WO2012054006A1 - Способ и установка для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа - Google Patents

Способ и установка для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа Download PDF

Info

Publication number
WO2012054006A1
WO2012054006A1 PCT/UA2011/000100 UA2011000100W WO2012054006A1 WO 2012054006 A1 WO2012054006 A1 WO 2012054006A1 UA 2011000100 W UA2011000100 W UA 2011000100W WO 2012054006 A1 WO2012054006 A1 WO 2012054006A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
working fluid
natural gas
liquefied natural
cascade
circuit
Prior art date
Application number
PCT/UA2011/000100
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Игорь Михайлович ВИРШУБСКИЙ
Михаил Борисович КУКОЯШНЫЙ
Юрий Николаевич ТАРАСЕНКО
Сергей Васильевич ДОРОЖИНСКИЙ
Григорий Анатольевич ФЕДИРКИН
Игорь Васильевич АНИЩЕНКО
Альберт Манукович МАНУКЬЯН
Сергей Алексеевич ШОСТАЧЕНКО
Original Assignee
Virshubskiy Igor Mikhaylovich
Kukoyashniy Mykhailo Borisovich
Tarasenko Yuriy Nikolayevich
Dorozhinskiy Sergii Vasiliyevich
Fedirkin Grigoriy Anatoliyevich
Anishchenko Igor Vasiliyevich
Manuk Yan Albert Manukovich
Shostachenko Sergii Alekseyevich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Virshubskiy Igor Mikhaylovich, Kukoyashniy Mykhailo Borisovich, Tarasenko Yuriy Nikolayevich, Dorozhinskiy Sergii Vasiliyevich, Fedirkin Grigoriy Anatoliyevich, Anishchenko Igor Vasiliyevich, Manuk Yan Albert Manukovich, Shostachenko Sergii Alekseyevich filed Critical Virshubskiy Igor Mikhaylovich
Publication of WO2012054006A1 publication Critical patent/WO2012054006A1/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/04Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours

