用于船舶的废热回收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于船舶的废热回收装置，更特别地说，涉及回收从船舶的发动机排放的排放气体的废热的用于船舶的废热回收装置。
【背景技术】
[0002]近来，随着高油价时代的到来，正在进行通过提高船舶的能量效率而节省燃料成本以及在船舶的运转中确保环境友好特征的努力。
[0003]通常，在船舶的运转中，大多数能量由主发动机消耗用于推进船舶，并且主发动机的运转所消耗的燃料的大约25%实际上在空气中作为排出废气处理掉。因此，正积极地引进用于通过使用排出废气回收部分废热的各种装置。
[0004]图1是示出现有技术的用于船舶的废热回收装置的示意图。参见图1，在现有技术的用于船舶的废热回收装置中，热回收装置(锅炉)121安装在排出管道处，排出废气通过所述排出管道从船舶的发动机110排出，然后回收(在均匀压力下加热)排出废气的热量，使得产生高温蒸汽、以用作各种能量源。
[0005]然而，在现有技术的用于船舶的废热回收装置中，因为排出废气的废热仅通过具有单一结构的热回收装置121被回收，所以没有回收甚至在已经经过热回收装置121之后仍然处于高温状态的排出废气的废热并将其排放到空气中，使得能量被浪费。
[0006]此外，没有提供用于从冷却器回收热量以冷却从发动机自身产生的热量的热回收
目.ο
[0007]另一方面，发动机110的运转率在船舶的运转期间是变化的。例如，船舶的发动机110可以以满负载运转整个运转天数的约2/3，以低于满负载的负载运转剩余的运转天数。这样，当以低于满负载的负载运转发动机110时，相比于当以满负载运转发动机110时所产生的排出废气，产生相对低量的排出废气。
[0008]排出废气量的变化导致在兰金循环中流动的热容量的变化，这对兰金循环的效率产生严重的影响。因此，相比于现有技术，当在可以通过回收发动机的排出废气的大量废热而驱动涡轮的用于船舶的废热回收装置的开发中考虑以上问题时可以稳定地产生电。
【发明内容】
[0009]本发明提供一种用于船舶的废热回收装置，其可以通过最大限度地回收发动机的排放气体的热源而提高能量(电)产生能力，从而驱动涡轮。
[0010]根据本发明的一个方面，提供一种用于船舶的废热回收装置，包括:热交换器，其从自发动机排放的排出废气回收热量并在均匀压力下加热第一制冷剂；涡轮，其通过绝热膨胀在均匀压力下加热的所述第一制冷剂而被驱动；冷凝器，其冷凝被绝热膨胀的所述第一制冷剂；和热交换泵，其压缩被冷凝的要在热交换器中再循环的所述第一制冷剂。
[0011]废热回收装置可以进一步包括冷却从发动机产生的热量的多个冷却器，其中冷凝的所述第一制冷剂从所述多个冷却器接收热量并在热交换器中被再循环。
[0012]废热回收装置可以进一步包括将从涡轮排放的热量供给到被供给到热交换器的所述第一制冷剂的蓄热器。
[0013]废热回收装置可以进一步包括在排出管道上设置在热交换器的前端处的热回收装置，以独立于热交换器回收排出废气的热量，从发动机排放的排出废气经过所述排出管道。
[0014]废热回收装置可以进一步包括:辅助涡轮，其通过绝热膨胀在均匀压力下通过使用由热回收装置回收的热量而被加热的第二制冷剂而被驱动；辅助冷凝器，其冷凝被绝热膨胀的所述第二制冷剂；和辅助泵，其压缩被冷凝的要在热回收装置中再循环的所述第二制冷剂。
[0015]废热回收装置可以进一步包括:冷凝器冷却管线，其连接到冷凝器以将第三制冷剂供给到冷凝器，所述第三制冷剂是冷凝器的制冷剂；冷凝器冷却泵，其迫使所述第三制冷剂循环通过冷凝器冷却管线；海水热交换器，其执行所述第三制冷剂和海水之间的热交换；海水管线，其连接到海水热交换器以将海水供给到海水热交换器；和海水泵，其迫使海水循环通过海水管线。
[0016]废热回收装置可以进一步包括:冷凝器冷却管线，其连接到冷凝器以将第三制冷剂供给到冷凝器，所述第三制冷剂是冷凝器的制冷剂；冷凝器冷却泵，其迫使所述第三制冷剂循环通过冷凝器冷却管线；主冷却器，其执行所述第三制冷剂和海水之间的热交换以及用于冷却的淡水和海水之间的热交换；海水管线，其连接到主冷却器以将海水供给到主冷却器；和海水泵，其迫使海水循环通过海水管线。
