CN217382506U - 一种fgss气化冷能回收利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种FGSS气化冷能回收利用系统，包括供气管路、气化器、滚筒制冰机、与滚筒制冰机相连的低温介质循环管路、海水管路，低温介质循环管路上设有用于驱动低温介质循环流动的循环泵，海水管路上设有海水泵并为滚筒制冰机提供海水；气化器上设有LNG入口、LNG出口、低温介质入口和低温介质出口，气化器通过低温介质入口和低温介质出口接入低温介质循环管路中，气化器通过LNG入口和LNG出口接入供气管路中，供气管路上设有低温泵，液化天然气通过气化器进行气化并与低温介质进行热交换。本实用新型利用FGSS供气系统中液化天然气(LNG)气化过程产生的冷能进行海水淡化，避免了冷能浪费，且降低了海水淡化时对船舶上电能的消耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及LNG能源领域，特别涉及一种船用LNG供气系统(FGSS)气化冷能回收利用系统。
背景技术
现有的一些船舶中，是利用LNG(液化天然气)作为船舶发动机动力能源。FGSS供气系统是一种为船舶发动机提供天然气能源的系统。FGSS供气系统是将LNG(液化天然气)储存在-161.5摄氏度左右的低温储存罐内，通过供气管道向船舶发动机供气的系统。在供气时，先要将液化天然气气化，使其转化成气态的天然气才能使用，天然气从液态转化成气态的过程中会吸收大量的热量，释放出大量的冷量，这部分能量我们称之为冷能，现有的FGSS供气系统中，无法有效地将这部分冷能利用起来，导致冷能浪费。
同时，船舶在远洋航行过程中，淡水是维持船上人员生存的必要物质，船舶上一般配备有海水淡化装置，但是海水淡化装置在运行时需要大量耗费船上的电能。
本实用新型的目的是解决传统的FGSS供气系统无法有效的将液化天然气气化过程中产生的冷能利用起来导致冷能浪费的问题，提供一种FGSS气化冷能回收利用系统，能够将FGSS供气系统在供气时产生的冷能应用于船舶上的海水淡化，既避免了冷能浪费，又节省了海水淡化时的电能消耗。
发明内容
本实用新型的目的是解决传统的FGSS供气系统无法有效的将液化天然气气化过程中产生的冷能利用起来导致冷能浪费的问题，提供一种FGSS气化冷能回收利用系统，能够将FGSS供气系统在供气时产生的冷能应用于船舶上的海水淡化，既避免了冷能浪费，又节省了海水淡化时的电能消耗。
本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：一种FGSS气化冷能回收利用系统，包括供气管路、气化器、滚筒制冰机、与滚筒制冰机相连的低温介质循环管路、海水管路，低温介质循环管路上设有用于驱动低温介质循环流动的循环泵，海水管路上设有海水泵并为滚筒制冰机提供海水；气化器上设有LNG入口、LNG出口、低温介质入口和低温介质出口，气化器通过低温介质入口和低温介质出口接入低温介质循环管路中，气化器通过LNG入口和LNG出口接入供气管路中，供气管路上设有低温泵，液化天然气通过气化器进行气化并与低温介质进行热交换。
作为优选，所述气化器内设有气化腔，气化腔中设有第二热交换管，第二热交换管的两端分别与低温介质入口和低温介质出口相连。
作为优选，还包括第一热交换器，第一热交换器上设有第一冷媒入口、第一冷媒出口、第一热媒入口、第二热媒出口，第一热交换器通过第一冷媒入口和第一冷媒出口接入供气管路中，第一热交换器通过第一热媒入口和第二热媒出口接入海水管路中；气化后的天然气和海水经过第一热交换器时，两者之间进行热交换。
作为优选，所述海水管路上设有融冰器，融冰器中设有第一热交换管，第一热交换管的两端接入海水管路中；滚筒制冰机制造的淡水冰块落入融冰器中，海水从第一热交换管中流过并与融冰器中的淡水冰块发生热交换；融冰器上设有淡水输出管。
作为优选，还包括第二热交换器，第二热交换器上设有第二冷媒入口、第二冷媒出口、第二热媒入口、第二热媒出口，第二热交换器通过第二冷媒入口、第二冷媒出口接入低温介质循环管路中，第二热交换器通过第二热媒入口、第二热媒出口接入海水管路中。
