移动能源站及其能量利用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地下气化技术领域，更具体而言，涉及移动能源站及其能量利用方法。
【背景技术】
[0002]移动能源是以可移动的分布式发电技术为基础，通过和储能、控制、信息通信等技术的有机结合，实现能源的可移动、全天候、高效率供应，移动能源是能源利用方式的一场革命，因为它颠覆了传统能源的生产和消费方式，实现了能源的无处不在。
[0003]对于一些野外作业的工程项目，好多情况下没有电源可以直接使用，需要自行发电，这样就引入了 LNG(液化天然气)这种低能耗、低污染的发电技术。LNG移动能源站通常工艺是LNG储罐内的LNG，经过气化器气化以后进燃气发电机发电，产生的电量供给如电机等其它用电设备，以解决没有电源的野外作业用电要求。
[0004]通常情况下，从储罐出来的LNG温度一般在_150°C以下，而通过气化器气化后的气体接近为常温，LNG气化的这部分冷能一般都没有回收。而有时还因为气化效果不好影响发电机的正常运转，需要另外设置加热系统来保证LNG能够完全气化和入发电机的气体满足温度要求。既浪费了冷能的回收又增加了热能的投入。另外，通过天然气发电机发电会因天然气的燃烧释放出大量的热，为了保证发电机的正常运转，还需要设置专门的冷却系统如风冷或水冷等对发电机进行降温处理，给发电机另外设置冷却降温设施不但增加能耗还增加了移动能源站的体积。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了移动能源站及其能量利用方法，以至少实现对LNG气化释放的冷能和发电机发电释放的热能进行能量回收重复利用。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种移动能源站，包括LNG气化器、发电机以及气化器加热液浴箱，LNG气化器通过气体排出管与发电机连接，并且LNG气化器至少部分地浸没在容纳有冷却液的气化器加热液浴箱中，其中，还包括:第一冷却液管道和第二冷却液管道，均连接至气化器加热液浴箱与发电机以在二者之间形成冷却液循环回路。
[0007]根据本发明的一个实施例，发电机还连接有高温烟气排出管道，高温烟气排出管道的入口与发电机连接并且出口为自由端。
[0008]根据本发明的一个实施例，高温烟气排出管道的管体至少部分地浸没在气化器加热液浴箱内的冷却液中。
[0009]根据本发明的一个实施例，高温烟气排出管道的自由端连接至设置在气化器加热液浴箱外部的加热器。
[0010]根据本发明的一个实施例，气体排出管的至少一部分管体与高温烟气排出管道热规A
柄口 O
[0011 ]根据本发明的一个实施例，发电机还连接有用于向发电机中输送气体的气体输送管，气体输送管的至少一部分管体与高温烟气排出管道热耦合。
[0012]根据本发明的一个实施例，LNG气化器还设置有LNG输入口，LNG输入口通过LNG输入管与LNG储罐相连。
[0013]根据本发明的一个实施例，LNG储罐、LNG气化器、气化器加热液浴箱以及发电机之间均通过法兰和/或快速接头连接。
[00?4]根据本发明的一个实施例，LNG储罐、LNG气化器、气化器加热液浴箱以及发电机设置在至少一个撬装块上。
[0015]本发明的另一个方面还提供了一种用于移动能源站的能量利用方法，包括:
[0016]步骤1:利用至少部分地浸没在容纳有冷却液的气化器加热液浴箱的LNG气化器对LNG进行加热气化以产生甲烷气体，并将甲烷气体供给至发电机进行发电，其中，在执行步骤I的过程中包括:
[0017]步骤2:将发电产生的升温的冷却液输送至气化器加热液浴箱以对LNG进行加热，且在冷却液降温后利用降温的冷却液冷却发电机并重复步骤2。
[0018]根据本发明的一个实施例，还包括:利用发电机排出的高温烟气对气化器加热液浴箱中的冷却液进行加热。
[0019]根据本发明的一个实施例，还包括:将发电机排出的高温烟气输送至外部加热器，以利用外部加热器对气化器加热液浴箱进行加热。
[0020]根据本发明的一个实施例，还包括:利用发电机排出的高温烟气对甲烷气体进行加热。
[0021]根据本发明的一个实施例，还包括:向发电机中通入空气或氧气；以及利用发电机排出的高温烟气对空气或氧气进行加热。
[0022]根据本发明的一个实施例，在步骤I之前还包括:由LNG储罐向LNG气化器中通入LNG0
[0023]本发明的有益技术效果在于:
[0024]在本发明的移动能源站及其能量利用方法中，通过设置第一冷却液管道和第二冷却液管道并将二者均连接至气化器加热液浴箱与发电机，从而使得在气化器加热液浴箱与发电机之间形成冷却液循环回路。在气化器加热液浴箱中的冷却液在气化LNG后温度降低，被输送至发电机为发电机降温，同时通过冷却液带走发电机燃烧做功产生的热量为LNG气化提供热量，从而实现能量的回收利用，减少能量损耗。
【附图说明】
[0025]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中:
