一种天然气冷能联合发电系统.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CN113756885A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202110247771.0(22)申请日2021.03.06(71)申请人中国科学院理化技术研究所地址100190北京市海淀区中关村东路29号(72)发明人周敏黄荣进李来风(74)专利代理机构深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙)44316代理人魏毅宏(51)Int.Cl.F01D15/10(2006.01)F28D21/00(2006.01)H02N11/00(2006.01)F17D1/02(2006.01)F17D3/01(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种天然气冷能联合发电系统(57)摘要本发明适用于天然气冷能回收利用领域，公开了天然气冷能联合发电系统，其包括膨胀发电单元、朗肯循环发电单元和半导体温差发电单元，将膨胀发电单元、朗肯循环发电单元与半导体温差发电单元相结合，在不改变膨胀发电单元、朗肯循环发电单元结构的前提下，联合半导体温差发电单元。半导体温差发电单元利用天然气输送管道内外温差进行温差发热，充分利用了天然气的冷能，提高了联合发电系统的冷能利用效率，而且还提升了天然气冷能发电项目的可操作性和经济性。CN113756885ACN113756885A权利要求书1/2页1.一种天然气冷能联合发电系统，其特征在于，包括膨胀发电单元、朗肯循环发电单元和半导体温差发电单元，所述膨胀发电单元包括第一换热器、第一膨胀机、第一发电机和第二换热器，所述朗肯循环发电单元包括第三换热器、第二膨胀机、第二发电机和所述第一换热器，所述第一换热器包括第一天然气输送管和套设在所述第一天然气输送管外的第一液体输送管，所述第二换热器包括第二天然气输送管和套设在所述第二天然气输送管外的第二液体输送管，所述第三换热器包括制冷工质输送管和套设在所述制冷工质输送管的第三液体输送管，所述第一天然气输送管的进口端用于与存储有液化天然气的天然气储罐相连，所述第一天然气输送管的出口端与所述第一膨胀机的入口端相连，所述第一发电机与所述第一膨胀机连接，所述第二天然气输送管的进口端与所述第一膨胀机的出口端相连，所述第二天然气输送管的出口端用于与天然气管网相连，所述第二液体输送管的进口端用于输入换热海水，所述第二液体输送管的出口端用于输出换热海水，所述制冷工质输送管的进口端与所述第一液体输送管的出口端相连，且所述制冷工质输送管的进口端还用于输入制冷工质，所述制冷工质输送管的出口端与所述第二膨胀机连接，所述第二膨胀机的出口端与所述第一液体输送管的进口端相连，所述第二发电机与第二膨胀机连接，所述第三液体输送管的进口端用于输入换热海水，所述第三液体输送管的出口端用于输出换热海水，所述半导体温差发电单元包括第一发电模块、第二发电模块和第三发电模块，所述第一发电模块包覆在所述第一天然气输送管外侧，所述第二发电模块包覆在所述第二天然气输送管外侧，所述第三发电模块包覆在所述制冷工质输送管外侧。2.如权利要求1所述的天然气冷能联合发电系统，其特征在于，所述第一发电模块包括热电模块以及包括包覆在所述热电模块上的导热板，所述导热板包覆在所述第一天然气输送管外侧。3.如权利要求2所述的天然气冷能联合发电系统，其特征在于，所述热电模块与所述导热板通过高导热银浆粘结固定。4.如权利要求2所述的天然气冷能联合发电系统，其特征在于，所述导热板与第一天然气输送管通过高导热银浆粘结固定。5.如权利要求2所述的天然气冷能联合发电系统，其特征在于，所述导热板为高导热铜板。6.如权利要求1所述的天然气冷能联合发电系统，其特征在于，所述第二发电模块包括热电模块以及包括包覆在所述热电模块上的导热板，所述导热板包覆在第二天然气输送管外侧。7.如权利要求1所述的天然气冷能联合发电系统，其特征在于，所述第三发电模块包括热电模块以及包括包覆在所述热电模块上的导热板，所述导热板包覆在制冷工质输送管外侧。8.如权利要求1所述的天然气冷能联合发电系统，其特征在于，所述第一换热器包括第一天然气进气管、第一天然气出气管、若干根间隔设置的所述第一天然气输送管、第一制冷工质集气管、第一制冷工质集液管、若干根所述第一液体输送管，所述第一液体输送管和所述第一天然气输送管一一对应，每根所述第一天然气输送管的一端均与所述第一天然气进气管连通，另一端均与所述第一天然气出气管连通，所述第一制冷工质集液管套设在所述第一天然气进气管外，所述第一制冷工质集气管套设在所述第一天然气出气管外，每根所2CN113756885A权利要求书2/2页述第一液体输送管的一端均与所述第一制冷工质集气管连通，另一端均与所述第一制冷工质集液管连通，所述第一天然气进气管用于与存储有液化天然