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内河航道LNG动力船冷能综合梯级利用设计及分析
概述：
随着环境保护意识的不断提高，国内的能源转型和低碳经济建设已经成为重要的国家发展战略之一。实现能源的可再生、低污染和高效利用已经成为当前我国发展的必由之路。内河航道是我国交通运输重要的组成部分，LNG作为清洁能源和优质能源，已经引起了很多持续的关注。为实现LNG在内河航道统一化、高效利用和极限精细化控制下，提高船舶的环保性、经济性和可持续性发展，本文将介绍基于梯级冷能利用设计的LNG内河航道动力船。
1.问题分析
1.1内河航道的水文地理特征和能源特征
中国是内河航道丰富的国家之一，内河航道具有路线短、路网密、根据能源成本低廉和地区经济发展等优点。基于环保和可持续性的需求，与传统柴油内河船相比，LNG动力船具有优良的环保性能、高效的能源转化率、明显的经济效益、持续的市场竞争力和未来的可持续发展前景。
1.2内河航道LNG动力船采集制冷热能的挑战
内河航道的特殊气候环境对于LNG储罐气液相变和LNG发动机缸内温度有着关键的影响。内河航道中船舶用电的电气负荷的稳定性、高低负荷能耗、热电联供耦合和梯级冷能利用等因素需要综合考虑。
1.3内河航道LNG动力船利用冷能的梯级策略
LNG动力船的内部轻质化设计和船舶能源的经济性可持续发展是内河航道LNG动力船设计的重心。从冷能梯级初级利用到高级利用，从LNG船发动机水排向周边空间，在不同温度、湿度和质量级别下的能耗性能进行设计和优化。实现LNG能流多级别、多方向、多循环和多元弛豫的梯度流动，形成具有优质利用效果的理论梯级模型。
2.设计选型
2.1内河航道LNG动力船的设计参数选取
内河航道LNG动力船设计必须考虑LNG热流与流态冷却性能、KeyPLA等技术和控制方法。KeyPLA技术是一个基于网络和智能控制的重要技术，在船舶内部的LNG存储与应用过程中能够实现对系统的智能化控制。
2.2冷能利用策略
梯级冷能利用策略的目的是尽可能利用LNG船系统的冷源。在不同的梯次中，将产生的废温分离、提炼和应用。从浸没、水线到风口，逐步进入更低的级数，冷媒使用率逐渐增加，食品冷藏、养殖水泵、地域采暖、生物培养等多个领域广泛应用。同时，通过热电联供对强化能源的利用，提高内河航道的可持续性发展。
3.总结
内河航道LNG动力船冷能梯级利用技术是一个全新的设计理念，转变了内河航道LNG动力船单能量储存和应用模式，有效控制了系统熵的增长，具有优秀的节能和环保的特点。本文主要对LNG动力船冷能梯级利用设计和分析进行了研究，并结合实例进行了说明。同时，本文还指出了当前研究中存在的不足和需要解决的问题，为今后的研究提供了参考和借鉴。