本發(fā)明屬于朗肯循環(huán)發(fā)電，具體涉及利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)及工作方法。

背景技術(shù)：

1、朗肯循環(huán)是指以水蒸氣作為工質(zhì)的一種理想循環(huán)過程，主要包括等熵壓縮、等壓加熱、等熵膨脹、以及一個等壓冷凝過程，用于蒸汽裝置動力循環(huán)。簡單的蒸汽動力循環(huán)由水泵、鍋爐、汽輪機(jī)和冷凝器四個主要裝置組成，水在水泵中被壓縮升壓；然后進(jìn)入鍋爐被加熱汽化，直至成為過熱蒸汽后，進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹作功，作功后的低壓蒸汽進(jìn)入冷凝器被冷卻凝結(jié)成水，再回到水泵中，完成一個循環(huán)。蒸汽動力循環(huán)系統(tǒng)常見的冷凝方式為濕冷和空冷，其中濕冷是采用水冷式制冷，通過水冷卻器將熱量傳遞給水，再通過冷卻塔排放廢熱，濕冷制冷方式效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保，但需要充足的水源和冷卻塔；空冷是利用空氣冷卻方式，通過風(fēng)扇或風(fēng)機(jī)將熱量傳遞給外界空氣?？绽錂C(jī)組的制冷效率較低，噪音較大，但使用方便，不需要水源，只需通風(fēng)口即可。

2、lng是液化天然氣（liquefied?natural?gas）的縮寫，是天然氣在超低溫條件下液化形成的，主要由天然氣經(jīng)過凈化之后，通過壓縮升溫，冷卻移走熱量，再節(jié)流膨脹而得到。lng具有低溫的物體特性，其在約零下162℃以液態(tài)形式存在，主要成分為甲烷，體積是同質(zhì)量天然氣的1/625。lng增加了天然氣儲運(yùn)和利用的靈活性，擴(kuò)大了天然氣的應(yīng)用范圍，作為清潔能源是傳統(tǒng)能源的有效替代。lng蘊(yùn)含著大量冷能，需氣化為5℃以上的氣態(tài)天然氣運(yùn)送至管網(wǎng)，最終作為燃料進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室，產(chǎn)生高溫高壓的混合氣體，進(jìn)入透平做功發(fā)電。傳統(tǒng)氣化方式直接將冷能釋放到環(huán)境中，造成了極大的能量浪費，回收冷能并加以利用已經(jīng)成為研究的熱點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述空冷機(jī)組的制冷效率較低的不足，提供利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)及工作方法。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)，包括換熱器，換熱器的冷源入口通入液化天然氣，換熱器的冷源出口為天熱氣，換熱器的循環(huán)水出口連接冷凝器的循環(huán)水入口，冷凝器的循環(huán)水出口連接換熱器的循環(huán)水入口。

4、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，換熱器的循環(huán)水出口與冷凝器的循環(huán)水入口的連接管路上設(shè)置有循環(huán)水泵。

5、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，冷凝器的給水入口連接汽輪機(jī)的給水出口。

6、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，冷凝器的冷凝水出口連接鍋爐的給水入口。

7、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，冷凝器的冷凝水出口與鍋爐的給水入口的連接管路上設(shè)置有給水泵。

8、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，鍋爐的給水出口連接汽輪機(jī)的給水入口。

9、第二方面，本發(fā)明提供利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟：

10、液化天然氣通過換熱器的冷源入口流入換熱器中，液化天然氣在換熱器中氣化釋放冷能，氣化后的天然氣通過換熱器的冷源出口排出；

11、冷能與換熱器中的循環(huán)水進(jìn)行換熱，對循環(huán)水進(jìn)行降溫，降溫后的循環(huán)水送入冷凝器中對給水進(jìn)行換熱冷凝，換熱后的循環(huán)水通過冷凝器的循環(huán)水出口送入換熱器中。

12、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，降溫后的循環(huán)水通過循環(huán)水泵加壓后，送入冷凝器中對給水進(jìn)行換熱降溫。

13、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，汽輪機(jī)排出給水到冷凝器中，降溫后的循環(huán)水送入冷凝器中對給水進(jìn)行換熱冷凝，形成冷凝水送入鍋爐中。

14、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，冷凝器的冷凝水通過給水泵升壓后送入鍋爐中。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

