[发明专利]基于配气活塞式热气机的船舶余热发电装置及其工作方法

权利要求书

1.一种基于配气活塞式热气机的船舶余热发电装置，其特征在于：所述基于配气活塞式热气机的船舶余热发电装置由热源（A），冷源（B），配气活塞式热气机发电系统（C）组成；

所述热源（A）由主机燃烧室（1）、一次烟气输出管（2）、余热锅炉（4）、二次烟气输出管（9）、单向阀（5）、第二输海水管（14）、海水淡化装置（10）、淡水管（6）、热淡水/蒸汽管（3）、发电柴油机燃烧室（7）、发电柴油机排烟管（8）组成，其中所述主机燃烧室（1）烟气出口与一次烟气输出管（2）的进口连接，一次烟气输出管的第一出口（a）与余热锅炉（4）的热流体进口连接，余热锅炉（4）的热流体出口与二次烟气输出管（9）的进口连接，第二输海水管（14）的出口与海水淡化装置（10）的进口连接，海水淡化装置（10）的出口与淡水管（6）的进口连接，淡水管（6）的出口与余热锅炉（4）的冷流体进口连接，余热锅炉（4）的冷流体出口与热淡水/蒸汽管（3）的进口连接，发电柴油机燃烧室（7）的烟气出口与发电柴油机排烟管（8）的进口连接，发电柴油机排烟管（8）的出口与二次烟气输出管（9）的进口连接，一次烟气输出管的第二出口（b）与单向阀（5）的进口连接，单向阀（5）的出口与二次烟气输出管（9）的进口连接；

所述冷源（B）由冷水源（15）组成，其中，冷水源（15）为船舱外海水，冷水源的第二出口（g）与所述热源（A）的第二输海水管（14）的进口连接；

所述配气活塞式热气机发电系统（C）由余热回收装置（27）、加热器（25）、回热器（24）、冷却器（23）、配气活塞（26）、动力活塞（22）、摆盘机构（21）、联轴节（20）、发电机（19）、第一输海水管（18）、第一海水管（17）、换热器（13）、第二海水管（12）、三次烟气输出管（11）、排烟管（16）组成，所述加热器（25）安装于余热回收装置（27）内，所述余热回收装置（27）外敷用以减少热量散失的保温层，所述加热器（25）与回热器的第一端（d）连接，回热器的第二端（e）与冷却器（23）连接，配气活塞（26）与动力活塞（22）分别通过连通管同时连接于所述摆盘机构（21）上，所述摆盘机构（21）通过联轴节（20）与发电机(19)连接，余热回收装置(27)的烟气进口与所述热源（A）的二次烟气输出管（9）的出口连接，余热回收装置（27）的烟气出口与三次烟气输出管（11）的进口连接，三次烟气输出管（11）的出口与换热器（13）的热流体进口连接，换热器（13）的热流体出口与排烟管（16）连接，第一输海水管（18）的进口与所述冷源（B）的冷水源的第一出口（m）连接，第一输海水管（18）的出口与冷却器（23）的进口连接，冷却器（23）的出口与换热器（13）的冷流体进口经第一海水管（17）连接，换热器（13）的冷流体出口与所述热源（A）的海水淡化装置（10）的进口经第二海水管（12）连接。

2.如权利要求1所述的基于配气活塞式热气机的船舶余热发电装置的工作方法，其包括如下步骤：

步骤一：热源（A）中主机燃烧室（1）燃烧后的烟气经一次烟气输出管（2）进入余热锅炉（4），余热锅炉（4）的排烟和发电柴油机燃烧室（7）排出的烟气同时经二次烟气输出管（9）送至余热回收装置（27），在所述余热锅炉（4）或发电柴油机组运行故障时打开单向阀（5）把主机燃烧室（1）的烟气直接经二次烟气输出管（9）输入余热回收装置（27）中；

步骤二：内置于余热回收装置（27）中的热气机加热器（25）内的工质受热膨胀后依次流过回热器(24)和冷却器(23)，所述冷水源（15）的海水经第一输海水管（18）输入冷却器（23），所述海水流经的管道进行防腐蚀处理，所述冷却器（23）内工质被冷却，所述冷却器（23）内工质的膨胀和压缩带动配气活塞（26）和动力活塞（22）往复运动，所述配气活塞（26）和动力活塞（22）同时连接在摆盘机构（21）上，所述摆盘机构（21）将活塞的往复运动转化为旋转运动，通过联轴节（20）带动发电机（19）发电；

步骤三：被冷却器（23）内工质加热的海水和从余热回收装置（27）排出的三次烟气在换热器（13）内换热，烟气被进一步冷却后由排烟管（16）排出，而海水则被再次加热经第二海水管（12）进入海水淡化装置（10），海水淡化后经淡水管（6）送至余热锅炉（4）内进行加热，得到热淡水/蒸汽，供船舶生产生活使用。