CN108027135A - 废热回收系统、具备该废热回收系统的船舶以及废热回收方法 - Google Patents

废热回收系统、具备该废热回收系统的船舶以及废热回收方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108027135A
CN108027135A CN201780001687.2A CN201780001687A CN108027135A CN 108027135 A CN108027135 A CN 108027135A CN 201780001687 A CN201780001687 A CN 201780001687A CN 108027135 A CN108027135 A CN 108027135A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steam
drum
heat recovery
waste heat
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780001687.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108027135B (zh
Inventor
末野智
松下浩市
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Marine Machinery and Equipment Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Publication of CN108027135A publication Critical patent/CN108027135A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108027135B publication Critical patent/CN108027135B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/02—Driving of auxiliaries from propulsion power plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
    • B63J2/12—Heating; Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1807—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system

Abstract

废热回收系统具备：废气经济器(3)，从自舶用主机引导的废气流动的上游侧朝向下游侧配置有高压蒸气产生器(3a)和低压蒸气产生器(3b)；第一辅助锅炉(5a)，具有第一蒸气锅筒(5a2)；第二辅助锅炉(5b)，其具有第二蒸气锅筒(5b2)；第一循环流路，以将第一蒸气锅筒(5a2)用作第一蒸气产生器(3a)的汽水分离器的方式连接；第二循环流路，以将第二蒸气锅筒(5b2)用作第二蒸气产生器(3b)的汽水分离器的方式连接；第三循环流路，以将第二蒸气锅筒(5b2)用作高压蒸气产生器(3a)的汽水分离器的方式连接；以及切换阀(TV1～TV3)和止回阀(CV1～CV6)，将第一循环流路设为非流通状态而将第三循环流路设为流通状态。

