回收液化天然气冷能的冷媒无相变冷库
专利汇可以提供回收液化天然气冷能的冷媒无相变冷库专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且回收 液化 天然气 冷能的冷媒无 相变 冷库，属于节能与制冷技术领域，本 发明 包括LNG储罐，LNG 低温 泵 ，LNG 汽化 器，LNG-冷媒换热器，冷库换热器，冷库 风 机，冷媒低温储罐，低温冷媒泵以及各种流量 阀 。本发明选择R410A为冷媒，从 液化天然气 中获得冷量后依次进入各冷库，使得冷媒逐级释放冷量，实现了冷能的 梯级 利用。整个过程中冷媒是全液态运行，在各冷库的换热器中不发生相变；其冷库所需的冷量变换是通过调整风机转速和调节冷媒的流量来实现。本发明具有显著的节能减排效果。，下面是回收液化天然气冷能的冷媒无相变冷库专利的具体信息内容。
1、一种回收液化天然气冷能的冷媒无相变冷库，包括：LNG储罐(1)，LNG低温泵 (2)，第一LNG流量阀(3)，第一LNG气化器(4)，第二LNG流量阀(5)，LNG-冷媒 换热器(6)，第二LNG气化器(7)，冷媒流量阀(8)，第一冷库风机(9)，第一冷库换 热器(10)，第二冷库风机(11)，第二冷库换热器(12)，第三冷库风机(13)，第三冷库 换热器(14)，冷媒低温储罐(15)，低温冷媒泵(16)，其特征在于：LNG储罐(1)与 LNG低温泵(2)进口相连接；LNG低温泵(2)出口分别通过第一LNG流量阀(3)和 第二LNG流量阀(5)与第一LNG气化器(4)的进口和LNG-冷媒换热器(6)的LNG 侧管路进口相连；第一LNG汽化器(4)出口与天然气管网相连接；LNG-冷媒换热器(6) 的LNG侧的管路出口通过第二LNG气化器(7)与天然气管网相连接；LNG-冷媒换热器 (6)的冷媒侧管路出口通过冷媒流量阀(8)与第一冷库换热器(10)进口连接，第一冷 库换热器(10)出口与第二冷库换热器(12)进口连接，第二冷库换热器(12)出口与第 三冷库换热器(14)进口连接，第三冷库换热器(14)的出口依次通过冷媒低温储罐(15) 和低温冷媒泵(16)与LNG-冷媒换热器(6)的冷媒侧管路入口连接；第一冷库风机(9) 安装在第一冷库换热器(10)旁，第二冷库风机(11)安装在第二冷库换热器(12)旁， 第三冷库风机(13)安装在第三冷库换热器(14)旁。
2、根据权利要求1所述的回收液化天然气冷能的冷媒无相变冷库，其特征是所述的 第一冷库内冷藏金枪鱼，其温度为-60℃，第二冷库内冷冻鱼虾，温度为-28℃，第三冷库 内冷藏鱼虾，温度为-18℃。
3、根据权利要求1所述的回收液化天然气冷能的冷媒无相变冷库，其特征是所述的 冷媒低温储罐(15)内置放冷媒R410A。
技术领域
本发明涉及一种回收利用液化天然气(LNG)冷能的冷库，尤其是一种保持中间冷媒 不发生相变的回收液化天然气冷能的冷媒无相变冷库，属于节能与制冷技术领域。
背景技术
传统的电制冷行业是耗能大户，据初步的估算，目前制冷设备所消耗的电能约占全世 界生产电能的15％左右。在一般的食品工厂的生产中，冷库动力消耗约占全厂总耗电量的 50％～60％。目前从节能减排的角度考虑，已将LNG冷能利用于低温冷库的制冷。
已有技术中，申请号为200720007870.7，名称为“一种LNG冷能梯级、集成利用系 统”的实用新型专利，主要讨论了液化天然气气化站、冷能服务公司和冷能利用公司之间 如何协调利用LNG冷能的问题。其中也涉及到了冷库制冷的问题，但是没有深入说明冷 库流程等细节的技术问题，只是从整体作为一类冷能利用公司概括介绍。申请号为 200420114636.0，名称为“回收液化天然气冷能用于冷库的制冷装置”的实用新型专利， 其采用了R410A回收LNG冷能用于冷库制冷技术，中间冷媒通过气态到液态的冷凝过程 吸收LNG的冷量，再通过液态到气态的蒸发过程将冷量传递到冷库中。该流程由于涉及 气液相变过程，中间冷媒比容变化很大，气态部分管路体积很大，气态流速较高，控制较 困难，并且冷能只在单个冷库中一次利用。
