[发明专利]动力涡轮发电装置

说明书

本发明公开了一种动力涡轮发电装置，动力涡轮发电装置用于使用发动机所排出的排气进行发电，动力涡轮发电装置包括动力涡轮、飞轮、发电机和调节组件，动力涡轮用于接收发动机所排出的排气，排气能够带动动力涡轮转动，动力涡轮能够通过转动带动飞轮转动，飞轮能够通过转动带动发电机发电，发动机所排出的排气经由调节组件达到动力涡轮，调节组件能够调节进入动力涡轮的排气的排气量。本发明的动力涡轮发电装置可以实现发动机余热发电的平滑输出，能有效调节发动机负荷工况发生变化引起的发电频率、电压的变化，输出满足船舶电网发电品质要求的电能，保证发电机在网运行的可靠性。

技术领域

本发明属于船用柴油机废气后处理应用技术领域，具体地涉及一种动力涡轮发电装置。

背景技术

船舶柴油机作为船舶主机，既是船舶燃料消耗源，也是船舶动力供给源。柴油机余热发电的相关技术是降低船舶EEDI指数(新船能效设计指数)以及实现节能减排的关键技术之一。目前应用于船舶主机余热回收发电的技术主要包括动力涡轮发电技术、蒸汽朗肯循环发电技术等。

动力涡轮发电技术的应用，主要是基于船舶主机对低负荷工况区域高效的要求和目前涡轮增压技术的提高，船舶在高负荷工况下，为了保证涡轮增压器不超速，采用旁通部分涡轮前排气的运行方式，因此造成了部分高温高压排气能量的浪费。动力涡轮发电机组则在不影响主机运行的前提下，充分回收这部分排气的压力能和温度能，转化为高品位的电能。但是，由于海况的变化会引起船舶主机工况的变化，而动力涡轮入口管路上阀门控制的响应速度很难让动力涡轮随船舶主机工况的变化而稳定运行，特别是在负荷突加或甩负荷时，难以实现稳定性，这使动力涡轮发电机组的发电品质难以满足并网的要求。

此问题使动力涡轮发电机组的应用受到很大的限制，使得动力涡轮发电机组无法单独在船舶上应用。目前国外多采用动力涡轮与蒸汽朗肯循环中的汽轮机联合运行以通过汽轮机的调速来保证发电品质，或者通过降额发电的方式保证发电品质。

因此，需要提供一种动力涡轮发电装置，以至少部分地解决上述技术问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，本发明公开了一种动力涡轮发电装置，所述动力涡轮发电装置用于使用发动机所排出的排气进行发电，所述动力涡轮发电装置包括：

动力涡轮，所述动力涡轮用于接收所述发动机所排出的排气，排气能够带动所述动力涡轮转动；

飞轮，所述飞轮与所述动力涡轮相连，所述动力涡轮能够通过转动带动所述飞轮转动；

发电机，所述发电机与所述飞轮相连，所述飞轮能够通过转动带动所述发电机发电；以及

调节组件，所述发动机所排出的排气经由所述调节组件达到所述动力涡轮，所述调节组件能够调节进入所述动力涡轮的排气的排气量。

本发明的动力涡轮发电装置可以实现发动机余热发电的平滑输出，具有寿命长、无污染，动态特性好等优点，能有效调节发动机负荷工况发生变化引起的发电频率、电压的变化，输出满足船舶电网发电品质要求的电能，保证发电机在网运行的可靠性，这也提高动力涡轮发电装置应用的灵活性，实现船舶节能减排。

可选地，所述发电机通过齿轮箱与所述飞轮相连。这样，能够平稳地传递机械能。

可选地，所述齿轮箱包括：

第一齿轮，所述第一齿轮与所述飞轮同轴且相连，所述飞轮能够通过转动带动所述第一齿轮转动；以及