專利名稱：基于壓縮天然氣的移動式能源供應(yīng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于壓縮天然氣的移動式能源供應(yīng)設(shè)備。
背景技術(shù)：
常規(guī)的CNG (壓縮天然氣)調(diào)壓站的冷能不但不被利用，而且為了得到符合直接進(jìn)入管網(wǎng)的NG (天然氣)，CNG減壓后需設(shè)置加熱器將NG加熱至10°C左右，加熱器所使用的燃料一般就是管道燃?xì)狻＿@樣造成(I)CNG的壓力能被浪費；(2) CNG減壓產(chǎn)生的冷能未被利用。如圖I所示的，CNG儲氣罐組I中的CNG通過調(diào)壓器CNG進(jìn)口端23直接輸入調(diào)壓器22中，在調(diào)壓器22對輸入的CNG節(jié)流膨脹減壓后，從調(diào)壓器22的天然氣出口端24輸入燃?xì)夤芫W(wǎng)?，F(xiàn)有技術(shù)方案未利用CNG的壓力能以及膨脹做功過程中產(chǎn)生的冷能，致使能源利用效率低。

實用新型內(nèi)容針對相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種基于壓縮天然氣的移動式能源供應(yīng)設(shè)備，以提高能源利用效率。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種基于壓縮天然氣的移動式能源供應(yīng)設(shè)備，其包括=CNG儲氣罐組，具有供其中儲存的壓縮天然氣輸出的天然氣出口 ；第一透平機，具有與天然氣出口連通的膨脹制冷入口、供經(jīng)第一透平機膨脹制冷后的天然氣輸出的膨脹制冷出口 ；冷凝器，具有供膨脹制冷后的天然氣流經(jīng)的第一換熱通道、供向第一換熱通道中天然氣放熱的有機工質(zhì)流經(jīng)的第二換熱通道，第一換熱通道的入口與膨脹制冷出口連通；以及聯(lián)合發(fā)電機組、和將所述膨脹制冷所做的功作為驅(qū)動力傳輸給該聯(lián)合發(fā)電機組的牽引軸，牽引軸連接在聯(lián)合發(fā)電機組與第一透平機之間，即所述聯(lián)合發(fā)電機組是利用天然氣在所述第一透平機中的膨脹制冷所做的功進(jìn)行發(fā)電。優(yōu)選地，冷凝器的第一換熱通道的出口與燃?xì)夤芫W(wǎng)連通。優(yōu)選地,在聯(lián)合發(fā)電機組上,還連接有將產(chǎn)生的電力輸出的輸電線。優(yōu)選地，本實用新型設(shè)備還包括向冷凝器的第二換熱通道提供經(jīng)膨脹制冷的有機工質(zhì)的第二透平機，具有膨脹制冷入口和膨脹制冷出口，膨脹制冷出口與第二換熱通道的入口連通；對在第二換熱通道中放熱后輸出的有機工質(zhì)加壓的加壓泵，具有泵入口和泵出口，泵入口與第二換熱通道的出口連通；汽化器，具有供加壓泵加壓后的有機工質(zhì)流經(jīng)的第三換熱通道、供向第三換熱通道中有機工質(zhì)放熱的冷凍液流經(jīng)的第四換熱通道，其中，第三換熱通道的入口與泵出口連通，第三換熱通道的出口與膨脹制冷入口連通。優(yōu)選地，本實用新型設(shè)備還包括將有機工質(zhì)在第二透平機中膨脹制冷所做的功輸出以牽引聯(lián)合發(fā)電機組的另一牽引軸，連接在第二透平機與聯(lián)合發(fā)電機組之間。優(yōu)選地，本實用新型設(shè)備還包括蓄冰箱，具有第一換熱管路，第一換熱管路與汽化器的第四換熱通道連通并形成冷凍液循環(huán)管路；其中蓄冰箱中還具有冷媒管路，該冷媒管路具有供向第一換熱管路中冷凍液放熱的冷媒流入的入口端、以及供放熱后的冷媒流出的出口端。優(yōu)選地，有機工質(zhì)為丙烯。