Definitions

  • the field of technology relates to a technology for carrying out the process of regasification of liquefied natural gas by using it as an external coolant in power plants operating on the Rankine cycle and using an organic working fluid.
  • the invention can be applied in the construction of terminals for storage and regasification of liquefied natural gas.
  • a known method of generating electricity and regasification of liquefied natural gas comprising heating and vaporizing an intermediate heat exchange medium (in particular propane), expanding it in a turbine driving an electric generator, and condensing a vaporized intermediate heat exchange medium expanding in a turbine when heating and regasification of liquefied natural gas (Patent USA> I320303, F01K25 / 10, F17C9 / 04, F01K25 / 00, F17C9 / 00, publ. 1116.03.1982).
  • an intermediate heat exchange medium in particular propane
  • the known method makes it possible to use the low-temperature energy potential of liquefied natural gas, however, the evaporation of the intermediate heat carrier is carried out due to the heat of sea water, as a result of which the installation operates in a temperature range below ambient temperature, and vaporized liquefied natural gas cannot be used, which are unavoidable when operation of terminals for storage and regasification of liquefied natural gas.
  • thermodynamically coupled cascades using a closed Rankine thermodynamic cycle, in which the working fluid is evaporated in an evaporator, the resulting steam is expanded in a power turbine, the steam expanded in the turbine is condensed in a condenser, and the resulting condensate is supplied to the evaporator.
  • an evaporated intermediate fluid in particular propane
  • expands in the turbine which leads the electric generator, and in the process of condensation of the intermediate coolant, which expanded in the turbine, heating and regasification of liquefied natural gas occurs in the condenser.
  • the known installation uses the low-temperature energy potential of liquefied natural gas, however, the intermediate coolant is evaporated by the heat of sea water, as a result of which the installation operates in a temperature range below ambient temperature, and vaporized liquefied natural gas, which is unavoidable during operation, cannot be used. terminals for storage and regasification of liquefied natural gas.
  • thermodynamically coupled closed circuits operating according to the Rankine cycle, designed to circulate the evaporated working fluid, each of which contains an evaporator, a power turbine, a condenser connected in series with pipelines and a circulation pump, the closed circuits being thermodynamically connected by a common heat exchanger, the heating side of which is part of the circulation path of the evaporated working fluid of one circuit and performs the function of a condenser, and the cooling side is part of the circulation path of the evaporated working fluid of another circuit and performs the function of an evaporator, one installation circuit is steam and its evaporator is connected to the source of hydrocarbon fuel combustion products on the heating side and the other circuit is designed to circulate the organic working fluid, and its condenser on the cooling side is connected to the line wife natural gas, (US Patent Application W 2009100845 (A1), embodiment of FIG. 8, F01K25 /
  • the use of the steam-water circuit in the installation adopted as a prototype allows the use of liquefied natural gas vapor arising from the operation of the terminals for storage and regasification of liquefied natural gas.
  • the installation adopted for the prototype provides for the use of one working fluid to utilize the entire heat loss in one organic cascade, which causes significant technological difficulties associated with the fact that it is rather difficult, it is almost impossible to choose such an organic working fluid that works well 95 in the entire temperature range without going into a supercritical state; in this case, both very high and very low pressures can occur in the cycle, achieving effective heat transfer and optimal thermodynamic parameters of the cycle and optimal weight and size and strength parameters of the equipment used for
  • the technical problem is to improve the method of generating energy and regasification of liquefied natural gas, involving the use of two thermodynamically
  • an organic fluid is used as the working fluid, which is vaporized by using the heat generated by the condensation of the working fluid of the first cascade, and is condensed by heating and / or evaporation of liquefied natural gas.
  • the proposed improvement is carried out by including at least one intermediate cascade using a closed Rankine thermodynamic cycle using an organic fluid as a working fluid between a steam-water cascade and a cascade in which the working fluid is condensed by heating and / or evaporation
  • the cascades are sequentially thermodynamically connected through the use of heat given off during the condensation of the gaseous working fluid of one cascade to evaporate the working fluid of the next cascade.
  • water and steam are used as the working fluid in the first cascade, ethane in the second (intermediate) cascade, and methane in the third cascade, due to condensation of which the liquefied natural gas is heated and / or evaporated.
  • the technical result obtained is that the heat difference between the condensation temperature of the working fluid of the first cascade (steam) and the temperature
  • the technical task of the invention is also to improve
  • thermodynamically connected closed circuits operating according to the Rankine cycle, designed to circulate the evaporated fluid, each of which contains an evaporator, a power turbine, a condenser and a circulation pump connected in series with pipelines,
  • a power turbine, a condenser and a circulation pump the circuits being thermodynamically connected in series using different hydrocarbon compounds as working fluids in different circuits for circulating an organic working fluid; while the contours are sequentially thermodynamically connected through the use of heat,
  • the technical result obtained is that the heat difference between the condensation temperature of the working fluid of the first circuit (steam) and the storage temperature of the liquefied natural gas is triggered in several (at least two) circuits using different organic working fluids, which makes it possible to work in
  • the method of generating energy and regasification of liquefied natural gas involves the use of more than two stages (at least three stages) with
  • Cascades are thermodynamically sequentially connected through the use of heat, given during condensation of the working fluid of one cascade, for evaporation of the working fluid of another cascade.
  • the method involves the use of a steam-water cascade, as the working fluid in it use water and water vapor obtained by evaporation of water due to heat
  • the method also includes the use of an organic cascade in which an organic fluid is used as the working fluid, which is condensed by heating and / or vaporizing the liquefied natural gas. Between a steam cascade and an organic cascade whose working fluid
  • the working fluid which is used as an organic fluid, is evaporated in an evaporator, the resulting steam is expanded into a power turbine expanded into
  • a steam turbine is condensed in a condenser, and the condensate obtained is fed to the evaporator, the cascades being sequentially thermodynamically connected.
  • Different hydrocarbon compounds are used as organic working media in different cascades.
  • one intermediate cascade is used, in which ethane is used as the working fluid, and methane is used in the cascade, the working fluid of which is condensed by heating and / or evaporation of the liquefied natural gas.
  • Combustion products of hydrocarbon fuels can at least partially receive
  • the installation for generating energy and regasification of liquefied natural gas contains more than two (at least three) sequentially thermodynamically connected closed circuits operating according to the Rankine cycle, designed
  • the cooling side is part of the circulation path of the evaporated working fluid of another circuit and acts as an evaporator.
  • One circuit of the installation is steam-water, in it the working fluid is water and water vapor obtained by evaporating water in an evaporator, which is connected on the heating side
  • the installation also contains a circuit designed to circulate the organic working fluid, and its condenser on the cooling side is connected to the liquefied natural gas line. Between the steam-water circuit and the circuit, the condenser of which is connected on the cooling side to the liquefied line
  • the installation contains at least one intermediate closed loop circuit designed to circulate organic working fluid, which includes an evaporator, a power turbine, a condenser, and a circulation pump in series with the pipelines. Intended for circulation
  • the installation comprises one intermediate closed circuit designed for circulating organic working fluid, in which ethane is the working fluid, and in the circuit, the condenser of which is connected to the line along the cooling side
  • the working fluid is methane.
  • the source of hydrocarbon fuel combustion products may be associated with a line of liquefied natural gas vapor resulting from the operation of terminals for storing and regasifying liquefied natural gas.
  • FIG. 1 shows a diagram of a variant of the claimed installation
  • FIG. 2 shown TS diagram of the thermodynamic processes underlying the embodiment of the claimed method for generating energy and regasification of liquefied natural gas with one intermediate cascade, 260 implemented using a variant of the claimed apparatus for generating energy and regasification of liquefied natural gas, a diagram of which is shown in FIG. one.
  • Installation for energy and regasification of liquefied natural gas contains three series thermodynamically coupled circuit (see Fig. 265 1).
  • the first circuit includes an evaporator 1, a turbine 2, a condenser part of a condenser-evaporator 3, a circulation pump 4 connected in series to a closed circuit by a pipe 5.
  • Turbine 2 is power or energy, since it is designed to produce energy,
  • the 270 in particular, it drives an electric generator 6.
  • the first circuit is steam-water
  • the working fluid in the first circuit is water and the vapor produced by its evaporation.
  • the evaporator 1 on the heating side is connected to a source of combustion products (PS) of hydrocarbon fuel.
  • PS combustion products
  • the source of the products of combustion of hydrocarbon fuels can be, for example,
  • the evaporator 1 on the heating side may be connected to a vapor line of liquefied natural gas (not shown).
  • the evaporator 1 is functionally a device for obtaining optimal operating parameters of the steam in front of the turbine and can
  • the second circuit includes the cooling part of the condenser -
  • the turbine 7 is power or energy because it is designed to produce energy, in particular, it leads the generator 11.
  • Working the fluid in the second circuit is ethane. 290
  • the second circuit is thermodynamically connected with the first circuit due to a common element - condenser-evaporator 3, the condenser part of which is part of the first circuit, and the cooling part is part of the second circuit.
  • the third circuit includes the cooling part of the condenser of the evaporator 8, the turbine 12, the condenser part of the condenser-evaporator 13,
  • a circulation pump 14 connected in series to a closed circuit by a pipe 15.
  • the turbine 12 is power or energy because it is designed to produce energy, in particular, it drives an electric generator 16.
  • the working fluid in the third circuit is methane.
  • the third circuit is thermodynamically connected with the second circuit due to the common
  • the second circuit is thermodynamically connected to the first circuit through the condenser-evaporator 3, and the third circuit in turn is connected to the second circuit through the condenser-evaporator 8.
  • Power turbines in particular, turbines 2, 7, 12
  • turbines 2, 7, 12 which are part of the circuits, can be used not only to drive electric generators, but
  • FIG. 1 does not show various auxiliary equipment (for example, valves, controls, etc.), the presence of which is obvious to a person skilled in the relevant field of technology.
  • auxiliary equipment for example, valves, controls, etc.
  • the second (intermediate) cascade of energy production is realized in the second (intermediate) circuit. Due to the heat released during condensation of water vapor in the condenser-evaporator 3, the liquid working fluid is evaporated -
  • the resulting gaseous ethane enters the power steam turbine 7, where it performs work, due to which the electric generator 11, driven by the turbine 7, generates electrical energy.
  • Spent in the turbine 7 expanded gaseous ethane enters the condenser-evaporator 8, where
  • Liquid ethane (condensate) from the condenser-evaporator 8 enters the circulation pump 9.
  • the third cascade of energy production in which an organic fluid is used as a working fluid, which is condensed by
  • heating and / or evaporation of liquefied natural gas is implemented in the third circuit. Due to the heat given off during the condensation of the vaporous working medium of the second (intermediate) cascade — gaseous ethane — the liquid working fluid of the third cascade — liquid methane supplied through pipeline 15 by the circulation pump 14 is evaporated in the condenser-evaporator 8.
  • Liquid methane (condensate) from the condenser-evaporator 13 enters the circulation pump 14. On the cooling side, regasified natural gas (RPG) leaves the condenser-evaporator 13.
  • RPG regasified natural gas
  • the first (steam-water) cascade implemented in the first (steam-water) circuit, operates in a temperature range above ambient temperature
  • the energy generation circuits are thermodynamically connected in series, since the heat of condensation of the gaseous working fluid of one cascade is sequentially used to evaporate the liquid working fluid of the next cascade, namely: the second thermal cascade is dynamically connected to the first cascade due to the use of heat released during condensation
  • gaseous working fluid of the first cascade - water vapor in the condenser-evaporator 3 for evaporation of the liquid working fluid of the second cascade - liquid ethane, and the third cascade is thermodynamically connected with the second cascade due to the use of heat generated during condensation of the gaseous working fluid of the second cascade - ethane gas in
  • condenser-evaporator 8 for the evaporation of a liquid working fluid of the third stage - liquid methane.
  • the heat removed during the condensation of the gaseous working fluid of the third (last) cascade - gaseous methane in the condenser-evaporator 13, is used for heating and / or evaporation liquefied natural gas.
  • the first (steam-water) cascade implemented in the first (steam-water) circuit operates in the temperature range above ambient temperature as a classic power plant using of the Rankine cycle
  • the intermediate cascades and the last cascade, implemented in the intermediate and final circuits using different organic compounds as working fluids operate in the temperature range
  • the cascades (and, respectively, the circuits) being thermodynamically connected in series so that the heat removed from the gaseous working fluid during the condensation process in one cascade is used to evaporate the liquid working fluid in next cascade; in the last cascade, heat removed from the gaseous
  • thermodynamic losses while this can provide low temperature differences in heat exchangers and acceptable weight, size and strength characteristics, as well as optimal thermodynamic and technological parameters.
  • the energy received from power turbines may be sufficient not only for the internal needs of the installation or terminal for storage and
  • the proposed method and apparatus for generating energy and regasification of liquefied natural gas can be implemented at the modern level of science and technology, since the theoretical foundations of 450 processes have been studied, the production technology of elements has been developed, and a production base exists.
  • the implementation of the proposed method and installation for generating energy and regasifying liquefied natural gas while creating a terminal for storing and regasifying liquefied natural gas ensures the terminal's energy independence, the ability to export energy and minimal impact environment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к использованию процесса регазификации сжиженного природного газа и получения энергии. Способ и устройство предусматривают использование как минимум трех последовательно термодинамически связанных каскадов с применением замкнутого термодинамического цикла Ренкина, причем между пароводяным каскадом и каскадом, рабочую текучую среду в котором конденсируют за счет нагревания или/и испарения сжиженного природного газа, дополнительно используют хотя бы один промежуточный каскад, в котором рабочую текучую среду, в качестве которой используют органическую текучую среду, испаряют в испарителе, полученный пар расширяют в силовой турбине, расширившийся в турбине пар конденсируют в конденсаторе, и полученный конденсат подают в испаритель. Изобретение позволяет повысить эффективность использования низкотемпературного потенциала и рациональной утилизации выпаров сжиженного природного газа.

