[發明專利]一種LNG動力船冷熱能交叉利用系統及實現方法

有效

• 申請號: 201611061022.4
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106594516B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 王立媛;楊立平;宋恩哲;馬修真
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F17C7/04
• 分類號: F17C7/04;F17C13/00;F02G5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的目的在于提供一種LNG動力船冷熱能交叉利用系統及實現方法，板式換熱器置于發動機風扇旁，LNG罐依次連接一級LNG汽化器和二級LNG汽化器，板式換熱器上設置出水管和進水管，出水管、進水管連接一級LNG汽化器，儲液罐的入口連接散熱器里的散熱管路，儲液罐的出口連接排氣換熱器，排氣換熱器連接二級LNG汽化器，二級LNG汽化器連接散熱器里的散熱管路，發動機自身的冷卻管路通過其水泵連接膨脹水箱，集液盤通過集液管路連接入口三通管，與入口三通管相連的為第一支路和第二支路，膨脹水箱安裝在第一支路上，散熱器安裝在第二支路上。本發明能夠充分LNG的冷能和發動機燃燒產生的熱能，從而提高船舶運行的經濟性，并能夠改善輪機員的工作環境。

技術領域

本發明涉及的是一種發動機熱量利用裝置及使用方法。

背景技術

我國水系豐富、河流和湖泊眾多，近30年來我國經濟持續快速發展帶動了船舶行業的繁榮，船舶保有量迅速增加。截止2012年底，我國內河和近海船舶的保有量約17.92萬艘左右，漁船保有量69.56萬艘，漁業機械348.78萬臺。目前船舶動力主要為柴油機，而相對于車用發動機而言，我國船舶柴油機的技術發展較慢，技術水平相對較低。隨著船舶數量的增加，船舶對大氣造成的污染日趨嚴重。特別在一些航道密集、船舶流量大的海區和港口、海峽等區域，船舶排放的污染物已經成為這些地區的主要污染源。為了緩解越來越嚴重的能源短缺和環境污染問題，實施能源多元化戰略和發展清潔替代能源應用技術已經成為我國突破當前困境的有效措施。天然氣的儲量和石油相當且燃燒更為清潔，因此被認為是當前替代石油的最可行的方案。

天然氣是一種理想燃料的船用發動機燃料，釋放相同能量時天然氣燃燒產生的二氧化碳排放比汽油和柴油低20-30％；天然氣中不含硫，所以發動機尾氣中沒有硫化物排放；天然氣與空氣混合比較均勻，所以天然氣發動機微粒排放比傳統柴油機低90％以上。因此，我國目前正在積極推動“氣化長江”和“氣化運河”等大型綠色航運工程，推廣天然氣發動機在船舶發動機上的應用。為了避免天然氣在船舶上儲運時占用過多的空間，通常將天然氣降溫至-162℃，得到液態天然氣(LNG)，并存儲在絕熱的氣罐中。當發動機在氣體模式工作時，需要對LNG進行加熱得到氣態的天然氣，如果LNG氣化過程中的冷能無法得到應用，只能釋放到環境中，將造成冷能的浪費；而發動機工作過程中燃料燃燒放出的熱量不到50％用于做功，而其它的能量通過排氣和發動機防凍液釋放到機艙和大氣中，這不僅造成熱能的損失，而且使密閉的發動機機艙環境變得更惡劣，不利于輪機員的健康。

發明內容

本發明的目的在于提供提高LNG動力船舶運行的經濟性，降低運營成本并改善輪機員工作環境的一種LNG動力船冷熱能交叉利用系統及實現方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種LNG動力船冷熱能交叉利用系統，其特征是：包括發動機、LNG罐、一級LNG汽化器、二級LNG汽化器、板式換熱器、儲液罐、散熱器、膨脹水箱、集液盤，排氣換熱器連接發動機的排氣管路，板式換熱器置于發動機風扇旁，LNG罐依次連接一級LNG汽化器和二級LNG汽化器，板式換熱器上設置出水管和進水管，出水管通過出水管路連接一級LNG汽化器，進水管通過進水管路連接一級LNG汽化器，儲液罐的入口連接散熱器里的散熱管路，儲液罐的出口連接排氣換熱器，排氣換熱器連接二級LNG汽化器，二級LNG汽化器連接散熱器里的散熱管路，發動機自身的冷卻管路通過其水泵連接膨脹水箱，集液盤通過集液管路連接入口三通管，與入口三通管相連的為第一支路和第二支路，膨脹水箱安裝在第一支路上，散熱器安裝在第二支路上，第一支路和第二支路的端部通過出口三通管連通集液出水管。

本發明一種LNG動力船冷熱能交叉利用系統還可以包括：

1、LNG罐與一級LNG汽化器之間安裝低溫氣動截止閥，板式換熱器的出水管路上安裝固定流量泵，儲液罐與排氣換熱器之間安裝第一可調流量泵，集液管路上安裝水過濾器、第二可調流量泵、電控蝶閥。

本發明一種LNG動力船冷熱能交叉利用實現方法，其特征是：采用如下裝置：