一種船舶LNG動力及冷能保鮮的綜合系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種船舶LNG動力及冷能保鮮的綜合系統，包括LNG儲罐、冷能回收換熱器、天然氣加熱換熱器和緩沖罐，緩沖罐通過管線連接發動機，冷能回收換熱器通過三通調節閥分別連接儲冷罐和冷媒介質換熱器，再連接循環泵后回到冷能回收換熱器，形成冷能回收循環系統；儲冷罐、驅動泵、冷媒介質換熱器以及多個并聯的冷能利用管路依次連接，最后回到儲冷罐，形成冷能利用循環系統，利用三通調節閥的調節，即可以保證系統的供冷的響應速度，又可以把多余的冷能存儲到儲冷罐中，有效的保持供冷的穩定性，該綜合利用系統響應時間快，實施成本低，且有后備制冷措施能有效應對各種突發情況，具有非常廣泛的適用性。

【技術實現步驟摘要】
一種船舶LNG動力及冷能保鮮的綜合系統
本技術涉及冷藏船舶LNG冷能利用
，特別涉及一種船舶LNG動力及冷能保鮮的綜合系統。
技術介紹
當前，隨著全球和國內對船舶有害氣體排放的控制日趨嚴格，船舶使用純LNG動力或LNG/燃料油雙燃料動力已漸成趨勢，但往往LNG在轉化成可供船舶發動機正常燃燒的常溫天然氣時，所釋放的冷能都白白浪費，沒有得到充分利用。有些雖然提出了一些利用LNG冷能的方式，但這些方式往往存在以下一些問題：1.更多的是理論上的分析，缺乏實際應用的考慮，更缺乏在實際設備邊界條件限制下的考慮，在船舶上實際應用的可能性不高。2.這些方式往往涵蓋多種可能利用LNG冷能的途徑，貪大求全。方式雖多，但往往每種目標實現的效果和程度都比較有限，沒有為一種專門目的而深入設計，從而很好的解決船舶應用的某種特殊需求。3.現有的方式雖然可能滿足了原理上實現的要求，但由于缺乏實際應用的考慮，即使真的能在實際船舶上應用，也面臨實現的成本高、結構復雜、效率低、對船舶空間及重量帶來負擔重等很多缺點。
技術實現思路
為了克服現有技術的缺陷，本技術提供了一種船舶LNG動力及冷能保鮮的綜合系統，通過第一冷媒在冷能回收換熱器、儲冷罐和冷媒介質換熱器之間的持續循環流動，形成冷能回收循環系統，通過第二冷媒在儲冷罐、冷媒介質換熱器和多個并聯的空調式換熱器之間的持續循環流動，形成冷能利用循環系統，將用于燃燒的LNG氣化過程中釋放的冷能有效地用于冷庫的冷藏保鮮，系統響應時間快、適應性好，占據空間小，維護、實施成本低。實現上述目的的技術方案是：本技術提供一種船舶LNG動力及冷能保鮮的綜合系統，包括依次連接的LNG儲罐、冷能回收換熱器和緩沖罐，所述緩沖罐通過管線連接發動機，所述冷能回收換熱器具有第一冷端進口、第一冷端出口、第一熱端進口和第一熱端出口，所述第一冷端出口與所述緩沖罐之間還連接有天然氣加熱換熱器，所述天然氣加熱換熱器連接有外界加熱介質；還包括儲冷罐，所述儲冷罐中填充有分離的第一冷媒、第二冷媒和儲冷物質，且所述儲冷罐設有供所述第一冷媒進出的第一冷媒進口和第一冷媒出口，以及供所述第二冷媒進出的第二冷媒進口和第二冷媒出口，第一冷媒在儲冷罐的換熱管路中運行，并和第二冷媒和儲冷物質充分換熱；還包括冷媒介質換熱器，所述冷媒介質換熱器設有第二冷端進口、第二冷端出口以及第二熱端進口和第二熱端出口，其中所述第一熱端出口連接有三通調節閥，所述三通調節閥還具有第一出口和第二出口，所述第一出口連接所述第一冷媒進口，所述第一冷媒出口通過一循環泵連接所述第一熱端進口，所述第二出口連接所述第二冷端進口，所述第二冷端出口通過所述循環泵連接所述第一熱端進口，形成冷能回收循環系統，內部運行第一冷媒；所述第二冷媒出口通過一驅動泵連接所述第二熱端進口，所述第二熱端出口通過多個并聯的冷能利用管路連接所述第二冷媒進口，形成冷能利用循環系統，內部運行第二冷媒，其中，每個冷能利用管路均分別設有控制閥門和空調式換熱器。