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液化天然气(LNG)是一种以甲烷为主要组分的(-162℃)液体混合物，其蕴含的冷能约为840kWh/tLNG。以此计算，我国每年伴随着LNG进口高品质的冷能约145.32×109kWh。冷能发电是LNG冷能利用的最主要途径，其主要形式有朗肯(Rankin)循环法、布雷顿(Brayton)循环法、直接膨胀法和斯特林(Stirling)循环法等。其中，Stirling循环用于LNG冷能发电的理念最早由K.Oshima在1978年提出，此后多年处于停滞状态;直到2006年由W.Servis提出NSEC概念后，Stirling循环用于冷能发电有了新的发展方向，但依然处于概念性研究阶段，没有详细的论证。基于此，本课题在前人的研究基础上，对Stirling循环用于LNG冷能发电的特性进行了一些基础研究。 首先在分析LNG冷能特点、气化曲线分布的基础上，结合LNG冷能及物理(火用)的释放情况以及Stirling循环的特点，提出了以海水为热源、以LNG为冷源的Stirling循环冷能发电的基本流程;然后，对此流程进行热力学分析，计算出流程的发电量、(火用)效率以及冷能利用效率，以期研究理论可行性;其次，研究了LNG气化压力、气化流量以及高温热源温度对循环性能的影响，并且利用(火用)分析法找出流程中(火用)损失最大环节;最后，针对此薄弱环节提出了结合空气液化过程的斯特林循环冷能发电的改进流程，对(火用)损失较大的部件结合空气液化技术对系统流程进行改进，提高系统的(火用)效率和冷能利用效率。 研究结果表明:(1) Stirling循环用于LNG冷能发电符合热力学基本定律，在理论上是可行的，是LNG冷能发电的有效途径之一;(2) Stirling循环法LNG冷能发电量可达51 kWh/tLNG，冷能发电系数可达0.56，是Rankin循环法、Brayton循环法和直接膨胀法等冷能发电方法的1～2倍;(3)影响吨LNG发电量和冷能发电系数的主要因素是气化压力、高温热源温度与气化流量，气化压力越低、高温热源越高、气化流量越大，每吨LNG发电量和冷能发电系数越大，在生产可调节范围内，气化压力由1.4MPa增加至4.0MPa时，发电量由51kWh/tLNG降低至18kWh/tLNG，冷能发电系数由0.56降至0.33;(4)基本流程中(火用)损失最大的部件是两个海水换热器，其(火用)损约占整个流程(火用)损失的92.65％;(5)改进流程是将两个海水换热器用于空气液化过程，其冷能利用效率比基本流程提高了48.02％，同时获得-194℃的液态空气产品175kg/tLNG。