Description

ΜΠΚ F01K 23/04, F01K 25/08, F17C 7/04, F17C 9/02 СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ И РЕГАЗИФИКАЦИИ
СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА
Область техники. Изобретение касается технологии осуществления процесса регазификации сжиженного природного газа за счет использования его как внешнего теплоносителя в энергетических установках, работающих по циклу Ренкина и использующих органическую рабочую текучую среду. Изобретение может быть применено при строительстве терминалов для хранения и регазификации сжиженного природного газа.
Предшествующий уровень техники. Известен способ производства электроэнергии и регазификации сжиженного природного газа, предусматривающий нагревание и испарение промежуточной теплообменной среды (в частности, пропана), расширение его в турбине, приводящей электрогенератор, и конденсацию расширившейся в турбине парообразной промежуточной теплообменной среды при нагревании и регазификации сжиженного природного газа (Патент США >И320303, F01K25/10, F17C9/04, F01K25/00, F17C9/00, опубл. 1116.03.1982).
Известный способ дает возможность использовать низкотемпературный энергетический потенциал сжиженного природного газа, однако испарение промежуточного теплоносителя осуществляется за счет тепла морской воды, в результате чего установка работает в диапазоне температур ниже температуры окружающей среды, и при этом не могут быть использованы выпары сжиженного природного газа, неизбежные при эксплуатации терминалов для хранения и регазификации сжиженного природного газа.
Известен также принятый за прототип способ получения энергии и регазификации сжиженного природного газа, предусматривающий использование двух термодинамически связанных каскадов с применением замкнутого термодинамического цикла Ренкина, при котором рабочую текучую среду испаряют в испарителе, полученный пар расширяют в силовой турбине, расширившийся в турбине пар конденсируют в конденсаторе и полученный конденсат подают в испаритель. В первом, пароводяном, каскаде в качестве рабочей текучей среды используют воду и водной пар, получаемый при испарении воды за счет тепла продуктов сгорания углеводородного топлива, а во втором, органическом, каскаде в качестве рабочей текучей среды используют органическую текучую среду, испаряемую за счет использования тепла, отдаваемого при конденсации рабочей текучей среды первого каскада, и конденсируют за счет нагревания или/и испарения (регазификации) сжиженного естественного газа (Патентная заявка США\°2009100845 (А1), вариант фиг. 8, F01K25/00, опубл. 23.04.2009).
Применение пароводяного каскада в принятом за прототип способе позволяет использовать выпари сжиженного природного газа, возникающие при эксплуатации терминалов для хранения и регазификации сжиженного природного газа. Однако, как и предыдущий, принятый за прототипа способ предусматривает использование одной рабочей текучей среды для утилизации всего теплоперепада в одном органическом каскаде, что вызывает значительные технологические трудности, связанные с тем, что довольно тяжело, практически невозможно подобрать такую органическую рабочую текучую среду, которая хорошо работает во всем диапазоне температур, не переходя в надкритическое состояние; при этом в цикле могут возникать как очень высокие, так и очень низкие давления, значительные трудности представляет достижение эффективного теплообмена и оптимальных термодинамических показателей цикла и оптимальных весо- габаритных и прочностных показателей оборудования, используемого для осуществления этого способа, в частности, теплообменных аппаратов, обеспечение оптимальных проточных частей турбин.
Известна установка для производства электроэнергии и регазификации сжиженного природного газа, работающая по замкнутому циклу Ренкина, в состав которой входят испаритель, силовая турбина, конденсатор, связанный с линией подачи сжиженного природного газа, и циркуляционный насос. В известной установке испаряемый промежуточный теплоноситель (в частности, пропан) расширяется в турбине, которая приводит электрогенератор, а в процессе конденсации промежуточного теплоносителя, который расширился в турбине, в конденсаторе происходит нагревание и регазификация сжиженного природного газа. (Патент США Ж 4320303, F01K25/10, F17C9/04, F01K25/00, F17C9/00, опубл. 1 1 16.03.1982).
В известной установке используется низкотемпературный энергетический потенциал сжиженного природного газа, однако испарение промежуточного теплоносителя осуществляется за счет тепла морской воды, в результате чего установка работает в диапазоне температур ниже температуры окружающей среды, и при этом не могут быть использованы выпары сжиженного природного газа, неизбежные при эксплуатации терминалов для хранения и регазификации сжиженного природного газа.
Известена также принятая за прототипа установка для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа, содержащая не менее двух термодинамически связанных замкнутых контуров, работающих по циклу Ренкина, предназначенных для циркулирования испаряемой рабочей текучей среды, каждый из которых содержит последовательно соединенные трубопроводами испаритель, силовую турбину, конденсатор и циркуляционный насос, причем замкнутые контуры термодинамически связаны общим теплообменным аппаратом, греющая сторона которого является частью тракта циркулирования испаряемой рабочей текучей среды одного контура и выполняет функцию конденсатора, а охлаждающая сторона является частью тракта циркулирования испаряемой рабочей текучей среды другого контура и выполняет функцию испарителя, один контур установки является паровым и его испаритель по греющей стороне связан с источником продуктов сгорания углеводородного топлива, а другой контур предназначен для циркулирования органической рабочей текучей среды, и его конденсатор по охлаждающей стороне связан с линией сжиженного природного газа, (Патентная заявка США Ж 2009100845 (А1), вариант фиг. 8, F01K25/00, опубл. 23.04.2009).
Применение пароводяного контура в принятой за прототип установке позволяет использовать выпары сжиженного природного газа, возникающие при эксплуатации терминалов для хранения и регазификации сжиженного природного газа. Однако, как и предыдущая, принятая за прототип установка предусматривает использование одной рабочей текучей среды для утилизации всего теплоперепада в одном органическом каскаде, что вызывает значительные технологические трудности, связанные с тем, что довольно тяжело, практически невозможно подобрать такую органическую рабочую текучую среду, которая хорошо работает 95 во всем диапазоне температур, не переходя в надкритическое состояние; при этом в цикле могут возникать как очень высокие, так и очень низкие давления, значительные трудности представляет достижение эффективного теплообмена и оптимальных термодинамических показателей цикла и оптимальных весо- габаритных и прочностных показателей оборудования, используемого для
100 осуществления этого способа, в частности, теплообменных аппаратов, обеспечение оптимальных проточных частей турбин.
Техническая задача. Техническая задача изобретения состоит в усовершенствовании способа получения энергии и регазификации сжиженного природного газа, предусматривающего использование двух термодинамически
105 связанных каскадов с применением замкнутого термодинамического цикла Ренкина, при котором рабочую текучую среду испаряют в испарителе, полученный пар расширяют в силовой турбине, расширившийся в турбине пар конденсируют в конденсаторе, и полученный конденсат подают в испаритель, причем в первом - пароводяном - каскаде в качестве рабочей текучей среды используют воду и
ПО водной пар, получаемый при испарении воды за счет тепла продуктов сгорания углеводородного топлива, а во втором каскаде в качестве рабочей текучей среды используют органическую текучую среду, испаряемую за счет использования тепла, отдаваемого при конденсации рабочей текучей среды первого каскада, и конденсируют за счет нагревания или/и испарения сжиженного природного газа.
