CN211120163U - 一种lng冷能回收制冰系统 - Google Patents

Abstract

本专利涉及一种LNG冷能回收制冰的系统，包括：LNG储液罐、流量计、第一调节阀、第三调节阀、第二调节阀、第二流量计、气化器、第五调节阀、用户气网、载冷剂换热器、第四调节阀、第三流量计、载冷剂循环泵、压力计、安全阀、载冷剂储罐、制冰机、管路；此设计回收利用了LNG蕴藏的冷能，解决了LNG供气站具有不稳定，间歇性的特点，避免了高峰时期LNG气化带来巨大冷量使载冷剂冷冻凝固的情况，也解决了用气低谷阶段，冷量不足的情况下可以利用贮藏的冷能制冰的问题。满足了不同的工作状态，在LNG冷能回收领域有特殊的和重要的作用。

Description

一种LNG冷能回收制冰系统

技术领域

本实用新型LNG冷能制冷系统装置，尤其涉及一种LNG冷能回收制冰系统。

背景技术

现液化天然气(LNG)是将天然气液化处理后储存温度110K左右，压力0.1Mpa下，其主要成分是甲烷。由于其体积只有气态时的1/600，因而LNG是一种高效的天然气储存和运输方式。LNG在供应给天然气管网之前需要将其气化复温至-20～40摄氏度，LNG气化时可释放的冷量约为870KJ/kg，由于其储存温度很低，其冷能具有很高的品味。如果能够充分利用LNG气化时的冷能，可以节约资源，保护环境，极大的避免了能源的浪费。

LNG冷能回收系统，LNG储存在-160℃的储液罐中。在进入用户管网之前必须将LNG汽化复温至常温状态下，LNG汽化时产生大量的冷量。通常情况下，制冰机的载冷剂温度在-10～-18℃左右，因此LNG汽化冷量用来制冰是完全足够的。目前已经申请的专利是将LNG汽化产生的冷量粗犷的应用于制冷或者制冰，而针对实际使用中复杂的工况并没有针对性地设计出相应的解决方案，换言之，目前绝大多数专利仅停留在理论阶段，并不适用于实际使用中。

如能设计出一套针对LNG冷量回收利用的系统，满足实际使用时的各种不同工况，则不仅能节约大量能源，还能有助于保护环境，降低污染，符合当前能源危机的迫切需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种即能满足实际使用时的各种不同工况，又能节约大量能源，还能有助于保护环境，降低污染LNG冷能回收制冰系统。包括如下内容：

一种LNG冷能回收制冰系统，包括：LNG储液罐、流量计、循环泵、第一调节阀、第三调节阀、第二调节阀、第二流量计、气化器、第五调节阀、用户气网、载冷剂换热器、第四调节阀、第三流量计、循环泵、压力计、安全阀、载冷剂储罐、制冰机、真空管路。

所述第一调节阀进口连接LNG储液罐与循环泵，出口连接两个支路。通过采集第一流量计的流量数据来调节第二调节阀的工作状态，可以在用气高峰打开第二调节阀，使部分LNG直接与气化器换热，进入到工作温度，然后输送给用户。这样避免了高峰期所有LNG都与载冷剂换热，造成载冷剂温度过低而凝固的情况。在LNG储罐与载冷剂换热器之间的管路采用真空管路，目的是减少漏热。

所述第三调节阀进口与第一调节阀所在的主管路相连，出口连接载冷剂换热器的第一入口。在此旁路还连接有第二流量计用于测量此路的LNG流量。LNG在载冷剂换热器与载冷剂换热以后，载冷剂吸收LNG所蕴含的冷能，在循环泵的作用下，储存在载冷剂储罐，可在LNG用气低谷冷量不足时提供冷量来进行制冰。

所述第四调节阀进口与载冷剂储罐和循环泵相连，出口连接载冷剂换热器的第二出口。第三流量计测量此支路中的载冷剂流量，通过与第二流量计测量出的LNG流量相互配合，可以调控载冷剂的温度，以控制制冰机的制冰量。

所述调节阀位于LNG储液罐后，系统中出现LNG泄露时马上关闭调节阀，保证安全性。

优选地，所述LNG储罐与载冷剂换热器之间采用真空绝热管，减少了大量漏热，减少之后和载冷剂换热制冰所需冷量的损失。真空管也可以替换成别的保温效果良好的管路。

优选地，所述LNG储罐流出的LNG可分为两条通路，LNG储罐通过循环泵加压送入主管道的LNG通过第一调节阀后，可分为两个通路，第一通路通过第二调节阀后与气化器连接，随后通过第五调节阀进入用户管网。第二通路通过第三调节阀后与载冷剂换热器相连，与载冷剂换热后，进入气化器，升温后同样通过第五调节阀进入用户管网。此设计可以避免LNG高峰使用期，第二通路与载冷剂换热时的冷量过大，造成载冷剂在换热器中凝固。通过流量计测量出的主管路LNG流量可以判断是否需要开启第一通路。

