
技术摘要:
本发明公开了一种FSRU上超临界三级级联朗肯循环发电系统,包括LNG泵、海水泵、调温器,还包括呈纵向阵列依次分布的一级发电单元,所述一级发电单元包括依次连接的一级蒸发器、一级汽轮机、一级冷凝器、一级工质泵;二级发电单元,所述二级发电单元包括依次连接的二级蒸 全部
背景技术:
天然气是最清洁的化石燃料之一,由于人们对环境的保护意识加强,因此天然气 得到越来越多的应用。天然气被广泛用作清洁燃料,液化天然气行业出现了惊人的增长。 LNG在汽化过程中会释放出大量冷能,从再气化过程中回收剩余的冷能是整个LNG价值链的 关键挑战之一。目前LNG冷能利用系统的各种研究很多,包括发电,空气分离,脱盐,低温二 氧化碳捕集和天然气凝析液(NGL)回收。而发电是充分利用LNG冷能的最重要方法。釆用低 温有机工质构成多级朗肯循环以最大限度的利用LNG冷能成为LNG冷能发电关注的重点。由 于LNG-FSRU通常停留在在远离陆地用户的海面,根据美国LNG输气压力要求,天然气远距离 运输要达到7MPa以上,此时LNG已达到超临界状态,因此在大多FSRU上IFV再汽化系统中LNG 会在超临界气化压力下气化。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种能够减少换热器 损以及提高透平做功,从而提高系统 净输出功的发电系统。 为了达到上述目的,本发明的技术方案是提供了一种FSRU上超临界三级级联朗肯 循环发电系统,其特征在于:包括LNG泵、海水泵、调温器,还包括呈纵向阵列依次分布的: 一级发电单元,所述一级发电单元包括依次连接的一级蒸发器、一级汽轮机、一级 冷凝器、一级工质泵及在该闭环回路中循环的一级发电工质,其中,一级蒸发器的两端均具 有一对一级热源输入端、一级热源输出端,其一端的一级热源输出端与一级汽轮机相连,一 级热源输入端与二级分离器相连,另一端的一级热源输入端与一级工质泵相连,一级热源 输出端与二级混合器相连。所述一级冷凝器的两端均具有一对一级热源输入端、一级热源 输出端,其一端的一级热源输入端与一级汽轮机相连,一级热源输出端与二级冷凝器相连, 另一端的一级热源输入端与LNG泵相连,一级热源输出端与一级工质泵相连。 二级发电单元,所述二级发电单元包括依次连接的二级蒸发器、二级汽轮机、二级 分离器、二级冷凝器、二级混合器、二级工质泵及在该闭环回路中循环的二级发电工质,其 中,二级蒸发器的两端均具有一对二级热源输入端、二级热源输出端,其一端的二级热源输 入端与二级工质泵相连,二级热源输出端三级混合器相连,另一端的二级热源输出端与三 级蒸发器相连,二级热源输入端与三级分离器相连。二级分离器具有一个输入端、三个输出 端,其输入端与二级汽轮机相连,其中两个输出端分别与二级冷凝器和三级冷凝器相连,所 述二级混合器具有三个输入端、一个输出端,其输出端与二级工质泵相连,其中另两个输入 端分别与二级冷凝器和三级冷凝器相连。二级冷凝器的两端均具有一对二级热源输入端、 3 CN 111577418 A 说 明 书 2/5 页 二级热源输出端,一端的二级热源输出端与三级冷凝器相连。 三级发电单元,所述三级发电单元包括依次连接的三级蒸发器、三级汽轮机、三级 分离器、三级冷凝器、三级混合器、三级工质泵及在该闭环回路中循环的三级发电工质,其 中,三级蒸发器的一端具有两个三级热源输入端、一个三级热源输出端,该端的一个三级热 源输入端与三级工质泵相连,另一端具有两个三级热源输出端、一个三级热源输入端,该端 三级热源输入端与海水泵相连,另两个三级级热源输出端分别与二级汽轮机和三级汽轮机 相连。三级分离器具有一个输入端、三个输出端,其输入端与三级汽轮机相连,其中两个输 出端分别与三级冷凝器和调温器相连,所述三级混合器具有三个输入端、一个输出端,其输 出端与三级工质泵相连,其中另两个输入端分别与三级冷凝器和调温器相连。三级冷凝器 的一端具有两个三级热源输入端、一个三级热源输出端,该三级热源输出端与调温器相连, 另一端具有一个三级热源输入端、两个三级热源输出端。 调温器的一端具有两个热源输入端、一个热源输出端,其中一个热源输入端与海 水泵相连,另一端具有一个热源输入端、两个热源输出端。 进一步的,所述一级发电工质采用R1150制冷剂。 进一步的,所述二级发电工质采用R23制冷剂。 进一步的,所述三级发电工质采用R717制冷剂。 本发明的优点在于:在本发明中,通过在三级冷凝器中增加了一股来自二级发电 单元中循环的二级发电工质,从而进一步对LNG冷能进行了回收,使得三级冷凝器的 损降 低,使系统净输出功增大。 通过在调温器中增加了一股来自三级发电单元中循环的三级发电工质,从而进一 步对冷能进行了回收,从而进一步对LNG冷能进行了回收,使得调温器的 损降低,使系统 净输出功增大。 通过把进入二级汽轮机前的二级发=电工质引入三级蒸发器中,与海水进行换 热,提高二级发电工质进入二级汽轮机的温度,从而提高汽轮机的做功,使系统净输出功增 大。 对于发电工质分别采用R1150、R23和R717作为冷媒介质,与LNG温度利用更匹配, 系统能够获得最大输出功,且系统运行稳定,安全可靠,便于施工。 本发明结构简单,使用方便,可以广泛用于LNG冷能发电领域。 附图说明 图1为本发明的一种FSRU上超临界三级级联朗肯循环发电系统的示意图。