专利名称：天然气联合发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发电技术，特别是涉及一种天然气联合发电系统的技术。
背景技术：
天然气发电机组是利用天然气实现发电的设备，主要由天然气发动机和发电机组成。天然气发动机运行时，高压天然气通过减压阀减压后，从天然气发动机的天然气进气口进入其内部的燃烧室燃烧作功，从而驱动其动力轴输出动力带动发电机发电，其燃烧室内燃烧后的废气则通过其废气排放口排出，由于天然气发动机运行时会发热，因此天然气发动机内都设有两套冷却管路，其中一套冷却管路用于冷却天然气发动机的各组成部件，另一套冷却管路用于冷却润滑油。现有天然气发电机组的缺陷在于利用减压阀对高压天然气进行减压会造成压力能损失，而且天然气发动机运行时产生的热量不但没有加以利用，还另需增加冷却装置进行冷却，因此现有天然气发电机组的能源利用率很差，其发电效率也相对较低。
实用新型内容针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能源利用率高的天然气联合发电系统。为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种天然气联合发电系统，包括天然气发动机、主发电机，及两个冷却器；所述天然气发动机设有一冷却液进液口、一冷却液回液口、一润滑油进油口、一润滑油回油口、一天然气进气口、一废气排放口，其动力轴连接主发电机；所述两个冷却器分别为冷却液冷却器、润滑油冷却器；其特征在于还包括热管换热器、透平膨胀机、辅助发电机；所述透平膨胀机设有一进气口、一排气口，其排气口接到天然气发动机的天然气进气口，其动力轴连接辅助发电机；每个冷却器均由一腔体、一换热管组成，每个冷却器的腔体均设有一进液口、一回液口，每个冷却器的换热管均内置于其腔体内，其换热管的两端管口分别为进气口、出气
n ；所述冷却液冷却器的腔体进液口及回液口分别接到天然气发动机的冷却液进液口、冷却液回液口，其换热管的进气口经管道接到外部天然气气源，其换热管的出气口接到润滑油冷却器的换热管进气口；所述润滑油冷却器的腔体进液口及回液口分别接到天然气发动机的润滑油进油口、润滑油回油口 ；所述热管换热器由一腔体、一换热管组成，其腔体设有一进气口、一出气口，其换热管内置于其腔体内，其腔体的进气口接到天然气发动机的废气排放口，其换热管的一端管口接到润滑油冷却器的换热管出气口，另一端管口接到透平膨胀机的进气口。进一步的，还包括一水制热器，所述水制热器由一腔体、一换热管组成，其腔体设有一进气口、一出气口，其换热管内置于其腔体内，其腔体的进气口接到热管换热器的出气口，其换热管的一端管口经管道接到外部冷水水源，另一端管口经管道接到外部蓄水槽。本实用新型提供的天然气联合发电系统，利用透平膨胀机对高压天然气进行减压，即能实现对高压天然气的减压，又能利用高压天然气的压力能对外做功，从而有效避免压力能损失，利用天然气发动机的冷却介质及润滑油对低温的高压天然气进行预加热的同时，也实现了利用低温的高压天然气对天然气发动机的冷却介质及润滑油进行冷却的目的，并利用天然气发动机排放废气所携带的热量对预加热后的高压天然气进一步加热，使天然气在透平膨胀机内膨胀后的温度高于0°c，避免固体冰析出，从而有效保护膨胀机，无需另配加热装置，能充分利用高压天然气的能量，具有能源利用率高的特点。
图I是本实用新型实施例的天然气联合发电系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。如图I所示，本实用新型实施例所提供的一种天然气联合发电系统，包括天然气发动机I、主发电机2，及两个冷却器；所述天然气发动机I设有一冷却液进液口、一冷却液回液口、一润滑油进油口、一润滑油回油口、一天然气进气口、一废气排放口，其动力轴连接主发电机2 ;所述两个冷却器分别为冷却液冷却器3、润滑油冷却器4 ;其特征在于还包括热管换热器7、透平膨胀机5、辅助发电机6 ；所述透平膨胀机5设有一进气口、一排气口，其排气口接到天然气发动机I的天然气进气口，其动力轴连接辅助发电机6 ;每个冷却器均由一腔体、一换热管组成，每个冷却器的腔体均设有一进液口、一回液口，每个冷却器的换热管均内置于其腔体内，其换热管的两端管口分别为进气口、出气
