[发明专利]基于有机朗肯循环的发动机余热回收发电系统

权利要求书

1.基于有机朗肯循环的发动机余热回收发电系统，其特征在于，包括：吸热子系统、透平发电子系统和回收子系统；其中，

所述吸热子系统，将液态有机工质依次与发动机缸套水和烟气进行热交换，吸收所述发动机缸套水和烟气的余热，生成过热有机工质蒸气；

所述透平发电子系统，其进气口连接所述吸热子系统的出气口，所述透平发电子系统接收所述吸热子系统生成的所述过热有机工质蒸气，利用所述过热有机工质蒸气做功发电；

所述回收子系统，其进气口连接所述透平发电子系统的出气口，接收做功后的有机工质蒸气，将所述做功后的有机工质蒸气冷却为液态有机工质，并将所述液态有机工质提供给所述吸热子系统；

其中，所述吸热子系统包括：预热器(101)、蒸发器(102)、过热器(103)、第一阀门(104)和分流器(105)；

所述预热器的第一入口连接所述回收子系统，其第一出口连接所述蒸发器的入口，其第二入口连接发动机的缸套水阀门出口，其第二出口连接发动机的缸套水入口；

所述蒸发器的出气口连接所述过热器的进气口，所述过热器的出气口连接所述第一阀门的进气口，发动机排烟管(403)依次接入所述过热器(103)和蒸发器(102)；

所述第一阀门的出气口连接所述分流器的进气口，所述分流器的第一出气口和第二出气口连接所述透平发电子系统，将过热有机工质蒸气均分为两股相同的气流，并输送至所述透平发电子系统；

所述过热器(103)和第一阀门(104)之间还设置一换热器；

所述换热器的进气口连接所述过热器的出气口，其出气口连接所述第一阀门的进气口，发动机排烟管(403)先接入所述换热器，再依次接入所述过热器(103)和蒸发器(102)；

温度过高的过热有机工质蒸气进入所述换热器中与发动机排烟管中的烟气进行热交换，烟气吸收温度过高的过热有机工质蒸气的热量温度升高，换热后的烟气再进入所述过热器(103)和蒸发器(102)与有机工质进行热交换。

2.如权利要求1所述的发动机余热回收发电系统，其特征在于，所述透平发电子系统包括第一膨胀透平(201)、第二膨胀透平(202)和发电机(203)，所述第一膨胀透平(201)、第二膨胀透平(202)和发电机(203)集成为一体，形成一体化集成透平发电机组，所述第一膨胀透平(201)、第二膨胀透平(202)相互对称；

所述一体化集成透平发电机组包括：机壳(501)、第一径向永磁悬浮轴承(502)、第二径向永磁悬浮轴承(503)、永磁电机绕组(504)、第一角接触球轴承(505)、第二角接触球轴承(506)、第一蜗壳(507)、第二蜗壳(508)、第一涡轮(509)、转轴(510)、永磁电机转子(511)和第二涡轮(512)。

3.如权利要求2所述的发动机余热回收发电系统，其特征在于，所述第一蜗壳(507)、第二蜗壳(508)分别固定于所述机壳左、右两侧板，所述转轴(510)贯穿所述机壳左、右两侧板并延伸至所述第一、第二蜗壳内，所述第一径向永磁悬浮轴承(502)包括第一径向永磁悬浮轴承动环(515)和第一径向永磁悬浮轴承静环(516)，所述第二径向永磁悬浮轴承(503)包括第二径向永磁悬浮轴承动环(517)和第二径向永磁悬浮轴承静环(518)，所述第一径向永磁悬浮轴承静环(516)、第二径向永磁悬浮轴承静环(518)分别固定于机壳内腔的两端，机壳内腔的所述第一径向永磁悬浮轴承静环右侧部位固定所述第一角接触球轴承(505)，所述第二径向永磁悬浮轴承静环左侧部位固定所述第二角接触球轴承(506)，所述第一角接触球轴承(505)、第二角接触球轴承(506)对所述转轴(510)进行轴向和径向支撑，所述第一径向永磁悬浮轴承(502)、第二径向永磁悬浮轴承(503)提供径向辅助支撑，所述转轴的正中位置布置所述永磁电机转子(511)，所述永磁电机绕组(504)镶嵌于机壳内腔与永磁电机转子对应的位置，所述第一涡轮(509)、第二涡轮(512)为完全相同的两块涡轮，其分别位于所述第一、第二蜗壳内，并对称固定于所述转轴的两端。