115 Предлагаемое усовершенствование осуществляют путем включения дополнительно хотя бы одного промежуточного каскада с применением замкнутого термодинамического цикла Ренкина с использованием органической текучей среды в качестве рабочей текучей среды между пароводяным каскадом и каскадом, в котором рабочую текучую среду конденсируют за счет нагревания или/и испарения
120 сжиженного природного газа, используя в качестве рабочей текучей среды разные углеводородные соединения; при этом каскады последовательно термодинамически связаны за счет использования тепла, отдаваемого при конденсации газообразной рабочей текучей среды одного каскада, для испарения рабочей текучей среды следующего каскада. В частности, в случае одного промежуточного каскада в 125 качестве рабочей текучей среды в первом каскаде используют воду и пар, во втором (промежуточном) каскаде - этан, а в третьем каскаде - метан, за счет конденсации которого нагревают и/или испаряют сжиженный природный газ. Получаемый технический результат заключается в том, что теплоперепад между температурой конденсации рабочей текучей среды первого каскада (пара) и температурой
130 хранения сжиженного природного газа срабатывают в нескольких (как минимум, в двух) каскадах с использованием разных органических рабочих текучих сред, что обеспечивает возможность работы в докритических областях, а следовательно, отсутствие термодинамических потерь, связанных с работой в критических областях; в связи с тем, что процессы испарения и конденсации обеспечивают
135 наиболее эффективный теплообмен и происходят при постоянном давлении, могут быть обеспечены низкие перепады температур в теплообменных аппаратах и приемлемые габаритные и прочностные характеристики, а также оптимальные термодинамические и технологические показатели.
Техническая задача изобретению состоит также в усовершенствовании
140 установки для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа, содержащей два термодинамически связанных замкнутых контур, работающих по циклу Ренкина, предназначенных для циркулирования испаряемой текучей среды, каждый из которых содержит последовательно соединенные трубопроводами испаритель, силовую турбину, конденсатор и циркуляционный насос, причем
145 замкнутые контуры термодинамически связаны общим теплообменным аппаратом, греющая сторона которого является частью тракта циркулирования испаряемой текучей среды одного контура и выполняет функцию конденсатора, а охлаждающая сторона является частью тракта циркулирования испаряемой текучей среды другого контура и выполняет функцию испарителя, один контур установки является
150 пароводяным, и его испаритель по греющей стороне связан с источником продуктов сгорания углеводородного топлива, а другой контур предназначен для циркулирования органической рабочей текучей среды, и его конденсатор по охлаждающей стороне связан с линией сжиженного природного газа. Предлагаемое усовершенствование осуществляют путем дополнения установки между
155 пароводяным контуром и контуром, конденсатор которого по охлаждающей стороне связан с линией сжиженного природного газа, хотя бы одним промежуточным предназначенным для циркулирования органической рабочей текучей среды работающим по циклу Ренкина замкнутым контуром, в состав которого входят последовательно соединенные трубопроводами испаритель,
160 силовая турбина, конденсатор и циркуляционный насос, причем контуры последовательно термодинамически связаны, используя разные углеводородные соединения в качестве рабочих текучих сред в разных контурах, предназначенных для циркулирования органической рабочей текучей среды; при этом контуры последовательно термодинамически связаны за счет использования тепла,
165 отдаваемого при конденсации газообразной рабочей текучей среды одного контура, для испарения рабочей текучей среды следующего контура. В частности, в случае одного промежуточного контура в качестве рабочей текучей среды в первом контуре используют воду и пар, во втором (промежуточном) контуре - этан, а в третьем контуре - метан, за счет конденсации которого нагревают и/или испаряют
170 сжиженный природный газ. Получаемый технический результат заключается в том, что теплоперепад между температурой конденсации рабочей текучей среды первого контура (пара) и температурой хранения сжиженного природного газа срабатывают в нескольких (как минимум, в двух) контурах с использованием разных органических рабочих текучих сред, что обеспечивает возможность работы в
175 докритических областях, а следовательно, отсутствие термодинамических потерь, связанных с работой в критических областях; в связи с тем, что процессы испарения и конденсации обеспечивают наиболее эффективный теплообмен и происходят при постоянном давлении, могут быть обеспечены низкие перепады температур в теплообменных аппаратах и приемлемые габаритные и прочностные
180 характеристики, а также оптимальные термодинамические и технологические показатели.
Сущность изобретения.
Способ получения энергии и регазификации сжиженного природного газа предусматривает использование более двух каскадов (как минимум трех каскадов) с
185 применением замкнутого термодинамического цикла Ренкина, при котором жидкую рабочую текучую среду испаряют в испарителе, полученный пар (газообразную рабочую текучую среду) расширяют в силовой турбине, расширившийся в турбине пар (газообразную рабочую текучую среду) конденсируют в конденсаторе, и полученный конденсат (жидкую рабочую текучую среду) подают в испаритель.
190 Каскады термодинамически последовательно связаны за счет использования тепла, отдаваемого при конденсации рабочей текучей среды одного каскада, для испарения рабочей текучей среды другого каскада. Способ предусматривает использование пароводяного каскада, в качестве рабочей текучей среды в нем используют воду и водяной пар, получаемый при испарении воды за счет тепла
195 продуктов сгорания углеводородного топлива. Способ предусматривает также использование органического каскада, в котором в качестве рабочей текучей среды используют органическую текучую среду, которую конденсируют за счет нагревания или/и испарения сжиженного природного газа. Между паровым каскадом и органическим каскадом, рабочую текучую среду которого
200 конденсируют за счет нагревания или/и испарения сжиженного природного газа, дополнительно используют хотя бы один промежуточный каскад с применением замкнутого термодинамического цикла Ренкина, при котором рабочую текучую среду, в качестве которой используют органическую текучую среду, испаряют в испарителе, полученный пар расширяют в силовой турбине, расширившийся в
205 турбине пар конденсируют в конденсаторе, и полученный конденсат подают в испаритель, причем каскады последовательно термодинамически связаны. В качестве органических рабочих сред в разных каскадах используют разные углеводородные соединения. В варианте между паровым каскадом и каскадом, рабочую текучую среду которого конденсируют за счет нагревания или/и
210 испарения сжиженного природного газа, используют один промежуточный каскад, в качестве рабочей текучей среды в котором используют этан, а в каскаде, рабочую текучую среду которого конденсируют за счет нагревания или/и испарения сжиженного природного газа, в качестве рабочей текучей среды используют метан. Продукты сгорания углеводородного топлива хотя бы частично могут получать
215 сжиганием выпаров сжиженного природного газа, возникающих при эксплуатации терминалов для хранения и регазификации сжиженного природного газа.
Установка для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа содержит более двух (как минимум три) последовательно термодинамически связанных замкнутых контуров, работающих по циклу Ренкина, предназначенных
220 для циркулирования испаряемой рабочей текучей среды, каждый из которых содержит последовательно соединенные трубопроводами испаритель, силовую турбину, конденсатор и циркуляционный насос, причем замкнутые контуры термодинамически связаны общим теплообменным аппаратом, гроеющая сторона которого является частью тракта циркулирования испаряемой рабочей текучей
