[发明专利]基于有机朗肯循环的发动机余热回收发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及发动机余热回收领域，特别涉及一种基于有机朗肯循环的发动机余热回收发电系统。

背景技术

有机朗肯循环系统利用低品位热源使有机工质蒸汽带动透平膨胀机发电，是回收利用低温余热的有效途径。例如发动机缸套水以及废气余热量，占燃油燃烧产生总热量的60％～70％，合理的回收这部分余热可以极大的提高发动的经济性。现有的低温余热回收利用与发电技术中，有机朗肯循环发电系统具有简单，发电效率相对较高等优点。有机朗肯循环多用于地热及工业废热的回收，膨胀机是有机朗肯循环发电系统中的热转功部件，器性能直接影响着系统的发电效率。为了回收发动机缸套水余热以及烟气余热发电，本领域亟待需要一种有机朗肯循环发电装置的体积小，单位体积功率大的有机朗肯循环发电系统及装置，以提高发动机的经济性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明提供了一种基于有机朗肯循环的发动机余热回收发电系统。

(二)技术方案

本发明提供了一种基于有机朗肯循环的发动机余热回收发电系统，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。

优选地，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、第二膨胀透平201、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。

优选地，所述第一、第二蜗壳507、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、第二径向永磁悬浮轴承静环516、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、第二角接触球轴承505、506对所述转轴510进行轴向和径向支撑，所述第一、第二径向永磁悬浮轴承502、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、第二涡轮509、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。

优选地，所述吸热子系统将过热有机工质蒸气均分为两股相同的气流：第一股过热有机工质蒸气和第二股过热有机工质蒸气，所述第一股过热有机工质蒸气由第一蜗壳进气口513进入所述第一蜗壳507，所述第二股过热有机工质蒸气由第二蜗壳进气口519进入所述第二蜗壳508，并分别推动所述第一、第二涡轮509、512旋转做功，所述第一、第二涡轮509、512旋转带动同轴的所述永磁电机转子511旋转，所述永磁电机绕组504切割旋转的永磁电机转子的磁场磁力线，产生电能，推动所述第一、第二涡轮509、512旋转做功后的过热有机工质蒸气由第一蜗壳排气口514和第二蜗壳排气口520排出。