[實用新型]船用螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720545550.0
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN206917690U
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李貞成;李軍;霍正齊;梅毅;馬志杰;夏航;張云浩;張超;王歡歡;宋忠源;閆亮亮
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢新世界制冷工業(yè)有限公司
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K27/00;F01C13/00
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組，具體地指一種船用螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)

柴油機(jī)作為船舶的主要動力，其熱效率已接近50％，但仍有50％的能量被廢氣、冷卻介質(zhì)帶走。常規(guī)發(fā)電要求熱源溫度在350℃以上，對于溫度低于350℃的熱源由于缺乏有效的技術(shù)手段而沒有得到充分利用，傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)的工作參數(shù)大多為高參數(shù)、大容量、大機(jī)型，無法利用這部分巨大的熱源。

目前國際上船用低速機(jī)能量利用裝置主要為余熱鍋爐、單雙壓凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，動力渦輪發(fā)電系統(tǒng)，以回收柴油機(jī)排氣能量為主。為了達(dá)到對柴油機(jī)排氣的綜合利用，從船用柴油機(jī)排氣能量為主，需考慮不同因素，由于缺少一體化、集成化解決方案，造成了整個余熱利用系統(tǒng)和裝置體積大、重量重、空間占用不合理及系統(tǒng)配置不緊湊等問題。

我國擁有幾千艘海洋運(yùn)輸船舶，安裝余熱利用系統(tǒng)，每年可節(jié)省大量的燃油使用及CO₂的排放，但由于我國余熱利用還沒有裝船應(yīng)用，已使用部分船舶主機(jī)訂購了國外企業(yè)，隨著時間的推進(jìn)，我國船舶余熱利用配套產(chǎn)品的市場壓力將會更大，勢必對我國造船業(yè)形成嚴(yán)重的壓力。因此，如何高效的利用船舶上所產(chǎn)生的余熱資源，對于提高我國能源利用率、節(jié)能減排、降低船舶營運(yùn)成本具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的就是要提供一種船用螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組，該螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組采用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)，以有機(jī)工質(zhì)R245Fa作為熱力循環(huán)的工質(zhì)與低溫余熱換熱，有機(jī)工質(zhì)吸熱后產(chǎn)生高壓蒸汽，推動 螺桿膨脹機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，能夠?qū)崿F(xiàn)低溫余熱回收。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設(shè)計的船用螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組，包括船用發(fā)電機(jī)、螺桿膨脹機(jī)、蒸發(fā)器、回?zé)崞鳌⒂头蛛x器、預(yù)熱器、冷凝器、以及油冷卻器；所述螺桿膨脹機(jī)的動力輸出軸通過聯(lián)軸器與所述船用發(fā)電機(jī)的動力輸入軸連接，所述螺桿膨脹機(jī)的進(jìn)氣口與所述蒸發(fā)器的出氣口連接，所述螺桿膨脹機(jī)的出氣口與所述油分離器的進(jìn)氣口連接，所述油分離器的出氣口與所述預(yù)熱器的進(jìn)氣口連接，所述預(yù)熱器的出氣口與所述冷凝器的進(jìn)氣口連接，所述冷凝器的出液口與所述油冷卻器的進(jìn)液口連接，所述油冷卻器的出液口與所述預(yù)熱器的進(jìn)液口連接，所述預(yù)熱器的出液口與所述回?zé)崞鞯倪M(jìn)液口連接，所述回?zé)崞鞯某鲆嚎谂c所述蒸發(fā)器的進(jìn)液口連接，所述蒸發(fā)器的出水口與回?zé)崞鞯倪M(jìn)水口相連；所述油分離器的出油口與所述油冷卻器的進(jìn)油口連接，所述油冷卻器的出油口與所述螺桿膨脹機(jī)的進(jìn)油口連接。

進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)器為采用有機(jī)工質(zhì)R245Fa作為冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)器。

進(jìn)一步地，所述冷凝器的出液口與所述油冷卻器的進(jìn)液口之間的管路上設(shè)置有工質(zhì)泵。

進(jìn)一步地，所述油冷卻器為采用有機(jī)工質(zhì)R245Fa作為冷卻介質(zhì)的油冷卻器，提高了熱量的利用率。

進(jìn)一步地，所述冷凝器為采用海水作為冷卻介質(zhì)的冷凝器，可以利用充分利用自然資源，提高能源利用率。

進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)器為板殼式結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器的換熱管材為不銹鋼、鈦或者鎳銅中的一種。

再進(jìn)一步地，所述回?zé)崞鳛榘鍤な浇Y(jié)構(gòu)的回?zé)崞鳌?/p>

更進(jìn)一步地，所述油冷卻器為板殼式結(jié)構(gòu)的油冷卻器，這樣換熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：

其一，本實用新型采用有機(jī)工質(zhì)R245Fa作為熱力循環(huán)的工質(zhì)與低溫余熱換熱，有機(jī)工質(zhì)吸熱后產(chǎn)生高壓蒸汽，推動螺桿膨脹機(jī)帶動 發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電的最低余熱資源溫度可達(dá)到80℃，能夠最大限度地實現(xiàn)低溫?zé)嵩吹挠酂峄厥铡?/p>

其二，本實用新型的油冷卻器采用工質(zhì)冷卻，提高了熱量利用率，而且冷凝器采用海水冷卻，可以利用充分利用自然資源，蒸發(fā)器、回?zé)崞骱陀屠鋮s器均采用板殼式結(jié)構(gòu)，板殼換熱器與殼管式換熱器相比具有換熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小的優(yōu)點。

其三，本實用新型的冷凝器與預(yù)熱器采用一體化設(shè)計，作為獨(dú)立的容器進(jìn)行制造檢驗，減少了二者之間的連接管道及裝配。

其四，本實用新型采用一體化整機(jī)運(yùn)輸，空間占用率小、配置緊湊、能量利用率高。

其五，本實用新型拓寬了可以回收發(fā)電的余熱資源范圍，可高效利用船舶中所產(chǎn)生的余熱資源，提高了船舶主機(jī)燃油利用率，提高了我國船舶和船舶主機(jī)的市場競爭力，為船舶可再生能源發(fā)電提供關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備。

附圖說明

圖1為一種船用螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，船用發(fā)電機(jī)1、聯(lián)軸器2、螺桿膨脹機(jī)3、蒸發(fā)器4、回?zé)崞?、油分離器6、預(yù)熱器7、冷凝器8、工質(zhì)泵9、油冷卻器10。