一种提高LNG冷能发电ORC系统安全性的工质储罐的制作方法

本技术涉及液化天然气(liquefied natural gas，lng)冷能发电，具体涉及一种提高lng冷能发电orc系统安全性的工质储罐。

背景技术：

1、lng冷能发电有机朗肯循环(organic rankine cycle，orc)系统是常用的lng冷能发电方式，该发电系统中，储罐的工质被工质泵泵送至蒸发器，工质在蒸发器吸收热量气化，气化的工质推动膨胀机做功并带动发电机发电，做功完成的工质流向冷凝器，进而冷却液化，冷却液化的工质再次回流到储罐内，完成一个循环。

2、lng冷能发电orc系统正常运行下，工质处于循环状态，然而在lng冷能发电orc系统发生故障，工质需要停止循环时，工质无法在冷凝器获得冷量，储罐内的工质不可避免因吸收环境热量，温度、压强上升；现有的lng冷能发电orc系统工质储罐在压强超标时，通常为确保工质储罐的安全性将工质排出并在燃烧塔燃烧；

3、当前国内工程化应用的lng冷能发电orc系统多采用单质循环工质，在系统发生故障时工质少量排出对系统运行影响较小，且系统本身发生故障概率较低。以非共沸混合工质作为orc系统循环工质，可降低换热损，但orc系统非共沸混合工质部分工质气化排出，会改变剩余工质组分，影响系统热功转化效率；工质加注耗费人力物力。尤其是作为技术验证平台的lng冷能发电orc系统，因频繁的技术调试，更容易发生系统停机故障，若不采取应对措施避免工质在停止循环时排出，系统运作将存在极大挑战。

4、除此之外，现有的工质储罐需要连接安全阀接口、压力表接口、放空口、液位计口、循环工质进口、循环工质出口等多个管口，每个开口都各有位置和尺寸大小要求，当这些开口全部都开设在储罐罐体时，储罐罐体表面开设的开口过多，而过多的开口对储罐罐体的整体强度影响较大。

技术实现思路

1、本实用新型意在提供一种提高lng冷能发电orc系统安全性的工质储罐，以解决lng冷能发电orc系统故障后，工质储罐内工质因吸收环境热量而带来罐体内工质压强增大工质排出的问题。

2、为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种提高lng冷能发电orc系统安全性的工质储罐，用于存储lng冷能发电系统循环工质，包括罐体，罐体内设有换热管，换热管的进口和出口均伸出罐体外，换热管与orc系统冷凝器lng侧管路并联。

4、优选的，作为一种改进，所述换热管进口通过设有的lng流入支管与orc系统冷凝器lng侧管路入口端lng流入管段相连；换热管出口通过设有的lng流出支管与orc系统冷凝器lng侧管路出口端lng流出管段相连；lng流入支管和lng流出支管上均安装有阀门。

5、优选的，作为一种改进，所述换热管为盘管，换热管包括依次连接的进入段、中间段和排出段，进入段、中间段和排出段均呈[型，排出段将进入段围合，中间段将排出段围合。

6、优选的，作为一种改进，所述换热管位于罐体下部。

7、优选的，作为一种改进，所述罐体上连通有伸出罐体外的辅助管，辅助管上设有多个接口。

8、优选的，作为一种改进，所述罐体连接有温度计套管，温度计套管深入到罐体内，温度计套管用于放置温度计，温度计套管用于将罐体内腔与温度计进行隔离。

9、优选的，作为一种改进，所述罐体上设有循环工质进口和循环工质出口，循环工质出口连通在罐体底部。

10、优选的，作为一种改进，所述罐体上还设有泵回气口，泵回气口与工质泵连通。

11、本方案的原理及优点是：

12、1、采用本方案，当orc系统发生故障，工质停止循环时，lng流入支管和lng流出支管上的阀门打开，换热管中通入lng，冷却工质储罐内工质，平衡外界环境进入储罐工质的热量，使储罐内工质工况保持稳定，确保工质储罐的安全性，同时避免工质气化、超压排出；换热管装置结构非常简单，应用方便。在不增设制冷系统的基础上，实现对储罐内工质热量吸收，解决了工质储罐在orc系统非循环状态下的工质吸热、压强升高而排出而带来的问题，避免了工质储罐充填工质，极大降低lng冷能发电orc系统运作成本，增强了系统运行稳定性。

