管道的出口与所述原动机的进气口相连；所述原动机的出气口与所述第一冷凝器的天然气端进气口相连，所述第一冷凝器的天然气端出气口与所述过冷器B的进气口相连，所述过冷器B的出气口与所述预冷器进气口相连，所述预冷器出气口与所述温度调节器进气口相连，所述温度调节器的出气口与下游中低压燃气管道的进气口相连；所述过冷器B的出液口与所述蓄冷器B的进液口相连，所述蓄冷器B的出液口与所述泵E的进液口相连，所述泵E的出液口与所述过冷器B的进液口相连；所述高温介质蓄冷换热器设置在所述蓄冷器B的内部，所述第三冷凝器的第一制冷剂出液口与所述高温介质蓄冷换热器的进液口相连，所述高温介质蓄冷换热器的出液口与所述第三节流阀的进液口相连。

需要说明的是，所述蓄冷调峰装置蓄冷后可以单独对冷库补充制冷装置的制冷剂进行制冷，所述蓄冷调峰装置蓄冷后也可以单独对高温介质补充制冷装置的制冷剂进行制冷，所述蓄冷调峰装置蓄冷后还可以同时对冷库补充制冷装置的制冷剂和高温介质补充制冷装置的制冷剂进行制冷。

作为优选，所述天然气调压站余压综合利用系统还包括蓄冷调峰装置，所述蓄冷调峰装置包括过冷器A、泵B、蓄冷器A、高温介质蓄冷换热器和冷库蓄冷换热器；所述蓄冷器A的内部填充蓄冷剂；

上游高压天然气管道的出口与所述原动机的进气口相连；所述原动机的出气口与所述第一冷凝器的天然气端进气口相连，所述第一冷凝器的天然气端出气口与所述过冷器A的进气口相连，所述过冷器A的出气口与所述预冷器进气口相连，所述预冷器出气口与所述温度调节器进气口相连，所述温度调节器的出气口与下游中低压燃气管道的进气口相连；所述过冷器A的出液口与所述蓄冷器A的进液口相连，所述蓄冷器A的出液口与所述泵B的进液口相连，所述泵B的出液口与所述过冷器A的进液口相连；所述冷库蓄冷换热器和所述高温介质蓄冷换热器设置在所述蓄冷器A的内部，所述第二冷凝器的第一制冷剂出液口与所述冷库蓄冷换热器的进液口相连，所述冷库蓄冷换热器的出液口与第二节流阀的进液口相连；所述第三冷凝器的第一制冷剂出液口与所述高温介质蓄冷换热器的进液口相连，所述高温介质蓄冷换热器的出液口与所述第三节流阀的进液口相连。

作为优选，所述天然气调压站余压综合利用系统还包括流量调节阀，所述原动机的出气口通过所述流量调节阀与所述第一冷凝器的天然气端进气口相连；所述第一冷凝器的天然气端出气口通过所述流量调节阀与所述温度调节器的进气口相连。

作为优选，所述天然气调压站余压综合利用系统还包括流量调节阀，所述第二冷凝器的第一制冷剂出液口通过所述流量调节阀与所述冷库蓄冷换热器的进液口相连，所述第二冷凝器的第一制冷剂出液口通过所述流量调节阀与所述第二节流阀的进液口相连。

进一步的，所述第二蒸发器的出气口通过所述流量调节阀与所述第二压缩机的进气口相连。

作为优选，所述天然气调压站余压综合利用系统还包括流量调节阀，所述第一冷凝器的天然气端出气口通过所述流量调节阀与所述预冷器的进气口相连；所述预冷器的出气口通过所述流量调节阀与所述温度调节器的进气口相连。

更为优选的，所述天然气调压站余压综合利用系统还包括流量调节阀，上游高压天然气管道的出口与所述原动机的进气口相连；所述原动机的出气口通过所述流量调节阀与所述第一冷凝器的天然气端进气口相连，所述第一冷凝器的天然气端出气口通过所述流量调节阀与所述温度调节器的进气口相连，所述温度调节器的出气口通过所述流量调节阀与下游中低压燃气管道的进气口相连。