進一步地，所述第一冷端出口還通過一第二閥門連接所述LNG儲罐的氣相空間，可根據需要補充一部分氣體到LNG儲罐內，確保LNG儲罐的壓力穩定。進一步地，所述第一冷媒的工作溫度區間為-45℃～0℃，所述第二冷媒的工作溫度區間為-25℃～0℃。進一步地，多個所述并聯的冷能利用管路中至少一個冷能利用管路上設有制冷換熱器，所述制冷換熱器具有第三冷端出口和第三冷端進口，所述第三冷端出口依次通過一壓縮機、一散熱器和一節流閥連接所述第三冷端進口，形成附加制冷循環，提供更高要求下的冷凍用冷能，并能提供所述冷能利用循環系統的應急備用冷源。進一步地，所述散熱器為水冷散熱器或風冷散熱器。進一步地，所述外界加熱介質的工作溫度區間為20℃～100℃，優選為發動機缸套水的廢熱，可以提高能源利用效率，降低綜合使用成本。本申請還提供了一種利用上述系統的船舶LNG動力及冷能保鮮的方法，包括以下步驟：S1，LNG儲罐內的LNG在罐內壓力作用下經冷能回收換熱器和天然氣加熱換熱器加熱氣化后進入緩沖罐，供發動機使用；S2，在循環泵作用下，第一冷媒以一定的流量在冷能回收換熱器中與LNG充分換熱，第一冷媒通過三通調節閥，或進入儲冷罐，在儲冷罐內與第二冷媒和儲冷物質進行換熱，或直接進入冷媒介質換熱器與第二冷媒換熱，然后回流至冷能回收換熱器，形成冷能回收循環系統；S3，在驅動泵作用下，第二冷媒以所需流量從儲冷罐流出后，經冷媒介質換熱器進入多個并聯的冷能利用管路，在空調式換熱器中向多個空間提供冷能，完成換熱的第二冷媒返回儲冷罐，形成冷能利用循環系統，供冷藏保鮮使用。進一步地，在步驟S2中，根據工況和冷量利用的實際需要，由在冷媒介質換熱器中完成換熱的第一冷媒的溫度，控制三通調節閥分配流向儲冷罐和冷媒介質換熱器的流量比例，從而合理控制冷量是直接使用還是存儲起來。進一步地，在步驟S2中，所述儲冷物質的凝固溫度為-20℃，利用在相變過程中吸收的大量冷能，起到儲存冷量的作用。進一步地，在步驟S3中，在多個所述并聯的冷能利用管路中至少一個冷能利用管路上設置制冷換熱器，制冷換熱器內的制冷劑在換熱升溫后經壓縮機加壓至3～5Mpa，然后依次在散熱器和節流閥作用下回流至制冷換熱器，形成附加制冷循環，提供冷凍用冷能，并能提供冷能利用系統的應急備用冷源。有益效果：同現有技術相比，本技術的不同之處在于，本技術提供的船舶LNG動力及冷能保鮮的綜合系統，包括LNG儲罐、冷能回收換熱器、天然氣加熱換熱器和緩沖罐，緩沖罐通過管線連接發動機，冷能回收換熱器通過三通調節閥分別連接儲冷罐和冷媒介質換熱器，再連接循環泵后回到冷能回收換熱器，形成冷能回收循環系統；另外，儲冷罐、驅動泵、冷媒介質換熱器以及多個并聯的冷能利用管路依次連接，最后回到儲冷罐，形成冷能利用循環系統，通過儲冷罐的設置，有效的平衡了發動機負荷的波動，保持供冷的穩定性，并能在發動機停止運行時以及冷量不夠時持續供冷；在滿足發動機動力需求的同時，有效提高了LNG氣化釋放冷能的利用率；根據冷藏空間所需冷量的多少，可以讓第一冷媒和第二冷媒直接在冷媒介質換熱器中進行換熱，可以保證系統供冷的響應速度，更快的降低存儲空間的溫度；利用三通調節閥的調節，可以把多余的冷能存儲到儲冷罐中；系統的設計既保證了系統暫時不能利用的冷能得到有效的存儲，又避免了增加儲冷罐后系統響應時間過長的弊端；該方案可供LNG動力船舶建設大型冷藏保鮮庫，亦可使船舶成為專業的冷藏保鮮船；該綜合利用系統系統響應時間快，適應性好，占據空間小，實施成本低，且有后備制冷措施能有效應對各種突發情況，具有非常廣泛的適用性。