一种中低温热源驱动的功冷气联供系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112880221A(43)申请公布日2021.06.01(21)申请号202110049331.4(22)申请日2021.01.14(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人于泽庭梁文兴冯春雨(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人张庆骞(51)Int.Cl.F25B9/08(2006.01)F25B15/04(2006.01)F25D3/10(2006.01)F01K25/10(2006.01)F01D15/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种中低温热源驱动的功冷气联供系统(57)摘要本发明公开了一种中低温热源驱动的功冷气联供系统，其包括中低温热源循环系统、LNG冷能利用循环系统、卡琳娜循环系统、有机朗肯循环系统、外部喷射式制冷循环系统和内部喷射式制冷循环系统；卡琳娜循环系统通过锅炉和过热器与中低温热源循环系统耦合；有机朗肯循环系统通过ORC预热器与中低温热源循环系统相耦合，有机朗肯循环系统通过ORC蒸发器与卡琳娜循环系统耦合；内部喷射式制冷循环系统的喷射器的引射流为卡琳娜循环系统中的透平中间某一位置引出的中高压氨气，被引射流为第一蒸发器出口的两相流；外部喷射式制冷循环系统的喷射器的引射流为卡琳娜循环系统中的冷凝器出口的氨水，被引射流为蒸发器出口的两相混合物。CN112880221ACN112880221A权利要求书1/1页1.一种中低温热源驱动的功冷气联供系统，其特征在于，包括中低温热源循环系统、LNG冷能利用循环系统、卡琳娜循环系统、有机朗肯循环系统、外部喷射式制冷循环系统和内部喷射式制冷循环系统；所述卡琳娜循环系统通过锅炉和过热器与中低温热源循环系统耦合；所述有机朗肯循环系统通过ORC预热器与中低温热源循环系统相耦合，有机朗肯循环系统通过ORC蒸发器与卡琳娜循环系统相耦合；内部喷射式制冷循环系统的喷射器的引射流为卡琳娜循环系统中的透平中间某一位置引出的中高压氨气，被引射流为第一蒸发器出口的两相流；外部喷射式制冷循环系统的喷射器的引射流为卡琳娜循环系统中的冷凝器出口的氨水，被引射流为蒸发器出口的两相混合物；外部喷射式制冷循环系统中的冷凝器的冷量由LNG冷能利用循环系统中的LNG提供；最终实现了中低温热源和LNG冷能的梯级利用及冷电气联供。2.如权利要求1所述的中低温热源驱动的功冷气联供系统，其特征在于，中低温热源循环系统内的中低温热源为驱动热能。3.如权利要求2所述的中低温热源驱动的功冷气联供系统，其特征在于，换热工质被中低温热源循环系统加热后，通过过热器与饱和氨气发生热交换使其从饱和状态变为过热状态，换热工质通过锅炉与氨水发生热交换，使其变为饱和气体；换热工质通过ORC预热器与丙烷发生热交换给其预热，换热工质通过LNG‑换热工质换热器与天然气发生热交换，天然气被加热至过热状态，获得最大输出功，最后，换热工质被换热工质泵送回中低温热源循环系统，完成一个循环。4.如权利要求1所述的中低温热源驱动的功冷气联供系统，其特征在于，LNG冷能利用循环系统中的LNG被LNG泵从LNG储罐抽出。5.如权利要求4所述的中低温热源驱动的功冷气联供系统，其特征在于，从LNG储罐抽出的LNG被送入ORC冷凝器，在ORC冷凝器中与丙烷发生热交换使其冷凝。6.如权利要求5所述的中低温热源驱动的功冷气联供系统，其特征在于，从ORC冷凝器出来的LNG，通过LNG分流器分成两路，一路被依次被送入吸收器，第一冷凝器给其提供冷量，自身被加热；另一路，被送入外部喷射式制冷循环系统的第二冷凝器中，给其提供冷量，自身被加热。7.如权利要求6所述的中低温热源驱动的功冷气联供系统，其特征在于，两路被加热的LNG在LNG混合器混合，再送至LNG‑换热工质换热器中被换热工质加热至过热状态，之后过热工质进入天然气透平膨胀机对外做功，带动发电机发电；最后做功膨胀后常温常压的天然气被供给用户。8.如权利要求1所述的中低温热源驱动的功冷气联供系统，其特征在于，有机朗肯循环系统的工质为丙烷。9.如权利要求8所述的中低温热源驱动的功冷气联供系统，其特征在于，丙烷经ORC预热器被预热后送入ORC蒸发器吸收闪蒸罐出口气体的热量蒸发变为过热气体后送至ORC透平膨胀机，推动透平对外做功，带动发电机发电；随后透平排气进入ORC回热器被来自ORC冷凝器的液体预冷，接着丙烷进入ORC冷凝器被冷凝；再接着被ORC工质泵送入ORC回热器，被透平排气加热；随后丙烷被流入ORC预热器被换热工质预热，从而完成一个循环。10.如权利要求1所述的中低温热源驱动的功冷气联供系统，其特征在于，卡琳娜循环系统与外部喷射式制冷循环系