作为优选，所述天然气调压站余压综合利用系统还包括流量调节阀，所述第三冷凝器的第一制冷剂出液口通过所述流量调节阀与所述高温介质蓄冷换热器的进液口相连；所述第三冷凝器的第一制冷剂出液口通过所述流量调节阀与所述第三节流阀的进液口相连。

进一步的，所述第三蒸发器的出气口通过所述流量调节阀与所述第三压缩机的进气口相连。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请设计了一种天然气调压站余压综合利用系统，同时启动天然气调压装置、发电装置和冷库制冷装置。使用时，高压的天然气从上游高压天然气管道的出口进入本申请实施例的装置中，高压的天然气经过原动机，原动机利用天然气调压过程中产生的压差驱动发电机发电；同时，高压的天然气经过原动机的膨胀作用后，高压的天然气的压力降低，高压的天然气的压力降低后其温度也一同降低，与此同时，第一冷凝器、第一压缩机、第一节流阀和第一蒸发器组成电压缩制冷循环，高压的天然气通过原动机后进入第一冷凝器，高压的天然气调压后其温度降低，相对低温的天然气进入第一冷凝器，第一压缩机吸入从第一蒸发器出来的压力较低的工质蒸汽，并使之压力升高后输送到第一冷凝器中，在第一冷凝器中，冷凝成压力较高的工质液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，输送进第一蒸发器中，在第一蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，而降低冷库库房的温度，然后压力较低的蒸汽被吸入第一压缩机中形成制冷循环；因此，相对低温的天然气和相对高温的工质蒸汽在第一冷凝器中发生热交换，该过程提高了天然气的温度，冷凝降低了工质蒸汽的温度，从而利用了上游高压天然气在调压时产生的余冷，为冷库库房制冷；由于天然气流量会发生波动，导致为冷库库房提供冷源的天然气调压的余冷也会发生波动(即天然气调压的余冷不能稳定输出)，当上游高压的天然气流量发生波动而流量减少时，启动冷库补充制冷装置，冷库补充制冷装置可以现有常用的蒸汽压缩式制冷装置或具有类似作用的制冷装置，本申请利用外部的常用的制冷装置，为冷库库房提供稳定的制冷效果；若上游高压的天然气流量没有出现波动情况，则无需启动冷库补充制冷装置，直接利用上游高压的天然气调压产生的余冷对冷库库房进行制冷降温。因此，本申请的天然气调压站余压综合利用系统除了能利用天然气调压过程中产生的压差发电外，还利用了天然气调压过程中产生的余冷使得冷库库房降温。

