[发明专利]基于TEG-ORC联合循环的船舶余热梯级回收利用系统

说明书

本发明公开了一种基于TEG‑ORC联合循环的船舶余热梯级回收利用系统，蒸气冷凝器的工质输出端输出的工质液依次经过ORC工质储存器、ORC工质泵、ORC工质冷端A、ORC工质冷端B，输送至ORC工质预热器的工质输入端，ORC工质预热器的工质输出端输出的工质液依次经过蒸气发生器、蒸气过热器、膨胀机，输送至蒸气冷凝器的工质输出端，形成循环管路。主机烟气和主发电机烟气先通过余热温差发电系统，再进入有机朗肯循环系统。本发明所述的基于TEG‑ORC联合循环的船舶余热梯级回收利用系统，可实现对船舶多种余热的梯级回收及利用；同时，将TEG与ORC技术进行有机结合，使其对余热进行利用并发电。

技术领域

本发明涉及船舶节能与环境保护技术领域，具体的说是一种基于TEG-ORC联合循环的船舶余热梯级回收利用系统。

背景技术

目前，科学技术的飞速发展加快了全球经济一体化的进程，世界各国之间的交流互通日益频繁，对外贸易量迅速增加，船舶成了世界经济发展的主要交通运输工具之一，对推动国家发展和经济的繁荣起到了极其重要的作用。随着全球化的规模不断扩展，船舶在世界经济发展中起到的作用将会越来越重要，规模只能有增无减，而大部分的船舶是通过柴油机提供动力的，这也将导致由船舶消耗的能源在整个交通运输行业中所占的比例越来越大，由此造成的环境问题也会日益严重，影响人类的健康生活。

船舶柴油机产生的热能中大约有50％得到了有效利用，其余大部分热量以废气的形式排放到了空气中，船舶柴油机产生的余热形式相对较多，主要包括船舶柴油机排烟、缸套冷却水、空冷器等余热。如果对这部分流失的余热能量加以利用，在节约能源，提高经济效益的同时，能够起到环境保护作用。因此如何有效的利用船舶废气余热，提高热能利用效率，已成为现代航运业研究的一个重要课题。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种基于TEG-ORC联合循环的船舶余热梯级回收利用系统，用于解决现有的船舶能源利用率低下的缺点。本发明采用的技术手段如下：

一种基于TEG-ORC联合循环的船舶余热梯级回收利用系统，包括船舶微电网控制中心、第二级TEG单元B、第二级TEG单元A、第一级TEG单元B、第一级TEG单元A、蒸气冷凝器、蒸气发生器、膨胀机和ORC工质泵。所述蒸气冷凝器的工质输出端输出的工质液依次经过ORC工质储存器、ORC工质泵、ORC工质冷端A、ORC工质冷端B，输送至ORC工质预热器的工质输入端，所述ORC工质预热器的工质输出端输出的工质液依次经过蒸气发生器、蒸气过热器、膨胀机，输送至蒸气冷凝器的工质输出端，形成循环管路。所述的蒸气冷凝器的淡水输出端输出的淡水依次经过淡水冷却器、低温淡水冷端B、低温淡水冷端A，低温淡水泵，输送至蒸气冷凝器的淡水输入端，形成循环管路。

主发电机烟气先经过烟气管路A，在温差发电子系统中实现余热温差发电，再进入蒸气过热器；所述主机烟气首先经过烟气管路B，在温差发电子系统中实现余热温差发电，再进入蒸气发生器；所述第二级TEG单元B的两端分别同低温淡水冷端B和烟气管路B接触，所述第二级TEG单元A的两端分别同低温淡水冷端A和烟气管路A接触；所述第一级TEG单元B的两端分别同ORC工质冷端B和烟气管路B接触，所述第一级TEG单元A的两端分别同ORC工质冷端A和烟气管路A接触；所述的船舶微电网控制中心连接有第二级TEG单元B、第二级TEG单元A、第一级TEG单元B和第一级TEG单元A。

作为优选所述ORC工质预热器的缸套水输入端连通有主机缸套水，缸套水输出端连通有淡水冷却器，所述主机缸套水和淡水冷却器之间设置有具有温度控制阀的旁通管路。

作为优选所述的膨胀机连接有用于供电的发电机，所述的发电机连接有用于控制的船舶微电网控制中心。

与现有技术相比较，本发明所述的基于TEG-ORC联合循环的船舶余热梯级回收利用系统，具有以下优点：

1、本发明所述的基于TEG-ORC联合循环的船舶余热梯级回收利用系统，提供了一种能源梯级利用的船舶余热发电的方法。