作为优选，所述滚筒制冰机包括海水容器和设置在海水容器上方的制冰滚筒，制冰滚筒内设有用于容纳低温介质的介质腔，制冰滚筒上设有输入口和输出口，制冰滚筒通过输入口和输出口接入低温介质循环管路中；海水管路与海水容器相连，制冰滚筒绕自身中轴线转动，制冰滚筒的一侧设有刮板，刮板的一侧与制冰滚筒的外表面接触，海水在制冰滚筒外表面冷冻凝结形成淡水冰块，刮板将制冰滚筒外表面上的淡水冰块刮下。
作为优选，所述低温介质循环管路上连接有低温介质膨胀箱。
本实用新型的有益效果是：本实用新型利用FGSS供气系统中液化天然气(LNG)气化过程产生的冷能进行海水淡化，避免了冷能浪费，且降低了海水淡化时对船舶上电能的消耗。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为滚筒制冰机的结构示意图。
图3为气化器的结构示意图。
图中：1、供气管路，4、低温介质循环管路，5、海水管路，11、低温泵，12、气化器，13、第一热交换器，14、海水泵、15、融冰器，16、第一热交换管，17、淡水输出管，18、第二热交换器，19、滚筒制冰机，20、循环泵，21、低温介质膨胀箱，22、海水容器，23、制冰滚筒，24、刮板，25、排出管，26、气化腔，27、第二热交换管。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
如图1-3所示，一种FGSS气化冷能回收利用系统，包括供气管路1、气化器12、滚筒制冰机19、与滚筒制冰机19相连的低温介质循环管路4、海水管路5，供气管路1的一端连接低温储存罐，供气管路1的另一端连接船舶的动力系统并为其供气。低温储存管中储存有液化天然气(LNG)。低温介质循环管路4上设有用于驱动低温介质循环流动的循环泵20和低温介质膨胀箱21。低温介质循环管路4内流淌有低温介质，通过循环泵20驱动低温介质在低温介质循环管路4中循环流动。本方案中，低温介质为水和乙二醇的混合物。海水管路5上设有海水泵14，通过海水管路5上的海水泵14抽取海水并向滚筒制冰机19输入海水。
其中，气化器12上设有LNG入口、LNG出口、低温介质入口和低温介质出口，气化器12通过低温介质入口和低温介质出口接入低温介质循环管路中，气化器12通过LNG入口和LNG出口接入供气管路1中，供气管路1上设有低温泵11。具体的，气化器12内设有气化腔26，气化腔26中设有第二热交换管27，第二热交换管27的两端分别与低温介质入口和低温介质出口相连。供气管路1中的液化天然气通过气化器12时，液化天然气会进入气化腔26中并气化，在气化过程中会吸收大量的热量，而低温介质循环管路4中的低温介质则会从第二热交换管中流过，在这过程中，液化天然气会与低温介质发生热交换，液化天然气发生气化并且温度上升，低温介质则与液化天然气发生热交换后温度下降，降低至-15℃左右。
筒制冰机19包括海水容器22和设置在海水容器22上方的制冰滚筒23，制冰滚筒23采用现有技术，制冰滚轮23可参见公开号为CN107662085A的发明专利，该发明专利的名称为制冰滚筒的制造方法及该制冰滚筒。制冰滚筒23连接电机，在电机的驱动下使其绕其自身中轴线旋转。制冰滚筒23内设有用于容纳低温介质的介质腔，制冰滚筒上设有输入口和输出口，制冰滚筒23通过输入口和输出口接入低温介质循环管路中。海水管路5与海水容器22相连，通过海水管路5向海水容器22中补充海水，海水容器22上还连接有排出管25。制冰滚筒23的一侧设有刮板24，刮板24倾斜设置，刮板24的一侧与制冰滚筒23的外表面接触。滚筒制冰机的工作原理如下：制冰滚筒23的外表面与海水容器22中的海水接触，低温介质通过制冰滚筒23上的输入口进入介质腔中，并从输出口流出，低温介质使得制冰滚筒23的外表面保持在于-15℃左右的温度，海水与制冰滚筒的接触后，其中的淡水会在制冰滚筒外表面冷冻凝结形成淡水冰块，随着制冰滚筒23的旋转，刮板24将制冰滚筒23外表面上的淡水冰块刮下，淡水冰块被刮下后，融化后便得到所需的淡水，海水容器22中剩余的浓海水通过排出管25排出。
进一步的，供气管路1和海水管路5之间设有第一热交换器13，其中，第一热交换器13上设有第一冷媒入口、第一冷媒出口、第一热媒入口、第二热媒出口，第一热交换器13通过第一冷媒入口和第一冷媒出口接入供气管路1中，第一热交换器13通过第一热媒入口和第二热媒出口接入海水管路5中。气化后温度较低的天然气和温度较高的海水经过第一热交换器时，两者之间进行热交换，天然气的温度被进一步提升，温度提升后的天然气随着供气管道1输入船舶的动力系统中，而海水则被一次预冷。