附图说明

图1为本申请实施例中提供的第一种天然气调压站余压综合利用系统的结构图；

图2为本申请实施例中提供的第二种天然气调压站余压综合利用系统的结构图；

图3为本申请实施例中提供的第三种天然气调压站余压综合利用系统的结构图；

图4为本申请实施例中提供的第四种天然气调压站余压综合利用系统的结构图；

图5为本申请实施例中提供的第五种天然气调压站余压综合利用系统的结构图；

图6为图1-5中流量调节阀的标记。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

应理解，本申请应用于天然气调压站的余压利用，请参阅图1，图1为本申请实施例中提供的第一种天然气调压站余压综合利用系统的结构图，如图1 所示，图1中包括天然气调压装置、发电装置和冷库制冷装置；天然气调压装置包括原动机2、第一冷凝器3和温度调节器6；上游高压天然气管道的出口A与原动机2的进气口相连；原动机2的出气口与第一冷凝器3的天然气端进气口相连，第一冷凝器3的天然气端出气口与温度调节器6的进气口相连，温度调节器6的出气口与下游中低压燃气管道的进气口B相连；发电装置包括发电机1，原动机2与发电机1同轴相连，发电机1与外部电网连接；冷库制冷装置包括第一压缩机19、第一节流阀22、冷库库房Y和冷库补充制冷装置X；冷库库房Y内设有第一蒸发器21和第二蒸发器20；第一压缩机 19的出气口与第一冷凝器3的制冷剂进气口相连，第一冷凝器3的制冷剂出液口与第一节流阀22的进液口相连，第一节流阀22的出液口与第一蒸发器 21的进液口相连，第一蒸发器21的出气口与第一压缩机19的进气口相连，冷库补充制冷装置X的第二节流阀的出液口与第二蒸发器20的进液口相连，第二蒸发器20的出气口与冷库补充制冷装置X的第二压缩机的进气口相连，冷库补充制冷装置X通过第二蒸发器20对冷库库房Y进行降温。

本申请设计了一种天然气调压站余压综合利用系统，同时启动天然气调压装置、发电装置和冷库制冷装置。使用时，高压的天然气从上游高压天然气管道的出口A进入本申请实施例的装置中，高压的天然气经过原动机2，原动机2利用天然气调压过程中产生的压差驱动发电机1发电；同时，高压的天然气经过原动机2的膨胀作用后，高压的天然气的温度及压力均降低，高压的天然气的压力降低后其温度也一同降低，与此同时，第一冷凝器3、第一压缩机19、第一节流阀22和第一蒸发器21组成电压缩制冷循环，高压的天然气通过原动机2后在进入第一冷凝器3，高压的天然气调压后其温度降低，相对低温的天然气进入第一冷凝器3，第一压缩机19吸入从第一蒸发器21出来的压力较低的工质蒸汽，并使之压力升高后输送到第一冷凝器3中，在第一冷凝器3中，冷凝成压力较高的工质液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，输送进第一蒸发器21中，在第一蒸发器21中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，而降低冷库库房Y的温度，然后压力较低的蒸汽被吸入第一压缩机19中形成制冷循环；因此，相对低温的天然气和相对高温的工质蒸汽在第一冷凝器3中发生热交换，该过程提高了天然气的温度，冷凝降低了工质蒸汽的温度，从而利用了上游高压天然气在调压时产生的余冷，为冷库库房Y制冷；由于天然气流量会发生波动，导致为冷库库房Y提供冷源的天然气调压的余冷也会发生波动(即天然气调压的余冷不能稳定输出)，但上游高压的天然气流量发生波动而减少时，启动冷库补充制冷装置，冷库补充制冷装置可以现有常用的蒸汽压缩式制冷装置或具有类似作用的制冷装置，本申请利用外部的常用的制冷装置，为冷库库房Y提供稳定的制冷效果；若上游高压的天然气流量没有出现波动情况，则无需启动冷库补充制冷装置，直接利用上游高压的天然气调压产生的余冷对冷库库房Y进行制冷降温。因此，本申请的天然气调压站余压综合利用系统除了能利用天然气调压过程中产生的压差发电外，还利用了天然气调压过程中产生的余冷使得冷库库房Y 降温。

需要说明的是，天然气调压装置和冷库制冷装置可以通过外部供电系统为其供电，也可以通过本申请的发电装置为其供电。

为了便于理解，请参阅图2，图2为本申请实施例中提供的第二种天然气调压站余压综合利用系统的结构图，如图2所示，冷库补充制冷装置X包括第二压缩机17、第二节流阀14、第二冷凝器15、泵A 16和冷却塔A 18；第二压缩机17的出气口与第二冷凝器15的制冷剂进气口相连，第二冷凝器15 的第一制冷剂出液口与第二节流阀14的进液口相连，第二节流阀14的出液口与第二蒸发器20的进液口相连，第二蒸发器20的出气口与第二压缩机17 的进气口相连，冷却塔A18的出液口与第二冷凝器15的制冷剂进液口相连，第二冷凝器15的第二制冷剂出液口通过泵A16与冷却塔A18进液口相连。本申请实施例具体限定了冷库补充制冷装置的结构，主要是采用蒸汽压缩式制冷装置，还对第二冷凝器15设有冷却塔进行物理降温，外部供电系统对第二压缩机17供电，第二蒸发器20、第二压缩机17、第二节流阀14和第二冷凝器15形成组成电压缩制冷循环，其工作原理与第一冷凝器3、第一压缩机 19、第一节流阀22和第一蒸发器21形成的电压缩制冷循环相类似，而本实施例，对第二冷凝器15额外设有泵A 16和冷却塔A 18，利用冷却塔对冷却介质的快速冷却作用，将冷却介质通过泵A16泵进第二冷凝器15中，使得冷却介质可以在第二冷凝器15中进行热交换，使第二冷凝器15的冷凝效果更佳。

