CN103343718A - 一种lng燃料动力船舶的lng燃料主机余热利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料主机余热利用系统，该系统利用冷却LNG燃料主机产生的热量加热乙二醇水溶液。本发明摈弃常规采用电加热乙二醇水溶液的方式，充分利用主机余热，解决了乙二醇水溶液加热的问题，从而能够减少船舶电站的容量，降低营运成本，节能环保；有效解决采用电加热乙二醇水溶液的方式所存在的缺陷。

Description

一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料主机余热利用系统
技术领域
本发明涉及船舶余热利用技术领域，具体涉及LNG燃料动力船舶LNG供气系统利用主机余热技术。 
背景技术
LNG作为船舶动力的新型清洁能源近年来发展迅速，与燃油相比在营运成本、排放控制方面具有明显优势，备受业界青睐。 
LNG动力船舶通常设置一定容积的LNG储罐，LNG主要以液态形式储存在LNG储罐内。液态的LNG经过蒸发器、加热器，以气态形式供给主机使用。由于液态LNG为-164℃，主机使用的气态LNG通常在0～60℃之间，如此大的温差仅靠一次加热是不切实际的，目前大多采用乙二醇水溶液作为中间换热介质，进行二级换热。 
参见图1，其所示为常规电加热乙二醇水溶液循环系统示意图。常规的电加热乙二醇水溶液循环系统中乙二醇水溶液单元100通过内部的电加热器110加热后，经过乙二醇水溶液循环泵300，将加热后的乙二醇水溶液供给LNG系统的蒸发器200和加热器210使用。目前大多采用电加热的方式，将要增加船舶电站的容量，同时电加器110的功率会明显使发电机组容量加大，不仅增加设备初次投资成本，而且增加营运成本。 
发明内容
本发明针对现有LNG燃料动力船舶的LNG供气系统采用电加热乙二醇水溶液循环系统所存在的问题，而提供一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料主机余热利用系统。该系统摈弃常规采用电加热乙二醇水溶液的方式，充分利用主机余热，减少船舶电站的容量，降低营运成本，节能环保。 
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案： 
一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料主机余热利用系统，所述系统利用 冷却LNG燃料主机产生的热量加热乙二醇水溶液。 
在本系统的优选实例中，所述系统包括乙二醇水溶液循环系统、LNG燃料主机冷却系统，所述乙二醇水溶液循环系统中的乙二醇水溶液单元串接在LNG燃料主机冷却系统中，并与LNG燃料主机冷却系统中冷却主机产生的热量进行热交换。 
进一步的，所述乙二醇水溶液循环系统中的乙二醇水溶液单元位于LNG燃料主机冷却系统中的淡水循环冷却系统中，并位于中央冷却器淡水进口之前。 
进一步的，所述乙二醇水溶液循环系统中的乙二醇水溶液单元亦可设置于LNG燃料主机冷却系统中的海水冷却系统中，并位于中央冷却器的海水出口处。 
本发明摈弃常规采用电加热乙二醇水溶液的方式，充分利用主机余热，解决了乙二醇水溶液加热的问题，从而能够减少船舶电站的容量，降低营运成本，节能环保；有效解决采用电加热乙二醇水溶液的方式所存在的缺陷。 
再者，对于主机无论采用高、低温水冷却系统，或是混合水方式，本发明均适用。 
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。 
图1为常规电加热乙二醇水溶液循环系统示意图； 
图2为LNG燃料主机冷却系统示意图； 
图3为本发明中乙二醇水溶液循环系统示意图； 
图4为本发明的实施示意图。 
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。 
本发明提供的LNG燃料动力船舶的LNG燃料主机余热利用系统，其能够实现充分利用冷却LNG燃料主机产生的热量加热乙二醇水溶液。 
本系统应用于LNG燃料动力船舶上时，由乙二醇水溶液循环系统400、LNG燃料主机冷却系统500配合构成，乙二醇水溶液循环系统400中的乙二醇水溶液单元串接在LNG燃料主机冷却系统500中，并与LNG燃料主机冷却系统中冷却主机产生的热量进行热交换。 
参见图2，其所示为LNG燃料主机冷却系统示意图。由图可知，该冷却系统500包括淡水循环冷却系统和海水冷却系统，可以对LNG燃料主机600的实现淡水冷却和海水冷却。 