优选地，所述循环泵位于载冷剂进液管路上，为载冷剂循环提供动力。循环泵的位置包括但不限于载冷剂进液管路上，也可以是系统载冷剂循环的任一位置。

优选地，所述第二通路上连接有第三调节阀，第二流量计，所载的LNG通过载冷剂换热器与载冷剂换热之后，再经过气化器处理后流向用户管网。与载冷剂换热器第二入口，出口相连的载冷剂循环制冰支路上连接有第三流量计，第四调节阀。通过第三调节阀与第四调节阀可以调节LNG与载冷剂的流量，进而调节载冷剂的温度与制冰效率。

所述载冷剂储罐连接压力计、安全阀。载冷剂储罐的压力实时被测量，如果罐内压力超过安全值，则可以手动或者自动打开安全阀进行泄压。

所述载冷剂循环制冰支路，所用载冷剂为乙二醇水溶液(浓度为55％)其凝固点为-41.1℃，而且可根据实际需要更换载冷剂。

所述载冷剂循环制冰支路，连接有载冷剂储罐，此装置可以蓄积冷量，在LNG用气低谷时间段，可以利用载冷剂储罐里蓄积的冷量进行制冰。

本技术方案相对于现有技术具有以下优点：

利用LNG汽化产生的冷量，与载冷剂进行了换热，冷量得到了回收利用，节约了能量，同时充分考虑实际使用情况，实现多种工作模式，满足了用气低谷时段冷量不足时的制冰需求，同时也克服了用气高峰时段冷量过大容易使载冷剂凝固的问题，而且通过2个流量计相互配合，可以满足不同的制冰效率，整个系统设备简单，便于维护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型专利一种LNG冷能回收制冰系统的工作原理图。

图中标号对应的装置名称如下，LNG储液罐(1)、流量计(2)、第一调节阀(3)、第三调节阀(4)、第二调节阀(5)、第二流量计(6)、气化器(7)、第五调节阀(8)、用户气网(9)、载冷剂换热器(10)、第四调节阀(11)、第三流量计(12)、循环泵(13)、压力计(14)、安全阀(15)、载冷剂储罐(16)、制冰机(17)、真空管路(18)

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例：

如图1所示，本实用新型提供了一种LNG冷能回收制冰系统，包括：LNG储液罐(1)、流量计(2)、第一调节阀(3)、第三调节阀(4)、第二调节阀(5)、第二流量计(6)、气化器(7)、第五调节阀(8)、用户气网(9)、载冷剂换热器(10)、第四调节阀(11)、第三流量计(12)、循环泵(13)、压力计(14)、安全阀(15)、载冷剂储罐(16)、制冰机(17)、真空管路(18)。

第一调节阀(3)进口连接LNG储液罐(1)，出口连接两个支路。通过采集第一流量计(2)的流量数据来调节第二调节阀(5)的工作状态，可以在用气高峰打开第二调节阀(5)，使部分LNG直接与气化器(7)换热，进入到工作温度，然后输送给用户(9)。这样避免了高峰期所有LNG都与载冷剂换热，造成载冷剂温度过低而凝固的情况。在LNG储罐与载冷剂换热器(10)之间的管路采用真空管路(18)，目的是减少漏热。

第三调节阀(4)进口与第一调节阀(3)所在的主管路相连，出口连接载冷剂换热器(10)的第一入口。在此旁路还连接有第二流量计(6)用于测量此路的LNG流量。LNG在载冷剂换热器(10)与载冷剂换热以后，通过载冷剂换热器(10)的第一出口流出，然后进入气化器(7)，经过气化，最终输送给用户(9)。LNG在载冷剂换热器(10)与载冷剂换热以后，载冷剂吸收LNG所蕴含的冷能，在循环泵(13)的作用下，储存在载冷剂储罐(16)，可在LNG用气低谷冷量不足时提供冷量来进行制冰。

第四调节阀(11)进口与载冷剂储罐(16)和循环泵(13)相连，出口连接载冷剂换热器的第二出口。第三流量计(12)测量此支路中的载冷剂流量，通过与第二流量计(6)测量出的LNG流量相互配合，可以调控载冷剂的温度，以控制制冰机的制冰量。