为了便于理解，请参阅图3，图3为本申请实施例中提供的第三种天然气调压站余压综合利用系统的结构图，如图3所示，本实施例还包括蓄冷调峰装置，蓄冷调峰装置包括过冷器A23、泵B24、蓄冷器A25、冷库蓄冷换热器 26；蓄冷器A25的内部填充蓄冷剂；上游高压天然气管道的出口A与原动机 2的进气口相连；原动机2的出气口与第一冷凝器3的天然气端进气口相连，第一冷凝器3的天然气端出气口与过冷器A23的进气口相连，过冷器A23的出气口与温度调节器6的进气口相连，温度调节器6的出气口与下游中低压燃气管道的进气口B相连；过冷器A23的出液口与蓄冷器A25的进液口相连，蓄冷器A25的出液口与泵B24的进液口相连，泵B24的出液口与过冷器A23 的进液口相连；冷库蓄冷换热器26设置在蓄冷器A25的内部，第二冷凝器 15的第一制冷剂出液口与冷库蓄冷换热器26的进液口相连，冷库蓄冷换热器 26的出液口与第二节流阀14的进液口相连。本实施例的蓄冷调峰装置的运行可以由流量调节阀控制。由于上游高压天然气的流量波动，导致余冷利用系统提供给冷库库房Y的冷量也会产生波动。当天然气流量过大时，天然气调压过程产生的冷能无法被第一冷凝器3完全利用。本蓄冷调峰装置用于继续利用该冷能。通过泵B24的作用，将置于蓄冷器A25中的蓄冷剂输进第一冷凝器3中，使得的相对高温的蓄冷剂与相对低温的天然气在第一冷凝器3内进行换热，使蓄冷剂的温度降低，并回到蓄冷器A25中储存。天然气流量不足时，冷库补充制冷装置启用，将第二冷凝器15中的制冷剂输进冷库蓄冷换热器26中，制冷剂可以通过冷库蓄冷换热器26与蓄冷器中的蓄冷剂进行热换热，因此节流后相同质量流量制冷剂所能提供的冷量将比未经过冷库蓄冷换热器26的多，其所能额外提供的冷量与冷库补充制冷装置的制冷剂的温度有关。

为了便于理解，请参阅图4，图4为本申请实施例中提供的第四种天然气调压站余压综合利用系统的结构图，如图4所示，本实施例还包括预冷器5 和高温介质制冷装置；上游高压天然气管道的出口A与原动机2的进气口相连；原动机2的出气口与第一冷凝器3的天然气端进气口相连，第一冷凝器3 的天然气端出气口与预冷器5的天然气端进气口连接，预冷器5的天然气端出气口与温度调节器6的进气口连接，温度调节器6的出气口与下游中低压燃气管道的进气口B连接；高温介质制冷装置包括高温介质管道、介质容器 Z和泵C7；高温介质管道与泵C7的进水口相连，泵C7的出水口与预冷器5 的进水口相连，预冷器5的出水口与介质容器Z相连。通过泵C7将高温介质从高温介质管道泵进预冷器5中，相对高温的高温介质与相对低温的天然气在预冷器5发生热交换，高温介质变成低温介质输送到介质容器Z中。