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于本實用新型的第一透平機和聯(lián)合發(fā)電機組將CNG的壓力能回收利用；通過第二透平機、冷凝器、加壓泵、汽化器組成的有機工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，利用第一透平機膨脹制冷后的CNG的冷能使得該有機工質(zhì)膨脹制冷所做的功發(fā)電；通過與所述汽化器組成冷凍液循環(huán)系統(tǒng)的蓄冰箱、以及蓄冰箱中的冷媒管路，對第一透平機膨脹制冷后的CNG的冷能進(jìn)行回收，并將回收的冷能輸出。從而本實用新型達(dá)到提高CNG的運行效率和冷能綜合利用的目的，相應(yīng)地本實用新型設(shè)備具有較高的能量利用效率。
圖I是常規(guī)的CNG槽車設(shè)備示意圖；圖2是本實用新型的示意圖。圖I和圖2中I CNG儲氣罐組2第一透平機3聯(lián)合發(fā)電機組4第二透平機5冷凝器6加壓泵7丙烯汽化器8蓄冰箱9 CNG膨脹機進(jìn)管路10 NG膨脹機出管路11 NG 出管路12輸電線13第二透平機出管路14冷凝器出管路15加壓泵出管路16第二透平機入管路[0031 ]17蓄冰箱冷凍液出管路18蓄冰箱冷凍液入管路19蓄冰箱外循環(huán)冷媒入口端20蓄冰箱外循環(huán)冷媒出口端22調(diào)壓器23調(diào)壓器CNG進(jìn)口端24調(diào)壓器NG出口端
具體實施方式
[0038]本實用新型包括以下實施例但不限于以下實施例。
以下結(jié)合附圖對本實用新型技術(shù)方案進(jìn)行具體描述。參見圖2描述本實用新型的基于壓縮天然氣的移動式能源供應(yīng)設(shè)備，其包括CNG儲氣罐組1，具有供其中儲存的壓縮天然氣輸出的天然氣出口 ；第一透平機2，具有與天然氣出口連通的膨脹制冷入口、供經(jīng)第一透平機2膨脹制冷后的天然氣輸出的膨脹制冷出口 ；冷凝器5，具有供膨脹制冷后的天然氣流經(jīng)的第一換熱通道、供向第一換熱通道中天然氣放熱的有機工質(zhì)流經(jīng)的第二換熱通道，第一換熱通道的入口與膨脹制冷出口連通；利用天然氣在第一透平機2中的膨脹制冷所做的功進(jìn)行發(fā)電的聯(lián)合發(fā)電機組3，由將膨脹制冷 所做的功作為驅(qū)動發(fā)電機組3的驅(qū)動力輸出的牽引軸32牽引，S卩本實用新型的能源供應(yīng)設(shè)備還包括牽引軸32，其連接在聯(lián)合發(fā)電機組3與第一透平機2之間，用以將膨脹制冷所做的功作為驅(qū)動力傳輸給聯(lián)合發(fā)電機組3，以驅(qū)動發(fā)電機組3發(fā)電。圖2中示出，冷凝器5的第一換熱通道的出口與燃?xì)夤芫W(wǎng)連通。在聯(lián)合發(fā)電機組3上，還連接有將產(chǎn)生的電力輸出的輸電線12。本實用新型通過第一透平機2和聯(lián)合發(fā)電機組3將CNG的壓力能回收利用，以用來發(fā)電。繼續(xù)參見圖2，本實用新型設(shè)備還包括第二透平機4、加壓泵6、汽化器7。第二透平機4向冷凝器5的第二換熱通道提供經(jīng)膨脹制冷的有機工質(zhì)，第二透平機4具有膨脹制冷入口和膨脹制冷出口，膨脹制冷出口與冷凝器5的第二換熱通道的入口連通。加壓泵6對在冷凝器5的第二換熱通道中放熱后輸出的有機工質(zhì)加壓，加壓泵6有泵入口和泵出口，泵入口與冷凝器5的第二換熱通道的出口連通。汽化器7使得加壓泵6輸出的有機工質(zhì)吸熱氣化，其具有供加壓泵6加壓后的有機工質(zhì)流經(jīng)的第三換熱通道、供向第三換熱通道中有機工質(zhì)放熱的冷凍液流經(jīng)的第四換熱通道，第三換熱通道的入口與加壓泵6的泵出口連通，第三換熱通道的出口與第二透平機4的膨脹制冷入口連通。圖2還示出了 將有機工質(zhì)在第二透平機4中膨脹制冷所做的功輸出以牽引聯(lián)合發(fā)電機組3的另一牽引軸34，連接在第二透平機與所述聯(lián)合發(fā)電機組之間。