專利名稱：一種lng冷能利用新方法
技術領域：
本發明涉及一種能源的使用方法，特別涉及一種LNG冷能利用 新方法。
背景技術：
21世紀，在人類迎來科技、經濟蓬勃發展的同時也面臨著環境 惡化、城市人口膨脹等各種問題的威脅，而能源短缺也是一個不容忽 略的方面。為了優化能源消費結構，改善生態環境，實現可持續發展 戰略，天然氣作為一種潔凈環保、優質高效的能源燃料被世界各國廣 泛利用，它的需求量也日益增加。天然氣是當今世界能源消耗中的重 要組成部分，其與煤炭、石油并稱為世界能源的三大支柱。
液化天然氣指在常壓或略高于常壓下利用低溫(-162'C)液化了 的天然氣，簡稱LNG。 LNG是氣田開采出來的天然氣經過脫水、脫 酸性氣體和重烴類，然后壓縮、膨脹、液化而成的低溫液體。純凈的 LNG是無色、無味、無毒和透明的液體，LNG比水輕，不溶于水。 LNG蒸汽溫度高于-11(TC，比空氣輕，貨物泄漏時蒸汽往上升，易于 擴散，因此發生爆炸的危險性相對LPG較輕。
LNG化學性質穩定，與空氣、水及其他液化氣貨品在化學上相 容，不會起危險反應(與氯可能有危險反應)。由于LNG的臨界溫度
遠低于環境溫度，所以只能采用全冷凍的條件運輸和貯存。
LNG工業鏈是非常龐大的，主要包括天然氣液化、儲存、運輸、 接收終端、氣化站等。當低溫LNG氣化時會放出的大量冷能，LNG 冷能值大約是837kJ/kg，對這部分冷能的合理回收利用是LNG作為 能源消耗的一個重要節能問題，同時也是影響經濟效益的重要問題。
LNG蓄冷主要利用LNG氣化時富裕的冷能貯存起來，根據需氣 化的LNG氣體的能，供冷主要集中在晚上，白天將充裕的冷能儲存 起來。由于LNG溫度在-162'C左右，且單位冷能值極大，可運用到 深冷領域。相變物質的選擇是LNG蓄冷裝置研究的關鍵，要充分考 慮相變物質的熔點、沸點及安全性問題。而冰蓄冷主要是利用夜間的 谷價電運行制冷機組將冷能儲存于蓄冷裝置中供白天冷能利用設備。 冰蓄冷將白天的電力峰負荷轉移到晚上，而冷能供給主要集中在白 天，冷能利用在中高溫范圍內。
LNG主要用于發電和城市燃氣，LNG的氣化負荷隨時間和季節 變化發生波動。對天然氣的需求是白天和冬季多，所以LNG氣化所 提供的冷能也多。反之，在夜晚和夏季，可以利用的LNG冷能也隨 之減少。LNG冷能能大小的波動，將會對冷能利用設備的運行產生 不良影響，必須予以重視。目前我們國內對LNG冷能的利用還沒有 比較完善的方法， 一些方法還不能夠充分的利用LNG氣化時所提供 的冷能，而且運行時所需系統部件繁多，操作和維修復雜不方便，則 浪費了很多的冷能，從而不能夠產生很好的經濟效益。
發明內容
本發明的目的在于針對上面所述的LNG冷能利用時所出現的操 作繁瑣，利用不充分等問題而提供一種經濟效益高、利用率高、操作 簡單的LNG冷能的利用新方法。
為了達到所述目的，本發明提供的一種LNG冷能利用新方法，其 主要是利用蓄能材料的潛熱存儲LNG冷能。其原理如下白天和冬 季時LNG冷能充裕時，當LNG氣化時利用蓄能材料吸收并儲存其富 裕的冷能；夜間和夏季時LNG冷能供應不足時，可以利用的LNG冷 能也隨之減少，此時可利用蓄能材料釋放白天儲存的冷能，供給冷能 利用設備。
根據上述原理本發明的方法主要有以下幾步 步驟l:再液化，將閃發的LNG蒸汽通過再液化裝置進行再液化， 液化后的LNG再儲存于LNG儲液裝置中，從而提高LNG儲液裝置 的安全性和LNG的利用率；
步驟2:蓄能，將LNG儲液裝置中的LNG與蓄冷裝置中的蓄能材料 進行熱量交換，將LNG氣化時釋放的冷能儲存于蓄冷裝置中，同時 將氣化的LNG輸出供做它用；
步驟3:釋能，需要使用冷能時通過蓄能材料溶解釋放冷能，再利用 載冷劑將冷能傳遞給末端用冷裝置；
步驟4:優化，在需大量冷能的場合，可將部分LNG直接氣化產生 冷能提供給末端用冷裝置，其蒸汽通過液化裝置回收。
本方法中，其再液化裝置中利用膨脹機的絕熱膨脹降低LNG的溫
度使其液化，以此作為液化流程的冷源。
在本方法中，其蓄能材料采用相變材料，相變材料潛熱大，可以 儲存更多的冷能。
本方法可根據各個用戶所需溫度的不同，對LNG冷能可進行梯級 利用若用戶需要低溫，則只需將儲存LNG冷能的蓄能材料與一級 載冷劑進行熱量交換；如果用戶需要較高的溫度，則可以在此基礎上 利用換熱裝置進行二級、三級熱量交換；依次類推，可進行多級利用。
其中換熱裝置為板式換熱器。
本發明有益效果-
(1) 利用率高、經濟效益高。在利用LNG液化天然氣的同時， 還能有效的回收利用LNG冷能進行蓄冷，并通過載冷劑給用戶末端 輸送冷能，大大的提高的LNG冷能的利用率，從而提高了其經濟效