具体的，介质容器Z的出水口还连接介质容器出水管道和流量调节阀，介质容器出水管道与流量调节阀连接，将相对高温的介质通过预冷器的相对高温的天然气进行热交换后，相对高温的介质的温度降低变成低温的介质，将经过预冷器进行热交换的低温的介质输送到介质容器中，介质容器出水管道可以输出低温的介质，低温的介质具有降温或冷却等多种用途。

具体的，高温介质管道可以连通可调节温度的介质，介质容器中含有可调节温度的介质，介质可以为水或其他可以调节温度的介质，例如，可调节温度的介质可以为空调冷冻回水或其他高温介质，介质容器为空调水箱；空调冷冻回水的温度高于预冷器中的天然气的温度，因此，空调冷冻回水与预冷器中的天然气可以发生热交换，相对高温的空调冷冻回水将热量传递到相对低温的预冷器中的天然气，最终，相对高温的空调冷冻回水的温度降低，温度降低的空调冷冻回水通入空调水箱中，高温介质制冷装置还可以与高温介质补充制冷装置联合，使得高温介质补充制冷装置对高温介质制冷装置补充制冷。

为了便于理解，请参阅图5，图5为本申请实施例中提供的第五种天然气调压站余压综合利用系统的结构图，如图5所示，本实施例还包括高温介质补充制冷装置，高温介质补充制冷装置包括第三蒸发器8、第三压缩机9、第三节流阀13、第三冷凝器12、泵D11和冷却塔B10；第三蒸发器8设置在介质容器Z的内部，以便第三蒸发器8对介质容器Z的介质进行制冷；第三压缩机9的出气口与第三冷凝器12的制冷剂进气口相连，第三冷凝器12的第一制冷剂出液口与第三节流阀13的进液口相连，第三节流阀13的出液口与第三蒸发器8的进液口相连，第三蒸发器8的出气口与第三压缩机9的进气口相连，冷却塔B10的出液口与第三冷凝器12的制冷剂进液口相连，第三冷凝器12的第二制冷剂出液口通过泵D11与冷却塔B10进液口相连。本实施例的高温介质补充制冷装置的工作原理与冷库补充制冷装置X相类似，外部供电系统为第三压缩机9供电，第三蒸发器8、第三压缩机9、第三节流阀13 和第三冷凝器12形成电压缩制冷循环，第三压缩机9吸入第三蒸发器8出来的压力较低的工质蒸汽，并使之压力升高后输送到第三冷凝器12中，在第三冷凝器12中，冷凝成压力较高的工质液体，经第三节流阀13节流后，成为压力较低的液体后，输送进第三蒸发器8中，在第三蒸发器8中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，而降低介质容器Z的温度，从而降低介质容器Z内的介质，然后压力较低的蒸汽被吸入第三压缩机9中形成制冷循环。

进一步的，本实施例还包括蓄冷调峰装置，蓄冷调峰装置包括过冷器B、泵E、蓄冷器B、高温介质蓄冷换热器27；蓄冷器B的内部填充蓄冷剂；上游高压天然气管道的出口A与原动机2的进气口相连；原动机2的出气口与第一冷凝器3的天然气端进气口相连，第一冷凝器3的天然气端出气口与过冷器B的进气口相连，过冷器B的出气口与温度调节器6的进气口相连，温度调节器6的出气口与下游中低压燃气管道的进气口B相连；过冷器B的出液口与蓄冷器B的进液口相连，蓄冷器B的出液口与泵E的进液口相连，泵 E的出液口与过冷器B的进液口相连；高温介质蓄冷换热器27设置在蓄冷器 B的内部，第三冷凝器12的第一制冷剂出液口与高温介质蓄冷换热器27的进液口相连，高温介质蓄冷换热器27的出液口与第三节流阀13的进液口相连。

