[发明专利]一种热电联供的船舶柴油机蒸汽朗肯系统

说明书

本发明公开了一种热电联供的船舶柴油机蒸汽朗肯系统，包括废气锅炉、蒸发器、透平、发电机、冷凝器、工质泵、热水换热器、热水泵、蒸发器前置阀、蒸发器后置阀、热水换热器前置阀、热水换热器后置阀。本发明结合蒸汽朗肯循环发电技术、废气锅炉技术提出了热电联供的船舶柴油机废热回收系统，以回收柴油机排气能量，提高系统热效率，通过废气锅炉对柴油机烟气进行换热，获得一定温度的导热油作为热源，使整套余热回收系统具有更加稳定灵活的运行工况，防止了废气锅炉等设备损坏直接对蒸汽朗肯循环和热水供应系统造成影响，热水供应系统通过冷凝器将冷却水进行预热，完成了蒸汽朗肯循环内乏汽的剩余热量回收。

技术领域

本发明涉及船舶柴油机废气锅炉技术领域，具体为一种热电联供的船舶柴油机蒸汽朗肯系统。

背景技术

随着对船舶节能减排的需求紧迫，国际海事组织(IMO)明确提出船舶能效设计指数和船舶能效运营指数的执行表，规定在未来几年内逐步分阶段进行折减，新船能效设计指示EEDI的确定和实施，使船舶的节能减排工作迫在眉睫。因此更加高效且能提供多种能量形式的能量回收系统对邮轮等设计和运营具有积极的推动作用，并对全球的节能减排做出重要贡献。

船舶柴油机排气仍具有较高的温度，蕴藏着大量能量待利用，目前应用于船舶主机后排气再利用的技术主要有动力涡轮发电技术、废气锅炉技术等。动力涡轮发电技术在不影响主机运行的前提下，充分回收涡轮增压器旁通废气能量，由于需要柴油机排气量大于涡轮增压器进气量要求时才能进行发电作业，因此动力涡轮的应用受到了一定限制；废气锅炉发电技术则可灵活地实现废气的回收发电，并且柴油机变工况运行对其影响较小，但是通过锅炉后中的乏汽仍具有一定热能，通过冷凝器被带走，因此通过一定的技术手段回收该部分能量可进一步提高系统热效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热电联供的船舶柴油机蒸汽朗肯系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热电联供的船舶柴油机蒸汽朗肯系统，包括废气锅炉、蒸发器、透平、发电机、冷凝器、工质泵、热水换热器、热水泵、蒸发器前置阀、蒸发器后置阀、热水换热器前置阀、热水换热器后置阀，所述废气锅炉的导热油出口通过三通管分别与蒸发器前置阀、热水换热器前置阀的进口相连通，蒸发器前置阀出口与蒸发器的导热油进口相连通，热水换热器的导热油出口与热水换热器后置阀的进口相连通，所述热水换热器后置阀的出口、蒸发器后置阀的出口通过三通管汇聚后与导热油泵的进口相连通，导热油泵的出口与废气锅炉的进口相连通，本实施例的热电联供的船舶柴油机蒸汽朗肯系统中，废气锅炉、热水换热器、导热油泵共同组成导热油回路，将柴油机排气热能交换至导热油，作为具备一定温度的热源，为发电系统和热水供应系统提供能量。通过导热油回路可降低排气温度、流量的变化对发电系统和热水供应系统的冲击，提升能量回收系统的稳定性。在导热油回路中，低温的导热油被导热油泵送至废气锅炉中加热，形成高温导热油，高温导热油通过管路和阀门被分配至蒸发器和热水换热器内。

作为本发明的一种优选方案，所述蒸发器的工质出口与透平的进口相连通，透平的出口与冷凝器的工质进口相连通，冷凝器的工质出口与工质泵的进口相连通，工质泵的出口与蒸发器的工质进口相连通，形成蒸汽朗肯循环回路。

作为本发明的一种优选方案，，所述冷凝器的水出口与热水换热器的水进口相连，预热后的水在热水换热器中得到二次加热，并由热水换热器7的水出口流出，输送至用户端。

作为本发明的一种优选方案，，所述透平采用向心透平、轴流透平或混流透平，可根据实际的工质、压力、温度、流量选用不同的形式。

作为本发明的一种优选方案，，所述蒸发器、冷凝器和热水换热器均采用管壳式或板式，其效果更好。

作为本发明的一种优选方案，，所述蒸发器前置阀、热水换热器前置阀采用调节式的蝶阀，蒸发器后置阀、热水换热器后置阀可采用开关式的截止阀，以达到更佳的控制效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：