[發(fā)明專利]海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱動(dòng)力系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310242926.7
• 申請(qǐng)日: 2013-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103775152A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王天祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王天祥
• 主分類號(hào): F01K27/02
• 分類號(hào): F01K27/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

一種海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱動(dòng)力系統(tǒng)，一種把海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱熱能變?yōu)殡娔芎蜋C(jī)械能、適合所有海軍航母、艦船、潛艇柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)廢熱、余熱回收利用的海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱動(dòng)力系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

世界上最具成本效益的尚未開(kāi)發(fā)的可再生能源的來(lái)源是余熱。世界上幾乎全部是利用燃油、燃?xì)狻⑷济鹤鰹槿剂隙a(chǎn)生電力和各種動(dòng)力的。由于技術(shù)水平的限制，這些不可再生能源的利用率還達(dá)不到50％，有一半以上的燃料被以廢熱、余熱的形式排放到空間，造成能源浪費(fèi)和環(huán)境熱污染。?

以海軍航母、艦船、潛艇和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為例：海軍航母、艦船、潛艇和汽車的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率(汽油利用率)為23～28％，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率(柴油利用率)為42～48％，前者有近70％以上汽油未被利用，后者有近50％以上柴油未被利用。這些不可再生燃料都以廢熱和余熱的形式通過(guò)排氣管和排風(fēng)機(jī)、煙囪被排放到大氣。?

把這些廢熱、余熱利用起來(lái)，轉(zhuǎn)換成電力、機(jī)械動(dòng)力，把熱能轉(zhuǎn)換成電能、機(jī)械能，是人類長(zhǎng)久以來(lái)的夢(mèng)想。如果實(shí)現(xiàn)了這一夢(mèng)想，就意味著全世界每年可以減少一半的有機(jī)燃料浪費(fèi)和損耗，或者說(shuō)增加了一倍的能源效率。目前，世界上最有效的是有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)動(dòng)力渦輪機(jī)<以下統(tǒng)稱(ORC)動(dòng)力渦輪機(jī)>發(fā)電設(shè)備，利用機(jī)朗肯?循環(huán)(ORC)原理，把低溫廢熱、余熱回收，用于有機(jī)余熱發(fā)電。但是，(ORC)動(dòng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)效率只能達(dá)到8～11％，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，造價(jià)昂貴，所以很難在大范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。如何提高(ORC)動(dòng)力渦輪機(jī)效率，成了世界難題。本發(fā)明《海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱動(dòng)力系統(tǒng)》，是在有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)原理的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造出的一種新型循環(huán)方式，即流體壓力平衡正壓循環(huán)，利用同種物質(zhì)、同等壓力的流體可以平衡流動(dòng)的原理，在絕熱、保溫的條件下，使有機(jī)冷媒高壓蒸汽多次循環(huán)；《海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱動(dòng)力系統(tǒng)》，采用0.618黃金分割法，把發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱量化，逐級(jí)分配到有機(jī)冷媒高壓發(fā)生器，使海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱熱量全部利用，轉(zhuǎn)換為電力和機(jī)械軸功率。由于采用了以上循環(huán)方式和熱量分配方法，把(ORC)動(dòng)力渦輪機(jī)效率從8～11％提高到85％以上，解決了(ORC)動(dòng)力渦輪機(jī)效率低下的世界難題。《海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱動(dòng)力系統(tǒng)》結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、體積小、效率高，降低油耗和排放，提升動(dòng)力和效率，是世界上廢熱、余熱利用和可再生能源開(kāi)發(fā)、應(yīng)用領(lǐng)域里的重大創(chuàng)新和技術(shù)革命。?

我國(guó)海疆面積廣大，資源豐富，長(zhǎng)期以來(lái)，沿海周邊國(guó)家一直覬覦我國(guó)海域和資源，矛盾和糾紛不斷。最近釣魚(yú)島事件、黃巖島爭(zhēng)端以及東南諸島、海域爭(zhēng)端，突顯了建設(shè)強(qiáng)大海軍的必要性和急迫性。“海殤則國(guó)衰，海強(qiáng)則國(guó)興”，我們必須自主創(chuàng)新，用最先進(jìn)的、有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界頂級(jí)技術(shù)來(lái)打造我國(guó)現(xiàn)代海軍，建立一支強(qiáng)大的海軍艦艇和航母力量。《海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱動(dòng)力系統(tǒng)》的發(fā)明和應(yīng)用，將有助于實(shí)現(xiàn)這一夢(mèng)想和目標(biāo)。?

《海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱動(dòng)力系統(tǒng)》由包括：?航母、艦船、潛艇柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)(以下簡(jiǎn)稱發(fā)動(dòng)機(jī))系統(tǒng)、主級(jí)高壓蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)、次級(jí)高壓蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)、(ORC)動(dòng)力渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、節(jié)流膨脹冷凝器系統(tǒng)、非相變超導(dǎo)熱管廢熱回收系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、PLC智能控制系統(tǒng)等組成。《海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱動(dòng)力系統(tǒng)》把海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)(柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī))產(chǎn)生的廢熱、余熱熱能轉(zhuǎn)換成電力或機(jī)械軸功率，成倍提高了燃料利用率，減少燃料的消耗40～50％，使(ORC)動(dòng)力渦輪機(jī)效率從8～11％提高到85％以上，減小發(fā)動(dòng)機(jī)體積30～35％。利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱，可以保持低效率損失，減少海軍航母、艦船、潛艇燃料補(bǔ)給量、減少基地燃料的貯存量、減少海軍航母、艦船、潛艇燃料裝載量和油箱體積，提升海軍航母、艦船、潛艇的戰(zhàn)斗力和續(xù)航能力。《海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱動(dòng)力系統(tǒng)》的發(fā)明，對(duì)我國(guó)海軍航母、艦船、潛艇現(xiàn)代化建設(shè)有不可估量的貢獻(xiàn)。?

發(fā)明內(nèi)容

一種《海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱動(dòng)力系統(tǒng)》，一種把海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蜋C(jī)械能、適合所有海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱回收利用的海軍航母、艦船、潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱、余熱動(dòng)力系統(tǒng)。?