[发明专利]一种用于船舶主机废热发电ORC系统

摘要

本发明公开了一种用于船舶主机废热发电ORC系统，包括发动机尾气回路、发动机缸套水回路、冷媒回路和外部冷却水回路。本发明是基于有机郎肯循环的动力系统，吸收发动机缸套水和发动机尾气的废热。系统中采用缸套水吸收发动机尾气热量后，再对ORC系统的冷媒进行加热；同时利用加热后的冷媒吸收发动机尾气与缸套水换热后剩余的部分热量。利用本系统，可有效解决船舶主机缸套水温度不高而导致的ORC系统蒸发压力过低，系统效率不高的问题。同时，本系统利用尾气和缸套水联合吸收热量方案，解决了有机冷媒与高温废热直接热交换带来的冷媒高温裂解的问题。本系统最大程度的回收柴油机废热的同时，对原有柴油机系统的改动较小。

主权项

一种用于船舶主机废热发电ORC系统，包括发动机尾气回路、发动机缸套水回路、冷媒回路和外部冷却水回路，其特征在于：在所述的发动机尾气回路中，发动机尾气(12)在直接排放环境前，先经过烟气换热器(8)放热，依次把热量传递给缸套水(11)和冷媒(10)，从而实现尾气热量的回收；所述的烟气换热器(8)为两级烟气换热器，第一级为发动机烟气与发动机缸套水的换热，顺流布置；第二级为发动机烟气与ORC系统冷媒的换热，也按顺流布置；在所述的发动机缸套水回路中，缸套水(11)在发动机自带循环水泵的作用下进入发动机缸套吸热，从发动机出来后接着进入烟气换热器(8)中吸收尾气的热量，再进入蒸发器(4)的水侧通道放热，实现缸套水热量和部分尾气热量的回收；在所述的冷媒回路中，储液罐(1)中低温低压的液态冷媒(10)经过工质泵(2)后变成低温高压的冷媒；接着经过蒸发器(4)，吸收发动机的废热后蒸发，变成高温高压的气态冷媒；然后气态冷媒经过烟气换热器(8)的冷媒侧，吸收烟气剩余可利用的热量后继续升温；从烟气换热器(8)出来的气态冷媒进入膨胀发电机(5)，对外做功发电，从而实现废热的回收再利用；从膨胀发电机(5)出来的低压冷媒蒸汽，再通过冷凝器(6)放热，成为低温低压的液态冷媒回到储液罐(1)中；在所述的外部冷却水回路中，外部冷却水经过冷凝器，吸收气态冷媒的热量，使其成为低温低压的冷媒。