专利名称：一种lng冷能利用新方法
技术领域：
本发明涉及一种能源的使用方法，特别涉及一种LNG冷能利用 新方法。
背景技术：
21世纪，在人类迎来科技、经济蓬勃发展的同时也面临着环境 恶化、城市人口膨胀等各种问题的威胁，而能源短缺也是一个不容忽 略的方面。为了优化能源消费结构，改善生态环境，实现可持续发展 战略，天然气作为一种洁净环保、优质高效的能源燃料被世界各国广 泛利用，它的需求量也日益增加。天然气是当今世界能源消耗中的重 要组成部分，其与煤炭、石油并称为世界能源的三大支柱。
液化天然气指在常压或略高于常压下利用低温(-162'C)液化了 的天然气，简称LNG。 LNG是气田开采出来的天然气经过脱水、脱 酸性气体和重烃类，然后压縮、膨胀、液化而成的低温液体。纯净的 LNG是无色、无味、无毒和透明的液体，LNG比水轻，不溶于水。 LNG蒸汽温度高于-11(TC，比空气轻，货物泄漏时蒸汽往上升，易于 扩散，因此发生爆炸的危险性相对LPG较轻。
LNG化学性质稳定，与空气、水及其他液化气货品在化学上相 容，不会起危险反应(与氯可能有危险反应)。由于LNG的临界温度
远低于环境温度，所以只能采用全冷冻的条件运输和贮存。
LNG工业链是非常庞大的，主要包括天然气液化、储存、运输、 接收终端、气化站等。当低温LNG气化时会放出的大量冷能，LNG 冷能值大约是837kJ/kg，对这部分冷能的合理回收利用是LNG作为 能源消耗的一个重要节能问题，同时也是影响经济效益的重要问题。
LNG蓄冷主要利用LNG气化时富裕的冷能贮存起来，根据需气 化的LNG气体的能，供冷主要集中在晚上，白天将充裕的冷能储存 起来。由于LNG温度在-162'C左右，且单位冷能值极大，可运用到 深冷领域。相变物质的选择是LNG蓄冷装置研究的关键，要充分考 虑相变物质的熔点、沸点及安全性问题。而冰蓄冷主要是利用夜间的 谷价电运行制冷机组将冷能储存于蓄冷装置中供白天冷能利用设备。 冰蓄冷将白天的电力峰负荷转移到晚上，而冷能供给主要集中在白 天，冷能利用在中高温范围内。
LNG主要用于发电和城市燃气，LNG的气化负荷随时间和季节 变化发生波动。对天然气的需求是白天和冬季多，所以LNG气化所 提供的冷能也多。反之，在夜晚和夏季，可以利用的LNG冷能也随 之减少。LNG冷能能大小的波动，将会对冷能利用设备的运行产生 不良影响，必须予以重视。目前我们国内对LNG冷能的利用还没有 比较完善的方法， 一些方法还不能够充分的利用LNG气化时所提供 的冷能，而且运行时所需系统部件繁多，操作和维修复杂不方便，则 浪费了很多的冷能，从而不能够产生很好的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于针对上面所述的LNG冷能利用时所出现的操 作繁琐，利用不充分等问题而提供一种经济效益高、利用率高、操作 简单的LNG冷能的利用新方法。
为了达到所述目的，本发明提供的一种LNG冷能利用新方法，其 主要是利用蓄能材料的潜热存储LNG冷能。其原理如下白天和冬 季时LNG冷能充裕时，当LNG气化时利用蓄能材料吸收并储存其富 裕的冷能；夜间和夏季时LNG冷能供应不足时，可以利用的LNG冷 能也随之减少，此时可利用蓄能材料释放白天储存的冷能，供给冷能 利用设备。
根据上述原理本发明的方法主要有以下几步 步骤l:再液化，将闪发的LNG蒸汽通过再液化装置进行再液化， 液化后的LNG再储存于LNG储液装置中，从而提高LNG储液装置 的安全性和LNG的利用率；
步骤2:蓄能，将LNG储液装置中的LNG与蓄冷装置中的蓄能材料 进行热量交换，将LNG气化时释放的冷能储存于蓄冷装置中，同时 将气化的LNG输出供做它用；
步骤3:释能，需要使用冷能时通过蓄能材料溶解释放冷能，再利用 载冷剂将冷能传递给末端用冷装置；
步骤4:优化，在需大量冷能的场合，可将部分LNG直接气化产生 冷能提供给末端用冷装置，其蒸汽通过液化装置回收。
本方法中，其再液化装置中利用膨胀机的绝热膨胀降低LNG的温
度使其液化，以此作为液化流程的冷源。
在本方法中，其蓄能材料采用相变材料，相变材料潜热大，可以 储存更多的冷能。
本方法可根据各个用户所需温度的不同，对LNG冷能可进行梯级 利用若用户需要低温，则只需将储存LNG冷能的蓄能材料与一级 载冷剂进行热量交换；如果用户需要较高的温度，则可以在此基础上 利用换热装置进行二级、三级热量交换；依次类推，可进行多级利用。
其中换热装置为板式换热器。
本发明有益效果-