其中淡水循环冷却系统主要由淡水冷却泵501、中央冷却器502、温控阀503配合连接组成，淡水冷却泵501使得系统中热交换介质-淡水在主机600和中央冷却器502之间循环流动，经中央冷却器502热交换后的淡水流经主机600，进行热交换吸收主机600产生的热量对其进行冷却；吸收热量后的淡水进入到中央冷却器502中再次进行热交换，如此循环实现主机600的冷却；温控阀503用于对整个循环冷却系统中的热交换温度进行调节控制。根据具体设计，中央空调等设备亦可并联入淡水冷却系统。 
海水冷却系统主要由海水箱504、海水泵505以及中央冷却器502配合连接组成。该系统对主机600进行冷却时，主机600的热量通过中央冷却器502和海水进行热交换，海水泵505从海水箱504吸入海水，在中央冷却器502和淡水进行热交换，并将热量带走（排舷外）。 
参见图3，所示为本发明中乙二醇水溶液循环系统的结构示意图。由图可知，该系统主要包括乙二醇水溶液单元401、乙二醇水溶液循环泵402，其中乙二醇水溶液单元401中不设置电加热部件，其通过乙二醇水溶液循环泵402与LNG系统中的蒸发器200和加热器210连通形成循环系统。 
参见图4，本发明中乙二醇水溶液循环系统400在与LNG燃料主机冷却系统500配合使用时，将乙二醇水溶液循环系统400中没有设置加热部件的乙二醇水溶液单元401串接在LNG燃料主机冷却系统500中的淡水循环冷却系统中，并位于中央冷却器502淡水进口之前（即在淡水循环方向上位于中央冷却器502之前）。由此，使得LNG燃料主机冷却系统500中淡水循环冷却系统的淡水与主机600进行热交换吸热后，在进入中央冷却器502之前先流进乙二醇水溶液单元401，并进行热交换，实现对乙二醇水溶液单元 401中的乙二醇水溶液进行加热，加热后的乙二醇水溶液经过乙二醇水溶液循环泵402，将加热后的乙二醇水溶液供给LNG系统的蒸发器200和加热器210使用。 
与此同时，与乙二醇水溶液单元401进行热交换后的淡水将流经中央冷却器502进行后续的循环冷却工作。 
针对LNG燃料主机冷却系统500的热交换的特点，根据设计需要，可将将乙二醇水溶液循环系统400中没有设置加热部件的乙二醇水溶液单元401布置在LNG燃料主机冷却系统中的海水冷却系统中的中央冷却器502的海水出口处，亦可间接利用主机余热（原理如上，此处不加以赘述）。 
根据上述方案形成的本发明，无论LNG燃料主机600采用高、低温水冷却系统，或是混合水方式，均适用。同时，在实际的应用中，主机在不同负荷下产生的热量不同，耗气量亦不相同，本发明可根据具体的设备资料参数调整计算。 
通过实际应用的检测，本发明的方案取得了极大的效果： 
例如以一型号为6500HP的双燃料全回转港作拖轮为例，若采用电加热，则需要总电功率约350kW，需设置两台发电机组每台容量300kW；若采用本发明提供的方案，充分利用主机余热，则每台发电机组容量仅需150kW，为原有的一半，极大的减少船舶电站的容量，从而极大的降低营运成本，具有非常好的效果。 
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (4)

1.一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料主机余热利用系统，其特征在于，所述系统利用冷却LNG燃料主机产生的热量加热乙二醇水溶液。
2.根据权利要求1所述的一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料主机余热利用系统，其特征在于，所述系统包括乙二醇水溶液循环系统、LNG燃料主机冷却系统，所述乙二醇水溶液循环系统中的乙二醇水溶液单元串接在LNG燃料主机冷却系统中，并与LNG燃料主机冷却系统中冷却主机产生的热量进行热交换。
3.根据权利要求2所述的一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料主机余热利用系统，其特征在于，所述乙二醇水溶液循环系统中的乙二醇水溶液单元位于LNG燃料主机冷却系统中的淡水循环冷却系统中，并位于中央冷却器淡水进口之前。
4.根据权利要求2所述的一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料主机余热利用系统，其特征在于，所述乙二醇水溶液循环系统中的乙二醇水溶液单元位于LNG燃料主机冷却系统中的海水冷却系统中，并位于中央冷却器的海水出口处。
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