船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统，包括汽化器、燃气机及低温换热器，汽化器包括依次连接的一级汽化器、二级汽化器及三级汽化器，三级汽化器出气口与燃气机连接；一级汽化器的热介质管路上连有低温换热器，一级汽化器的换热介质出口与低温换热器的换热介质进口连接，低温换热器的换热介质出口与一级汽化器的换热介质进口连接；二级汽化器上设有用于引导海水热交换的海水入口和海水出口；燃气机连有余热回收制冷装置，该装置的制冷剂出口与制冷蒸发装置的制冷剂进口连接，制冷蒸发装置的制冷剂出口与余热回收制冷装置的制冷剂进口连接。本系统实现了LNG冷能及烟气余热的综合利用，提高了能源利用效率。

【技术实现步骤摘要】
船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统
本技术涉及船舶制冷技术，具体地指一种船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统。
技术介绍
LNG (液化天然气)是目前最理想的船舶替代燃料之一，顺应能源结构调整及节能减排的需要，LNG船舶在我国的推广有很大优势。LNG作为船舶燃料，通常温度在_160°C左右，属于高品位冷能，进燃气机前需要经过汽化器由低温液态汽化为常温气态，汽化IkgLNG大约能释放830kJ冷能，若能合理回收这一冷能，可以降低船舶LNG燃料的相对价格，节约能耗，减少汽化过程污染。另外，船舶上的LNG燃气机约有30%的热量从尾气排出，这部分烟气余热有待有效利用。目前，现有技术对LNG船舶上能量的资源化利用多集中在对烟气余热或LNG冷能各自单独利用上，尚未形成系统化研究，能源的利用效率有待提高。
技术实现思路
本技术的目的就是要提供一种船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统，该系统实现了 LNG船舶上LNG自身冷能及燃气机烟气余热的综合利用，提高了能源利用效率。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是:一种船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统，包括汽化器、燃气机，及低温换热器，所述汽化器包括一级汽化器、二级汽化器，及三级汽化器，所述一级汽化器上设有LNG入口，所述一级汽化器的出气口与所述二级汽化器的进气口连接，所述二级汽化器的出气口与所述三级汽化器的进气口连接，所述三级汽化器的出气口与燃气机进气口连接；所述一级汽化器的热介质管路上连有用于冷冻及冷藏的低温换热器，所述一级汽化器的换热介质出口与所述低温换热器的换热介质进口连接，所述低温换热器的换热介质出口与所述一级汽化器的换热介质进口连接；所述二级汽化器上设有用于引导海水热交换的海水入口和海水出口 ；所述燃气机的烟气出口连有烟气余热回收制冷装置，所述余热回收制冷装置的制冷剂出口与制冷蒸发装置的制冷剂进口连接，所述制冷蒸发装置的制冷剂出口与所述余热回收制冷装置的制冷剂进口连接。进一步地，所述制冷蒸发装置为空调用制冷蒸发装置，其内设有两条独立制冷管道，一条为与所述海水出口连接的单向海水换热管道，另一条为连接在所述余热回收制冷装置的制冷剂出口和制冷剂进口之间的循环换热管道。进一步地，所述制冷蒸发装置为制冰或制冷海水用制冷蒸发装置。进一步地，所述低温换热器包括冷冻室换热管道和冷藏室换热管道，所述冷冻室换热管道和所述冷藏室换热管道串联或各自单独工作。进一步地，所述一级汽化器与所述低温换热器间连有换热介质储罐和低温泵，所述一级汽化器的换热介质出口与换热介质储罐进口连接，所述换热介质储罐出口经所述低温泵与所述低温换热器的换热介质进口连接。进一步地，所述余热回收制冷装置的制冷剂出口与所述制冷蒸发装置的制冷剂进口间连有制冷剂储罐。进一步地，所述余热回收制冷装置为吸附式制冷装置或吸收式制冷装置。与现有技术相比，本技术具有以下优点:其一，本技术针对LNG的高品位低温特性，对LNG进行分级汽化，用一级汽化冷能实现冷冻冷藏室的低温制冷，并利用剩余冷能进行海水预冷，实现了 LNG船舶上LNG冷能的梯度利用；且通过燃气机烟气余热回收制冷装置提供的冷能和预冷海水的冷量实现船舶空调系统制冷，即:通过两制冷单元的联合实现了冷冻冷藏制冷和空调制冷，满足了船舶基本制冷需求，并实现了 LNG船舶上LNG自身冷能及燃气机烟气余热的综合利用，提高了能源利用效率。其二，本技术用于渔船等冰需船舶时，可通过烟气余热回收制冷装置提供的冷能制冰或制冷冻海水，同时LNG高品位冷能用于冷冻室及冷藏室制冷，两者的结合可实现船舶整条冷链的冷能供应。其三，本技术实现了 LNG船舶LNG冷能的梯度利用及LNG船舶耗散能量的回收利用，提高了能源利用效率，达到了良好的节能减排效果，带来了可观的经济效益，增加了 LNG船舶推广应用的经济与环保价值。【附图说明】图1为一种船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统的结构示意图。图2为一种用于冰需场合的船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统的结构示意图。图3为图1中低温换热器的安装管路结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本技术，但它们不对本技术构成限定。