附圖說明圖1為本申請一較佳實施例船舶LNG動力及冷能保鮮的綜合系統的原理圖。其中，100-LNG儲罐，200-儲冷罐，31-冷能回收換熱器，32-加熱換熱器，33-冷媒介質換熱器，34-制冷換熱器，45-散熱器，51-循環泵，52-驅動泵，61本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種船舶LNG動力及冷能保鮮的綜合系統，包括依次連接的LNG儲罐、冷能回收換熱器和緩沖罐，所述緩沖罐通過管線連接發動機，所述冷能回收換熱器具有第一冷端進口、第一冷端出口、第一熱端進口和第一熱端出口，其特征在于，所述第一冷端出口與所述緩沖罐之間還連接有天然氣加熱換熱器，所述天然氣加熱換熱器連接有外界加熱介質；/n還包括儲冷罐，所述儲冷罐中填充有分離的第一冷媒、第二冷媒和儲冷物質，且所述儲冷罐設有供所述第一冷媒進出的第一冷媒進口和第一冷媒出口，以及供所述第二冷媒進出的第二冷媒進口和第二冷媒出口；/n還包括冷媒介質換熱器，所述冷媒介質換熱器設有第二冷端進口、第二冷端出口以及第二熱端進口和第二熱端出口，其中所述第一熱端出口連接有三通調節閥，所述三通調節閥還具有第一出口和第二出口，所述第一出口連接所述第一冷媒進口，所述第一冷媒出口通過一循環泵連接所述第一熱端進口，所述第二出口連接所述第二冷端進口，所述第二冷端出口通過所述循環泵連接所述第一熱端進口，形成冷能回收循環系統，內部運行第一冷媒；/n所述第二冷媒出口通過一驅動泵連接所述第二熱端進口，所述第二熱端出口通過多個并聯的冷能利用管路連接所述第二冷媒進口，形成冷能利用循環系統，內部運行第二冷媒，其中，每個冷能利用管路均分別設有控制閥門和空調式換熱器。/n...

【技術特征摘要】
1.一種船舶LNG動力及冷能保鮮的綜合系統，包括依次連接的LNG儲罐、冷能回收換熱器和緩沖罐，所述緩沖罐通過管線連接發動機，所述冷能回收換熱器具有第一冷端進口、第一冷端出口、第一熱端進口和第一熱端出口，其特征在于，所述第一冷端出口與所述緩沖罐之間還連接有天然氣加熱換熱器，所述天然氣加熱換熱器連接有外界加熱介質；
還包括儲冷罐，所述儲冷罐中填充有分離的第一冷媒、第二冷媒和儲冷物質，且所述儲冷罐設有供所述第一冷媒進出的第一冷媒進口和第一冷媒出口，以及供所述第二冷媒進出的第二冷媒進口和第二冷媒出口；
還包括冷媒介質換熱器，所述冷媒介質換熱器設有第二冷端進口、第二冷端出口以及第二熱端進口和第二熱端出口，其中所述第一熱端出口連接有三通調節閥，所述三通調節閥還具有第一出口和第二出口，所述第一出口連接所述第一冷媒進口，所述第一冷媒出口通過一循環泵連接所述第一熱端進口，所述第二出口連接所述第二冷端進口，所述第二冷端出口通過所述循環泵連接所述第一熱端進口，形成冷能回收循環系統，內部運行第一冷媒；
所述第二冷媒出口通過一驅動泵連接所述第二熱端進口，所述第二熱端出口通過多個并聯的冷能利用管路連接所述第二冷媒進口，形成...

【專利技術屬性】
技術研發人員：武彥峰，
申請(專利權)人：武彥峰，
類型：新型
國別省市：上海;31