n ；所述冷却液冷却器3的腔体进液口及回液口分别接到天然气发动机I的冷却液进液口、冷却液回液口，其换热管的进气口经管道接到外部天然气气源，其换热管的出气口接到润滑油冷却器4的换热管进气口 ；所述润滑油冷却器4的腔体进液口及回液口分别接到天然气发动机I的润滑油进油口、润滑油回油口 ；所述热管换热器7由一腔体、一换热管组成，其腔体设有一进气口、一出气口，其换热管内置于其腔体内，其腔体的进气口接到天然气发动机I的废气排放口，其换热管的一端管口接到润滑油冷却器4的换热管出气口，另一端管口接到透平膨胀机5的进气口。本实用新型实施例中，还包括一水制热器8，所述水制热器8由一腔体、一换热管组成，其腔体设有一进气口、一出气口，其换热管内置于其腔体内，其腔体的进气口接到热管换热器7的出气口，其换热管的一端管口经管道接到外部冷水水源，另一端管口经管道接到外部蓄水槽。[0022]本实用新型实施例的工作原理如下外部天然气气源的高压天然气温度通常都在10°C左右，高压天然气先后依次流经冷却液冷却器的换热管、润滑油冷却器的换热管、热管换热器的换热管后进入透平膨胀机，在透平膨胀机内膨胀减压的同时对外做功，从而驱动其动力轴输出动力带动辅助发电机发电，膨胀减压后的天然气从透平膨胀机排出后进入天然气发动机的燃烧室燃烧作功，从而驱动天然气发动机的动力轴输出动力带动发电机发电；天然气发动机运行时，其内部的冷却介质和润滑油受热升温后分别流入冷却液冷却器、润滑油冷却器，对流经冷却液冷却器、润滑油冷却器的低温高压天然气进行两次预加热，同时低温高压天然气也对分别流经冷却液冷却器和润滑油冷却器的冷却介质、润滑油进行了冷却，冷却后的冷却介质、润滑油再回流入天然气发动机，经两次预加热后的高压天然气温度可升至59°C左右；天然气发动机运行时，其排放的废气流入热管换热器，对预加热后的高压天然气进一步加热为高温高压天然气，天然气发动机排放的废气通常在517°C左右,经其进一步加 热后的高温高压天然气温度可升至120°C左右，高温高压天然气在透平膨胀机内膨胀后排出时的温度会高于0°C，能避免固体冰析出，从而有效保护膨胀机；天然气发动机排放的废气在热管换热器内与高压天然气换热后流入水制热器，将水制热器换热管内的冷水加热为热水，水制热器换热管内的热水经管道排入外部蓄水槽内存储。
权利要求1.一种天然气联合发电系统，包括天然气发动机、主发电机，及两个冷却器；所述天然气发动机设有一冷却液进液口、一冷却液回液口、一润滑油进油口、一润滑油回油口、一天然气进气口、一废气排放口，其动力轴连接主发电机；所述两个冷却器分别为冷却液冷却器、润滑油冷却器；其特征在于还包括热管换热器、透平膨胀机、辅助发电机； 所述透平膨胀机设有一进气口、一排气口，其排气口接到天然气发动机的天然气进气口，其动力轴连接辅助发电机；每个冷却器均由一腔体、一换热管组成，每个冷却器的腔体均设有一进液口、一回液口，每个冷却器的换热管均内置于其腔体内，其换热管的两端管口分别为进气口、出气口；所述冷却液冷却器的腔体进液口及回液口分别接到天然气发动机的冷却液进液口、冷却液回液口，其换热管的进气口经管道接到外部天然气气源，其换热管的出气口接到润滑油冷却器的换热管进气口； 所述润滑油冷却器的腔体进液口及回液口分别接到天然气发动机的润滑油进油口、润滑油回油口； 所述热管换热器由一腔体、一换热管组成，其腔体设有一进气口、一出气口，其换热管内置于其腔体内，其腔体的进气口接到天然气发动机的废气排放口，其换热管的一端管口接到润滑油冷却器的换热管出气口，另一端管口接到透平膨胀机的进气口。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于还包括一水制热器，所述水制热器由一腔体、一换热管组成，其腔体设有一进气口、一出气口，其换热管内置于其腔体内，其腔体的进气口接到热管换热器的出气口，其换热管的一端管口经管道接到外部冷水水源，另一端管口经管道接到外部蓄水槽。
专利摘要一种天然气联合发电系统，涉及发电技术领域，所解决的是提高发电效率的技术问题。该系统包括天然气发动机、冷却液冷却器、润滑油冷却器、热管换热器、透平膨胀机，及连接天然气发动机动力轴的主发电机，连接透平膨胀机动力轴的辅助发电机；所述透平膨胀机的排气口接到天然气发动机的天然气进气口，所述冷却液冷却器及润滑油冷却器的腔体分别连接天然气发动机的冷却液管路、润滑油管路；所述冷却液冷却器的换热管进气口经管道接到外部天然气气源，其换热管的出气口依次经润滑油冷却器的换热管、热管换热器的换热管接到透平膨胀机的进气口；所述热管换热器的腔体进气口接到天然气发动机的废气排放口。本实用新型提供的系统，能源利用率高。
文档编号F01K23/02GK202510176SQ201220067778
公开日2012年10月31日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者张瀚青, 范希文, 赵新红, 陈雷田 申请人:上海安悦节能技术有限公司