225 среды одного контура и выполняет функцию конденсатора, а охлаждающая сторона является частью тракта циркулирования испаряемой рабочей текучей среды другого контура и выполняет функцию испарителя. Один контур установки является пароводяным, в нем рабочей текучей средой является вода и водяной пар, получаемый при испарении воды в испарителе, который по греющей стороне связан
230 с источником продуктов сгорания углеводородного топлива. Установка также содержит контур, предназначенный для циркулирования органической рабочей текучей среды, и его конденсатор по охлаждающей стороне связан с линией сжиженного природного газа. Между пароводяным контуром и контуром, конденсатор которого по охлаждающей стороне связан с линией сжиженного
235 природного газа, установка содержит хотя бы один промежуточный предназначенный для циркулирования органической рабочей текучей среды работающий по циклу Ренкина замкнутый контур, в состав которого входят последовательно соединенные трубопроводами испаритель, силовая турбин, конденсатор и циркуляционный насос. В предназначенных для циркулирования
240 органической рабочей текучей среды контурах рабочими текучими средами являются разные углеводородные соединения. В варианте установка содержит один промежуточный предназначенный для циркулирования органической рабочей текучей среды замкнутый контур, рабочей текучей средой в котором является этан, а в контуре, конденсатор которого по охлаждающей стороне связан с линией
245 сжиженного природного газа, рабочей текучей средой является метан. Источник продуктов сгорания углеводородного топлива может быть связанным с линией выпаров сжиженного природного газа, возникающих при эксплуатации терминалов для хранения и регазификации сжиженного природного газа.
Фигуры чертежей. На фиг. 1 показана схема вариант заявленной установки
250 для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа с одним промежуточным контуром между пароводяным контуром и контуром, конденсатор которого по охлаждающей стороне связан с линией сжиженного природного газа, реализующий вариант заявленного способа получения энергии и регазификации сжиженного природного газа с одним промежуточным каскадом, включенным
255 между пароводяным каскадом и органическим каскадом, рабочую текучую среду которого конденсируют за счет нагревания или/и испарения сжиженного природного газа. На фиг. 2. показанная T-S диаграмма термодинамических процессов, лежащих в основе варианта заявленного способа получения энергии и регазификации сжиженного природного газа с одним промежуточным каскадом, 260 реализованного с помощью варианта заявленной установки для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа, схема которого показана на фиг. 1.
Варианты осуществления изобретения.
Установка для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа содержит три последовательно термодинамически связанных контура (см. фиг. 265 1).
В состав первого контура входят испаритель 1, турбина 2, конденсаторная часть конденсатора-испарителя 3, циркуляционный насос 4, последовательно соединенные в замкнутый контур трубопроводом 5. Турбина 2 является силовой, или энергетической, поскольку она предназначена для производства энергии, в
270 частности, она приводит электрогенератор 6. Первый контур является пароводяным, рабочей текучей средой в первом контуре является вода и получаемый при ее испарении пар. Испаритель 1 по греющей стороне соединен с источником продуктов сгорания (ПС) углеводородного топлива. Источником продуктов сгорания углеводородного топлива может быть, например,
275 газотурбинный двигатель или топка парогенератора, в которых в качестве топлива могут использоваться выпары сжиженного природного газа; таким образом, испаритель 1 по греющей стороне может быть связан с линией выпаров сжиженного природного газа (не показано). Испаритель 1 функционально является устройством для получения оптимальных рабочих параметров пара перед турбиной и может
280 содержать элементы, наличие которых является очевидным для специалиста в области паровой энергетики и которые не показаны отдельно, чтобы не загромождать схему очевидными деталями; это может быть утилизационный или оборудованный топкой парогенератор с пароперегревателем.
В состав второго контура входят охлаждающая часть конденсатора-
285 испарителя 3, турбина 7, конденсаторная часть конденсатора-испарителя 8, циркуляционный насос 9, последовательно соединенные в замкнутый контур трубопроводом 10. Турбина 7 является силовой, или энергетической, поскольку она предназначена для производства энергии, в частности, она приводит электрогенератор 11. Рабочей текучей средой во втором контуре является этан. 290 Второй контур термодинамически связан с первым контуром благодаря общему элементу - конденсатору-испарителю 3, конденсаторная часть которого входит в состав первого контура, а охлаждающая часть - в состав второго контура.
В состав третьего контура, входят охлаждающая часть конденсатора испарителя 8, турбина 12, конденсаторная часть конденсатора-испарителя 13,
295 циркуляционный насос 14, последовательно соединенные в замкнутый контур трубопроводом 15. Турбина 12 является силовой, или энергетической, поскольку она предназначена для производства энергии, в частности, она приводит электрогенератор 16. Рабочей текучей средой в третьем контуре является метан. Третий контур термодинамически связан со вторым контуром благодаря общему
300 элементу - конденсатору-испарителю 8, конденсаторная часть которого входит в состав второго контура, а охлаждающая часть - в состав третьего контура. Охлаждающая часть конденсатора-испарителя 13 соединенная с линией подачи сжиженного природного газа (СПГ) 17.
Последовательность термодинамической связи контуров заключается в том,
305 что второй контур термодинамически связан с первым контуром через конденсатор- испаритель 3, а третий контур в свою очередь связан со вторым контуром через конденсатор-испаритель 8.
Силовые турбины (в частности, турбины 2, 7, 12), входящие в состав контуров, могут быть использованы не только для привода электрогенераторов, но
310 также для привода насосов и компрессоров.
С целью упрощения изложения, на фиг. 1 не показано различное вспомогательное оборудование (например, клапаны, элементы управления и др.), наличие которого является очевидным для специалиста соответствующей области техники.
315 При работе установки для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа используют несколько последовательно термодинамически связанных каскадов с использованием цикла Ренкина; причем между первым (пароводяным) каскадом и последним каскадом, органическую рабочую текучую среду которого конденсируют за счет нагревания или/и испарения сжиженного
320 природного газа, дополнительно используют хотя бы один промежуточный каскад с применением замкнутого термодинамического цикла Ренкина с использованием органической текучей среды в качестве рабочей текучей среды. При работе описанного варианта установки реализуется вариант способа получения энергии и регазификации сжиженного природного газа с одним промежуточным каскадом, 325 включенным между паровым каскадом и каскадом, органическую рабочую текучую среду которого конденсируют за счет нагревания или/и испарения сжиженного природного газа.
Первый каскад получения энергии, или пароводяной каскад, в котором в качестве рабочей текучей среды используют воду и водной пар, получаемый при
330 испарении воды за счет тепла продуктов сгорания углеводородного топлива, реализуется в первом контуре. За счет тепла продуктов сгорания (ПС) углеводородного топлива, которые могут быть получены при сжигании выпаров сжиженного природного газа, в испарителе 1 нагревают и испаряют воду, которая подается по трубопроводу 5 циркуляционным насосом 4, и получают перегретый
335 пар с оптимальными рабочими параметрами. Полученный перегретый пар поступает в силовую паровую турбину 2, где он производит работу, благодаря которой электрогенератор 6, приводимый турбиной 2, вырабатывает электрическую энергию. Отработанный в турбине 2 расширившийся пар поступает в конденсатор- испаритель 3, где конденсируется, отдавая тепло рабочей текучей среде второго
