一种天然气压差发电及冷能利用系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种天然气压差发电及冷能利用系统，涉及天然气压差发电领域。天然气压差发电及冷能利用系统包括天然气主路、减压支路、透平膨胀机、发电机和换热器，所述天然气主路上设有第一分接口和第二分接口，减压支路并联接通在天然气主路的第一分接口和第二分接口之间，天然气主路位于第一分接口和第二分接口之间串接有调压阀；减压支路上串接有第一关断阀，透平膨胀机设置在减压支路上，透平膨胀机与发电机传动连接；天然气主路的末端与换热器的第一流体接口连接，减压支路的末端汇接于天然气主路位于换热器的上游位置，换热器的第二流体接口连接有电厂冷源管路。可切断高压天然气流向减压支路，系统运行的灵活性和安全性更好。全性更好。全性更好。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气压差发电及冷能利用系统


[0001]本技术涉及天然气压差发电
，特别是涉及一种天然气压差发电及冷能利用系统。

技术介绍

[0002]天然气作为一种清洁高效的能源，通常会将采集到的天然气先加压至4－10Mpa，再通过管道输送至用户。而用户的用气压力低，输送至用户使用前需进行减压，目前已有利用天然气减压过程中压力转化为电能，从而实现天然气压差发电的技术。
[0003]如授权公告号为CN103410574B、授权公告日为2016.01.06的中国专利技术专利公开了一种天然气压差发电及冷量回收系统及利用方法，并具体公开了该系统包括吸附等压再生干燥系统、透平膨胀机组、减速箱、发电机和膨胀换热器系统，吸附式等压再生干燥系统与透平膨胀机组连接，透平膨胀机组分别与减速箱、膨胀换热器系统连接，发电机与减速箱连接，发电机与用电电网连接，透平膨胀机组包括至少两台透平膨胀机，每台透平膨胀机均与一个膨胀换热器连接，透平膨胀机组通过膨胀换热器与低压天然气进口连通。该系统实现在将输入的高压天然气减压至低压天然气，同时对低温的天然气换热后回收冷量，充分利用能源。
[0004]现有技术中的天然气压差发电及冷能回收系统采用了透平膨胀机和膨胀换热器的结构设计，利用天然气膨胀后驱动发电机发电，利用膨胀换热器实现冷量回收。但是，通入膨胀换热器中的天然气是经透平膨胀机释压后的低压天然气，无法调节输入换热器的天然气压力和温度，系统运行的灵活性和安全性差。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本技术的目的在于提供一种天然气压差发电及冷能利用系统，以解决无法调节输入换热器的天然气压力和温度，系统运行的灵活性和安全性差的问题。
[0006]本技术的天然气压差发电及冷能利用系统的技术方案为：
[0007]天然气压差发电及冷能利用系统包括天然气主路、减压支路、透平膨胀机、发电机和换热器，所述天然气主路上设有第一分接口和第二分接口，所述减压支路并联接通在所述天然气主路的第一分接口和第二分接口之间，所述天然气主路位于所述第一分接口和第二分接口之间串接有调压阀；
[0008]所述减压支路上串接有第一关断阀，所述透平膨胀机设置在所述减压支路上，所述透平膨胀机与所述发电机传动连接；所述天然气主路的末端与所述换热器的第一流体接口连接，所述减压支路的末端汇接于所述天然气主路位于所述换热器的上游位置，所述换热器的第二流体接口连接有电厂冷源管路。
[0009]进一步的，所述天然气主路的一端为气源进口，所述天然气主路靠近所述气源进口设有第一减压阀，所述第一分接口设置于所述第一减压阀和所述调压阀之间。
[0010]进一步的，所述天然气主路位于所述第一分接口和所述调压阀之间还设有第二减压阀。
[0011]进一步的，所述减压支路靠近末端位置还串接有第二关断阀。
[0012]进一步的，所述调压阀设有至少两个，至少两个所述调压阀串联设置在所述天然气主路上。
[0013]进一步的，所述透平膨胀机与所述发电机之间连接有减速机。
[0014]进一步的，所述换热器为管板换热器，所述管板换热器包括壳体和换热管，所述壳体的内部与换热管的外部之间构成换热流体腔，所述第一流体接口与所述换热流体腔连通；所述换热管与所述第二流体接口连通。
