LNG的高效蓄冷装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110966815 A(43)申请公布日 2020.04.07

(21)申请号 201911278753.8(22)申请日 2019.12.13

(71)申请人 天津商业大学

地址 300134 天津市北辰区光荣道409号(72)发明人 田津津　尚惠青　张哲　刘卫宾　

张志强　吕胜楠　(74)专利代理机构 天津市三利专利商标代理有

限公司 12107

代理人 闫俊芬(51)Int.Cl.

F25D 3/10(2006.01)F25D 23/06(2006.01)F25D 29/00(2006.01)F25B 27/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

CN 110966815 A(54)发明名称

LNG的高效蓄冷装置(57)摘要

本发明涉及一种LNG的高效蓄冷装置，其特征是：包括壳体、蓄冷材料、LNG溶液泵、LNG进口阀、LNG出口阀，所述壳体内腔设有若干个相互联通的分层壳体，各层分层壳体上部设有相互联通的通道口，分层壳体形成的内腔中置有蓄冷材料，蓄冷材料内置有中空通道，每个中空通道首尾相连构成一个贯通通道，每条贯通通道分别连接有载冷剂溶液泵和载冷剂控制阀，最里层分层壳体底部设有LNG进口，LNG进口连接有LNG溶液泵和LNG进口阀，壳体底部侧壁上设有LNG出口，LNG出口连接有LNG溶液泵和LNG出口阀。有益效果：本发明为了有效地利用LNG所蕴含的优质的冷能资源，能够实现对LNG蕴含的冷能进行高效储存。

CN 110966815 A

权　利　要　求　书

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1.一种LNG的高效蓄冷装置，其特征是：包括壳体、蓄冷材料、LNG进口阀、LNG出口阀、第一LNG溶液泵、第二LNG溶液泵、第一载冷剂溶液泵、第一载冷剂控制阀、第二载冷剂溶液泵、第二载冷剂控制阀、第三载冷剂溶液泵、第三载冷剂控制阀，所述壳体内腔设有若干个相互联通的分层壳体，各层分层壳体上部设有相互联通的通道口，所述各层分层壳体形成的内腔中置有蓄冷材料，蓄冷材料内设有盘管式圆柱形的中空通道，每个中空通道首尾相连构成整体相互接通且只有一个进口和一个出口构成载冷剂流动的贯通通道，每条贯通通道分别连接有载冷剂溶液泵和载冷剂控制阀，最里层分层壳体底部设有LNG进口，所述LNG进口通过管道连接有第一LNG溶液泵和LNG进口阀，所述壳体底部侧壁上设有LNG出口，所述LNG出口通过管道连接有第二LNG溶液泵和LNG出口阀。

2.根据权利要求1所述的LNG的高效蓄冷装置，其特征是：所述壳体内腔设为内、中、外三层分层壳体，内、中、外三层分层壳体空腔内分别置有蓄冷材料，蓄冷材料内设有中空通道，中空通道的进口管段分别连接有第一载冷剂溶液泵和第一载冷剂控制阀、第二载冷剂溶液泵和第二载冷剂控制阀、第三载冷剂溶液泵和第三载冷剂控制阀，中空通道内置有载冷剂。

3.根据权利要求1所述的LNG的高效蓄冷装置，其特征是：所述通道口的高度设置为最里层最高，自里向外逐层越低。

4.根据权利要求1所述的LNG的高效蓄冷装置，其特征是：所述壳体及分层壳体外围包覆有保温材料层。

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CN 110966815 A

说　明　书LNG的高效蓄冷装置

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技术领域

[0001]本发明属于低温工程领域，尤其涉及一种LNG的高效蓄冷装置。

背景技术

[0002]液化天然气(LNG)是一种蕴含大量冷能的清洁能源，目前对于LNG的利用和重视也变得越来越多。对于LNG的相关利用方式，无论是在将其输送给用户进行燃烧的过程中，还是在LNG处理之后用作车辆等交通工具的动力燃料方面，首先要做的就是将LNG先进行气化处理，将其变成气态再进行利用，由于LNG具有极低的温度，达到了-162℃左右，而在气态利用时的温度却要远远地高于此温度，在这一变化阶段中就蕴含了巨大的冷能，如果不能很好地将此部分冷能利用起来，往往会造成较大的资源浪费现象的发生。[0003]在LNG气化被利用的过程中，由于LNG所具有的超低温的特性，如果是通过换热设备直接换热，往往会对换热设备造成严重危害，导致换热设备无法正常工作；在已知能利用相变蓄冷的装置中，有些蓄冷装置只能满足短期的冷量供应工作。同时，对于以LNG作为动力燃料的车辆来讲，由于车辆运行情况的因素，会导致LNG的气化出现不连续的现象，这对于需要调节温度并需要连续冷量供应的LNG冷藏冷冻车是不利的。

