一种利用冷能的海岛供能系统

摘要

本发明涉及一种利用冷能的海岛供能系统，包括：LNG发电系统单元、可再生能源发电和储能单元、低温多效蒸馏海水淡化系统，是一种基于LNG发电机以及风能、太阳能、波浪能等不稳定的可再生能源发电和储能系统组成的联合海岛供能系统，系统余热作为海水淡化单元的热源。在储能过程中，贮存LNG经蓄冷气化转化为高压天然气NG，进入NG储罐和管网系统储存备用；其次，将空气压缩间冷经过蓄冷回收冷能并节流后液化储存。在用电过程中，高压天然气NG吸热升温后进入涡轮膨胀机做功，后进入小型燃气轮机燃烧室与压缩空气燃烧带动燃机涡轮做功；液态空气经过蓄冷和逐步吸热升温进入涡轮膨胀机做功。本供能系统可同时实现岛上电能和淡水供给，并将不稳定的可再生能源转化为稳定可控的发电输出，实现了系统效率提升和用电成本降低，与传统海岛供能系统相比具有巨大优势。

主权项

一种海岛供能系统，包括：LNG发电系统单元、可再生能源发电与储能单元、低温多效蒸馏海水淡化系统，其特征在于，‑‑所述LNG发电系统单元，包括通过管路依次连接的LNG储罐、低温泵Ⅰ、蓄冷换热器、NG储罐、回热器、NG膨胀机和燃气轮机，所述低温泵Ⅰ将LNG从所述LNG储罐引入所述蓄冷换热器，LNG在所述蓄冷换热器中吸收热量后转变为NG后进入所述NG储罐中；所述NG储罐中的NG穿过所述回热器的冷侧升温增压后进入所述NG膨胀机，在所述NG膨胀机中膨胀做功后进入所述燃气轮机的燃烧室并与压缩空气混合后燃烧推动所述燃气轮机做功，所述燃气轮机驱动发电机；‑‑所述可再生能源发电与储能单元，包括可再生能源发电装置、驱动装置、多级间冷压缩机组、蓄热器Ⅰ、节流阀、液态空气低温储罐、低温泵Ⅱ、蓄热器Ⅱ、空气膨胀机组，所述可再生能源发电装置通过驱动装置连接所述多级间冷压缩机组；所述多级间冷压缩机组中，每一级压缩机产生的压缩空气均通过所述蓄热器Ⅰ释放热量后进入下一级压缩机中进行进一步压缩，最后一级压缩机产生的压缩空气通过所述蓄热器Ⅰ释放热量后进入所述蓄冷换热器进行进一步降温后经节流阀导入所述液态空气低温储罐；所述液态空气低温储罐的底部设置液态空气排出口，所述液态空气排出口通过管线依次与所述低温泵Ⅱ、所述蓄冷换热器、蓄热器Ⅱ、空气膨胀机组连接，所述液态空气排出口处设置控制阀门，所述空气膨胀机组带动另一发电机工作；‑‑所述低温多效蒸馏海水淡化系统，包括多级串联的闪蒸器、冷凝器、淡水闪蒸罐、浓盐水收集器、淡水泵和淡水池，所述燃气轮机的尾气穿过所述回热器的热侧后通入所述蓄热器Ⅱ进一步释放高温热量，之后经管路直接通入或先通入所述蓄热器Ⅰ吸收热量后再通入所述多级串联的闪蒸器中的第一级闪蒸器的蒸发管释放热量后排入大气；所述多级串联的闪蒸器中，低压海水闪蒸生成淡水蒸气进入下一级闪蒸器的蒸发管作为热源，使该下一级闪蒸器中压力更低的海水闪蒸，同时蒸发管内水蒸气放热凝结进入淡水闪蒸罐汇集淡水，闪蒸的淡水蒸气汇合进入下下一级闪蒸器的蒸发管，海水闪蒸后的浓盐水进入浓盐水收集器汇集；所述多级串联的闪蒸器中，上一级产生的水蒸汽通入下一级的蒸发管中，最后一级闪蒸器产生的水蒸汽通入所述冷凝器的热侧后与通入该冷凝器冷侧的海水换热后通入所述淡水池，最后一级闪蒸器的蒸发管中的水蒸汽通入淡水闪蒸罐，经淡水泵汇合后进入淡水池；所述可再生能源发电与储能单元同时配备容量比例较小的电池组以提高系统负荷适应能力，并优化系统投资成本。