大型LNG动力船冷热耦合梯级利用技术研究

发布时间：2025-05-05 02:14

　　随着国际海事组织2020排放新规的实施,LNG动力船的规模持续快速增长。船舶传统单一的余热利用或冷能利用技术,能量利用率低,不能对LNG动力船上的冷能与热能进行综合高效的利用,造成大量能量的浪费。因此,本文针对大型LNG动力船进行冷热耦合梯级利用技术的研究。综合分析大型LNG动力船热能模块和冷能模块,分析计算空调、冷库、海水淡化、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机等模块的关键参数,根据不同模块温度高低,结合船舶实际需求,设计了3种大型LNG动力船冷热耦合梯级利用方案。采用过程模拟软件Aspen HYSYS对设计的3种大型LNG动力船冷热耦合梯级利用方案进行数值模拟与分析,以最大?效率为目标函数,综合考虑方案输出功率,进行设计方案优选。建立?分析模型,分析方案和各子系统的?损失、?效率,基于?分析进行方案优化;探究冷媒种类、蒸发压力、冷凝压力和工质流量对Rankine循环输出功、?效率以及冷热回收的影响规律;基于正交模拟试验法,以Kalina循环输出功率和?效率作为评价指标,研究氨液摩尔浓度、泵出口压力、透平出口压力和透平进口温度对Kalina循环的影响,确定Kalina循环的最佳运行参数。最后...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 余热回收利用研究现状
        1.2.2 冷能利用研究现状
        1.2.3 综合利用研究现状
    1.3 研究内容
2 大型LNG动力船冷热耦合梯级利用方案设计
    2.1 母型船的选择
    2.2 热能模块分析
        2.2.1 燃气轮机模块
        2.2.2 余热锅炉模块
        2.2.3 蒸汽轮机模块
    2.3 冷能模块分析
        2.3.1 冷库负荷计算
        2.3.2 空调负荷计算
        2.3.3 海水淡化负荷计算
    2.4 方案设计
        2.4.1 方案1的设计
        2.4.2 方案2的设计
        2.4.3 方案3的设计
    2.5 本章小结
3 大型LNG动力船冷热耦合梯级利用方案模拟与分析
    3.1 分析模型
        3.1.1 分析方法
        3.1.2 ?分析通用模型
        3.1.3 ?分析基础
    3.2 模拟基础
        3.2.1 HYSYS软件介绍
        3.2.2 模拟系统构建
        3.2.3 模拟条件设置
        3.2.4 模型验证
    3.3 方案模拟
        3.3.1 方案1流程模拟
        3.3.2 方案2流程模拟
        3.3.3 方案3流程模拟
    3.4 方案分析与优选
        3.4.1 方案1分析
        3.4.2 方案2分析
        3.4.3 方案3分析
        3.4.4 方案比较优选
    3.5 本章小结
4 大型LNG动力船冷热耦合梯级利用方案优化与改进
    4.1 方案?分析
        4.1.1 方案整体?分析
        4.1.2 子系统?分析
    4.2 Rankine循环优化
        4.2.1 冷媒的选择
        4.2.2 蒸发压力的影响
        4.2.3 冷凝压力的影响
        4.2.4 工质流量的影响
    4.3 Kalina循环优化
        4.3.1 KC2正交模拟试验设计
        4.3.2 KC2正交模拟结果分析
        4.3.3 KC2优化参数选定
    4.4 方案综合优化改进
        4.4.1 HX1冷侧出口温度的影响
        4.4.2 优化方案模拟
    4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
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本文编号：4042961