從而本實用新型通過第二透平機4、冷凝器5、加壓泵6、汽化器7組成的有機工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，利用第一透平機膨脹制冷后的CNG的冷能使得該有機工質(zhì)膨脹制冷所做的功發(fā)電。繼續(xù)參見圖2，本實用新型設(shè)備還包括蓄冰箱8、蓄冰箱8中具有冷媒管路。蓄冰箱8具有第一換熱管路，該第一換熱管路與前述汽化器7的第四換熱通道連通以形成冷凍液循環(huán)管路，該冷凍液在流經(jīng)汽化器時放熱。所述的冷媒管路具有入口端19、出口端20，向第一換熱管路中冷凍液放熱的冷媒經(jīng)入口端19流入、向冷凍液放熱后的冷媒經(jīng)出口端20流出。從而通過與汽化器組成冷凍液循環(huán)系統(tǒng)的蓄冰箱8、以及蓄冰箱中的冷媒管路，對第一透平機2膨脹制冷后的CNG的冷能進(jìn)行回收，并將回收的冷能輸出。優(yōu)選地，本實用新型中有機工質(zhì)為丙烯，相應(yīng)地，第一透平機為丙烯透平機、加壓泵為丙烯加壓泵、汽化器為丙烯汽化器。以下參見圖2描述本實用新型的工藝流程CNG儲氣罐組I中的CNG通過CNG膨脹機進(jìn)管路9進(jìn)入第一透平機2膨脹制冷所做的功，第一透平機2牽引聯(lián)合發(fā)電機組3做功發(fā)電，并通過輸電線12對外輸出。膨脹制冷所做的功之后的低溫NG通過NG膨脹機出管路10進(jìn)入冷凝器5，與循環(huán)有機工質(zhì)換熱后溫度上升，并通過NG出管路11直接進(jìn)入燃?xì)夤芫W(wǎng)。循環(huán)有機工質(zhì)通過第二透平機出管路13進(jìn)入冷凝器5后被冷凝為液態(tài)，通過冷凝器出管路14進(jìn)入加壓泵6后被加壓，隨后通過加壓泵出管路15進(jìn)入汽化器7，與內(nèi)循環(huán)冷媒換熱后汽化，通過第二透平機入管路16進(jìn)入第二透平機4膨脹制冷所做的功，第二透平機4采用同軸技術(shù)也牽引聯(lián)合發(fā)電機組3做功發(fā)電，完成有機工質(zhì)發(fā)電循環(huán)。內(nèi)循環(huán)冷媒從蓄冰箱8中流出，通過蓄冰箱冷凍液出管路17進(jìn)入汽化器7，冷卻后通過蓄冰箱冷凍液入管路18返回蓄冰箱8。外循環(huán)冷媒工質(zhì)從蓄冰箱外循環(huán)冷媒入口端19中來，取冷后從蓄冰箱外循環(huán)冷媒出口端20外輸。參見圖2示出的本實用新型，以220個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、20°C、2140kg/h的CNG為例，第一透平機2產(chǎn)生的壓力能是161. 5kw、第二透平機4產(chǎn)生的壓力能是40kw、汽化器7產(chǎn)生的冷能是203kwo綜上，本實用新型采用CNG膨脹制冷所做的功發(fā)電，即通過第一透平機和聯(lián)合發(fā)電機組將CNG的壓力能回收利用，以用來發(fā)電；CNG膨脹制冷后，其冷能先通過低溫有機工質(zhì)膨脹制冷所做的功發(fā)電，然后通過內(nèi)循環(huán)冷媒存入蓄冰池，并由外循環(huán)冷媒對外供應(yīng)。從而本實用新型達(dá)到提高CNG的運行效率和冷能綜合利用的目的，相應(yīng)地本實用新型設(shè)備具 有較高的能量利用效率。