专利名称：大型船舶柴油机废热利用的热电冷联产装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种柴油机废热利用装置，尤其是一种大型船舶柴油机废热 利用的热电冷联产装置，属于船舶动力装置技术领域。
背景技术：
现运行的船舶主要动力是柴油机，约占全部船舶动力的％%。由于柴油机本 身的性能，大型船舶柴油机的排气损失能量占燃油全部热量的25.4%-31%。如果 包括冷却水损失、空气冷却损失和滑油冷却损失，柴油机中约有50%的热能作为 废热而排除，对于大型船舶而言，由于本身功率浩大，燃油消耗量大，废热总量 十分可观，在国际油价不断上升的形势下，船舶主机废热回收和利用具有显著的 积极意义。
已有技术中，申请号为89105704.8、名称为"发动机蒸汽发生器及使用 蒸汽的设备"的发明专利，是利用柴油发动机废气生产蒸汽，再利用蒸汽雾化燃 油和作为生活用蒸汽和供暖。该专利的主要回收废热能设备为蒸汽发生器、雾化 燃油设备、炊具柜、供暖设备等，系统复杂，又不能将废热转化为机械能，艮口， 未能充分利用废热的能量生产能量品质优良的电能。申请号为89212364.8、 名称为"发动机废热利用设备"的实用新型专利，与申请号为89105704.8的 发明专利"发动机蒸汽发生器及使用蒸汽的设备"完全相同，因此也带有相同的 缺陷。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种大型船舶柴油机废热利用的热电 冷联产装置，该装置能够尽量充分地回收利用柴油机排气中的废热，同时产出电 力、冷量和可利用的热量，为船舶提供方便利用的动力、用于空气调节的冷风和 热风、以及船上生活所需的蒸汽和热水，使船舶柴油机的能源利用效率大幅度提 升，达到节能、方便、清洁、高效的目标。
本实用新型的技术方案该大型船舶柴油机废热利用的热电冷联产装置由柴 油机，I级废气涡轮，II级废气涡轮，蒸汽透平，发电机，废气锅炉，过热器，加热器，汽水分离器，截止阀，疏水阀，水泵，汽鼓，溴化锂吸收式制冷器，风 机，冷凝器，回水泵，补水阀组成。
柴油机的排气管与I级废气涡轮的进口连接，I级废气涡轮的排气出口与n
级废气涡轮的进口连接，n级废气涡轮的排气出口与废气锅炉的废气进口连接， i级废气涡轮、n级废气涡轮、蒸汽透平和发电机同轴机械连接。溴化锂吸收式 制冷器的热源进口与废气锅炉的废气出口连接，溴化锂吸收式制冷器的空气进口 通过风机与大气相通。溴化锂吸收式制冷器设置有冷风出口与暖风出口。蒸汽透 平的蒸汽出口与冷凝器的进口连接，冷凝器的出口经回水泵、疏水阀与汽水分离 器的水进口连接，自来水管路通过补水阀也与汽水分离器的水进口相连。汽水分 离器的底部是水出口，经水泵和废气锅炉内部的加热器后，再与汽水分离器的蒸 汽进口连通。汽水分离器的蒸汽出口分两路， 一路经截止阀与汽鼓的进口连接， 另 一路经废气锅炉内部的过热器与蒸汽透平的进口连接。
柴油机排出的废气，通向i级废气涡轮，再通过n级废气涡轮，使废气中的 能量尽量利用来驱动两个废气涡轮，由两个废气涡轮驱动发电机而产出电力，供
给船舶动力或生活用电。n级废气涡轮排出的废气，温度高于30(TC，仍有相当