[0026]图1是本发明移动能源站一个实施例的结构示意图；
[0027]图2是本发明移动能源站另一个实施例的结构示意图，其中高温烟气排出管道的管体至少部分地浸没在气化器加热液浴箱内的冷却液中；
[0028]图3是本发明移动能源站另一个实施例的结构示意图，其中高温烟气排出管道的自由端连接至设置在气化器加热液浴箱外部的加热器；
[0029]图4是本发明移动能源站一个实施例的结构示意图，其中气体排出管的至少一部分管体与高温烟气排出管道热耦合；
[0030]图5是本发明移动能源站一个实施例的结构示意图，其中气体输送管的至少一部分管体与高温烟气排出管道热耦合；
[0031]图6是本发明移动能源站另一个实施例的结构示意图，其中气体输送管和气体排出管两者的至少一部分管体与高温烟气排出管道热耦合；
[0032]图7是图1所示实施例的示意俯视图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合附图，对本发明进行进一步阐述。
[0034]图1示出了本发明的一个实施例所述的一种移动能源站，其包括LNG气化器2、发电机4以及气化器加热液浴箱3，LNG气化器2通过气体排出管6与发电机4连接，并且LNG气化器2至少部分地浸没在容纳有冷却液的气化器加热液浴箱3中，其中，该移动能源站还包括:第一冷却液管道7和第二冷却液管道8，均连接至气化器加热液浴箱3与发电机4以在二者之间形成冷却液循环回路。
[0035]在此实施例中，第一冷却液管道7和第二冷却液管道8的两端分别连接至气化器加热液浴箱3与发电机4，第一冷却液管道7用于从气化器加热液浴箱3向发电机4输送对LNG气化器加热后温度降低的冷却液，第二冷却液管道8用于从发电机4向气化器加热液浴箱3输送对发电机冷却后温度升高的冷却液。可以理解，在一些情况下第一冷却液管道7和第二冷却液管道8的功能可以互换，本发明不局限于此。
[0036]上述移动能源站采用LNG气化的冷量为发电机降温，同时利用发电机燃烧做功产生的热量为LNG气化提供热量，从而实现能量的回收利用，减少能量损耗。应当理解，在图1所示实施例的过程中，气化器加热液浴箱3中的冷却液作为传热介质在气化器加热液浴箱
3、第一冷却液管道7、发电机4以及第二冷却液管道8之间逆时针循环流动。
[0037]优选地，循环的冷却液对发电机4降温后，从第二冷却液管道8中输出的冷却液低于45 °C。在可选实施例中，LNG在LNG气化器2中气化后产生的甲烷气体温度在20-40 °C。
[0038]进一步地，发电机4还可以连接有高温烟气排出管道9，高温烟气排出管道9的入口与发电机4连接并且出口为自由端。在发电机4发电的过程中会产生温度较高的高温烟气，而通常情况下这部分高温烟气同样没有被有效利用。因此，本发明提供如下所述的实施方式从而对排出的高温烟气也能够进行有效利用。
[0039]在如图2所示的实施例中，其与图1所示的实施例的不同之处在于，高温烟气排出管道9的管体至少部分地浸没在气化器加热液浴箱3内的冷却液中，从而利用高温烟气排出管道9中的高温烟气对气化器加热液浴箱3中的液体进行加热然后外排。
[0040]在如图3所示的实施例中，其与前述实施例的不同之处在于，高温烟气排出管道9的自由端连接至设置在气化器加热液浴箱3外部的加热器11，从而利用加热器11为气化器加热液浴箱3的箱体进行加热。
[0041]在如图2或3所示的优选实施例中，经过高温烟气排出管道9直接或间接加热后的甲烷气体温度高于40°C。
[0042]在如图4所示的实施例中，其与前述实施例的不同之处在于，气体排出管6的至少一部分管体与高温烟气排出管道9热耦合，从而利用高温烟气排出管道9中的高温烟气对气体排出管6中的甲烷进行加热。优选地，经过高温烟气排出管道9预热后的甲烷气体温度为120-200。。。
[0043]可以理解，此处所谓的热耦合即指传热连接，其可以通过热传递方式、热对流或热辐射方式，或者上述三种方式的任意组合方式来实现传热。换言之，气体排出管6与高温烟气排出管道9之间可以通过直接接触、间接接触或其他可能的方式传递热量，只需使得二者之间能够进行热传递即可。
[0044]在如图5所示的实施例中，其与前述实施例的不同之处在于，发电机4还连接有用于向发电机4中输送气体的气体输送管10，气体输送管10的至少一部分管体与高温烟气排出管道9热耦合。可以理解，与前述实施例相似，气体输送管10与高温烟气排出管道9之间可以通过直接接触、间接接触或其他可能的方式传递热量。此外，气体输送管10可以用于向发电机4中通入空气、氧气、富氧空气中任一种或几种。
[0045]优选地，经过高温烟气排出管道9预热后的空气或氧气温度为120-200°C。
[0046]如图6所示，在一个优选实施例中，气体排出管6和气体输送管10两者的至少一部分管体均与高温烟气排出管道9热耦合，从而利用高温烟气排出管道9中的高温烟气对气体排出管6中的甲烷气体和气体输送管10中的含氧气体同时进行加热。可以理解，与前述实施例相似，气体排出管6和气体输送管10与高温烟气排