[实用新型]一种用于EGR柴油机余热回收的循环系统

说明书

一种用于EGR柴油机余热回收的循环系统，包含了超临界二氧化碳布雷顿循环和有机朗肯循环。EGR柴油机涡后和EGR废气分别在换热器和EGR冷却器的高温侧作为低温、高温热源加热从回热器流入的超临界二氧化碳工质，在透平中做完功的乏气经回热器到达低温蒸发器，将余热传递给有机朗肯循环中的有机工质，随后经预冷器和压缩机完成一个超临界二氧化碳布雷顿循环。低温蒸发器中高温侧超临界二氧化碳和中冷器中高温侧空气的热量分别作为低温、高温热源加热有机工质，在透平做完功的乏气依次经冷凝器冷凝，工质泵加压，再次进入低温蒸发器，完成有机朗肯循环。本实用新型提高了经济性和对燃料的利用率。

技术领域

本实用新型涉及一种余热回收系统技术领域，特别涉及一种用于EGR柴油机余热回收的循环系统。

背景技术

EGR柴油机是一种常见的动力装置，它采用废气再循环(Exhaust GasRecirculation，EGR)技术有效降低了柴油机中、高负荷时NOx的产生，但用于再循环的废气必须经过EGR冷却器降温后才能进入进气管，这一部分废气的热能通常被传递给EGR冷却器中的冷却介质而被浪费，除此之外，涡轮后的废气直接排向大气，增压后的空气则将热能传递给中冷器中的冷却介质，对于高EGR率的柴油机，EGR废气、涡后废气和增压空气约占燃料能量的三分之一以上，尤其是EGR废气和涡后废气温度可达500℃以上。现有的柴油机余热回收系统多采用有机朗肯循环回收涡后废气及气缸冷却水套的热能，对EGR废气和增压空气未能充分利用；对于超临界二氧化碳布雷顿循环，预冷器前的低温余热不能得到回收。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于EGR柴油机余热回收的循环系统，用于实现对柴油机不同温度热源和预冷器前低温超临界二氧化碳的余热回收，实现对热能的梯级利用，在整个系统体积增加不大的前提下，提高了经济性和对燃料的利用率。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于EGR柴油机余热回收的循环系统，包含了超临界二氧化碳布雷顿循环和有机朗肯循环，超临界二氧化碳布雷顿循环热源为涡后及EGR废气，有机朗肯循环热源为超临界二氧化碳和增压后空气；

所述的超临界二氧化碳布雷顿循环包含了预冷器7、压缩机8、回热器5、换热器4、EGR冷却器3、超临界二氧化碳透平1、发电机一2、低温蒸发器6；

所述的预冷器7高温侧的出口连接压缩机8的入口，压缩机8的出口连接回热器5的低温侧入口，回热器5的低温侧出口连接换热器4低温侧入口，换热器4的低温侧出口连接EGR冷却器3低温侧入口，EGR冷却器3低温侧出口连接超临界二氧化碳透平1入口，超临界二氧化碳透平1与发电机一2相连，超临界二氧化碳透平1的出口连接回热器5高温侧入口，回热器5高温侧出口连接低温蒸发器6的高温侧入口，低温蒸发器6高温侧出口连接预冷器7高温侧的入口。

所述预冷器7包含了超临界二氧化碳高温侧和冷却介质低温侧，回热器5包含了超临界二氧化碳高温侧和低温侧，换热器4包含了涡后废气高温侧和超临界二氧化碳低温侧，EGR冷却器3包含了EGR废气高温侧和超临界二氧化碳低温侧，低温蒸发器6包含了超临界二氧化碳高温侧和有机工质低温侧。

所述的EGR冷却器3的EGR废气高温侧入口用于与柴油机16排出的EGR废气端相连。

所述的柴油机16上设置有涡轮14和压气机15，涡轮14驱动压气机15构成柴油机废气涡轮增压系统，形成涡后废气，涡后废气输入换热器4的涡后废气高温侧。

所述的有机朗肯循环包含了低温蒸发器6、中冷器9、有机工质透平10、发电机二11、冷凝器12和工质泵13；

所述的低温蒸发器6的低温侧出口连接中冷器9的低温侧入口，中冷器9的低温侧出口连接有机工质透平10的入口，有机工质透平10与发电机二11相连，有机工质透平10的出口连接冷凝器12高温侧入口，冷凝器12高温侧出口连接工质泵13入口，工质泵13出口连接低温蒸发器6的低温侧入口。