13、2、本方案通过呈[型的多段式换热盘管的设置，使得换热管与工质储罐内的工质接触更加均匀，防止因冷源分布不均，罐内工质局部出现气化。

14、3、换热管位于罐体下部，使得换热管能够浸在液态工质中，提高换热管的换热效率。

15、4、本方案带有多个接口的辅助管的设置，使得多个接口无需像现有技术一样开设在罐体上，极大确保了罐体的强度，同时降低了对罐体的加工难度。

16、5、本方案温度计套管的存在形成对温度计和罐体内工质的隔离，既确保温度得到准确监控，又能保证温度计的安全。

17、6、本方案将循环工质出口连通在罐体底部能够确保流出的工质为液态，避免lng冷能发电orc系统正常使用时，流向工质泵的工质中含有气态工质的情况。

18、7、本方案泵后回气口用于在lng冷能发电orc系统刚启动时，工质泵温度还不是很低，低温工质流到工质泵时会沸腾、气化，此时气化的工质气体再由泵回气口流回罐体内。

技术特征：

1.一种提高lng冷能发电orc系统安全性的工质储罐，用于存储lng冷能发电orc系统循环工质，包括罐体，其特征在于：罐体内设有换热管，换热管的进口和出口均伸出罐体外，换热管与orc系统冷凝器lng侧管路并联。

2.根据权利要求1所述的提高lng冷能发电orc系统安全性的工质储罐，其特征在于：所述换热管进口通过设有的lng流入支管与orc系统冷凝器lng侧管路入口端管段相连，换热管出口通过设有的lng流出支管与orc系统冷凝器lng侧管路出口端管段相连，lng流入支管和lng流出支管上均安装有阀门。

3.根据权利要求1所述的提高lng冷能发电orc系统安全性的工质储罐，其特征在于：所述换热管为盘管，换热管包括依次连接的进入段、中间段和排出段，进入段、中间段和排出段均呈[型，排出段将进入段围合，中间段将排出段围合。

4.根据权利要求1所述的提高lng冷能发电orc系统安全性的工质储罐，其特征在于：所述换热管位于罐体下部。

5.根据权利要求1所述的提高lng冷能发电orc系统安全性的工质储罐，其特征在于：所述罐体上连通有伸出罐体外的辅助管，辅助管上设有多个接口。

6.根据权利要求1所述的提高lng冷能发电orc系统安全性的工质储罐，其特征在于：所述罐体连接有温度计套管，温度计套管深入到罐体内，温度计套管用于放置温度计，温度计套管用于将罐体内腔与温度计进行隔离。

7.根据权利要求1所述的提高lng冷能发电orc系统安全性的工质储罐，其特征在于：所述罐体上设有循环工质进口和循环工质出口，循环工质出口连通在罐体底部。

8.根据权利要求1所述的提高lng冷能发电orc系统安全性的工质储罐，其特征在于：所述罐体上还设有泵回气口，泵回气口与工质泵连通。

技术总结本技术涉及LNG冷能发电技术领域，具体公开了一种提高LNG冷能发电ORC系统安全性的工质储罐，用于存储LNG冷能发电ORC系统循环工质，包括罐体，罐体内设有换热管，换热管的进口和出口均伸出罐体外，换热管与ORC系统冷凝器LNG侧管路并联；所述换热管进口通过设有的LNG流入支管与ORC系统冷凝器LNG侧管路入口端管段相连，换热管出口通过设有的LNG流出支管与ORC系统冷凝器LNG侧管路出口端管段相连，LNG流入支管和LNG流出支管上均安装有阀门。本方案用以解决LNG冷能发电ORC系统发生故障后，工质储罐内工质因吸收环境热量而带来罐体内工质压强增大工质排出的问题。技术研发人员：吴进涛,张涛,敖小林,张明明,任云龙受保护的技术使用者：重庆长征重工有限责任公司技术研发日：20231124技术公布日：2024/6/13