[0017]废热回收装置可以进一步包括通过排出废气运转的涡轮增压机，其中热交换器包括设置在涡轮增压机和涡轮之间并执行从涡轮增压机排放的排出废气和供给到涡轮的第一制冷剂之间的热交换的热交换部分。
[0018]热交换器可以包括用于循环在热交换部分中循环的导热流体的至少一个循环泵。
[0019]热交换部分可以包括:第一热交换单元，其执行从涡轮增压机排放的排出废气与导热流体的热量之间的热交换；和第二热交换单元，其执行从所述第一热交换器排放的排出废气与供给到涡轮的所述第一制冷剂之间的热交换。
[0020]热交换部分可以进一步包括设置在所述第一热交换单元的前端处并执行由涡轮增压机供给的空气和导热流体之间的热交换以加热导热流体的第三热交换单元。
[0021]热交换器可以进一步包括允许导热流体绕过所述第三热交换单元朝向所述第一热交换单元流动的旁通部分。
[0022]调节阀门可以调节供给到第三热交换单元的导热流体的流量，对应于发动机负载的变化。
[0023]热交换器可以进一步包括暂时存储导热流体的存储单元。
[0024]调节阀门可以调节供给到第三热交换单元的导热流体的流量，以将供给到第二热交换单元的热容量维持在恒定水平。
[0025]测量供给到第二热交换单元的导热流体的温度的温度传感器可以设置在第二热交换单元的前端处，并且调节阀门可以基于由温度传感器感测的值而调节被供给到第三热交换单元的导热流体的流量，以将供给到第二热交换单元的导热流体的温度维持在恒定水平。
[0026]循环泵可以调节导热流体的流量，以维持导热流体的温度恒定，导热流体执行与第一制冷剂的热交换。
【附图说明】
[0027]图1是现有技术的用于船舶的废热回收装置的示意图。
[0028]图2是根据本发明的第一实施例的用于船舶的废热回收装置的示意图。
[0029]图3是根据本发明的第二实施例的用于船舶的废热回收装置的示意图。
[0030]图4是根据本发明的第三实施例的用于船舶的废热回收装置的示意图。
[0031]图5是根据本发明的第四实施例的用于船舶的废热回收装置的示意图。
[0032]图6是根据本发明的第五实施例的用于船舶的废热回收装置的示意图。
[0033]图7是根据本发明的第六实施例的用于船舶的废热回收装置的示意图。
[0034]图8是根据本发明的第七实施例的用于船舶的废热回收装置的示意图。
[0035]图9是根据本发明的第八实施例的用于船舶的废热回收装置的示意图。
[0036]图10示意性地示出了用于图9的船舶的废热回收装置的结构。
[0037]图11示出了在图9中的用于船舶的废热回收装置中沿着迂回管线流动的导热流体的状态。
【具体实施方式】
[0038]参考用于示出本发明的优选实施例的附图以便获得对本发明、本发明的优点和通过实施本发明达到的目标的充分理解。
[0039]下文中，将通过参考附图解释本发明的优选实施例来详细地描述本发明。在附图中相同的附图标记表示相同的元素。
[0040]在本发明的实施例的以下描述中，术语“在均匀压力下加热”理解为在热力学中使用的术语“在均匀压力下加热”，而不理解为表示当压力被保持为数学地或物理地完全相同时执行加热的术语。此外，在本说明书中，术语“绝热膨胀”以相同的方式理解。
[0041]图2是根据本发明的第一实施例的用于船舶的废热回收装置的示意图。
[0042]参见图2，根据本发明的用于船舶的废热回收装置包括:通过从自发动机10排放的排出废气回收热量而在均匀压力下加热第一制冷剂的热交换器41 ;通过绝热膨胀在均匀压力下被加热的第一制冷剂而被驱动的涡轮42 ;冷凝绝热膨胀的第一制冷剂的冷凝器43 ;压缩冷凝的要在热交换器41中再循环的第一制冷剂的热交换泵44 ;以及在排出管道11上设置在热交换器41的前端处的并且独立于热交换器41回收排出废气的热量的热回收装置31，从发动机10排放的排出废气经过排出管道11。
[0043]在本实施例中，排出废气的热量通过设置在发动机10的用于排放排出废气的排出管道11上的热回收装置31而被回收，从而产生用作各种能量源的蒸汽。同时，热交换器41附加地设置在热回收装置31的后端处的排出管道11上，并且也设置通过使用从热交换器41回收的热量而被驱动的涡轮42、冷凝涡轮42的第一制冷剂的冷凝器以及压缩冷凝水(第一制冷剂)的热交换泵44，