更进一步的，本实施例的蓄冷调峰装置可以蓄冷，蓄冷调峰装置可以将天然气调压的冷能通过蓄冷调峰装置将冷能储蓄在蓄冷调峰装置的蓄冷器中，然后分别对冷库补充制冷装置和高温介质补充制冷装置提供冷源，因此，本实施例的蓄冷调峰装置包括过冷器A23、泵B24、蓄冷器A25、冷库蓄冷换热器26和高温介质蓄冷换热器27；蓄冷器A25的内部填充蓄冷剂；上游高压天然气管道的出口A与原动机2的进气口相连；原动机2的出气口与第一冷凝器3的天然气端进气口相连，第一冷凝器3的天然气端出气口与过冷器 A23的进气口相连，过冷器A23的出气口与预冷器5的进气口连接，预冷器 5的出气口与温度调节器6的进气口相连，温度调节器6的出气口与下游中低压燃气管道的进气口B相连；过冷器A23的出液口与蓄冷器A25的进液口相连，蓄冷器A25的出液口与泵B24的进液口相连，泵B24的出液口与过冷器 A23的进液口相连；冷库蓄冷换热器26和高温介质蓄冷换热器27设置在蓄冷器A25的内部，第二冷凝器15的第一制冷剂出液口与冷库蓄冷换热器26 的进液口相连，冷库蓄冷换热器26的出液口与第二节流阀14的进液口相连；第三冷凝器12的第一制冷剂出液口与高温介质蓄冷换热器27的进液口相连，高温介质蓄冷换热器27的出液口与第三节流阀13的进液口相连。具体的，当天然气流量过大时，天然气调压过程产生的冷能无法被第一冷凝器3和预冷器5完全利用。本蓄冷调峰装置用于继续利用该冷能。通过泵E的作用，将置于蓄冷器B中的蓄冷剂输进过冷器A23中，使得的相对高温的蓄冷剂与相对低温的天然气在过冷器A23内进行换热，使蓄冷剂的温度降低，并回到蓄冷器A25中储存。天然气流量不足时，冷库补充制冷装置和高温介质补充制冷装置启用，将第二冷凝器15中的制冷剂输进冷库蓄冷换热器26中，制冷剂可以通过冷库蓄冷换热器26与蓄冷器中的蓄冷剂进行热换热，将第三冷凝器12中的制冷剂输进高温介质蓄冷换热器27中，制冷剂可以通过高温介质蓄冷换热器27与蓄冷器中的蓄冷剂进行热换热，因此，节流后相同质量流量制冷剂所能提供的冷量将比未经过高温介质蓄冷换热器27的多，其所能额外提供的冷量与冷库补充制冷装置和高温介质补充制冷装置的制冷剂的温度有关。本实施例的蓄冷调峰装置用于增强第三冷凝器12的冷凝效果。

温度调节器6、过冷器23、预冷器5可以为换热器，其热源可以是电加热，工业废热，热水等热源，高温天然气经过调压产生低温天然气，低温天然气经过温度调节器，可以与温度调节器的热源进行热交换，低温天然气经过过冷器，可以与过冷器的热源进行热交换，低温天然气经过预冷器，可以与预冷器的热源进行热交换。

进一步的，本实施例还包括流量调节阀4，图6均为流量调节阀；原动机 2的出气口通过流量调节阀与第一冷凝器3的天然气端进气口相连；第一冷凝器3的天然气端出气口通过流量调节阀与温度调节器6的进气口相连；第二冷凝器15的第一制冷剂出液口通过流量调节阀与冷库蓄冷换热器26的进液口相连，第二冷凝器15的第一制冷剂出液口通过流量调节阀与所述第二节流阀14的进液口相连；第一冷凝器3的天然气端出气口通过流量调节阀与预冷器5的进气口相连；预冷器5的出气口通过流量调节阀与温度调节器6的进气口相连；第三冷凝器12的第一制冷剂出液口通过流量调节阀与高温介质蓄冷换热器27的进液口相连；第三冷凝器12的第一制冷剂出液口通过流量调节阀与第三节流阀13的进液口相连。