[0015]有益效果：该天然气压差发电及冷能利用系统采用了天然气主路和减压支路并联布置的设计形式，高压天然气通入天然气主路中，经第一分接口可流通至减压支路，由于透平膨胀机设置在减压支路上，通过透平膨胀机对高压天然气进行降压，利用天然气的高压内能转换为动能以驱动发电机工作，实现了内能至电能的能量转化和利用；在天然气降压的过程中其温度急速下降，低温天然气经后续的减压支路和第二分接口再进入天然气主路，并且，天然气主路上串接有调压阀，通过调压阀可对天然气主路中的高压天然气与降压后的低温天然气进行比例调节，以改变输入换热器的第一流体接口的天然气压力和温度；更为关键的是，一旦透平膨胀机发生故障，可关闭第一关断阀以切断高压天然气流向减压支路，整个系统运行的灵活性和安全性更好。
附图说明
[0016]图1为本技术的天然气压差发电及冷能利用系统的具体实施例1中天然气压差发电及冷能利用系统的原理示意图。
[0017]图中：1－天然气主路、11－第一分接口、12－第二分接口、13－调压阀、14－第一减压阀、15－第二减压阀、2－减压支路、21－第一关断阀、22－第二关断阀、3－透平膨胀机、4－发电机、40－减速机、5－管板换热器、50－壳体、51－换热管、6－电厂冷源管路。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
[0019]本技术的天然气压差发电及冷能利用系统的具体实施例1，如图1所示，天然气压差发电及冷能利用系统包括天然气主路1、减压支路2、透平膨胀机3、发电机4和换热器5，天然气主路1上设有第一分接口11和第二分接口12，减压支路2并联接通在天然气主路1的第一分接口11和第二分接口12之间，天然气主路1位于第一分接口11和第二分接口12之间串接有调压阀13；减压支路2上串接有第一关断阀21，透平膨胀机3设置在减压支路2上，透平膨胀机3与发电机4传动连接；天然气主路1的末端与换热器5的第一流体接口连接，减压支路2的末端汇接于天然气主路1位于换热器5的上游位置，换热器5的第二流体接口连接有电厂冷源管路6。
[0020]该天然气压差发电及冷能利用系统采用了天然气主路1和减压支路2并联布置的设计形式，高压天然气通入天然气主路1中，经第一分接口11可流通至减压支路2，由于透平
膨胀机3设置在减压支路2上，通过透平膨胀机3对高压天然气进行降压，利用天然气的高压内能转换为动能以驱动发电机4工作，实现了内能至电能的能量转化和利用；在天然气降压的过程中其温度急速下降，低温天然气经后续的减压支路2和第二分接口12再进入天然气主路1，并且，天然气主路1上串接有调压阀13，通过调压阀13可对天然气主路1中的高压天然气与降压后的低温天然气进行比例调节，以改变输入换热器5的第一流体接口的天然气压力和温度；更为关键的是，一旦透平膨胀机3发生故障，可关闭第一关断阀21以切断高压天然气流向减压支路2，整个系统运行的灵活性和安全性更好。
[0021]在本实施例中，天然气主路1的一端为气源进口，天然气主路靠近气源进口设有第一减压阀14，第一分接口11设置于第一减压阀14和调压阀13之间。并且，在天然气主路1位于第一分接口11和调压阀13之间还设有第二减压阀15。通过第一减压阀14对进入天然气主路1的高压天然气进行初步减压，通过第二减压阀15对高压天然气进行二次减压，保证天然气不会因压力过大而损害其他阀体和设备。
[0022]其中，在减压支路2靠近末端位置还串接有第二关断阀22。设计第一关断阀21和第二关断阀22能够有效地切断从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气压差发电及冷能利用系统，其特征是，包括天然气主路、减压支路、透平膨胀机、发电机和换热器，所述天然气主路上设有第一分接口和第二分接口，所述减压支路并联接通在所述天然气主路的第一分接口和第二分接口之间，所述天然气主路位于所述第一分接口和第二分接口之间串接有调压阀；所述减压支路上串接有第一关断阀，所述透平膨胀机设置在所述减压支路上，所述透平膨胀机与所述发电机传动连接；所述天然气主路的末端与所述换热器的第一流体接口连接，所述减压支路的末端汇接于所述天然气主路位于所述换热器的上游位置，所述换热器的第二流体接口连接有电厂冷源管路。2.根据权利要求1所述的天然气压差发电及冷能利用系统，其特征是，所述天然气主路的一端为气源进口，所述天然气主路靠近所述气源进口设有第一减压阀，所述第一分接口设置于所述第一减压阀和所述调压阀之间。...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡琨，张鹏，邓广义，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：