[發(fā)明專利]一種船用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收利用系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010870010.6
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112127976A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈旭峰;羅洋
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州錢航船舶修造有限公司
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;F01N3/04;F01P3/12
• 代理公司: 杭州知見專利代理有限公司 33295
• 代理人: 黃娟

本發(fā)明涉及一種余熱回收利用系統(tǒng)及其方法。將發(fā)動(dòng)機(jī)高溫廢氣作為熱源，通過在排氣歧管和排氣歧管水套，然后利用排氣歧管內(nèi)的高溫廢氣與排氣歧管水套內(nèi)的低溫水進(jìn)行熱交換，獲得高溫?zé)崴瑸橄乱浑A段熱能利用提供熱源。水利用熱能進(jìn)行熱交換。本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，合理利用空間，能有效降低對排氣歧管的熱疲勞損傷，提高排氣歧管的可靠性和壽命，熱能回收效果好，節(jié)能環(huán)保的船用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收系統(tǒng)及其方法；解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的船用發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱回收系統(tǒng)復(fù)雜，對排氣歧管的材質(zhì)和耐高溫性能要求高，排氣歧管使用壽命短的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種余熱回收利用系統(tǒng)及其方法，尤其涉及一種船用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收利用系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃燒的熱能將有很大的一部分由廢氣帶走，經(jīng)由排氣歧管到消聲器排出。由于發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣溫度過高，致使常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管的溫度可以達(dá)到400℃到600℃，甚至更高，這是一個(gè)很好的熱源。另外，船用發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝空間比較大，特別是中大型船的安裝空間。現(xiàn)在的余熱回收利用方法中很多是采用朗肯循環(huán)和動(dòng)力渦輪技術(shù)。

如中國專利：“一種船用發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣余熱回收系統(tǒng)（CN201910282763.2）”，包括工質(zhì)箱、工質(zhì)泵、蒸發(fā)器、排氣三通控制閥、預(yù)熱控制閥、做功控制閥、活塞式膨脹機(jī)、冷卻散熱裝置、冷凝器及其連接管路等。工質(zhì)泵通過連接管路抽取工質(zhì)箱中的工質(zhì)，并輸送到蒸發(fā)器的工質(zhì)進(jìn)口處，流入蒸發(fā)器的液態(tài)工質(zhì)通過熱交換原理吸收船用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的熱量形成過熱蒸汽。過熱蒸汽首先通過開啟的預(yù)熱控制閥對膨脹機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，以使之快速地進(jìn)入做功準(zhǔn)備狀態(tài)。當(dāng)膨脹機(jī)滿足設(shè)定的做功條件時(shí)，關(guān)閉預(yù)熱控制閥，同時(shí)開啟做功控制閥，使過熱蒸汽推動(dòng)膨脹機(jī)做功。經(jīng)過膨脹機(jī)做功后的乏汽將進(jìn)入冷凝器，經(jīng)過換熱冷卻的乏汽將凝結(jié)為低溫液態(tài)水，最后將返回到工質(zhì)箱。

還有，中國專利“一種適用于船用低速發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱能量回收的余熱利用系統(tǒng)（CN201910299879.7）”，包括高溫有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)和低溫有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)。系統(tǒng)中空氣冷卻器為兩段式設(shè)計(jì)，分為高溫段和低溫段；高溫有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)通過廢氣換熱器、過熱器、蒸發(fā)器、預(yù)熱器和空氣冷卻器高溫段來回收發(fā)動(dòng)機(jī)排氣和掃氣空氣的能量，產(chǎn)生日用蒸汽和輸出電能；低溫有機(jī)朗肯循環(huán)子系統(tǒng)通過缸套水冷卻器和空氣冷卻器低溫段來回收缸套冷卻水和掃氣空氣的能量，輸出電能。

但是這些系統(tǒng)都很復(fù)雜，而且對于發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣出來損傷最大的排氣歧管，并沒有一個(gè)很好的方法去解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，合理利用空間，能有效降低對排氣歧管的熱疲勞損傷，提高排氣歧管的可靠性和壽命，熱能回收效果好，節(jié)能環(huán)保的船用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收系統(tǒng)及其方法；解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的船用發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱回收系統(tǒng)復(fù)雜，對排氣歧管的材質(zhì)和耐高溫性能要求高，排氣歧管使用壽命短的技術(shù)問題。

本發(fā)明的上述技術(shù)效果是通過下述技術(shù)方案完成的：一種船用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收利用系統(tǒng)，包括高溫?zé)豳|(zhì)水循環(huán)和工作熱質(zhì)水循環(huán)；

其中高溫?zé)豳|(zhì)水循環(huán)為：船用發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫廢氣由排氣歧管排出，排氣歧管連接有消聲器；在排氣歧管外設(shè)有排氣歧管水套，高溫廢氣將排氣歧管水套內(nèi)的水加熱，排氣歧管水套連接有換熱器裝置，換熱器裝置包括換熱器管道和位于換熱器管道外的換熱器水箱，排氣歧管水套的出水口通過管道連接有換熱器管道的一端，換熱器管道的另一端的與排氣歧管水套的進(jìn)水口相接；

其中的工作熱質(zhì)水循環(huán)為：上述換熱器水箱內(nèi)的出水口通過管道連接有熱水箱，在熱水箱一側(cè)還設(shè)有常溫水箱，常溫水箱與熱水箱出水均通過閥體控制，常溫水箱和熱水箱的出水管均連接在三通閥上，三通閥的另一出口通過管道連接熱利用裝置，熱利用裝置內(nèi)安裝有未用水回收出水口，通過管道連接到常溫水箱進(jìn)水口，常溫水箱的出水口通過管道連接到換熱器水箱的進(jìn)水口。