高的热量值，引入废气锅炉再加以利用。加热器和过热器设置在废气锅炉内，用 来对水加热。汽水分离器下部流出的水，经水泵注入加热器，提高温度并汽化后 回入汽水分离器，高温的蒸汽由汽水分离器的顶部抽出， 一部分经截止阀调节而 进入汽鼓，供需要时使用。另一部分进入废气锅炉内的过热器，进一步提高温度， 然后进入蒸汽透平，在其中膨胀做功，推动蒸汽透平以驱动同轴的发电机，发出 电力。膨胀做功后的乏汽，由蒸汽透平出口排出，进入冷凝器，被冷却水冷却凝 结为水，经回水泵和疏水阀回入汽水分离器，准备开始进入下一循环工作。当管 路中水流失时，则打开补水阀，对回路补充水分。在废气锅炉中工作完了的废气， 温度超过10(TC，由烟道排出后进入溴化锂吸收式制冷器，作为低品质的热源使 用，由风机吸入新鲜空气送进该制冷器，由冷风出口排出冷风，由暖风出口排出 暖风，分别供应船舶的空调按季节的需要采用。
本实用新型的有益效果该装置尽量充分地回收利用了船舶主机柴油机的废 气热量，清洁、安全、可靠地产出了电力、蒸汽和空调需要的冷风或暖风，大幅 度提高了船舶的能源利用效率。对于大型船舶而言，该装置具有大量回收废热的作用，尤其在油价上升的形势下，经济效益和社会效益尤其明显，是一种值得推
广应用的节能装置。
附图1是本实用新型的结构原理图。
图中1、柴油机，2、 I级废气涡轮，3、 II级废气涡轮，4、蒸汽透平，5、 发电机，6、废气锅炉，7、过热器，8、加热器，9、汽水分离器，10、截止阀， 11、疏水阀，12、水泵，13、汽鼓，14、溴化锂吸收式制冷器，15、暖风出口， 16、冷风出口， 17、风机，18、冷凝器，19、回水泵，20、补水阀。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施做进一步的描述。
如图l所示，本实用新型包括柴油机l， I级废气涡轮2， 1I级废气涡轮3，
蒸汽透平4，发电机5，废气锅炉6，过热器7，加热器8，汽水分离器9，截止 阀10，疏水阀ll，水泵12,汽鼓13,溴化锂吸收式制冷器14，风机17,冷凝 器18，回水泵19，补水阀20。其中，过热器7和加热器8均置于废气锅炉6内。 柴油机1的排气管与I级废气涡轮2的进口连接，I级废气涡轮2的排气出口与 1I级废气涡轮3的进口连接，1I级废气涡轮3的排气出口与废气锅炉6的废气进 口连接，I级废气涡轮2、 1I级废气涡轮3、蒸汽透平4和发电机5同轴机械连 接。溴化锂吸收式制冷器14的热源进口与废气锅炉6的废气出口连接，溴化锂 吸收式制冷器14的空气进口通过风机17与大气相通。溴化锂吸收式制冷器14 设置有冷风出口 15与暖风出口 16。蒸汽透平4的蒸汽出口与冷凝器18的进口 连接，冷凝器18的出口经回水泵19、疏水阀11与汽水分离器9的水进口连接， 自来水管路通过补水阀20也与汽水分离器9的水进口相连。汽水分离器9的底 部是水出口，经水泵12和废气锅炉6内部的加热器8后，再与汽水分离器9的 蒸汽进口连通。汽水分离器9的蒸汽出口分两路， 一路经截止阀10与汽鼓13 的进口连接，另一路经废气锅炉6内部的过热器7与蒸汽透平4的进口连接。