图1中所示的一种船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统，包括汽化器、燃气机7，及低温换热器1，汽化器包括一级汽化器4、二级汽化器5，及三级汽化器6，一级汽化器4上设有LNG入口 401，一级汽化器4的出气口 402与二级汽化器5的进气口 501连接，二级汽化器5的出气口 502与三级汽化器6的进气口 601连接，三级汽化器6的出气口 602与燃气机7进气口连接；一级汽化器4的换热介质出口 403与换热介质储罐3进口连接，换热介质储罐3出口经低温泵2与用于冷冻及冷藏的低温换热器I的换热介质进口 101连接，低温换热器I的换热介质出口 102与一级汽化器4的换热介质进口 404连接，一级汽化器4采用质量百分比浓度为60%的乙二醇溶液为载冷剂实现冷冻冷藏室的低温制冷；二级汽化器5上连有制冷蒸发装置，且二级汽化器5上设有用于弓I导海水热交换的海水入口 503和海水出口 504，二级汽化器5的海水出口 504与制冷蒸发装置连接，该制冷蒸发装置为空调用制冷蒸发装置10a，其内设有两条独立制冷管道，一条为与海水出口 504连接的单向海水换热管道，另一条为连接在所述余热回收制冷装置8的制冷剂出口 801和制冷剂进口 802之间的循环换热管道，二级汽化器5利用剩余冷能进行海水预冷；燃气机7的烟气出口连有烟气余热回收制冷装置8，余热回收制冷装置8的制冷剂出口 801与制冷剂储罐9的进口连接，制冷剂储罐9的出口与空调用制冷蒸发装置1a的制冷剂进口 1al连接，空调用制冷蒸发装置1a的制冷剂出口 10a2与余热回收制冷装置8的制冷剂进口 802连接，余热回收制冷装置8为吸附式制冷装置或吸收式制冷装置。上述方案中，结合图2所示，低温换热器I包括安装在冷冻室的冷冻室换热管道101和安装在冷藏室的冷藏室换热管道102，冷冻室换热管道101和冷藏室换热管道102通过管路调控实现各自单独工作或先冷冻室后冷藏室的串联工作，制冷过程通过风机和排管装置实现，低温换热器I的管路调控方式为:冷冻室和冷藏室的换热管路通过阀门连接，其中阀V1、V2、V6开，阀V3、V4、V5关，实现冷冻室单独工作；阀V1、V2、V6关，阀V3、V4、V5开，实现冷藏室单独工作；阀V1、V2、V3、V4开、阀V5、V6关，实现先低温冷冻室后冷藏室的串联工作。本船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统的工作过程如下:低温LNG从LNG入口401进入一级汽化器4，并依次通过二级汽化器5和三级汽化器6汽化，LNG达到天然气进气常温要求后进入燃气机7做功，其中:乙二醇溶液在一级汽化器4中与低温LNG换热后降至-45?-40°C，然后低温乙二醇溶液从一级汽化器4的换热介质出口 403进入低温换热器I中对冷冻室或冷藏室制冷，接着返回一级汽化器4的换热介质进口 404，形成循环；出一级汽化器的-60?-45°C LNG继续在二级汽化器5中与常温海水换热至_5?5°C，将海水预冷至O?8°C，被预冷的海水以独立管道进入空调用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统，包括汽化器、燃气机（7），及低温换热器（1），其特征在于：所述汽化器包括一级汽化器（4）、二级汽化器（5），及三级汽化器（6），所述一级汽化器（4）上设有LNG入口（401），所述一级汽化器（4）的出气口（402）与所述二级汽化器（5）的进气口（501）连接，所述二级汽化器（5）的出气口（502）与所述三级汽化器（6）的进气口（601）连接，所述三级汽化器（6）的出气口（602）与燃气机（7）进气口连接；所述一级汽化器（4）的热介质管路上连有用于冷冻及冷藏的低温换热器（1），所述一级汽化器（4）的换热介质出口（403）与所述低温换热器（1）的换热介质进口（101）连接，所述低温换热器（1）的换热介质出口（102）与所述一级汽化器（4）的换热介质进口（404）连接；所述二级汽化器（5）上设有用于引导海水热交换的海水入口（503）和海水出口（504）；所述燃气机（7）的烟气出口连有烟气余热回收制冷装置（8），所述余热回收制冷装置（8）的制冷剂出口（801）与制冷蒸发装置的制冷剂进口连接，所述制冷蒸发装置的制冷剂出口与所述余热回收制冷装置（8）的制冷剂进口（802）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统，包括汽化器、燃气机(7)，及低温换热器(1)，其特征在于:所述汽化器包括一级汽化器(4)、二级汽化器(5)，及三级汽化器(6)，所述一级汽化器(4)上设有LNG入口(401)，所述一级汽化器(4)的出气口(402)与所述二级汽化器(5)的进气口(501)连接，所述二级汽化器(5)的出气口(502)与所述三级汽化器(6)的进气口(601)连接，所述三级汽化器(6)的出气口(602)与燃气机(7)进气口连接；所述一级汽化器(4)的热介质管路上连有用于冷冻及冷藏的低温换热器(1)，所述一级汽化器(4 )的换热介质出口( 403 )与所述低温换热器(I)的换热介质进口( 101)连接，所述低温换热器(I)的换热介质出口(102)与所述一级汽化器(4)的换热介质进口(404)连接；所述二级汽化器(5)上设有用于引导海水热交换的海水入口(503)和海水出口(504);所述燃气机(7 )的烟气出口连有烟气余热回收制冷装置(8 )，所述余热回收制冷装置(8 )的制冷剂出口(801)与制冷蒸发装置的制冷剂进口连接，所述制冷蒸发装置的制冷剂出口与所述余热回收制冷装置(8)的制冷剂进口(802)连接。2.根据权利要求1所述的船用LNG冷能及烟气余热综合利用系统，其特征在于:所述制冷蒸发装置为空调用制冷蒸发装置(10a)，其内设有两条独立制冷管道，一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘光培，周茜，陈小林，陈龙，李楠，高慧良，王刚，
申请(专利权)人：武汉三江航天远方科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42