Description

废热回收系统、具备该废热回收系统的船舶以及废热回收 方法
技术领域
本发明涉及具备从自柴油主机等舶用主机引导的废气进行废热回收的废气经济器的废热回收系统、具备该废热回收系统的船舶以及废热回收方法。
背景技术
以往以来，在使用大型柴油发动机(舶用主机)用于船舶的推进的系统中，已知有一种废热回收系统，在该废热回收系统中，从柴油发动机排出的废气的热能由废气经济器进行热回收而生成蒸气，用于船内的通用蒸气、发电等。如此，不使为了船舶驱动而投入的能量向大气释放而进行回收，由此，谋求了船舶的能量效率的提高。
不过，由于近年的技术开发，柴油发动机的热效率被逐年改善，因此，能够由废气经济器从废气进行热回收的热量减少。在要在这样的较少的废热量下进行热回收的情况下，存在将废气经济器的蒸气产生部分成高压部和低压部而要进行到低温(低压)为止的热回收的情况(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭57―49704号公报
发明内容
发明所要解决的课题
不过，在专利文献1中，在除了高压的蒸气产生部之外、还要追设低压的蒸气产生部的情况下，需要针对低压的蒸气产生部新设置低压汽水分离器(参照该文献的图2的标号2A)。这样一来，低压汽水分离器的成本和设置空间成为必须，成为成本降低的障碍，同时还存在要确保设置空间的问题。
在导入用于废气经济器的低压蒸气产生器的汽水分离器之际，为了能够使成本降低且无需确保设置空间，对例如船舶而言，考虑利用一般设置的辅助锅炉等锅筒锅炉的蒸气锅筒。只要具备两个锅筒锅炉，来自废气经济器的高压蒸气产生器的蒸气能够利用一个锅筒锅炉的蒸气锅筒，来自废气经济器的低压蒸气产生器的蒸气利用另一个锅筒锅炉的蒸气锅筒。
不过，即使如此利用两个蒸气锅筒，也在任一个蒸气锅筒产生了故障的情况下，有可能难以继续进行废热回收。
本发明是鉴于这样的状况而做成的，目的在于提供一种废热回收系统、具备该废热回收系统的船舶以及废热回收方法，该废热回收系统在利用锅筒锅炉的蒸气锅筒作为用于废气经济器的低压蒸气产生器和高压蒸气产生器的汽水分离器之际，即使是蒸气锅筒产生了故障的情况下，也能够继续进行废热回收。
用于解决课题的手段
为了解决上述问题，本发明的废热回收系统、具备该废热回收系统的船舶以及废热回收方法采用以下方案。
即、本发明所涉及的废热回收系统的特征在于，具备：废气经济器，从自舶用主机引导的废气流动的上游侧朝向下游侧配置有第一蒸气产生器和第二蒸气产生器；第一锅筒锅炉，具有第一炉膛和第一蒸气锅筒；第二锅筒锅炉，具有第二炉膛和第二蒸气锅筒；第一循环流路，以将所述第一蒸气锅筒用作所述第一蒸气产生器的汽水分离器的方式连接；第二循环流路，以将所述第二蒸气锅筒用作所述第二蒸气产生器的汽水分离器的方式连接；第三循环流路，以将所述第二蒸气锅筒用作所述第一蒸气产生器的汽水分离器的方式连接；以及第一切换阀，将所述第一循环流路设为非流通状态而将所述第三循环流路设为流通状态。
从来自舶用主机的废气被引导的第一蒸气产生器和第二蒸气产生器回收废热。在废气流动上游侧设置有第一蒸气产生器，在第一蒸气产生器的废气流动下游侧设置有第二蒸气产生器，因此，在第一蒸气产生器中，获得压力比第二蒸气产生器的压力高的水蒸气。
由第一蒸气产生器生成的水蒸气被经由第一循环流路向第一锅筒锅炉的第一蒸气锅筒引导。第一蒸气锅筒用作汽水分离器，水蒸气和水被分离。在第一蒸气锅筒处分离出的水经由第一循环流路返回第一蒸气产生器。
由第二蒸气产生器生成的水蒸气被经由第二循环流路向第二锅筒锅炉的第二蒸气锅筒引导。第二蒸气锅筒用作汽水分离器，水蒸气和水被分离。在第二蒸气锅筒处分离出的水经由第二循环流路返回第二蒸气产生器。
设置以将第二蒸气锅筒用作第一蒸气产生器的汽水分离器的方式连接的第三循环流路，而能够将第二蒸气锅筒用作第一蒸气产生器的汽水分离器。此时，使用将第一循环流路设为非流通状态而将第三循环流路设为流通状态的第一切换阀。由此，即使例如第一锅筒锅炉发生故障而陷入第一蒸气锅筒无法使用的状态，也通过使用第一切换阀来进行切换，能够使用第二蒸气锅筒替代第一蒸气锅筒，能够继续进行废热回收。
而且，在本发明的废热回收系统中，其特征在于，所述第一切换阀仅使用止回阀和三通阀来构成。
作为第一切换阀，仅使用止回阀和三通阀，排除二通阀的使用。由此，能够减少所操作的阀数，不仅能够减少作业者的操作差错，还能够减少维护的负担。
而且，在本发明的废热回收系统中，其特征在于，该废热回收系统具备：第四循环流路，其以将所述第一蒸气锅筒用作所述第二蒸气产生器的汽水分离器的方式连接；第二切换阀，其将所述第二循环流路设为非流通状态而将所述第四循环流路设为流通状态。