发明内容
本发明是通过下述技术方案实现：本发明包括：LNG储罐，LNG低温泵，第一LNG 流量阀，第一LNG气化器，第二LNG流量阀，LNG-冷媒换热器，第二LNG气化器，冷 媒流量阀，第一冷库风机，第一冷库换热器，第二冷库风机，第二冷库换热器，第三冷库 风机，第三冷库换热器，冷媒低温储罐，低温冷媒泵。
LNG储罐与LNG低温泵进口相连接；LNG低温泵出口分别通过第一LNG流量阀和 第二LNG流量阀与第一LNG气化器的进口和LNG-冷媒换热器的LNG侧管路进口相连； 第一LNG气化器出口与天然气管网相连接；LNG-冷媒换热器的LNG侧的管路出口通过 第二LNG汽化器与天然气管网相连接；LNG-冷媒换热器的冷媒侧管路出口通过冷媒流量 阀与第一冷库换热器进口连接，第一冷库换热器出口与第二冷库换热器进口连接，第二冷 库换热器出口与第三冷库换热器进口连接，第三冷库换热器的出口依次通过冷媒低温储罐 和低温冷媒泵与LNG-冷媒换热器的冷媒侧管路入口连接。第一冷库的风机安装在第一冷 库换热器旁，第二冷库风机在第二冷库换热器旁，第三冷库风机在第三冷库换热器旁。
本发明装置可实现LNG冷能回收和中间冷媒无相变的冷能利用。
1)LNG冷能回收
LNG低温泵从LNG储罐中抽出-162℃的液化天然气，将其增压到6.0～7.0MPa，由于 沿程管路运输时有漏热，温度将升高到-160～-150℃；然后将该高压低温的LNG分成两路， 其中一路经第一LNG流量阀后进入第一LNG汽化器中进行气化，温度升高到常温附近， 压力降低到5.5～6.5MPa；气化后的天然气直接进入城市的天然气管网；另一路经第二LNG 流量阀后进入LNG-冷媒换热器同冷媒换热，温度升高到-55～-40℃；再经第二LNG气化 器升温至常温附近；最后也进入城市天然气管网。
2)中间冷媒冷能利用
采用R410A做中间冷媒，在LNG-冷媒换热器中从LNG中获得冷量，温度下降到-100～ -90℃；经冷媒流量阀后进入第一冷库的换热器中，通过旁边的风机对第一冷库内空气进行 冷却，使得冷媒温度升高到-80～-70℃；然后进入到第二冷库的换热器中，同样温度升高 到-45～-35℃；接着进入到第三冷库的换热器中升温到-35～-25℃；最后经过储液罐进入低 温冷媒泵加压，接着进入LNG-冷媒换热器而循环使用。
本发明的有益效果：
1)当冷库所需冷量改变时，通过第二LNG流量阀来控制进入LNG-冷媒换热器的LNG 气化量来满足冷量需求。该冷库避免了电制冷而具有显著的节能减排的效果。
2)当城市所需的天然气总量变化时，通过第一LNG流量阀来控制进入第一LNG气化 器的汽化量，而保证对LNG-冷媒换热器的正常LNG供应量不变。
3)在三个冷库的换热器中，冷媒R410A都没有蒸发，整个循环中的冷媒都保持液相 状态，便于控制。
4)当冷库中总负荷改变时，通过调节冷媒流量阀来控制冷媒的流量。
5)当各冷库的负荷改变时，可以通过控制各自的风机转速来改变换热强度，达到温度 控制目的。
附图说明
图1为本发明回收液化天然气冷能的冷媒无相变冷库的结构原理示意图。
图中，1LNG储罐，2LNG低温泵，3第一LNG流量阀，4第一LNG气化器，5第 二LNG流量阀，6LNG-冷媒换热器，7第二LNG气化器，8冷媒流量阀，9第一冷库风 机，10第一冷库换热器，11第二冷库风机，12第二冷库换热器，13第三冷库风机，14 第三冷库换热器，15冷媒低温储罐，16低温冷媒泵。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括：LNG储罐1，LNG低温泵2，第一LNG流量阀3，第一 LNG气化器4，第二LNG流量阀5，LNG-冷媒换热器6，第二LNG气化器7，冷媒流量 阀8，第一冷库风机9，第一冷库换热器10，第二冷库风机11，第二冷库换热器12，第三 冷库风机13，第三冷库换热器14，冷媒低温储罐15，低温冷媒泵16。
