[发明专利]一种内燃机排气余热梯级利用系统

说明书

本发明的目的在于提供一种内燃机排气余热梯级利用系统，包括内燃机、相变换热器、冷凝器、汽轮机，内燃机的进口设置流量计，内燃机连通排气管，排气管连接相变换热器，排气管内的尾气经相变换热器里的废气通道通过相变换热器的废气管排出，换热增压泵安装在换热水管上，换热水管的两端分别连接相变换热器的冷凝入口和冷凝器的冷凝出口，相变换热器的冷凝入口里的冷凝介质经相变换热器排入至蒸汽管，蒸汽管连接汽轮机入口，汽轮机出口连通冷凝器的冷凝进口，汽轮机的输出轴连接第一发电机。本发明两级余热回收回路共同实现了余热的回收和再利用，具有热回收效率高、可靠性强、适用范围广等优点。

技术领域

本发明涉及的是一种内燃机尾气利用装置。

背景技术

能源是人类生存和发展不可或缺的物质基础，随着社会的进步和经济的发展，各个国家能源消耗量日益增加，其中石化能源的消耗在能源总消耗量中占有很大的比重。随着我国经济的迅速发展，石油对外依存度逐年增加，1993年我国成为石油净进口国，自2003年以来便成为了仅次于美国的世界第二大石油消费国家，到2012年石油对外依存度已经高达61.5％。

内燃机是目前效率最高的动力机械，但其尾气中的能量占燃料燃烧总能量的30％左右。排气能量品质较高，具有很强的做功能力，回收利用潜力大。目前，大量科研工作者投身余热回收领域的技术研究之中，已有一些形式的余热回收技术。

在申请号为CN201320481064的专利“内燃机余热回收装置”中，系统装置包括利用内燃机的尾气进行温差发电的第一温差发电器；利用冷却系统输出的冷却液体进行温差发电的第二温差发电器；利用冷却系统输出的冷却液体对有机工质进行预热的预热器；利用内燃机的尾气将有机工质加热为饱和蒸汽的蒸发器；将饱和蒸汽转换成机械能输出的膨胀机；在内燃机以低功率运行时，控制第一电磁阀和第三电磁阀关闭，控制第二电磁阀和第四电磁阀开启，在内燃机以高功率运行时，控制第二电磁阀和第四电磁阀关闭，控制第一电磁阀和第三电磁阀开启。该专利结构复杂，在运行时存在能量的大量耗散，导致整体装置能量回收效率降低，不能实现尾气能量的充分回收。

目前已知的发动机尾气余热回收技术尚未成型，依旧处于研究阶段，存在热回收效率低，可靠性差，系统结构复杂等诸多缺点，严重制约了尾气余热回收能力。

发明内容

本发明的目的在于提供实现排气余热梯级利用目的的一种内燃机排气余热梯级利用系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种内燃机排气余热梯级利用系统，其特征是：包括内燃机、相变换热器、冷凝器、汽轮机，内燃机的进口设置流量计，内燃机连通排气管，排气管连接相变换热器，排气管内的尾气经相变换热器里的废气通道通过相变换热器的废气管排出，换热增压泵安装在换热水管上，换热水管的两端分别连接相变换热器的冷凝入口和冷凝器的冷凝出口，相变换热器的冷凝入口里的冷凝介质经相变换热器排入至蒸汽管，蒸汽管连接汽轮机入口，汽轮机出口连通冷凝器的冷凝进口，汽轮机的输出轴连接第一发电机。

本发明还可以包括：

1、还包括能量储存池、低温差斯特林发动机，冷凝器出口管分别连通冷凝器和能量储存池，冷凝器入口管分别连通冷凝器和冷凝增压器，冷凝增压器和能量储存池通过能量储存池出口管相连，能量储存池内部设置隔板，隔板将能量储存池内部隔成蛇形换热结构，低温差斯特林发动机热缸从能量储存池的两块隔板中间位置插入，且直接接触能量储存池内的冷却介质，低温差斯特林发动机连接第二发电机。

2、能量储存池里的介质为石蜡油。

本发明的优势在于：

1、相变换热器4实现对内燃机排气热量的回收和转化，通过蒸馏水相变和做功来对能量进行转化和利用。