[實用新型]船舶內燃機高溫煙氣船舷溫差發電裝置

有效

• 申請號: 201220539052.2
• 申請日: 2012-10-20
• 公開（公告）號: CN202841020U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 徐璋;劉濤;常喬磊;徐萍;于楊洋;周國兵
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;F01N5/02
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 周祥生

【技術領域】

本實用新型涉及船舶發電設備，尤其涉及利用船舶內燃機高溫煙氣進行發電的設備。

【背景技術】

現代船舶多以柴油機或燃氣輪機為動力，燃料燃燒產生的熱量的利用率不到50%。雙沖程柴油機的排煙溫度為250℃至350℃；四沖程中速柴油機的排煙溫度有300℃至400℃；對于LM2500燃氣輪機（艦船推進型）輸出功率為25056kW，熱效率僅為37%，而排煙溫度高達566℃，排氣流量70.37kg/s。由此可見，船舶內燃機煙氣中蘊藏著相當大的可資利用余熱能量。然而目前船舶余熱利用的主要方式是通過廢氣鍋爐產生蒸汽用于取暖、廚房浴室用汽、加熱重油。此外，也有使用蒸汽輪機對船舶廢氣鍋爐產生的蒸汽進行發電的方案。例如，通用電氣公司（GE）用蒸汽輪機吸收燃氣輪機余熱的組合系統（簡稱GOGES），兩臺LM2500燃氣輪機加一臺10MW蒸汽輪機，總功率55000kW。這種方案需要在船舶上增加蒸汽輪機發電機組，雖然能夠發電，但不是直接利用內燃機高溫煙氣，而是利用廢氣鍋爐產生的蒸汽，同時增加蒸汽輪機發電機組不僅要占據船舶有限的船倉空間，而且增加了船舶的自重，降低了承載能力，這種煙氣利用方案的性價比不高，一般的船舶都不會采用這種發電設備。如何利用船舶內燃機排放出的高溫煙氣進行發電，目前還沒有更實用的技術方案。申請人對之進行了充分研究，研制了一種船舶專用溫差發電模塊，使內燃機排出的高溫煙氣直接輸給船舶專用溫差發電模塊，將船舶專用溫差發電模塊安裝在船舶的側面或底部，使船舶專用溫差發電模塊在船舶的船舷形成相對穩定的溫度差進行溫差發電。這種技術方案既不占據船舶現有船倉空間，也不影響船舶的承載能力，性價比高，實用性強。

【實用新型內容】

本實用新型的目的是提供一種船舶內燃機高溫煙氣船舷溫差發電裝置。

本實用新型采取的技術方案是：

一種船舶內燃機高溫煙氣船舷溫差發電裝置，其特征是：包括內燃機排氣管、煙氣分配器、煙氣控制閥、吃水船體外側面、溫差發電模塊組件、用電分配器、廢氣鍋爐和蒸汽熱利用設備，溫差發電模塊組件固定安裝在吃水船體外側面上，內燃機排氣管與煙氣分配器相通連，煙氣分配器上設有二組供氣支路，第一條供氣支路經煙氣控制閥與溫差發電模塊組件相通連，溫差發電模塊組件產生的電力輸給用電分配器；第二條供氣支路經另一只煙氣控制閥與廢氣鍋爐相通連，廢氣鍋爐產生的蒸汽供蒸汽熱利用設備使用，滿足船舶人員的采暖和熱水需求。

在本實用新型中，所述溫差發電模塊組件由若干個溫差發電模塊組成，每個溫差發電模塊包括溫差發電片、煙氣排管器和隔熱座，煙氣排管器安裝在隔熱座的凹槽中，溫差發電片固定在煙氣排管器的外側面上，溫差發電片、煙氣排管器和隔熱座的結合體四周密封。

在本實用新型的溫差發電模塊中，在溫差發電片和煙氣排管器之間設有散熱硅膠層。

在本實用新型的溫差發電模塊中，在隔熱座的凹槽內設有隔熱墊和隔熱膜。

在本實用新型的溫差發電模塊中，所述煙氣排管器由總進氣管、容氣腔和終端排氣管組成，總進氣管和終端排氣管均與容氣腔相通連，總進氣管與內燃機排氣管相連接，終端排氣管與外界相通。

在煙氣排管器中，所述容氣腔由若干個子氣腔組成，子氣腔的橫截面形狀為圓形或者半圓形與矩形的組合或者矩形。

由于本實用新型將半導體溫差發電技術運用于船舶上，將船舶內燃機排放的高溫煙氣作為溫差發電片高溫端面，將海水作為溫差發電片的低溫端面，使溫差發電片兩端面之間形成穩定的溫度差，迫使溫差發電片發電，專門設計的船舶專用溫差發電模塊由隔熱座、煙氣排管器和溫差發電片組成，船舶專用溫差發電模塊安裝在吃水船體外表面上，內燃機高溫煙氣通入煙氣排管器，固定在煙氣排管器外側面的溫差發電片由海水冷卻，同時船舶行走時海水會不斷沖刷溫差發電片，這種方案能保證在溫差發電片兩端面之間形成穩定溫度差的發電環境條件，能利用船舶內燃機排出的高溫煙氣進行發電，提高船舶內燃機燃料利用率，該方案既不改變船舶現有廢氣鍋爐供熱系統，又不占用船舶船倉空間，更不影響船舶的承載能力，還能將多余的煙氣用于發電，提高燃料的利用率，在余熱發電過程中又不需要消耗其它動力，這種發電系統在工作時不會象發電機組一樣發出噪聲，減少了化石燃料的消耗與溫室氣體的排放，既節能又環保。在船舶行駛過程中，可以利用溫差發電系統為船舶供電。

【附圖說明】

圖1為本實用新型的工作原理結構示意圖；

圖2為本實用新型中溫差發電模塊的結構示意圖；

圖3為溫差發電模塊中煙氣排管器的一種結構示意圖；