进一步的，第二蒸发器20的出气口通过流量调节阀与第二压缩机17的进气口相连；第三蒸发器的8出气口通过流量调节阀与第三压缩机9的进气口相连。

天然气在通过原动机2作用后，可按实际需求，调节流量调节阀，控制天然气流向冷凝器、过冷器、预冷器或温度调节器6的流量；制冷剂或其他介质可按实际需要，调节流量调节阀，控制其流向节流阀、压缩机、泵、冷库蓄冷换热器、高温介质蓄冷换热器等的流量。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等 (如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或 c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种天然气调压站余压综合利用系统，其特征在于，包括：

天然气调压装置、发电装置和冷库制冷装置；

所述天然气调压装置包括原动机、第一冷凝器和温度调节器；

上游高压天然气管道的出口与所述原动机的进气口相连；所述原动机的出气口与所述第一冷凝器的天然气端进气口相连，所述第一冷凝器的天然气端出气口与所述温度调节器的进气口相连，所述温度调节器的出气口与下游中低压燃气管道的进气口相连；

所述发电装置包括发电机，所述原动机与所述发电机同轴相连，所述发电机与外部电网连接；

所述冷库制冷装置包括第一压缩机、第一节流阀、冷库库房和冷库补充制冷装置；所述冷库库房内设有第一蒸发器和第二蒸发器；

所述第一压缩机的出气口与所述第一冷凝器的制冷剂进气口相连，所述第一冷凝器的制冷剂出液口与所述第一节流阀的进液口相连，所述第一节流阀的出液口与所述第一蒸发器的进液口相连，所述第一蒸发器的出气口与所述第一压缩机的进气口相连，所述冷库补充制冷装置的第二节流阀的出液口与所述第二蒸发器的进液口相连，所述第二蒸发器的出气口与所述冷库补充制冷装置的第二压缩机的进气口相连，所述冷库补充制冷装置通过所述第二蒸发器对所述冷库库房进行降温。

2.根据权利要求1所述的天然气调压站余压综合利用系统，其特征在于，所述冷库补充制冷装置包括第二压缩机、第二节流阀、第二冷凝器、泵A和冷却塔A；

所述第二压缩机的出气口与所述第二冷凝器的制冷剂进气口相连，所述第二冷凝器的制冷剂出液口与所述第二节流阀的进液口相连，所述第二节流阀的出液口与所述第二蒸发器的进液口相连，所述第二蒸发器的出气口与所述第二压缩机的进气口相连，所述冷却塔A的出液口与所述第二冷凝器的冷却介质进液口相连，所述第二冷凝器的冷却介质进液口通过泵A与所述冷却塔A进液口相连。

3.根据权利要求2所述的天然气调压站余压综合利用系统，其特征在于，还包括蓄冷调峰装置，所述蓄冷调峰装置包括过冷器A、泵B、蓄冷器A、冷库蓄冷换热器；所述蓄冷器A的内部填充蓄冷剂；

上游高压天然气管道的出口与所述原动机的进气口相连；所述原动机的出气口与所述第一冷凝器的天然气端进气口相连，所述第一冷凝器的天然气端出气口与所述过冷器A的进气口相连，所述过冷器A的出气口与所述温度调节器的进气口相连，所述温度调节器的出气口与下游中低压燃气管道的进气口相连；所述过冷器A的出液口与所述蓄冷器A的进液口相连，所述蓄冷器A的出液口与所述泵B的进液口相连，所述泵B的出液口与所述过冷器A的进液口相连；所述冷库蓄冷换热器设置在所述蓄冷器A的内部，所述第二冷凝器的第一制冷剂出液口与所述冷库蓄冷换热器的进液口相连，所述冷库蓄冷换热器的出液口与所述第二节流阀的进液口相连。