[0004]LNG气化的冷能回收利用是一个值得探讨和实践的课题。专利文献公开号209706401U公开了一种带蓄冷装置的LNG供冷自适应系统，其特征在于，包括上游LNG气化单元和换能单元，所述上游LNG气化单元依次由LNG储罐、LNG泵、LNG控阀、第一换热器的进口a和出口b通过管线连接构成气化回路；所述换能单元依次由第一换热器的出口c、第二换热器的进口e、出口f、载冷剂高温储罐和载冷剂泵和第一换热器的进口d通过管线连接构成循环回路；所述第一换热器用以LNG气化释放的冷能与载冷剂进行冷能传递；所述第二换热器用以冷却后的载冷剂与下游用冷系统的用冷相进行冷能传递；所述换能单元还包括蓄冷组件，所述蓄冷组件依次由低温载冷剂进入阀、载冷剂低温储罐和低温载冷剂排出阀通过管线连接构成蓄冷支路，蓄冷支路进入端连接于所述第一换热器的出口c与第二换热器进口e间的管线，蓄冷支路排出端连接于所述载冷剂高温储罐出口与载冷剂泵之间的管线。专利文献公开号103017434A公开了一种与LNG气化换热系统配套的蓄冷装置，所述LNG气化换热系统包括LNG入口、低温截止阀a、板式换热器、低温截止阀b、空温汽化器和LNG出口并通过管道串联连接，在板式换热器与低温截止阀b的连接管道上设有温度传感器，在与板式换热器与低温截止阀b的连接管道并联的管道上设有低温调节阀，其特征在于：蓄冷装置包括蓄冷池和循环水泵并通过管道与板式换热器中的换热管形成循环管路，蓄冷池设有循环冷液进口和循环冷液出口。专利文献公开号204895033U公开了一种液化天然气车辆冷能回收空调系统，其特征在于：它包括气瓶、冷能回收交换器、水泵、暖风机总成、蓄冷装置、加热器和发动机；所述气瓶连接所述冷能回收交换器的进气端；所述水泵连接所述冷能回收交换器的进水端；所述蓄冷装置连接所述冷能回收交换器的出水端，所述加热器连接所述冷能回收交换器的出气端；所述暖风机总成一端接口与所述水泵连接，所述暖风机总成另一端接口与所述蓄冷装置连接；所述加热器与所述发动机的燃料进气口连接。

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说　明　书

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基于上述情况，为了解决上述的问题，为了实现LNG产生的冷能先储存起来，把LNG

在变成气态这一变化过程中的所蕴含的冷能有效地利用起来，并能够实现较长时间的冷量供应，需要有一种LNG的高效蓄冷装置。

发明内容

[0006]本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种LNG的高效蓄冷装置,能够回收利用LNG中的冷能并将此部分冷能储存于蓄冷材料中的具有高效率性、方便性的装置。[0007]本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种LNG的高效蓄冷装置，其特征是：包括壳体、蓄冷材料、LNG进口阀、LNG出口阀、第一LNG溶液泵、第二LNG溶液泵、第一载冷剂溶液泵、第一载冷剂控制阀、第二载冷剂溶液泵、第二载冷剂控制阀、第三载冷剂溶液泵、第三载冷剂控制阀，所述壳体内腔设有若干个相互联通的分层壳体，各层分层壳体上部设有相互联通的通道口，所述各层分层壳体形成的内腔中置有蓄冷材料，蓄冷材料内设有盘管式圆柱形的中空通道，每个中空通道首尾相连构成整体相互接通且只有一个进口和一个出口适于载冷剂流动的贯通通道，每条贯通通道分别连接有载冷剂溶液泵和载冷剂控制阀，最里层分层壳体底部设有LNG进口，所述LNG进口通过管道连接有第一LNG溶液泵和LNG进口阀，所述壳体底部侧壁上设有LNG出口，所述LNG出口通过管道连接有第二LNG溶液泵和LNG出口阀。

[0008]所述壳体内腔设为内、中、外三层分层壳体，内、中、外三层分层壳体空腔内分别置有蓄冷材料，蓄冷材料内设有中空通道，中空通道的进口管段分别连接有第一载冷剂溶液泵和第一载冷剂控制阀、第二载冷剂溶液泵和第二载冷剂控制阀、第三载冷剂溶液泵和第三载冷剂控制阀，中空通道内置有载冷剂。

[0009]所述通道口的高度设置为最里层最高，自里向外逐层越低。[0010]所述壳体内腔设为内、中、外三层分层壳体，内、中、外三层分层壳体空腔内分别置有蓄冷材料，蓄冷材料内设有中空通道，中空通道的进口管段分别连接有第一载冷剂溶液泵和第一载冷剂控制阀、第二载冷剂溶液泵和第二载冷剂控制阀、第三载冷剂溶液泵和第三载冷剂控制阀，中空通道内置有载冷剂。[0011]有益效果：与现有技术相比，本发明为了有效地利用LNG所蕴含的优质的冷能资源，能够实现对LNG蕴含的冷能进行高效储存。LNG中的冷能先储存在蓄冷材料中，然后通过流经贯通通道的载冷剂将冷量带至需要的场所进行工作，并且可以根据内、中、外三层空腔中所置的蓄冷材料储存冷能的多少选择乙二醇溶液或者盐溶液作为载冷剂来进行之后的工作。通过该装置的工作，可以将LNG中所蕴含的优质冷能有效地利用起来。附图说明

