[发明专利]一种高效发动机余热回收换热系统和方法

权利要求书

1.一种高效发动机余热回收换热系统，其特征在于，包括：一个设有两个相互隔绝的废气流动通道的能够对EGR尾气和SCR尾气热量集中回收的蒸发器，所述蒸发器设有两个热源入口，通过阀组与发动机的排气管和SCR的输出管管道连接，所述的蒸发器设有两个废气排出口，一个废气排出口与发动机的进气管管道连接，另一个废气排出口连接大气，所述的蒸发器工质输入端依次与工质泵、膨胀水箱、冷凝器、透平机、所述蒸发器的工质收集端管道连接。

2.根据权利要求1所述的回收换热系统，其特征在于，所述的蒸发器的扩散腔分割为两个相互独立的扩散腔室；所述的收集腔也同样分割为两个相互独立的收集腔室；所述的两个独立的扩散腔室和两个独立的收集腔室分别连接相互独立的换热管组形成EGR尾气和SCR尾气的两个独立尾气流动通道，所述的两组相互独立的换热管组设置在同一个蒸发腔中。

3.根据权利要求2所述的回收换热系统，其特征在于，所述蒸发器的工质收集端管道连接一旁通阀，所述的旁通阀的两个输出端分别与透平机输入端和冷凝器输入端管道连接。

4.根据权利要求3所述的回收换热系统，其特征在于，所述的蒸发器是管翅式蒸发器、板翅式蒸发器、板式蒸发器中的一种。

5.根据权利要求4所述的回收换热系统，其特征在于，所述的冷凝器是风冷型冷凝器或液冷型冷凝器。

6.根据权利要求4所述的回收换热系统，其特征在于，所述阀组是一个多阀瓣单体阀，所述的多阀瓣单体阀是设有两片独立的阀瓣并设有两个独立通道的四通阀，其中一个阀瓣控制EGR尾气流动通道，另一个阀瓣控制SCR尾气流动通道。

7.根据权利要求3所述的回收换热系统，其特征在于，所述的阀组是两个单片阀瓣的两通阀，其中一个两通阀控制EGR尾气通道，另一个双两通阀控制SCR尾气通道。

8.根据权利要求3所述的回收换热系统，其特征在于，所述的发动机排气管与SCR连接的管道上设有涡轮增压器。

9.根据权利要求1-8之一所述的回收换热系统，其特征在于，所述的透平机输出轴与发电机连接。

10.一种使用权利要求9所述回收换热系统的发动机余热回收换热方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：

步骤1，发动机排气：发动机排出的废气分为两支，一支EGR尾气，一支排放废气；以下步骤2和步骤3两步骤平行进行；

步骤2，再循环：EGR尾气经过阀组进入蒸发器热端的EGR尾气流动通道，经换热管组与工质进行热交换，之后将降低温度后的EGR尾气回收至发动机进气管，进入发动机再次燃烧；

步骤3，排放：排放废气先进入涡轮增压器的涡轮，推动涡轮转动，为进入发动机进气管的空气增压；经过涡轮增压器的排放废气通过SCR进行净化，再经过阀组进入蒸发器的SCR尾气流动通道，经由换热管组与工质进行热交换，之后将降低温度后的SCR尾气直接或间接排入大气；

以下4-8步骤循环运行：

步骤4，蒸发：再循环废气和排放废气分别在热气换热管组和排气换热管组中与工质热交换，使工质气化蒸发为过热蒸汽，所蒸发的汽化工质在工质收集端收集后输送至透平机；

步骤5，做功：所述的过热蒸汽进入透平机做功，推动透平机涡轮旋转，透平机做功；当过热蒸汽不足以做功时，则开启旁通阀，使过热蒸汽直接回收至冷凝器；

步骤6，回收：经过做功后的乏汽化工质由透平机排出，回收至冷凝器；

步骤7，冷凝：乏汽化工质在冷凝器中与冷却介质进行热交换，凝结为液体工质；

步骤8，膨胀压缩：液体工质进入作为缓冲的膨胀水箱储存，再由工质泵压缩进入蒸发器再次进行蒸发。