CN217423765U - 一种耦合液态空气储能的lng冷能梯级利用系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了本实用新型公开了一种耦合液态空气储能的LNG冷能梯级利用系统，包括液化空气子系统、液态空气发电子系统、ORC子系统和数据中心冷却子系统。本实用新型为了充分利用LNG冷能，采取了梯级利用的方式，将LNG高品位冷能用于液化空气或ORC，中品位冷能用于ORC，低品位冷能用于数据中心冷却。另外，在用电高峰期，液态空气发电子系统可以根据地区用电负荷灵活释能发电，缓解地区调峰压力并利用电价差套利。系统主要部件包括低温泵、压缩机组、换热器、膨胀机组、加热器和液态空气储罐。与常规LNG冷能利用系统相比，本实用新型能够高效回收LNG的冷能，提高了能源利用率，并且能够有效应对电网的负荷波动。

Description

一种耦合液态空气储能的LNG冷能梯级利用系统
技术领域
本实用新型涉及LNG冷能梯级利用领域，尤其涉及一种耦合液态空气储能的LNG冷能梯级利用系统。
背景技术
随着社会的发展和经济水平的提高，我国对液化天然气(Liquid Natural Gas，简称LNG)的需求量越来越大，2020年中国液化天然气进口量达到6713万吨。LNG从进口温度-162℃升温气化至常温时放出的冷量大约为830kJ/kg，以此计算，我国每年进口约145.32亿kW*h的冷能量，接近三峡电站设计年发电量(847亿kW*h)的1/5。
气化LNG的传统方法是通过海水气化器或空浴式气化器气化，冷能会随空气、海水流失，并对周围环境造成冷污染。如果冷能被合理回收利用，将会带来极大的环境效益和经济效益。
LNG冷能可以通过直接或间接的方式进行回收，直接利用的途径有：冷能发电、空气分离、海水淡化、轻烃分离等；间接利用的途径包括超低温破碎、低温医疗、污水处理等方面。
但单种LNG冷能利用方式对应的温度范围较窄，各个冷能利用工艺普遍存在温位匹配不合理、
Figure BDA0003554659520000011
损失大的问题。因此根据不同的温度范围匹配不同的冷能利用工艺，以提高能量利用率，近年来备受关注。
液化空气储能技术(LAES)因能量密度大、运行寿命长、不受严格地理限制等优点备受关注。但这项技术使用过程中压缩机部件的功耗较大，故循环效率较低，实用性不高。因此，可以尝试将合适的冷源引入LAES，降低压缩机进口空气的温度，从而减少压缩机的功耗，提升储能系统的循环效率，以缓解电网的调峰压力。综上所述，鉴于常规的LNG冷能利用方式能量利用率低、液化空气储能技术循环效率低的问题，有必要提供一种梯级利用LNG冷能、以提高能源利用率，且循环效率较高、能够用于电网调峰的系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耦合液态空气储能的LNG冷能梯级利用系统，包括液化空气子模块、液态空气发电子模块、ORC子模块和数据中心冷却子模块；
所述液化空气子模块包括LNG泵，所述的LNG泵连接换热器一冷侧管路入口，换热器一、压缩机一、换热器二、压缩机二、换热器三、压缩机三、换热器四依次连接；换热器四的冷侧管路出口与换热器五的冷侧管路入口连接，所述的压缩机一设置在换热器一和换热器二之间的热侧管路上，压缩机二设置在换热器二和换热器三之间的热侧管路上，压缩机三设置在换热器三和换热器四之间的热侧管路上；
所述液态空气发电子模块，包括液态空气储罐，液态空气储罐的入口与换热器一的热侧管路出口连接，液态空气储罐的出口与控制阀的入口连接，控制阀的出口与低温泵的入口连接，低温泵的出口与加热器一的入口连接，加热器一、空气膨胀机一、加热器二、空气膨胀机二、加热器三、空气膨胀机三、加热器四、空气膨胀机四依次连接，所述的空气膨胀机一、空气膨胀机二、空气膨胀机三、空气膨胀机四分别与电机连接；
