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。最后对方案进行综合优化和改进,形成大型LNG动力船冷热耦合梯级利用优化改进方案,方案总输出功率为34210 kW,净输出功率为34060kW,?效率为54.90%。为大型LNG动力船的冷能与热能综合利用提供技术支持。