(1) 利用率高、经济效益高。在利用LNG液化天然气的同时， 还能有效的回收利用LNG冷能进行蓄冷，并通过载冷剂给用户末端 输送冷能，大大的提高的LNG冷能的利用率，从而提高了其经济效
、/-
(2) 结构简单，操作方便。整个系统装置运行部件少，运行及维 护简便。
(3) 本方法中运用了相变材料对LNG冷能进行蓄能，相变材料 的相变潜热大，可以储存更多的冷能。
(4) 适用面广。本方法对LNG冷能的利用能够满足对不同温度 的需求，可方便得到所需温度。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。
图1为本发明LNG冷能利用的原理图。
具体实施例方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于 明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
该方法主要由再液化、蓄能、释能和优化四步组成。此例所需温 度较高，为二级冷能利用方法。此方法的具体流程如下-
首先由于LNG储液罐中的充排管从LNG储液罐的顶部或底部引 入储液槽，从而输送LNG液体进入LNG储液罐2中，这样可起到防 止工作过程中因温度变化和液体压力对储液罐产生不良影响的作用， 同时将部分LNG的闪发气体输送到再液化装置1，其利用膨胀机的 绝热膨胀降低LNG的温度将LNG的闪化气体进行再液化处理，从而 提高LNG储液罐2的安全性和LNG的利用率，将液化后的液体再储 存在LNG储液罐2中。储存于LNG储液罐2内的LNG液体通过液 货供管网输送到相变蓄冷装置3与其相变材料进行热交换，将LNG 气化时释放的冷能储存在相变蓄冷装置3中，同时将气化的LNG经 输气稳压装置4再通过气货供管网输出供做它用。
白天，LNG冷能充足时，相变材料对其冷能进行储存。夜间， LNG冷能不足时，相变材料释放冷能，主要是将储存于相变蓄冷装 置3中的冷能传递给一级载冷剂， 一级载冷剂再与二级载冷剂通过板 式换热器5进行热交换得到所需的冷能，最后把冷能供给到末端用冷 装置6，从而完成了二级冷能的利用。各个用户可根据所需温度的不同，对LNG冷能可进行梯级利用。 如果用户需要低温，则只需将储存LNG冷能的相变材料与一级载冷 剂进行热量交换；如果用户需要较高的温度，则可以在此基础上进行 二级、三级热量交换；依次类推，可进行多级利用。
在白天需大量冷能的场合，可将部分LNG直接气化产生冷能提 供给末端用冷装置6，其蒸汽通过液化装置1回收，提高了 LNG冷 能的利用率。
以上是本发明的实施方式之一，对于本领域内的一般技术人员， 不花费创造性的劳动，在上述实施例的基础上可以做多种变化，同样 能够实现本发明的目的。但是，这种变化显然应该在本发明的权利要 求书的保护范围内。
权利要求
1、一种LNG冷能利用新方法，该方法主要有以下几步(1)再液化，将闪发的LNG蒸汽通过再液化装置进行再液化，液化后的LNG再储存于LNG储液装置中；(2)蓄能，将LNG储液装置中的LNG与蓄冷装置中的蓄能材料进行热量交换，将LNG气化时释放的冷能储存于蓄冷装置中，同时将气化的LNG输出供做它用；(3)释能，需要使用冷能时通过蓄能材料溶解释放冷能，再利用载冷剂将冷能传递给末端用冷装置；(4)优化，在需大量冷能的场合，可将部分LNG直接气化产生冷能提供给末端用冷装置，其蒸汽通过液化装置回收。
2、 根据权利要求1所述的一种LNG冷能利用新方法，其所述的 再液化装置中采用可绝热膨胀的膨胀机。
3、 根据权利要求1所述的一种LNG冷能利用新方法，其所述的蓄能材料采用潜热大的相变材料。
4、 根据权利要求1所述的一种LNG冷能利用新方法，其所述的载冷剂通过换热装置进行热量交换。
5、 根据权利要求4所述的一种LNG冷能利用新方法，其所述的 换热装置为板式换热器。
全文摘要
本发明公开了一种LNG冷能利用新方法，该方法主要有以下几步步骤1、再液化，将闪发的LNG蒸汽通过再液化装置进行再液化；步骤2、蓄能，将LNG储液装置中的LNG与蓄能材料进行热量交换，并将释放的冷能储存于蓄冷装置中；步骤3、释能，将蓄能材料溶解释放冷能，再传递给末端用冷装置；步骤4、优化，可将部分LNG直接气化产生冷能提供给末端用冷装置。本发明所需系统结构简单，操作方便而且对LNG冷能利用率高、经济效益高。
文档编号F25D3/10GK101344354SQ20071004666
公开日2009年1月14日 申请日期2007年9月29日 优先权日2007年9月29日
发明者金 叶, 吕磊磊, 杨培莹, 盛青青, 章学来 申请人:上海海事大学