所述ORC子模块，包括ORC1模块和ORC2模块；所述的ORC1模块包括换热器八，换热器八的冷侧管路入口与LNG泵连接，换热器八的冷侧管路的出口与所述的换热器五的冷侧管路入口连接；换热器八的热侧管路与工质泵的入口连接，工质泵的出口与加热器五的入口连接，加热器五的出口与膨胀机五入口连接，膨胀机五的出口与加热器六的入口连接，加热器六的出口与膨胀机六入口连接，膨胀机六出口与换热器八的热侧管路入口连接；所述的膨胀机五、膨胀机六分别与电机连接；
所述数据中心冷却子模块，包括换热器五，换热器五冷侧管路的出口与换热器七的冷侧入口连接，换热器七的冷侧出口与海水加热器连接；换热器五的热侧管路入口与膨胀机的出口连接，膨胀机的入口与加热器七出口连接，加热器七的入口与换热器六的热侧管路出口连接，换热器六的热侧管路入口与工质泵的出口连接，工质泵的入口与换热器五热侧管路的出口连接。
优选的，ORC1循环工质为乙烷，ORC2循环工质为丙烷，数据中心冷却的冷媒工质为丙烷。
优选的，所述的LNG泵的出口LNG压力为7Mpa～12Mpa，所述液态空气储罐进口空气压力为3.5MPa，所述液态空气发电子模块的低温泵出口液态空气压力为7Mpa～21Mpa。
本实用新型的有益效果是：(1)在本实用新型中，提供了一种耦合液态空气储能的LNG冷能梯级利用系统，它将LNG冷能与储能系统进行结合，可以有效应对电网的负荷波动，缓解电网调峰压力；
(2)在本实用新型中，引入了液化天然气冷能来降低常规液化空气储能系统的功耗，提高循环效率，增加储能系统的实用性；
(3)在本实用新型中，引入了ORC子系统和数据中心冷却子系统，回收液化天然气中低品位的冷能，提高了冷能利用率，并且减少了加热海水量，具有极佳的环境效益；
(4)在本实用新型中，系统利用每日的电价差进行套利，具有可观的经济效益。
附图说明
图1为一种耦合液态空气储能的LNG冷能梯级利用系统的原理示意图；
图2为在用电高峰期，本实用新型系统的释能过程示意图；
图3为在用电低谷期，本实用新型系统的储能过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，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，即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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述
如图1所示，.一种耦合液态空气储能的LNG冷能梯级利用系统，包括液化空气子模块、液态空气发电子模块、ORC子模块和数据中心冷却子模块；
所述液化空气子模块包括LNG泵1，所述的LNG泵1连接换热器一3冷侧管路入口，换热器一3、压缩机一7、换热器二4、压缩机二8、换热器三5、压缩机三9、换热器四6依次连接；换热器四6的冷侧管路出口与换热器五11的冷侧管路入口连接，所述的压缩机一7设置在换热器一3和换热器二4之间的热侧管路上，压缩机二8设置在换热器二4和换热器三5之间的热侧管路上，压缩机三9设置在换热器三5和换热器四6之间的热侧管路上；
所述的换热器一、换热器二、换热器三、换热器四、换热器五、换热器六、换热器七、八均包括冷侧管路和热侧管路。
所述液态空气发电子模块，包括液态空气储罐20，液态空气储罐20的入口与换热器一3的热侧管路出口连接，液态空气储罐20的出口与控制阀21的入口连接，控制阀21的出口与低温泵23的入口连接，低温泵23的出口与加热器一25的入口连接，加热器一25、空气膨胀机一29、加热器二26、空气膨胀机二30、加热器三27、空气膨胀机三31、加热器四28、空气膨胀机四32依次连接，所述的空气膨胀机一29、空气膨胀机二30、空气膨胀机三31、空气膨胀机四32分别与电机连接；
所述ORC子模块，包括ORC1模块和ORC2模块；所述的ORC1模块包括换热器八33，换热器八33的冷侧管路入口与LNG泵1连接，换热器八33的冷侧管路的出口与所述的换热器五(11)的冷侧管路入口连接；换热器八33的热侧管路与工质泵34的入口连接，工质泵34的出口与加热器五35的入口连接，加热器五35的出口与膨胀机五36入口连接，膨胀机五36的出口与加热器六37的入口连接，加热器六37的出口与膨胀机六38入口连接，膨胀机六38出口与换热器八33的热侧管路入口连接；所述的膨胀机五36、膨胀机六38分别与电机连接；