[0012]图1是本发明的结构剖面示意图；

[0013]图2(a)是蓄冷材料内部中空通道的结构示意图；[0014]图2(b)是最内层蓄冷材料与中空通道的结构示意图；[0015]图2(c)是中间层、最外层蓄冷材料与中空通道的结构示意图；[0016]图3是壳体与保温材料的截面图。[0017]图中：1、LNG进口阀,2、第一LNG溶液泵,3、第二LNG溶液泵,4、LNG出口阀,5、第一载

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说　明　书

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冷剂溶液泵,6、第一载冷剂控制阀,7、第二载冷剂溶液泵,8、第二载冷剂控制阀,9、第三载冷剂溶液泵,10、第三载冷剂控制阀,11、保温材料,12、蓄冷材料,13、壳体，13-1、通道口，14、LNG进口，15、LNG出口，16、中空通道。具体实施方式

[0018]下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。[0019]详见附图，本实施例提供了一种LNG的高效蓄冷装置，包括壳体13、蓄冷材料12、LNG进口阀1、LNG出口阀4、第一LNG溶液泵2、第二LNG溶液泵3、第一载冷剂溶液泵5、第一载冷剂控制阀6、第二载冷剂溶液泵7、第二载冷剂控制阀8、第三载冷剂溶液泵9、第三载冷剂控制阀10，所述壳体内腔设有若干个相互联通的分层壳体形成多个空腔，各层分层壳体上部设有相互联通的通道口13-1，所述通道口的高度设置为最里层最高，自里向外逐层越低。所述分层壳体的空腔中置有蓄冷材料12，蓄冷材料12内部设有盘管式圆柱形的中空通道16，中空通道首尾相连构成整体相互接通且只有一个进口和一个出口适于载冷剂流动的贯通通道，每条贯通通道分别连接有载冷剂溶液泵和载冷剂控制阀，最里层分层壳体底部设有LNG进口14，所述LNG进口通过管道连接有第一LNG溶液泵和LNG进口阀，所述壳体底部侧壁上设有LNG出口15，所述LNG出口通过管道连接有第二LNG溶液泵和LNG出口阀。所述壳体和分层壳体外围包覆有保温材料层11。[0020]本实施例的优选方案是，所述壳体内腔设为内、中、外三层，内、中、外三层空腔内分别置有蓄冷材料12，蓄冷材料12内设有中空通道16，中空通道载冷剂的入口管段分别连接有第一载冷剂溶液泵5和第一载冷剂控制阀6、第二载冷剂溶液泵7和第二载冷剂控制阀8、第三载冷剂溶液泵9和第三载冷剂控制阀10，中空通道内置有载冷剂。[0021]工作过程

[0022]该蓄冷装置的整体设计为长方体装置，整体组装过程：首先，壳体和分层壳体按照大小套在一起，按照蓄冷材料、分层壳体、蓄冷材料、分层壳体、蓄冷材料、壳体的顺序自里向外依次安装，在壳体相应的管道、通道口位置打孔，壳体外侧覆上保温材料，开口端对齐；其次，LNG进入最里层的管道也起着支撑的作用，将壳体底部位置打孔使LNG进口管道穿过，将壳体与LNG进口管道焊接在一起；最后，将开口端整体盖住，然后通过使用垫片、螺母等将开口端密封。

[0023]LNG通过蓄冷装置底部中间部分的LNG进口14经过LNG进口阀1和第一LNG溶液泵2进入到最内层的分层壳体空腔中，随着LNG的不断注入，当内层的LNG没过内、中两层的通道口13-1时，LNG开始进入中层空腔，当中层的LNG没过中、外两层的通道口时，LNG开始进入最外层空腔，最后会经过第二LNG溶液泵3和LNG出口阀4进入下游用冷系统中；在蓄冷装置的内、中、外三层的空腔中，蓄冷材料12会浸入LNG中进行冷能的储存工作，而内、中、外三层的空腔的壳体外侧均覆盖一层保温材料11可以保持温度；在冷能利用时，分别打开载冷剂溶液泵和载冷剂控制阀，载冷剂会分别依次通过第一载冷剂溶液泵5和第一载冷剂控制阀6、第二载冷剂溶液泵7和第二载冷剂控制阀8、第三载冷剂溶液泵9和第三载冷剂控制阀10进入到蓄冷材料12的中空通道中与蓄冷材料12进行换热工作，并将所需要的冷量带出蓄冷装置，进入需要供冷的场所进行下一步的工作。通过该蓄冷装置，能够对LNG中蕴含的冷能进行有效地利用，实现较长时间的冷量供应，起到了一定的资源节约的作用。

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说　明　书

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上述参照实施例对该一种LNG的高效蓄冷装置进行的详细描述，是说明性的而不

是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

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说　明　书　附　图

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图1

图2(a)

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CN 110966815 A

说　明　书　附　图

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图2(b)

图2(c)

图3

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