4.根据权利要求1所述的天然气调压站余压综合利用系统，其特征在于，还包括预冷器和高温介质制冷装置；

上游高压天然气管道的出口与所述原动机的进气口相连；所述原动机的出气口与所述第一冷凝器的天然气端进气口相连，所述第一冷凝器的天然气端出气口与所述预冷器的天然气端进气口连接，所述预冷器的天然气端出气口与所述温度调节器的进气口连接，所述温度调节器的出气口与下游中低压燃气管道的进气口连接；

所述高温介质制冷装置包括预冷器、高温介质管道、介质容器和泵C；所述高温介质管道与所述泵C的进水口相连，所述泵C的出水口与所述预冷器的进水口相连，所述预冷器的出水口与所述介质容器相连。

5.根据权利要求4所述的天然气调压站余压综合利用系统，其特征在于，还包括高温介质补充制冷装置，所述高温介质补充制冷装置包括第三蒸发器、第三压缩机、第三节流阀、第三冷凝器、泵D和冷却塔B；

所述第三蒸发器设置在所述介质容器的内部，以便所述第三蒸发器对所述介质容器的介质进行制冷；所述第三压缩机的出气口与所述第三冷凝器的制冷剂进气口相连，所述第三冷凝器的第一制冷剂出液口与所述第三节流阀的进液口相连，所述第三节流阀的出液口与所述第三蒸发器的进液口相连，所述第三蒸发器的出气口与所述第三压缩机的进气口相连，所述冷却塔B的出液口与所述第三冷凝器的冷却介质进液口相连，所述第三冷凝器的冷却介质出液口通过泵D与所述冷却塔B进液口相连。

6.根据权利要求5所述的天然气调压站余压综合利用系统，其特征在于，还包括蓄冷调峰装置，所述蓄冷调峰装置包括过冷器B、泵E、蓄冷器B、高温介质蓄冷换热器；所述蓄冷器B的内部填充蓄冷剂；

上游高压天然气管道的出口与所述原动机的进气口相连；所述原动机的出气口与所述第一冷凝器的天然气端进气口相连，所述第一冷凝器的天然气端出气口与所述过冷器B的进气口相连，所述过冷器B的出气口与所述预冷器进气口相连，所述预冷器出气口与所述温度调节器进气口相连，所述温度调节器的出气口与下游中低压燃气管道的进气口相连；所述过冷器B的出液口与所述蓄冷器B的进液口相连，所述蓄冷器B的出液口与所述泵E的进液口相连，所述泵E的出液口与所述过冷器B的进液口相连；所述高温介质蓄冷换热器设置在所述蓄冷器B的内部，所述第三冷凝器的第一制冷剂出液口与所述高温介质蓄冷换热器的进液口相连，所述高温介质蓄冷换热器的出液口与所述第三节流阀的进液口相连。

7.根据权利要求1所述的天然气调压站余压综合利用系统，其特征在于，还包括流量调节阀，所述原动机的出气口通过所述流量调节阀与所述第一冷凝器的天然气端进气口相连；所述第一冷凝器的天然气端出气口通过所述流量调节阀与所述温度调节器的进气口相连。

8.根据权利要求3所述的天然气调压站余压综合利用系统，其特征在于，还包括流量调节阀，所述第二冷凝器的第一制冷剂出液口通过所述流量调节阀与所述冷库蓄冷换热器的进液口相连，所述第二冷凝器的第一制冷剂出液口通过所述流量调节阀与所述第二节流阀的进液口相连。

9.根据权利要求4所述的天然气调压站余压综合利用系统，其特征在于，还包括流量调节阀，所述第一冷凝器的天然气端出气口通过所述流量调节阀与所述预冷器的进气口相连；所述预冷器的出气口通过所述流量调节阀与所述温度调节器的进气口相连。

10.根据权利要求6所述的天然气调压站余压综合利用系统，其特征在于，还包括流量调节阀，所述第三冷凝器的第一制冷剂出液口通过所述流量调节阀与所述高温介质蓄冷换热器的进液口相连；所述第三冷凝器的第一制冷剂出液口通过所述流量调节阀与所述第三节流阀的进液口相连。

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