所述数据中心冷却子模块，包括换热器五11，换热器五11冷侧管路的出口与换热器七17的冷侧入口连接，换热器七17的冷侧出口与海水加热器18连接；换热器五11的热侧管路入口与膨胀机15的出口连接，膨胀机15的入口与加热器七14出口连接，加热器七14的入口与换热器六13的热侧管路出口连接，换热器六13的热侧管路入口与工质泵12的出口连接，工质泵12的入口与换热器五11热侧管路的出口连接。
ORC1循环工质为乙烷，ORC2循环工质为丙烷，数据中心冷却的冷媒工质为丙烷。
所述的LNG泵1的出口LNG压力为7Mpa～12Mpa，所述液态空气储罐进口空气压力为3.5MPa，所述液态空气发电子模块的低温泵23出口液态空气压力为7Mpa～21Mpa。
具体的，下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
本实用新型的一种耦合液态空气储能的LNG冷能梯级利用系统，流程如下：
在用电低谷期，所述系统运行储能模式，所述系统利用电网富余的电能驱动空气压缩机组，所述空气经带有级间冷却的三级压缩过程升压，同时LNG经所述LNG泵升压后，依次经过4个换热器回收压缩热，使压缩空气液化，此时101.325kpa、25℃的环境空气经过一系列压缩冷却后，以3.5MPa、-148℃的状态储存于液态空气储罐中。从所述换热器6排出的低温天然气进入换热器11与所述有机朗肯循环工质ORC2进行换热，从所述换热器11排出升温后的低温天然气进入所述换热器17与数据中心冷却剂进行换热，温度再次升高，再次升温的低温天然气进入气化器18加热至常温，流出系统。
在用电高峰期，所述系统运行释能模式，所述控制阀21打开，所述液态空气经低温泵23升压后，进入空气膨胀机组做功。另一方面，所述LNG气化释放的高品位冷能则经过换热器33被ORC1回收，从所述换热器33排出的低温天然气流向与储能模式相同，先经所述换热器11换热升温，再经所述换热器17给数据中心冷却剂降温，再次升温的低温天然气流入气化器，升至常温，流出系统。
其中，所述ORC1的工质为乙烷，所述ORC2的工质为丙烷，用以将冷能转化为机械能并输出电能。
所述ORC1子系统中，所述换热器33冷侧进口管路仅在释能模式下接入高压LNG，在释能模式下，待降温的循环工质流入换热器33热侧进口管路，与所述高压LNG进行换热，从所述换热器33热侧出口管路排出降温后的循环工质流入泵34加压，之后高压低温循环工质流入加热器35、37升温，之后流入膨胀机组36、38，所述膨胀机带动发电机发电。
所述ORC2子系统中，待降温的循环工质流入所述换热器11与升温后的低温天然气进行换热，从所述换热器11热侧出口排出的低温循环工质流入所述工质泵12升压，高压低温循环工质流入所述换热器13冷侧进口与数据中心冷却剂进行换热，从换热器13冷侧出口排出的升温后的循环工质流入加热器14，加热至常温后，循环工质进入膨胀机，所述膨胀机带动发电机发电。
所述数据中心冷却的冷媒工质进口温度为-5℃～-15℃，压力为101.325kpa，出口温度为-25℃～-35℃，压力为101.325kpa。
气态NG的压力为7MPa，温度为15℃；海水加热器和换热器的相对压降为1％；空气膨胀机组出口压力为101.325kpa。
系统还包括发电机，与所述对膨胀机相连，用于在所述膨胀机做功时带动发电机发电。其中图2和图3中的G为发电机。
系统还包括电动机，与所述对压缩机相连，用于在所述利用电能带动压缩机做功。其中图2和图3中的M为发电机。
系统中所述每一级空气膨胀机入口均连接有空气膨胀再热器。
ORC子系统和空气膨胀机组的热源为海水，其可以是太阳能或者工业余热。
系统还包括自稳压装置，在液态空气从所述储罐排出过程中，液态空气储罐需打开自稳压装置，以维持内部压力恒定。
在本实用新型中，所述液化空气子系统的空气压缩机和换热器设置数量可以根据实际需要设置为其他数量。
本实用新型提供一种耦合液态空气储能的LNG冷能梯级利用系统，在空气压缩液化过程中引入LNG的冷能，降低了压缩机的功耗，提高了储能系统的循环效率，提升了储能系统的实用性。