340 контура - этану. Вода (конденсат пара) из конденсатора-испарителя 3 поступает в циркуляционный насос 4.
Второй (промежуточный) каскад получения энергии реализуется во втором (промежуточном) контуре. За счет тепла, отдаваемого при конденсации водного пара в конденсаторе-испарителе 3, испаряют жидкую рабочую текучую среду -
345 жидкий этан, подаваемый по трубопроводу 10 циркуляционным насосом 9.
Полученный газообразный этан поступает в силовую паровую турбину 7, где он осуществляет работу, благодаря которой электрогенератор 11, приводимый турбиной 7, вырабатывает электрическую энергию. Отработанный в турбине 7 расширившийся газообразный этан поступает в конденсатор-испаритель 8, где
350 конденсируется, отдавая тепло рабочей текучей среде третьего контура - метану.
Жидкий этан (конденсат) из конденсатора-испарителя 8 поступает в циркуляционный насос 9.
Третий каскад получения энергии, в котором в качестве рабочей текучей среды используют органическую текучую среду, которую конденсируют за счет
355 нагревания или/и испарения сжиженного природного газа, реализуется в третьем контуре. За счет тепла, отдаваемого при конденсации парообразной рабочей среды второго (промежуточного) каскада - газообразного этана, в конденсаторе- испарителе 8 испаряют жидкую рабочую текучую среду третьего каскада - жидкий метан, подаваемый по трубопроводу 15 циркуляционным насосом 14. Полученный
360 газообразный метан поступает в силовую паровую турбину 12, где он осуществляет работу, благодаря которой электрогенератор 12, приводимый турбиной 16, вырабатывает электрическую энергию. Отработанный в турбине 12 расширившийся газообразный метан поступает в конденсатор-испаритель 13, где конденсируется, отдавая тепло сжиженному природному газу (СПГ), подаваемому по трубопроводу
365 17. Жидкий метан (конденсат) из конденсатора-испарителя 13 поступает в циркуляционный насос 14. По охлаждающей стороне из конденсатора-испарителя 13 выходит регазифицированный природный газ (РПГ).
Первый (пароводяной) каскад, реализованный в первом (пароводяном) контуре, работает в диапазоне температур выше температуры окружающей среды
370 как классическая энергетическая установка с применением цикла Ренкина, а промежуточный второй (этановый) каскад, реализованный во втором (этановом) контуре, и последний третий (метановый) каскад, реализованный в третьем (метановом) контуре, работают в диапазоне температур ниже температуры окружающей среды по тому же циклу Ренкина. Каскады (и, соответственно,
375 контуры) получения энергии последовательно термодинамически связаны, поскольку теплоту конденсации газообразной рабочей текучей среды одного каскада последовательно используют для испарения жидкой рабочей текучей среды следующего каскада, а именно: второй каскад термор динамически связан с первым каскадом благодаря использованию тепла, отдаваемого при конденсации
380 газообразной рабочей текучей среды первого каскада - водного пара в конденсаторе-испарителе 3, для испарения жидкой рабочей текучей среды второго каскада - жидкого этана, а третий каскад термодинамически связан со вторым каскадом благодаря использованию тепла, отдаваемого при конденсации газообразной рабочей текучей среды второго каскада - газообразного этана в
385 конденсаторе-испарителе 8, для испарения жидкой рабочей текучей среды третьего каскада - жидкого метана. Тепло, отводимое при конденсации газообразной рабочей текучей среды третьего (последнего) каскада - газообразного метана в конденсаторе-испарителе 13, используют для нагревания и/или испарения сжиженного природного газа.
390 Любая энергетическая установка работает в диапазоне (Тв - Тн) верхней температуры Тв (температуры нагревателя) и нижней температуры Тн (температуры холодильника). Из курса термодинамики известно, что КПД идеального цикла (тепловой машины) Карно зависит только от этих температур и определяется как отношение их разности к верхней температуре: η = (Тв - Тн) / Тв.
400 Чем выше верхняя температура Тв, тем выше КПД. Нижняя температура в традиционных энергетических установках ограничивается температурой окружающей среды. На терминале сжиженный природный газ (СПГ) хранится при температуре -163 °С (110К). Это огромный аккумулятор энергии. Использование этой энергии в процессе регазификации сжиженного природного газа дает
405 возможность существенным образом расширить термодинамические возможности.
КПД цикла Карно энергетической установки первого (пароводяного) каскада установки для получения энергии и регазификации сжиженного газа равняется отношению разности верхней температуры Тв\ и нижней температуры Тш первого каскада: ηΚι = (ТВ1 - ΤΗι) / Тш = (826 - 285) = 0,655 (отношение площади
410 прямоугольника ABCD к площади прямоугольника ABQP - см. фиг. 2). Изменить его в данных температурных границах невозможно. Однако, использовав еще два прямых цикла - второй (этановый) с верхней температурой Тв2 и нижней температурой Тн2 и третий (метановый) с верхней температурой Тв3 и нижней температурой Тнэ - и снизив нижнюю температуру установки до 110К, можно
4 5 добиться увеличения полезной работы (сумма площадей прямоугольников ABCD, EFGH, IGKL - см. фиг. 2), отношение которой к имеющемуся количеству теплоты (площадь прямоугольника ABQP - см. фиг. 2) определяет КПД трехкаскадного цикла Карно, что будет равняться:
ηΣ=[(ΤΒ l-THi) + (ТВ 2-ТН2) + (Тв з.тнз)]/ТВ1 = [( 826-285) + ( 275-183) + ( 173-120)]/826 =
420 0,831.
Таким образом, КПД трехкаскадного цикла значительно увеличивается и существенным образом приближается к идеальному.
В случае нескольких промежуточных каскадов, реализованных в промежуточных контурах, первый (пароводяной) каскад, реализованный в первом (пароводяном) контуре, работает в диапазоне температур выше температуры окружающей среды как классическая энергетическая установка с применением цикла Ренкина, а промежуточные каскады и последний каскад, реализованные в промежуточных и последнем контурах с применением разных органических соединений в качестве рабочих текучих сред, работают в диапазоне температур
430 ниже температуры окружающей среды по тому же циклу Ренкина, причем каскады (и, соответственно, контуры) последовательно термодинамически связаны таким образом, что тепло, отводимое от газообразной рабочей текучей среды в процессе конденсации в одном каскаде, используется для испарения жидкой рабочей текучей среды в следующем каскаде; в последнем каскаде тепло, отводимое от газообразной
435 рабочей текучей среды в процессе конденсации используется для регазификации сжиженного природного газа.
Использованием разных органических рабочих текучих сред в промежуточных и последнем каскадах обеспечивает возможность работы в докритических областях и отсутствие связанных с работой в критических областях
440 термодинамических потерь, при этом могут быть обеспечены низкие перепады температур в теплообменных аппаратах и приемлемые весогабаритные и прочностные характеристики, а также оптимальные термодинамические и технологические показатели. Полученной от силовых турбин энергии может хватить не только для внутренних нужд установки или терминала для хранения и
445 регазификации сжиженного природного газа, но и для поставки на сторону.
Изготовление и применение.
Предлагаемые способ и установка для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа могут быть реализованы при современному уровне науки и техники, поскольку теоретические основы используемых процессов 450 изучены, технология производства элементов развита, и производственная база существует.
Благодаря эффективному использованию низкотемпературного энергетического потенциала сжиженного природного газа и рациональной утилизации выпаров сжиженного природного газа реализация предлагаемых способа и установки для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа при создании терминала для хранения и регазификации сжиженного природного газа обеспечивает энрегонезависимость терминала, возможность экспорта энергии и минимальное воздействие на окружающую среду.