16、本發(fā)明系統(tǒng)通過利用液化天然氣（lng）作為冷源，顯著提高了冷凝過程中的熱交換效率。液化天然氣的低溫特性可以有效地提高冷凝器的冷卻效果，相比傳統(tǒng)的空冷機(jī)組，能夠更高效地去除廢熱。本發(fā)明使用lng作為冷源能夠降低冷卻過程中的能源消耗。傳統(tǒng)空冷系統(tǒng)需要依賴大量的外部環(huán)境空氣，且在高溫天氣條件下，效率降低。而lng系統(tǒng)不受外部環(huán)境溫度的影響，能夠在各種氣候條件下保持較高的制冷效率。本發(fā)明與傳統(tǒng)的水冷系統(tǒng)相比，lng冷凝系統(tǒng)通過換熱器循環(huán)水的閉路設(shè)計，不直接消耗大量水資源。這樣不僅減少了水資源的依賴，同時避免了水冷系統(tǒng)可能帶來的環(huán)境負(fù)擔(dān)。由于lng冷凝系統(tǒng)的冷源溫度穩(wěn)定，系統(tǒng)能夠在不同負(fù)荷情況下保持較為穩(wěn)定的工作狀態(tài)，避免了空冷系統(tǒng)因氣候變化（如高溫、低濕等）導(dǎo)致的冷卻效率波動，從而提升了整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。現(xiàn)有的空冷系統(tǒng)通常需要大量的風(fēng)機(jī)來推動空氣流動，可能會產(chǎn)生較高的噪音，而lng冷凝系統(tǒng)通過循環(huán)水和換熱器的方式進(jìn)行冷卻，能夠大大降低系統(tǒng)運(yùn)行的噪音水平。本發(fā)明通過有效的冷凝過程，lng冷凝系統(tǒng)能夠降低蒸汽壓力和溫度，從而提高朗肯循環(huán)的熱效率，間接提升了發(fā)電機(jī)組的整體發(fā)電效率。

技術(shù)特征：

1.利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括換熱器（1），換熱器（1）的冷源入口通入液化天然氣，換熱器（1）的冷源出口為天熱氣，換熱器（1）的循環(huán)水出口連接冷凝器（2）的循環(huán)水入口，冷凝器（2）的循環(huán)水出口連接換熱器（1）的循環(huán)水入口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，換熱器（1）的循環(huán)水出口與冷凝器（2）的循環(huán)水入口的連接管路上設(shè)置有循環(huán)水泵（3）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，冷凝器（2）的給水入口連接汽輪機(jī)（4）的給水出口。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，冷凝器（2）的冷凝水出口連接鍋爐（5）的給水入口。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，冷凝器（2）的冷凝水出口與鍋爐（5）的給水入口的連接管路上設(shè)置有給水泵（6）。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，鍋爐（5）的給水出口連接汽輪機(jī)（4）的給水入口。

7.利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，降溫后的循環(huán)水通過循環(huán)水泵（3）加壓后，送入冷凝器（2）中對給水進(jìn)行換熱降溫。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，汽輪機(jī)（4）排出給水到冷凝器（2）中，降溫后的循環(huán)水送入冷凝器（2）中對給水進(jìn)行換熱冷凝，形成冷凝水送入鍋爐（5）中。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用lng冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，冷凝器（2）的冷凝水通過給水泵（6）升壓后送入鍋爐（5）中。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明明屬于朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，公開了利用LNG冷凝朗肯循環(huán)排汽的發(fā)電系統(tǒng)及工作方法，本發(fā)明系統(tǒng)通過利用液化天然氣（LNG）作為冷源，顯著提高了冷凝過程中的熱交換效率。液化天然氣的低溫特性可以有效地提高冷凝器的冷卻效果，相比傳統(tǒng)的空冷機(jī)組，能夠更高效地去除廢熱。本發(fā)明使用LNG作為冷源能夠降低冷卻過程中的能源消耗。傳統(tǒng)空冷系統(tǒng)需要依賴大量的外部環(huán)境空氣，且在高溫天氣條件下，效率降低。而LNG系統(tǒng)不受外部環(huán)境溫度的影響，能夠在各種氣候條件下保持較高的制冷效率。

技術(shù)研發(fā)人員：石慧,呂凱,許朋江,薛朝囡,王妍,馬國鋒,鄧佳,劉雨恩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安熱工研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15