[發明專利]具有能量回收裝置的大型渦輪增壓柴油發動機

有效

• 申請號: 201210244655.4
• 申請日: 2006-04-12
• 公開（公告）號: CN102900483A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 尼爾斯·謝姆楚普
• 申請（專利權）人: 曼柴油機和渦輪公司;德國曼柴油機和渦輪歐洲股份公司的聯營公司
• 主分類號: F01K23/06
• 分類號: F01K23/06;F01N5/02;F02G5/02;F22B1/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 田軍鋒;魏金霞

1.一種大型十字頭型增壓雙沖程柴油發動機(1)，包括：

驅動發電機(32’)的排氣驅動渦輪(31’)，

由電驅馬達(17’)驅動的增壓空氣壓縮機(16’)，以及

位于氣缸下游并位于所述渦輪(31’)的高壓側的換熱器，該換熱器用于從排氣中抽取熱能，

使得能夠結合通過換熱器(23)進行排氣中所含能量的良好回收以較大的自由度來控制發動機(1)的運行狀況，并且

其中，所述換熱器被設置成使離開所述換熱器的排氣的溫度降低到使離開位于所述換熱器下游的渦輪的排氣溫度處于環境溫度以下的程度。

2.如權利要求1所述的大型增壓雙沖程柴油發動機，其中，所述發電機產生的電能由控制單元來操控，該控制單元根據能量管理程序或在操作人員的直接指令下進行操作。

3.如權利要求1所述的大型增壓雙沖程柴油發動機，其中，所述換熱器用于產生蒸汽。

4.如權利要求2所述的大型增壓雙沖程柴油發動機，其中，所述換熱器用于產生蒸汽。

5.權利要求3所述的大型增壓雙沖程柴油發動機，還包括用于蓄積由所述發電機所產生的電能的一部分的裝置，以及將所儲存的電能供應給電驅馬達的裝置。

6.如權利要求5所述的大型增壓雙沖程柴油發動機，還包括用來控制由所述發電機所產生的電能和所儲存的電能的分配的裝置。

7.如權利要求3至6中任一項所述的大型增壓雙沖程柴油發動機，還包括蒸汽輪機，該蒸汽輪機由借助于來自所述換熱器的熱能所產生的蒸汽來驅動。

8.一種在用于發電和發熱的熱電聯產電廠中使用的十字頭型增壓雙沖程柴油發動機(1)，所述發動機(1)包括：

用于吸收處于環境壓力和溫度下的空氣的進氣系統(10)，該進氣系統包括壓縮機(9)，該壓縮機(9)用于將壓力在環境壓力以上的增壓空氣輸送到所述發動機(1)的氣缸，

由排氣驅動的渦輪(6)，以及

換熱器(23)，該換熱器(23)位于氣缸的下游并位于渦輪的高壓側，用于從排氣中抽取熱量，

所述換熱器(23)和渦輪(6)被設置成獲得低于環境溫度的渦輪低壓側排氣溫度。

9.如權利要求8所述的發動機，其中低于環境溫度的排氣溫度是通過用于增大經過所述換熱器的排氣的溫度降的換熱器的大容量以及用于增大排氣在所述渦輪中膨脹過程中的溫度降的小有效渦輪面積來獲得的。

10.如權利要求8所述的發動機，還包括排氣加熱鍋爐(20)，其中，離開所述氣缸的排氣的溫度在400℃至500℃之間，離開所述排氣加熱鍋爐的排氣的溫度在110℃以下，且離開所述排氣加熱鍋爐的排氣的壓力在2bar以上。

11.如權利要求8所述的發動機，其中，所述渦輪和壓縮機通過軸連接以形成渦輪增壓器。

12.如權利要求11所述的發動機，還包括輔助的鼓風機，該鼓風機用于幫助所述渦輪將增壓空氣輸送到所述發動機的氣缸。

13.如權利要求11所述的發動機，其中所述發動機還包括動力渦輪，該動力渦輪由從排氣流分流到所述鍋爐下游的渦輪增壓器渦輪的排氣驅動。

14.如權利要求12所述的發動機，其中所述發動機還包括動力渦輪，該動力渦輪由從排氣流分流到所述鍋爐下游的渦輪增壓器渦輪的排氣驅動。

15.如權利要求8至14中任一項所述的發動機，還包括蒸汽輪機，該蒸汽輪機由所述換熱器利用從排氣中抽取的熱量所產生的蒸汽來驅動。

16.如權利要求8至14中任一項所述的發動機，還包括位于所述壓縮機的高壓側的增壓空氣加濕單元。

17.如權利要求8至14中任一項所述的發動機，其中，離開所述渦輪的排氣的壓力等于或者略高于環境壓力。

18.如權利要求8至14中任一項所述的發動機，其中，至少在所述發動機在其最大連續運轉額定值運行時，離開所述渦輪的排氣的溫度在環境溫度以下。

19.如權利要求8至14中任一項所述的發動機，其中，至少在所述發動機在其最大連續運轉額定值運行時，離開所述渦輪的排氣的溫度在-5℃至-40℃之間。