调节阀(3)位于LNG储液罐(1)后，系统中出现LNG泄露时马上关闭调节阀，保证安全性。LNG储罐(1)与载冷剂换热器(10)之间采用真空绝热管(18)，减少了大量漏热，减少之后和载冷剂换热制冰所需冷量的损失。真空管也可以替换成别的保温效果良好的管路。载冷剂储罐(16)上安装有压力计(14)和安全阀(15)，如果压力计检测到罐内压力超过临界值，则会手动或者自动打开安全阀。LNG储罐(1)流出的LNG可分为两条通路，LNG储罐(1)送入主管道的LNG通过第一调节阀(3)后，可分为两个通路，第一通路通过第二调节阀(5)后与气化器(7)连接，随后通过第五调节阀(8)进入用户管网。第二通路通过第三调节阀(4)后与载冷剂换热器(10)相连，与载冷剂换热后，进入气化器(7)，升温后同样通过第五调节阀(8)进入用户管网。此设计可以避免LNG高峰使用期，第二通路与载冷剂换热时的冷量过大，造成载冷剂在换热器中凝固。通过流量计(2)测量出的主管路LNG流量可以判断是否需要开启第一通路。循环泵(13)位于载冷剂进液管路上，为载冷剂循环提供动力。循环泵的位置包括但不限于载冷剂进液管路上，也可以是系统载冷剂循环的任一位置。第二通路上连接有第三调节阀(4)，第二流量计(6)，所载的LNG通过载冷剂换热器(10)与载冷剂换热之后，再经过气化器(7)处理后流向用户管网(9)。与载冷剂换热器第二入口，出口相连的载冷剂循环制冰支路上连接有第三流量计(12)，第四调节阀(11)。通过第三调节阀(4)与第四调节阀(11)可以调节LNG与载冷剂的流量，进而调节载冷剂的温度与制冰效率。载冷剂储罐(16)连接压力计(14)、安全阀(15)。载冷剂储罐(16)的压力实时被测量，如果罐内压力超过安全值，则可以手动或者自动打开安全阀进行泄压。

载冷剂循环制冰支路，所用载冷剂为乙二醇水溶液(浓度为55％)其凝固点为-41.1℃，而且可根据实际需要更换载冷剂。载冷剂循环制冰支路，连接有载冷剂储罐(16)，此装置可以蓄积冷量，在LNG用气低谷时间段，可以利用载冷剂储罐(16)里蓄积的冷量进行制冰。

本专利提供的系统，回收利用了LNG蕴藏的冷能，解决了LNG供气站具有不稳定，间歇性的特点，避免了高峰时期LNG气化带来巨大冷量使载冷剂冷冻凝固的情况，也解决了用气低谷阶段，冷量不足的情况下可以利用贮藏的冷能制冰的问题。满足了不同的工作状态，在LNG冷能回收领域有特殊的和重要的作用。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种LNG冷能回收制冰系统，其特征在于：所述的LNG冷能回收制冰系统包括：LNG储液罐(1)、流量计(2)、第一调节阀(3)、第三调节阀(4)、第二调节阀(5)、第二流量计(6)、气化器(7)、第五调节阀(8)、用户气网(9)、载冷剂换热器(10)、第四调节阀(11)、第三流量计(12)、循环泵(13)、压力计(14)、安全阀(15)、载冷剂储罐(16)、制冰机(17)、真空管路(18)；

所述的第一调节阀(3)进口连接LNG储液罐(1)，出口连接两个支路，一个支路连接第二调节阀(5)进而连接到气化器(7)，然后连接通过第五调节阀(8)连接用户气网(9)；另一个支路与第三调节阀(4)相连，进而连接载冷剂换热器(10)的入口，在此支路上还连接有第二流量计(6)，循环泵(13)；

所述的第四调节阀(11)进口与载冷剂储罐(16)和循环泵(13)相连，出口连接载冷剂换热器的出口，第四调节阀(11)与循环泵(13)之间设有第三流量计(12)。

2.根据权利要求1所述的LNG冷能回收制冰系统，其特征在于：所述的LNG储液罐(1)与载冷剂换热器(10)之间采用真空绝热管。

3.根据权利要求1所述的LNG冷能回收制冰系统，其特征在于：从LNG储液罐(1)流出的LNG分为两条通路，第一通路通过第二调节阀(5)后与气化器(7)连接，随后通过第五调节阀(8)进入用户气网(9)；

第二通路通过第三调节阀(4)后与载冷剂换热器(10)相连，与载冷剂换热后，进入气化器(7)，升温后同样通过第五调节阀(8)进入用户气网(9)。

4.根据权利要求3所述的LNG冷能回收制冰系统，其特征在于：所述第二通路上连接有第三调节阀(4)，第二流量计(6)，所载的LNG通过载冷剂换热器(10)与载冷剂换热之后，再经过气化器(7)处理后流向用户气网(9)；与载冷剂换热器第二入口，出口相连的载冷剂循环制冰支路上连接有第三流量计(12)，第四调节阀(11)。

5.根据权利要求1所述的LNG冷能回收制冰系统，其特征在于：所述载冷剂储罐(16)连接压力计(14)、安全阀(15)，载冷剂储罐(16)的压力实时被测量。

6.根据权利要求1所述的LNG冷能回收制冰系统，其特征在于：所述循环泵(13)的设置位置包括但不限于载冷剂进液管路上，或者是系统载冷剂循环的任一位置。

7.根据权利要求4所述的LNG冷能回收制冰系统，其特征在于：所述载冷剂循环制冰支路，所用载冷剂为乙二醇水溶液。

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