LNG储罐1与LNG低温泵2进口相连接；LNG低温泵2出口分别通过第一LNG流 量阀3和第二LNG流量阀5与第一LNG气化器4的进口和LNG-冷媒换热器6的LNG侧 管路进口相连；第一LNG汽化器4出口与天然气管网相连接；LNG-冷媒换热器6的LNG 侧的管路出口通过第二LNG气化器7与天然气管网相连接；LNG-冷媒换热器6的冷媒侧 管路出口通过冷媒流量阀8与第一冷库换热器10进口连接，第一冷库换热器10出口与第 二冷库换热器12进口连接，第二冷库换热器12出口与第三冷库换热器14进口连接，第 三冷库换热器14的出口依次通过冷媒低温储罐15和低温冷媒泵16与LNG-冷媒换热器6 的冷媒侧管路入口连接。第一冷库风机9安装在第一冷库换热器10旁，第二冷库风机11 安装在第二冷库换热器12旁，第三冷库风机13安装在第三冷库换热器14旁。
一般来说液化天然气接收站都是建在港口附近，一来是方便LNG船运输，二来是方 便用海水气化器气化LNG，而一般水产品冷库也建在港口附近，方便远洋捕捞船卸货后冷 冻保鲜。由此考虑把冷库建在LNG接收站附近，就地利用其冷能。在此以总容量3000t 的冷库为例，分三间以适应不同的冷藏或冷冻产品：第一冷库的最低温度是-60℃，为金枪 鱼冷藏库；第二冷库的温度是-28℃，为鱼虾冻结库；第三冷库的温度是-18℃，为鱼虾冷 藏库。
LNG低温泵2从LNG储罐1中抽出-162℃的液化天然气，将其增压到6.5MPa，由于 沿程管路运输时有漏热，温度将升高到-150℃左右；然后将其分成两路，一路LNG经第一 LNG流量阀3后进入第一LNG汽化器4中进行气化，温度升高到常温附近，压力降低到 6.0MPa；气化后的气体直接进入城市的天然气管网；另一路LNG经第二LNG流量阀5后 进入LNG-冷媒换热器6同冷媒换热，温度升高到-55℃；再经第二LNG气化器7升温至 常温附近；最后也进入城市天然气管网。当天然气管网的负荷变化而冷库负荷不变时，调 整LNG低温泵2转速以及第一LNG流量阀3和第二LNG流量阀5的开度，来调节天然 气管网中天然气的流量。同理，当天然气管网的负荷不变而冷库负荷变换时，也可调整LNG 低温泵2转速以及第一LNG流量阀3和第二LNG流量阀5的开度，来调节天然气管网中 天然气的流量。
采用R410A为冷库循环的冷媒，R410A置放于冷媒低温储罐15内，冷媒在LNG-冷 媒换热器6中从LNG中获得冷量，温度下降到-100℃，压力为0.65MPa；经冷媒流量阀8 后进入第一冷库换热器10中，通过第一冷库风机9对冷库内空气进行冷却，使得冷媒温 度升高到-75℃，压力下降到0.55MPa；然后进入到第二冷库换热器12中，同样温度升高 到-38℃左右，压力也下降到0.45Mpa；接着进入到第三冷库换热器14中升温到-25℃左右， 压力为0.35MPa；最后经冷媒低温储罐15进入低温冷媒泵16加压至0.75MPa，进入LNG- 冷媒换热器6中完成循环。在冷媒循环过程中，通过传感器对各冷库中的冷媒温度和压力 进行采集和观测，并判断冷媒是否处在液相状态，当冷库热负荷增大，冷媒有气化的趋势 时，可以增大LNG低温泵2转速以及第二LNG流量阀5的开度，使得进入LNG-冷媒换 热器6的LNG流量增大，传给冷媒R410A的冷量也随之增大，使得冷媒R410A的温度降 低，避免发生相变。
如果这三个冷库中的热负荷有任何一个改变，则可以通过控制电路控制该冷库风机的 转速，改变传热强度，使得流经该换热器冷媒的温升改变，从而改变了给冷库的冷量，保 持冷库内恒温的特点。在某些特殊情况下，如在改变风机的转速不足以来弥补冷库负荷的 波动，或冷媒低温储罐15中的冷媒温度过高而将要汽化时，考虑调整冷媒流量阀8的开 度来改变流程中冷媒的供应量，使得各冷库所需冷量得以满足，并且保证流程中冷媒不发 生相变。
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