、/-
(2) 結構簡單，操作方便。整個系統裝置運行部件少，運行及維 護簡便。
(3) 本方法中運用了相變材料對LNG冷能進行蓄能，相變材料 的相變潛熱大，可以儲存更多的冷能。
(4) 適用面廣。本方法對LNG冷能的利用能夠滿足對不同溫度 的需求，可方便得到所需溫度。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發明。
圖1為本發明LNG冷能利用的原理圖。
具體實施例方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于 明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
該方法主要由再液化、蓄能、釋能和優化四步組成。此例所需溫 度較高，為二級冷能利用方法。此方法的具體流程如下-
首先由于LNG儲液罐中的充排管從LNG儲液罐的頂部或底部引 入儲液槽，從而輸送LNG液體進入LNG儲液罐2中，這樣可起到防 止工作過程中因溫度變化和液體壓力對儲液罐產生不良影響的作用， 同時將部分LNG的閃發氣體輸送到再液化裝置1，其利用膨脹機的 絕熱膨脹降低LNG的溫度將LNG的閃化氣體進行再液化處理，從而 提高LNG儲液罐2的安全性和LNG的利用率，將液化后的液體再儲 存在LNG儲液罐2中。儲存于LNG儲液罐2內的LNG液體通過液 貨供管網輸送到相變蓄冷裝置3與其相變材料進行熱交換，將LNG 氣化時釋放的冷能儲存在相變蓄冷裝置3中，同時將氣化的LNG經 輸氣穩壓裝置4再通過氣貨供管網輸出供做它用。
白天，LNG冷能充足時，相變材料對其冷能進行儲存。夜間， LNG冷能不足時，相變材料釋放冷能，主要是將儲存于相變蓄冷裝 置3中的冷能傳遞給一級載冷劑， 一級載冷劑再與二級載冷劑通過板 式換熱器5進行熱交換得到所需的冷能，最后把冷能供給到末端用冷 裝置6，從而完成了二級冷能的利用。各個用戶可根據所需溫度的不同，對LNG冷能可進行梯級利用。 如果用戶需要低溫，則只需將儲存LNG冷能的相變材料與一級載冷 劑進行熱量交換；如果用戶需要較高的溫度，則可以在此基礎上進行 二級、三級熱量交換；依次類推，可進行多級利用。
在白天需大量冷能的場合，可將部分LNG直接氣化產生冷能提 供給末端用冷裝置6，其蒸汽通過液化裝置1回收，提高了 LNG冷 能的利用率。
以上是本發明的實施方式之一，對于本領域內的一般技術人員， 不花費創造性的勞動，在上述實施例的基礎上可以做多種變化，同樣 能夠實現本發明的目的。但是，這種變化顯然應該在本發明的權利要 求書的保護范圍內。
權利要求
1、一種LNG冷能利用新方法，該方法主要有以下幾步(1)再液化，將閃發的LNG蒸汽通過再液化裝置進行再液化，液化后的LNG再儲存于LNG儲液裝置中；(2)蓄能，將LNG儲液裝置中的LNG與蓄冷裝置中的蓄能材料進行熱量交換，將LNG氣化時釋放的冷能儲存于蓄冷裝置中，同時將氣化的LNG輸出供做它用；(3)釋能，需要使用冷能時通過蓄能材料溶解釋放冷能，再利用載冷劑將冷能傳遞給末端用冷裝置；(4)優化，在需大量冷能的場合，可將部分LNG直接氣化產生冷能提供給末端用冷裝置，其蒸汽通過液化裝置回收。
2、 根據權利要求1所述的一種LNG冷能利用新方法，其所述的 再液化裝置中采用可絕熱膨脹的膨脹機。
3、 根據權利要求1所述的一種LNG冷能利用新方法，其所述的蓄能材料采用潛熱大的相變材料。
4、 根據權利要求1所述的一種LNG冷能利用新方法，其所述的載冷劑通過換熱裝置進行熱量交換。
5、 根據權利要求4所述的一種LNG冷能利用新方法，其所述的 換熱裝置為板式換熱器。
全文摘要
本發明公開了一種LNG冷能利用新方法，該方法主要有以下幾步步驟1、再液化，將閃發的LNG蒸汽通過再液化裝置進行再液化；步驟2、蓄能，將LNG儲液裝置中的LNG與蓄能材料進行熱量交換，并將釋放的冷能儲存于蓄冷裝置中；步驟3、釋能，將蓄能材料溶解釋放冷能，再傳遞給末端用冷裝置；步驟4、優化，可將部分LNG直接氣化產生冷能提供給末端用冷裝置。本發明所需系統結構簡單，操作方便而且對LNG冷能利用率高、經濟效益高。
文檔編號F25D3/10GK101344354SQ20071004666
公開日2009年1月14日 申請日期2007年9月29日 優先權日2007年9月29日
發明者金 葉, 呂磊磊, 楊培瑩, 盛青青, 章學來 申請人:上海海事大學