柴油机l排出的废气，通向I级废气涡轮2，再通过II级废气涡轮3，使废 气中的能量尽量利用来驱动两个废气涡轮，由两个废气涡轮驱动发电机5而产出 电力，供给船舶动力或生活用电。n级废气涡轮3排出的废气，温度高于30(TC， 仍有相当高的热量值，引入废气锅炉6再加以利用。加热器8和过热器7设置在废气锅炉6内，用来对水加热。汽水分离器9下部流出的水，经水泵注入加热器 8，提高温度并汽化后回入汽水分离器9，高温的蒸汽由汽水分离器9的顶部抽 出， 一部分经截止阀10调节而进入汽鼓13，供需要时使用。另一部分进入废气 锅炉6内的过热器7，进一步提高温度，然后进入蒸汽透平4，在其中膨胀做功， 推动蒸汽透平4以驱动同轴的发电机5，发出电力。膨胀做功后的乏汽，由蒸汽 透平4出口排出，进入冷凝器18，被冷却水冷却凝结为水，经回水泵19和疏水 阀11回入汽水分离器9，准备开始进入下一循环工作。当管路中水流失时，则 打开补水阀20，对回路补充水分。在废气锅炉6中工作完了的废气，温度超过 IOO'C，由烟道排出后进入溴化锂吸收式制冷器14，作为低品质的热源使用，由 风机17吸入新鲜空气送进该制冷器，由冷风出口16排出冷风，由暖风出口15 排出暖风，分别供应船舶的空调按季节的需要采用。
权利要求1.一种大型船舶柴油机废热利用的热电冷联产装置，包括柴油机(1)，I级废气涡轮(2)，II级废气涡轮(3)，蒸汽透平(4)，发电机(5)，废气锅炉(6)，过热器(7)，加热器(8)，汽水分离器(9)，截止阀(10)，疏水阀(11)，水泵(12)，汽鼓(13)，溴化锂吸收式制冷器(14)，风机(17)，冷凝器(18)，回水泵(19)，补水阀(20)；其特征在于过热器(7)和加热器(8)均置于废气锅炉(6)内；柴油机(1)的排气管与I级废气涡轮(2)的进口连接，I级废气涡轮(2)的排气出口与II级废气涡轮(3)的进口连接，II级废气涡轮(3)的排气出口与废气锅炉(6)的废气进口连接，I级废气涡轮(2)、II级废气涡轮(3)、蒸汽透平(4)和发电机(5)同轴机械连接；溴化锂吸收式制冷器(14)的热源进口与废气锅炉(6)的废气出口连接，溴化锂吸收式制冷器(14)的空气进口通过风机(17)与大气相通；溴化锂吸收式制冷器(14)设置有冷风出口(15)与暖风出口(16)；蒸汽透平(4)的蒸汽出口与冷凝器(18)的进口连接，冷凝器(18)的出口经回水泵(19)、疏水阀(11)与汽水分离器(9)的水进口连接，自来水管路通过补水阀(20)也与汽水分离器(9)的水进口相连；汽水分离器(9)的底部是水出口，经水泵(12)和废气锅炉(6)内部的加热器(8)后，再与汽水分离器(9)的蒸汽进口连通；汽水分离器(9)的蒸汽出口分两路，一路经截止阀(10)与汽鼓(13)的进口连接，另一路经废气锅炉(6)内部的过热器(7)与蒸汽透平(4)的进口连接。
专利摘要大型船舶柴油机废热利用的热电冷联产装置，属于船舶动力装置技术领域。包括柴油机，两级废气涡轮，蒸汽透平，发电机，废气锅炉，汽水分离器，截止阀，疏水阀，水泵，汽鼓，制冷器，风机，冷凝器，回水泵，补水阀。两级废气涡轮利用柴油机排出的废气驱动发电机。废气涡轮排出的废气通过废气锅炉对水加热，推动蒸汽透平膨胀做功，做功后的乏汽经冷凝器回入汽水分离器。废气锅炉中工作后的废气，排入制冷器，由风机吸入空气送进该制冷器，由冷、暖风出口分别排出冷风和暖风。本实用新型清洁、安全、可靠地产出电力、蒸汽和空调需要的冷风或暖风，大幅度提高了船舶的能源利用效率，具有明显的经济效益和社会效益，是一种值得推广应用的节能装置。
文档编号F02B41/10GK201321918SQ20082015785
公开日2009年10月7日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日
发明者夏冬莺, 程文志, 捷 马 申请人:上海交通大学