Claims

Формула изобретения
1. Способ получения энергии и регазификации сжиженного природного газа, предусматривающий использование хотя бы двух каскадов с применением замкнутого термодинамического цикла Ренкина, при котором рабочая текучую среду испаряют в испарителе, полученный пар расширяют в силовой турбине, расширившийся в турбине пар конденсируют в конденсаторе, и полученный конденсат подают в испаритель, термодинамически связанных за счет использования тепла, отдаваемого при конденсации рабочей текучей среды одного каскада, для испарения рабочей текучей среды другого каскада, причем способ предусматривает использование каскада, являющегося пароводяным, в котором в качестве рабочей текучей среды используют воду и водной пар, получаемый при испарении воды за счет тепла продуктов сгорания углеводородного топлива, и использование каскада, в котором в качестве рабочей текучей среды используют органическую рабочую текучую среду, конденсируемую за счет нагревания или/и испарения сжиженного природного газа, отличающийся тем, что между пароводяным каскадом и каскадом, рабочую текучую среду в котором конденсируют за счет нагревания или/и испарения сжиженного природного газа, дополнительно используют хотя бы один промежуточный каскад с применением замкнутого термодинамического цикла Ренкина, в котором рабочую текучую среду, в качестве которой используют органическую текучую среду, испаряют в испарителе, полученный пар расширяют в силовой турбине, расширившийся в турбине пар конденсируют в конденсаторе, и полученный конденсат подают в испаритель, причем каскады последовательно термодинамически связаны.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органических рабочих текучих сред в разных каскадах используют разные углеводородные соединения.
3. Способ по п. 1 или по п. 2, отличающийся тем, что между пароводяным каскадом и каскадом, рабочую текучую среду в котором конденсируют за счет нагревания или/и испарения сжиженного природного газа, дополнительно используют один промежуточный каскад, в качестве органической рабочей текучей среды в котором используют этан, а в каскаде, рабочую текучую среду в котором конденсируют за счет нагревания или/и испарения сжиженного природного газа, в с
качестве органической рабочей текучей среды используют метан.
4. Способ по п. 1 или по п. 2 или по п. 3, отличающийся тем, что продукты сгорания углеводородного топлива хотя бы частично получают сжиганием выпаров сжиженного природного газа.
5. Установка для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа, которая содержит не менее двух термодинамически связанных замкнутых контуров, работающих по циклу Ренкина, предназначенных для циркулирования испаряемой текучей среды, каждый из которых содержит последовательно соединенные трубопроводами испаритель, силовую турбину, конденсатор и циркуляционный насос, причем замкнутые контуры термодинамически связаны общим теплообменным аппаратом, греющая сторона которого является частью тракта циркулирования испаряемой рабочей текучей среды одного контура и выполняет функцию конденсатора, а охлаждающая сторона является частью тракта циркулирования испаряемой рабочей текучей среды другого контура и выполняет функцию испарителя, причем в состав установки входит пароводяной контур, в котором рабочей текучей средой является вода и водной пар, получаемый при испарении этой воды в испарителе этого контура, связанном по греющей стороне с источником продуктов сгорания углеводородного топлива, и предназначенный для циркулироавания органической рабочей текучей среды контур с конденсатором, связанным по охлаждающей стороне с линией сжиженного природного газа, отличающаяся тем, что между пароводяным контуром и контуром, конденсатор которого по охлаждающей стороне связан с линией сжиженного природного газа, установка дополнительно содержит хотя бы один промежуточный предназначенный для циркулирования органической рабочей текучей среды работающий по замкнутому циклу Ренкина замкнутый контур, в состав которого входят последовательно соединенные трубопроводами испаритель, силовая турбина, конденсатор и циркуляционный насос, причем контуры последовательно термодинамически связаны.
6. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что в предназначенных для циркулирования органической рабочей текучей среды контурах рабочими текучими средами являются разные углеводородные соединения.
7. Установка по п. 5 или по п. 6, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит один промежуточный предназначенный для циркулирования органической текучей среды замкнутый контур, рабочей текучей средой в котором является этан, а в контуре, конденсатор которого по охлаждающей стороне связан с линией сжиженного природного газа, рабочей текучей средой является метан.
8. Установка по п. 5 или по п. 6 или по п. 7, отличающаяся тем, что источник продуктов сгорания углеводородного топлива связан с линией вьшаров сжиженного природного газа.
PCT/UA2011/000100 2010-10-22 2011-10-21 Способ и установка для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа WO2012054006A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201012482 2010-10-22
UAA201012482A UA95425C2 (ru) 2010-10-22 2010-10-22 Способ и установка для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012054006A1 true WO2012054006A1 (ru) 2012-04-26

