一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元的制作方法

文档序号:44675565发布日期:2026-02-13 22:09阅读:19来源:国知局
技术简介:
本发明针对传统船用废热回收装置存在效率低、维护难、空间占用大等问题,提出内置旁路可抽芯设计。通过集成废气挡板结构实现流量调节,采用可抽芯换热模块简化维护流程,提升系统集成度与运行灵活性,解决传统装置因结构复杂导致的检修困难和能源浪费问题。
关键词:船用废热回收,内置旁路可抽芯技术

本发明涉及一种废热回收单元,具体涉及一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,本发明属于船用废热回收领域。


背景技术:

1、燃机和柴油机作为传统的船舶动力和发电系统,在运行过程中会产生大量的高温烟气,如果不进行有效的回收和利用,会造成能量的浪费且破坏环境。船舶废热回收技术逐渐成为当前能源领域的研究热点。废热回收装置,如废气锅炉被广泛应用于回收这部分能量,用于加热燃油、舱室供暖或驱动涡轮发电。

2、现有的废热回收装置大致分为两类,一类为单通道废热回收装置,另一类为配置独立烟气旁路的废热回收装置。

3、此两种废热回收装置均存在一些局限性。首先,燃机或柴油机的运行条件和负载变化会影响高温烟气的流量和温度,由于烟气参数变化,单通道废热回收装置不具备功率调节功能,废热回收效率低,废热回收单元的换热管束堵塞或腐蚀泄漏时,无法或极难进行清理和更换,需要整体拆除,维修周期长、成本高,影响整条船的动力或电力供应。其次,配置“换热器加外部旁路”废热回收装置占用空间大,重量重,集成度低,不利于安装,并且维护困难,需要大面积拆卸回收装置的结构及其附属设备,检维修的经济成本和时间成本高。


技术实现思路

1、本发明是为了解决现有技术的废热回收装置存在局限性,以及采用换热器加外部旁路集成度低,不利于安装,维护困难,检维修的经济成本和时间成本高的问题,进而提供一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元。

2、本申请为了解决上述问题而提供以下技术方案:

3、一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,它包括入口烟道,入口烟道的出口设有用于消音降噪的消音器,消音器的出口设有用于调节废气流量的集成废气挡板结构,集成废气挡板结构出口设有用于流通废气和检修的管箱,管箱内部设有用于换热的可抽芯换热模块,管箱的出口设有出口烟道,

4、入口烟道、消音器、集成废气挡板结构、管箱和出口烟道依次位于外壳内。

5、进一步地,集成废气挡板结构包括挡板隔墙,挡板隔墙安装在外壳内侧壁上并将外壳内分流形成废气流动的挡板主路和废气流动的挡板旁路。

6、进一步地,集成废气挡板结构还包括主路叶片、旁路叶片和叶片连接传动轴;主路叶片通过叶片连接传动轴安装在挡板主路处外壳的侧壁上,用于对挡板主路的废气流量进行调节,旁路叶片通过叶片连接传动轴安装在挡板旁路处外壳的侧壁上,用于对挡板旁路的废气流量进行调节。

7、进一步地,集成废气挡板结构还包括机械连锁机构和执行机构;

8、主路叶片上的叶片连接传动轴和旁路叶片上的叶片连接传动轴均与机械连锁机构连接,执行机构与机械连锁机构连接并控制机械连锁机构带动叶片连接传动轴转动。

9、进一步地,管箱包括管箱隔墙、销轴和顶部吊梁,管箱隔墙安装在外壳内侧壁上并将外壳内分流形成废气流动的主路通道和废气流动的旁路通道,顶部吊梁靠近出口烟道的外壳上,可抽芯换热模块通过销轴安装在吊梁上。

10、进一步地,管箱还包括前检修门和后检修门,前检修门和后检修门相对设置安装在可抽芯换热模块两侧的外壳上,用于可抽芯换热模块的更换和维修。

11、进一步地,可抽芯换热模块包括管板框架和固定在管板框架上的换热管束,换热管束为蛇形布置,蛇形布置的换热管束提高换热管束内介质与废气的换热效率。

12、进一步地,消音器包括多排消音片,多排消音片平行设置,消音片为多孔结构,且消音片内敷设吸声材料,且消音片壳体采用内保温外加强结构。

13、进一步地,外壳内挡板隔墙与管箱隔墙沿直线方向延伸设置。

14、进一步地,执行机构控制机械连锁机构工作,机械连锁机构带动挡板主路内叶片连接传动轴和废气流动的挡板旁路内叶片连接传动轴转动,实现挡板主路换热的工作模式、挡板旁路的工作模式以及挡板主路换热与挡板旁路工作的混合模式。

15、本申请与现有技术相比的技术效果是:

16、1、本申请的高度紧凑与集成化:将旁路通道内置在外壳7内,并使用集成废气挡板结构3省去了庞大的外部旁路烟道和风门,极大地减小了整个系统的体积和占用空间,本申请与传统结构相比,该系统具有检修便利、废热回收更加灵活、占用空间更小、总重量更轻的优势。本发明的技术方案在空间狭小的船舶、采油平台、浮式发电船等领域的废热能量回收具有重要的应用价值。

17、2、本申请在清洗或维修时更加便捷:采用可抽芯式设计,当换热管束需要清洗、检查或更换时,只需打开检修门即可将核心部件整体抽出,维护工作简单、快速,大幅降低了停机时间和维护成本。

18、3、本申请运行灵活可靠:内置的集成式风门调节机构可以实现废气流量和换热量的调节,能快速响应主机工况变化,保护设备安全,并优化整个能源系统的效率。


技术特征:

1.一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,其特征在于:它包括入口烟道(1),入口烟道(1)的出口设有用于消音降噪的消音器(2),消音器(2)的出口设有用于调节废气流量的集成废气挡板结构(3),集成废气挡板结构(3)出口设有用于流通废气和检修的管箱(4),管箱(4)内部设有用于换热的可抽芯换热模块(5),管箱(4)的出口设有出口烟道(6),

2.根据权利要求1所述一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,其特征在于:集成废气挡板结构(3)包括挡板隔墙(31),挡板隔墙(31)安装在外壳(7)内侧壁上并将外壳(7)内分流形成废气流动的挡板主路(32)和废气流动的挡板旁路(33)。

3.根据权利要求2所述一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,其特征在于:集成废气挡板结构(3)还包括主路叶片(34)、旁路叶片(35)和叶片连接传动轴(36);主路叶片(34)通过叶片连接传动轴(36)安装在挡板主路(32)处外壳(7)的侧壁上,用于对挡板主路(32)的废气流量进行调节,旁路叶片(35)通过叶片连接传动轴(36)安装在挡板旁路(33)处外壳(7)的侧壁上,用于对挡板旁路(33)的废气流量进行调节。

4.根据权利要求3所述一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,其特征在于:集成废气挡板结构(3)还包括机械连锁机构(37)和执行机构(38);

5.根据权利要求1所述一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,其特征在于:管箱(4)包括管箱隔墙(41)、销轴(44)和顶部吊梁(45),管箱隔墙(41)安装在外壳(7)内侧壁上并将外壳(7)内分流形成废气流动的主路通道(42)和废气流动的旁路通道(43),顶部吊梁(45)靠近出口烟道(6)的外壳(7)上,可抽芯换热模块(5)通过销轴(44)安装在吊梁(45)上。

6.根据权利要求5所述一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,其特征在于:管箱(4)还包括前检修门(46)和后检修门(47),前检修门(46)和后检修门(47)相对设置安装在可抽芯换热模块(5)两侧的外壳(7)上,用于可抽芯换热模块(5)的更换和维修。

7.根据权利要求1或6所述一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,其特征在于:可抽芯换热模块(5)包括管板框架(51)和固定在管板框架(51)上的换热管束(52),换热管束(52)为蛇形布置,蛇形布置的换热管束(52)提高换热管束(52)内介质与废气的换热效率。

8.根据权利要求1或6所述一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,其特征在于:消音器(2)包括多排消音片(21),多排消音片(21)平行设置,消音片(21)为多孔结构,且消音片(21)内敷设吸声材料(22),且消音片(21)壳体采用内保温外加强结构。

9.根据权利要求2或5所述一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,其特征在于:外壳(7)内挡板隔墙(31)与管箱隔墙(41)沿直线方向延伸设置。

10.根据权利要求4所述一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,其特征在于:执行机构(38)控制机械连锁机构(37)工作,机械连锁机构(37)带动挡板主路(32)内叶片连接传动轴(36)和废气流动的挡板旁路(33)内叶片连接传动轴(36)转动,实现挡板主路(32)换热的工作模式、挡板旁路(33)的工作模式以及挡板主路(32)换热与挡板旁路(33)工作的混合模式。


技术总结
本发明涉及一种废热回收单元,具体涉及一种内置旁路可抽芯型的船用废热回收单元,本发明属于船用废热回收领域。本发明是为了解决现有技术的废热回收装置存在局限性,以及采用换热器加外部旁路集成度低,不利于安装,维护困难,检维修的经济成本和时间成本高的问题,它包括入口烟道,入口烟道的出口设有用于消音降噪的消音器,消音器的出口设有用于调节废气流量的集成废气挡板结构,集成废气挡板结构出口设有用于流通废气和检修的管箱,管箱内部设有用于换热的可抽芯换热模块,管箱的出口设有出口烟道,入口烟道、消音器、集成废气挡板结构、管箱和出口烟道依次位于外壳内。

技术研发人员:刘淼,张强,张旭阳,张忠鹏,王军,程冬梅,李扬,常诚,吴穷
受保护的技术使用者:中国船舶集团有限公司第七〇三研究所
技术研发日:
技术公布日:2026/2/12
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