[实用新型]船用螺杆膨胀发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及螺杆膨胀发电机组，具体地指一种船用螺杆膨胀发电机组。

背景技术

柴油机作为船舶的主要动力，其热效率已接近50％，但仍有50％的能量被废气、冷却介质带走。常规发电要求热源温度在350℃以上，对于温度低于350℃的热源由于缺乏有效的技术手段而没有得到充分利用，传统发电技术的工作参数大多为高参数、大容量、大机型，无法利用这部分巨大的热源。

目前国际上船用低速机能量利用装置主要为余热锅炉、单双压凝汽式汽轮机发电系统，动力涡轮发电系统，以回收柴油机排气能量为主。为了达到对柴油机排气的综合利用，从船用柴油机排气能量为主，需考虑不同因素，由于缺少一体化、集成化解决方案，造成了整个余热利用系统和装置体积大、重量重、空间占用不合理及系统配置不紧凑等问题。

我国拥有几千艘海洋运输船舶，安装余热利用系统，每年可节省大量的燃油使用及CO₂的排放，但由于我国余热利用还没有装船应用，已使用部分船舶主机订购了国外企业，随着时间的推进，我国船舶余热利用配套产品的市场压力将会更大，势必对我国造船业形成严重的压力。因此，如何高效的利用船舶上所产生的余热资源，对于提高我国能源利用率、节能减排、降低船舶营运成本具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种船用螺杆膨胀发电机组，该螺杆膨胀发电机组采用有机工质朗肯循环，以有机工质R245Fa作为热力循环的工质与低温余热换热，有机工质吸热后产生高压蒸汽，推动 螺杆膨胀机带动发电机发电，能够实现低温余热回收。

为实现上述目的，本实用新型所设计的船用螺杆膨胀发电机组，包括船用发电机、螺杆膨胀机、蒸发器、回热器、油分离器、预热器、冷凝器、以及油冷却器；所述螺杆膨胀机的动力输出轴通过联轴器与所述船用发电机的动力输入轴连接，所述螺杆膨胀机的进气口与所述蒸发器的出气口连接，所述螺杆膨胀机的出气口与所述油分离器的进气口连接，所述油分离器的出气口与所述预热器的进气口连接，所述预热器的出气口与所述冷凝器的进气口连接，所述冷凝器的出液口与所述油冷却器的进液口连接，所述油冷却器的出液口与所述预热器的进液口连接，所述预热器的出液口与所述回热器的进液口连接，所述回热器的出液口与所述蒸发器的进液口连接，所述蒸发器的出水口与回热器的进水口相连；所述油分离器的出油口与所述油冷却器的进油口连接，所述油冷却器的出油口与所述螺杆膨胀机的进油口连接。

进一步地，所述蒸发器为采用有机工质R245Fa作为冷却介质的蒸发器。

进一步地，所述冷凝器的出液口与所述油冷却器的进液口之间的管路上设置有工质泵。

进一步地，所述油冷却器为采用有机工质R245Fa作为冷却介质的油冷却器，提高了热量的利用率。

进一步地，所述冷凝器为采用海水作为冷却介质的冷凝器，可以利用充分利用自然资源，提高能源利用率。

进一步地，所述蒸发器为板壳式结构的蒸发器，所述蒸发器的换热管材为不锈钢、钛或者镍铜中的一种。

再进一步地，所述回热器为板壳式结构的回热器。

更进一步地，所述油冷却器为板壳式结构的油冷却器，这样换热效率高、结构紧凑、占地面积小。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

其一，本实用新型采用有机工质R245Fa作为热力循环的工质与低温余热换热，有机工质吸热后产生高压蒸汽，推动螺杆膨胀机带动 发电机发电，发电的最低余热资源温度可达到80℃，能够最大限度地实现低温热源的余热回收。

其二，本实用新型的油冷却器采用工质冷却，提高了热量利用率，而且冷凝器采用海水冷却，可以利用充分利用自然资源，蒸发器、回热器和油冷却器均采用板壳式结构，板壳换热器与壳管式换热器相比具有换热效率高、结构紧凑、占地面积小的优点。

其三，本实用新型的冷凝器与预热器采用一体化设计，作为独立的容器进行制造检验，减少了二者之间的连接管道及装配。

其四，本实用新型采用一体化整机运输，空间占用率小、配置紧凑、能量利用率高。

其五，本实用新型拓宽了可以回收发电的余热资源范围，可高效利用船舶中所产生的余热资源，提高了船舶主机燃油利用率，提高了我国船舶和船舶主机的市场竞争力，为船舶可再生能源发电提供关键技术和设备。

附图说明

图1为一种船用螺杆膨胀发电机组的结构示意图；

图中，船用发电机1、联轴器2、螺杆膨胀机3、蒸发器4、回热器5、油分离器6、预热器7、冷凝器8、工质泵9、油冷却器10。