Family

ID=45975493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2011/000100 WO2012054006A1 (ru) 2010-10-22 2011-10-21 Способ и установка для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа

Country Status (2)

Country Link
UA (1) UA95425C2 (ru)
WO (1) WO2012054006A1 (ru)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015178788A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 三浦工業株式会社 加熱システム
CN108412565A (zh) * 2018-05-02 2018-08-17 天津城建大学 Co2有机朗肯循环与内燃机燃烧天然气耦合发电系统
CN110985148A (zh) * 2018-11-18 2020-04-10 李华玉 联合循环动力装置
CN114109541A (zh) * 2021-11-24 2022-03-01 江苏科技大学 一种lng燃料动力船冷能全发电利用系统
CN114753900A (zh) * 2022-03-17 2022-07-15 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种通过回收碳捕集能量提供天然气的装置和方法
CN114776407A (zh) * 2022-03-31 2022-07-22 福州大学 一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统
CN115750007A (zh) * 2022-11-17 2023-03-07 西安石油大学 地热能驱动的双级有机朗肯循环耦合天然气液化系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114251643B (zh) * 2021-12-21 2023-05-12 华电电力科学研究院有限公司 一种多能互补综合能源系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3068659A (en) * 1960-08-25 1962-12-18 Conch Int Methane Ltd Heating cold fluids with production of energy
US3183666A (en) * 1962-05-02 1965-05-18 Conch Int Methane Ltd Method of gasifying a liquid gas while producing mechanical energy
US4429536A (en) * 1977-12-29 1984-02-07 Reikichi Nozawa Liquefied natural gas-refrigerant electricity generating system
SU1795128A1 (ru) * 1990-01-30 1993-02-15 Andrej V Polupan Энергетическая установка
US6116031A (en) * 1998-03-27 2000-09-12 Exxonmobil Upstream Research Company Producing power from liquefied natural gas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3068659A (en) * 1960-08-25 1962-12-18 Conch Int Methane Ltd Heating cold fluids with production of energy
US3183666A (en) * 1962-05-02 1965-05-18 Conch Int Methane Ltd Method of gasifying a liquid gas while producing mechanical energy
US4429536A (en) * 1977-12-29 1984-02-07 Reikichi Nozawa Liquefied natural gas-refrigerant electricity generating system
SU1795128A1 (ru) * 1990-01-30 1993-02-15 Andrej V Polupan Энергетическая установка
US6116031A (en) * 1998-03-27 2000-09-12 Exxonmobil Upstream Research Company Producing power from liquefied natural gas

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015178788A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 三浦工業株式会社 加熱システム
CN108412565A (zh) * 2018-05-02 2018-08-17 天津城建大学 Co2有机朗肯循环与内燃机燃烧天然气耦合发电系统
CN110985148A (zh) * 2018-11-18 2020-04-10 李华玉 联合循环动力装置
CN114109541A (zh) * 2021-11-24 2022-03-01 江苏科技大学 一种lng燃料动力船冷能全发电利用系统
CN114109541B (zh) * 2021-11-24 2023-10-27 江苏科技大学 一种lng燃料动力船冷能全发电利用系统
CN114753900A (zh) * 2022-03-17 2022-07-15 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种通过回收碳捕集能量提供天然气的装置和方法
CN114753900B (zh) * 2022-03-17 2024-04-30 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种通过回收碳捕集能量提供天然气的装置和方法
CN114776407A (zh) * 2022-03-31 2022-07-22 福州大学 一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统
CN114776407B (zh) * 2022-03-31 2023-11-03 福州大学 一种液化天然气冷能发电与重整制氢联合系统
CN115750007A (zh) * 2022-11-17 2023-03-07 西安石油大学 地热能驱动的双级有机朗肯循环耦合天然气液化系统
CN115750007B (zh) * 2022-11-17 2024-05-10 西安石油大学 地热能驱动的双级有机朗肯循环耦合天然气液化系统

Also Published As

Publication number Publication date
UA95425C2 (ru) 2011-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012054006A1 (ru) Способ и установка для получения энергии и регазификации сжиженного природного газа
JP7173245B2 (ja) 発電システム
US7305829B2 (en) Method and apparatus for acquiring heat from multiple heat sources
EP1713877B1 (en) Organic rankine cycle fluid
US20100154381A1 (en) Combined brayton - rankine cycle
JP4404010B2 (ja) 複合冷熱発電装置
EP3242994B1 (en) Multi-pressure organic rankine cycle
JP2010540837A (ja) 往復機関からの廃熱を利用するカスケード型有機ランキンサイクル(orc)システム
AU2008349706A1 (en) Method for operating a thermodynamic circuit, as well as a thermodynamic circuit
US20140345276A1 (en) Organic rankine cycle for concentrated solar power system with saturated liquid storage and method
WO2014041417A2 (en) Method and apparatus for producing power from geothermal fluid
MX2014011444A (es) Sistema y metodo para recuperar calor residual de fuentes de calor dual.
CN103547786A (zh) 复合发电系统
KR101282091B1 (ko) 냉열 발전 시스템
JPH10288047A (ja) 液化天然ガス気化発電装置
CN105980665A (zh) 使用热电装置或核电装置发电并且储能的方法和设备
Pattanayak et al. Thermodynamic analysis of combined cycle power plant using regasification cold energy from LNG terminal
Pattanayak et al. Liquefied natural gas re-gasification cold energy hybrid system integration in gas-steam combined cycle power plant model: Enhancement in power generation and performance
Ovsyannik et al. Trigeneration units on carbon dioxide with two-time overheating with installation of turbo detainder and recovery boiler
JPH05113108A (ja) 液化天然ガスを用いる冷熱発電装置
KR20130099616A (ko) 액화천연가스 연료의 기화를 이용한 액화천연가스 연료 추진 선박용 유기 랭킨 사이클 발전 시스템 및 방법
KR101528935B1 (ko) 복수기 폐열 발전시스템
KR20130099617A (ko) 액화천연가스 화물창의 냉열을 이용한 액화천연가스 운반선용 유기 랭킨 사이클 발전 시스템 및 방법
JP2015031268A (ja) 廃熱回収装置
JP2014190285A (ja) バイナリー発電装置の運転方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11834743

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11834743

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1