海水管路5上设有融冰器15，融冰器15为一能够容纳淡水冰块的容器，融冰器15中设有第一热交换管16，第一热交换管的两端接入海水管路5中。融冰器15设置于刮板24的下方，被刮板24刮下的淡水冰块会顺着刮板落入融冰器15中，海水则从第一热交换管16中流过，此时温度较高的海水与温度较低的淡水冰块发生热交换，淡水冰块被融化，而海水则被二次预冷，融化后的淡水冰块形成淡水，淡水通过淡水输出管17输出。
海水管路5与低温介质循环管路4之间设置有第二热交换器18，第二热交换器18上设有第二冷媒入口、第二冷媒出口、第二热媒入口、第二热媒出口，第二热交换器18通过第二冷媒入口、第二冷媒出口接入低温介质循环管路4中，第二热交换器18通过第二热媒入口、第二热媒出口接入海水管路5中。通过第二热交换器，使得温度较低的低温介质与温度较高的海水之间发生热交换，海水被进一步预冷，海水通过三次预冷后，海水温度得到了有效的降低，便于后续通过结冰的方式提取淡水。
本实用新型利用FGSS供气系统中液化天然气(LNG)气化过程产生的冷能进行海水淡化，避免了冷能浪费，且降低了海水淡化时对船舶上电能的消耗。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种FGSS气化冷能回收利用系统，其特征在于，包括供气管路、气化器、滚筒制冰机、与滚筒制冰机相连的低温介质循环管路、海水管路，低温介质循环管路上设有用于驱动低温介质循环流动的循环泵，海水管路上设有海水泵并为滚筒制冰机提供海水；气化器上设有LNG入口、LNG出口、低温介质入口和低温介质出口，气化器通过低温介质入口和低温介质出口接入低温介质循环管路中，气化器通过LNG入口和LNG出口接入供气管路中，供气管路上设有低温泵，液化天然气通过气化器进行气化并与低温介质进行热交换。
2.根据权利要求1所述的一种FGSS气化冷能回收利用系统，其特征在于，所述气化器内设有气化腔，气化腔中设有第二热交换管，第二热交换管的两端分别与低温介质入口和低温介质出口相连。
3.根据权利要求1所述的一种FGSS气化冷能回收利用系统，其特征在于，还包括第一热交换器，第一热交换器上设有第一冷媒入口、第一冷媒出口、第一热媒入口、第二热媒出口，第一热交换器通过第一冷媒入口和第一冷媒出口接入供气管路中，第一热交换器通过第一热媒入口和第二热媒出口接入海水管路中；气化后的天然气和海水经过第一热交换器时，两者之间进行热交换。
4.根据权利要求1所述的一种FGSS气化冷能回收利用系统，其特征在于，所述海水管路上设有融冰器，融冰器中设有第一热交换管，第一热交换管的两端接入海水管路中；滚筒制冰机制造的淡水冰块落入融冰器中，海水从第一热交换管中流过并与融冰器中的淡水冰块发生热交换；融冰器上设有淡水输出管。
5.根据权利要求1所述的一种FGSS气化冷能回收利用系统，其特征在于，还包括第二热交换器，第二热交换器上设有第二冷媒入口、第二冷媒出口、第二热媒入口、第二热媒出口，第二热交换器通过第二冷媒入口、第二冷媒出口接入低温介质循环管路中，第二热交换器通过第二热媒入口、第二热媒出口接入海水管路中。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种FGSS气化冷能回收利用系统，其特征在于，所述滚筒制冰机包括海水容器和设置在海水容器上方的制冰滚筒，制冰滚筒内设有用于容纳低温介质的介质腔，制冰滚筒上设有输入口和输出口，制冰滚筒通过输入口和输出口接入低温介质循环管路中；海水管路与海水容器相连，制冰滚筒绕自身中轴线转动，制冰滚筒的一侧设有刮板，刮板的一侧与制冰滚筒的外表面接触，海水在制冰滚筒外表面冷冻凝结形成淡水冰块，刮板将制冰滚筒外表面上的淡水冰块刮下。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种FGSS气化冷能回收利用系统，其特征在于，所述低温介质循环管路上连接有低温介质膨胀箱。
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