本实用新型引入ORC子系统和数据中心冷却子系统以回收LNG中低品位的冷能，冷能梯级利用的方式，提高了
Figure BDA0003554659520000061
效率和冷能利用率。
本系统可以利用每日不同时段的电价差进行套利，具有可观的经济效益。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种耦合液态空气储能的LNG冷能梯级利用系统，其特征在于，包括液化空气子模块、液态空气发电子模块、ORC子模块和数据中心冷却子模块；
所述液化空气子模块包括LNG泵(1)，所述的LNG泵(1)连接换热器一(3)冷侧管路入口，换热器一(3)、压缩机一(7)、换热器二(4)、压缩机二(8)换热器三(5)、压缩机三(9)换热器四(6)依次连接；换热器四(6)的冷侧管路出口与换热器五(11)的冷侧管路入口连接，所述的压缩机一(7)设置在换热器一(3)和换热器二(4)之间的热侧管路上，压缩机二(8)设置在换热器二(4)和换热器三(5)之间的热侧管路上，压缩机三(9)设置在换热器三(5)和换热器四(6)之间的热侧管路上；
所述液态空气发电子模块，包括液态空气储罐(20)，液态空气储罐(20)的入口与换热器一(3)的热侧管路出口连接，液态空气储罐(20)的出口与控制阀(21)的入口连接，控制阀(21)的出口与低温泵(23)的入口连接，低温泵(23)的出口与加热器一(25)的入口连接，加热器一(25)、空气膨胀机一(29)、加热器二(26)、空气膨胀机二(30)、加热器三(27)、空气膨胀机三(31)、加热器四(28)、空气膨胀机四(32)依次连接，所述的空气膨胀机一(29)、空气膨胀机二(30)、空气膨胀机三(31)、空气膨胀机四(32)分别与电机连接；
所述ORC子模块，包括ORC1模块和ORC2模块；所述的ORC1模块包括换热器八(33)，换热器八(33)的冷侧管路入口与LNG泵(1)连接，换热器八(33)的冷侧管路的出口与所述的换热器五(11)的冷侧管路入口连接；换热器八(33)的热侧管路与工质泵(34)的入口连接，工质泵(34)的出口与加热器五(35)的入口连接，加热器五(35)的出口与膨胀机五(36)入口连接，膨胀机五(36)的出口与加热器六(37)的入口连接，加热器六(37)的出口与膨胀机六(38)入口连接，膨胀机六(38)出口与换热器八(33)的热侧管路入口连接；所述的膨胀机五(36)、膨胀机六(38)分别与电机连接；
所述数据中心冷却子模块，包括换热器五(11)，换热器五(11)冷侧管路的出口与换热器七(17)的冷侧入口连接，换热器七(17)的冷侧出口与海水加热器(18)连接；换热器五(11)的热侧管路入口与膨胀机(15)的出口连接，膨胀机(15)的入口与加热器七(14)出口连接，加热器七(14)的入口与换热器六(13)的热侧管路出口连接，换热器六(13)的热侧管路入口与工质泵(12)的出口连接，工质泵(12)的入口与换热器五(11)热侧管路的出口连接。
2.根据权利要求1所述的一种耦合液态空气储能的LNG冷能梯级利用系统，其特征在于，ORC1循环工质为乙烷，ORC2循环工质为丙烷，数据中心冷却的冷媒工质为丙烷。
3.根据权利要求1所述的一种耦合液态空气储能的LNG冷能梯级利用系统，其特征在于，所述的LNG泵(1)的出口LNG压力为7Mpa～12Mpa，所述液态空气储罐进口空气压力为3.5MPa，所述液态空气发电子模块的低温泵(23)出口液态空气压力为7Mpa～21Mpa。
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CN116247700A (zh) * 2023-03-06 2023-06-09 中海石油气电集团有限责任公司 一种基于lng冷能利用的液态空气储能系统
CN116247700B (zh) * 2023-03-06 2023-11-17 中海石油气电集团有限责任公司 一种基于lng冷能利用的液态空气储能系统
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