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于壓縮天然氣的移動式能源供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，包括 CNG儲氣罐組(I)，具有供其中儲存的壓縮天然氣輸出的天然氣出口 ； 第一透平機(2)，具有與所述天然氣出口連通的膨脹制冷入口、供經(jīng)所述第一透平機(2)膨脹制冷后的天然氣輸出的膨脹制冷出口； 冷凝器(5)，具有供所述膨脹制冷后的天然氣流經(jīng)的第一換熱通道、供向所述第一換熱通道中天然氣放熱的有機工質(zhì)流經(jīng)的第二換熱通道，所述第一換熱通道的入口與所述膨脹制冷出口連通；以及 聯(lián)合發(fā)電機組(3)、和將所述膨脹制冷所做的功作為驅(qū)動力傳輸給所述聯(lián)合發(fā)電機組(3)的牽引軸(32)，所述牽引軸(32)連接在所述聯(lián)合發(fā)電機組(3)與所述第一透平機(2)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能源供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，在所述聯(lián)合發(fā)電機組(3)上，還連接有將產(chǎn)生的電力輸出的輸電線(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項所述的能源供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，還包括 向所述冷凝器(5)的第二換熱通道提供經(jīng)膨脹制冷的有機工質(zhì)的第二透平機(4)，具有膨脹制冷入口和膨脹制冷出口，所述膨脹制冷出口與所述第二換熱通道的入口連通；對在所述第二換熱通道中放熱后輸出的有機工質(zhì)加壓的加壓泵(6)，具有泵入口和泵出口，所述泵入口與所述第二換熱通道的出口連通；以及 汽化器(7)，具有供所述加壓泵(6)加壓后的有機工質(zhì)流經(jīng)的第三換熱通道、供向所述第三換熱通道中有機工質(zhì)放熱的冷凍液流經(jīng)的第四換熱通道，其中，所述第三換熱通道的入口與所述泵出口連通，所述第三換熱通道的出口與所述膨脹制冷入口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能源供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，還包括 將有機工質(zhì)在所述第二透平機(4)中膨脹制冷所做的功輸出以牽引所述聯(lián)合發(fā)電機組(3)的另一牽引軸(34)，連接在所述第二透平機與所述聯(lián)合發(fā)電機組之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能源供應(yīng)設(shè)備，其特征在于，還包括 蓄冰箱(8)，具有第一換熱管路，所述第一換熱管路與所述汽化器(7)的第四換熱通道連通并形成冷凍液循環(huán)管路； 其中，所述蓄冰箱(8)中還具有冷媒管路，該冷媒管路具有供向所述第一換熱管路中冷凍液放熱的冷媒流入的入口端(19)、以及供放熱后的冷媒流出的出口端(20)。
專利摘要本實用新型提供一種基于壓縮天然氣的移動式能源供應(yīng)設(shè)備，其包括CNG儲氣罐組，具有供其中儲存的壓縮天然氣輸出的天然氣出口；透平機，具有與天然氣出口連通的膨脹制冷入口、供經(jīng)透平機膨脹制冷后的天然氣輸出的膨脹制冷出口；冷凝器，具有供膨脹制冷后的天然氣流經(jīng)的第一換熱通道、供向第一換熱通道中天然氣放熱的有機工質(zhì)流經(jīng)的第二換熱通道，第一換熱通道的入口與膨脹制冷出口連通；以及聯(lián)合發(fā)電機組、和將膨脹制冷所做的功作為驅(qū)動力傳輸給聯(lián)合發(fā)電機組的牽引軸(32)，連接在所述聯(lián)合發(fā)電機組與第一透平機(2)之間。本實用新型具有較大的能源利用效率。
文檔編號F03G7/00GK202381273SQ20112057454
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者仵浩, 張貴寶, 李文樂, 楊濤, 甘中學(xué), 蔡奇志 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司