设置以将第一蒸气锅筒用作第二蒸气产生器的汽水分离器的方式连接的第四循环流路而能够将第一蒸气锅筒用作第二蒸气产生器的汽水分离器。此时，使用将第二循环流路设为非流通状态而将第四循环流路设为流通状态的第二切换阀。
而且，在本发明的废热回收系统中，其特征在于，所述第二切换阀仅使用止回阀和三通阀来构成。
作为第二切换阀，仅使用止回阀和三通阀，排除二通阀的使用。由此，能够减少所操作的阀数，不仅能够减少作业者的操作差错，还能够减少维护的负担。
另外，本发明的船舶的特征在于，该船舶具备：舶用主机；以及上述的任一项记载的废热回收系统，从来自该舶用主机的废气进行废热回收。
具备上述的任一个废热回收系统，因此，能够提供一种能量效率优异的船舶。
另外，本发明的废热回收方法的特征在于，具备如下工序：废热回收工序，在该废热回收工序中，在从舶用主机引导的废气流动的上游侧进行第一废热回收，并且，在该废气流动的下游侧进行第二废热回收；第一汽水分离工序，在该第一汽水分离工序中，利用具有第一炉膛和第一蒸气锅筒的第一锅筒锅炉的该第一蒸气锅筒对通过所述第一废热回收获得的蒸气进行汽水分离；第二汽水分离工序，在该第二汽水分离工序中，利用具有第二炉膛和第二蒸气锅筒的第二锅筒锅炉的该第二蒸气锅筒对通过所述第二废热回收获得的蒸气进行汽水分离；第三汽水分离工序，其利用所述第二蒸气锅筒对通过所述第一废热回收获得的蒸气进行汽水分离；以及切换工序，在该切换工序中，对第一切换阀进行操作而使所述第二汽水分离工序停止，对所述第一汽水分离工序和所述第三汽水分离工序进行切换。
发明的效果
即使是一个锅筒锅炉发生故障而陷入蒸气锅筒无法使用的状态，也通过使用切换阀来进行切换，能够使用另一个蒸气锅筒来替代产生了故障的蒸气锅筒，能够继续进行废热回收。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的废热回收系统的概略结构图。
图2是表示图1的废热回收系统的另一种动作状态的概略结构图。
图3是表示图1的废热回收系统的又一种动作状态的概略结构图。
图4是表示图1的变形例的概略结构图。
废热蒸气锅筒水锅筒蒸气锅筒水锅筒
具体实施方式
以下，使用图1来对本发明的一个实施方式进行说明。
如图1所示，设置到船舶的废热回收系统1具备：未图示的柴油主机(舶用主机)、废气经济器3，对从柴油主机排出的废气所保有的热进行回收；以及两台辅助锅炉5a、5b。
本实施方式的船舶设为油轮，具备进行油的输入和输出的货油泵(Cargo OilPump)。货油泵具备被蒸气驱动的货油泵透平机。作为货油泵透平机的驱动源的蒸气由两台辅助锅炉5a、5b生成。
柴油主机设为例如额定以200rpm以下运转的低速2冲程1循环的单流扫气方式，驱动船舶推进用的螺旋桨(未图示)。从柴油主机向废气经济器3引导的废气在例如50％负荷(额定100％负荷)的情况下，设为约210℃。
在废气经济器3从废气流动的上游侧朝向下游侧配置有高压蒸气产生器3a(第一蒸气产生器)3a和低压蒸气产生器(第二蒸气产生器)3b。高压蒸气产生器3a和低压蒸气产生器3b设为在烟道内从下向上依次安装的传热管组。在烟道内，从柴油主机侧引导来的高温的废气流动，在烟道内流动后，废气经由连接到下游侧的烟囱(未图示)向大气释放。在废气经济器3的入口温度设为约210℃的情况下，废气的废气经济器出口温度设为约170℃。
高压蒸气产生器3a具备对废热回收前的给水(约80℃)进行引导的入口集管3a1以及对废热回收后的蒸气进行引导的出口集管3a2。从出口集管3a2引导的蒸气设为例如170℃、7巴(表压)。
低压蒸气产生器3b具备对废热回收前的给水(约80℃)引导的入口集管3b1和对废热回收后的蒸气引导的出口集管3b2。从出口集管3b2引导的蒸气设为例如144℃、3巴(表压)。
第一辅助锅炉5a具备：第一炉膛5a1；第一蒸气锅筒5a2，配置于上方；第一水锅筒5a3，配置于下方。第一炉膛5a1具备燃烧器(未图示)，在第一炉膛5a1内进行燃烧。
在第一炉膛5a1中，若燃烧器被点火，在锅炉内给水被加热，则水从下方的第一水锅筒5a3向上方的第一蒸气锅筒5a2上升，气液在第一蒸气锅筒5a2被分离。如此，第一辅助锅炉5a本来设为自然循环型的锅筒锅炉。不过，在船舶的航行中，不作为自然循环型锅筒锅炉使用，第一蒸气锅筒5a2用作高压蒸气产生器3a的汽水分离器。
在第一蒸气锅筒5a2连接有向高压蒸气产生器3a的入口集管3a1供水的第一循环水配管5a6。在第一循环水配管5a6设置有第一循环水泵5a7。第一循环水泵5a7根据未图示的控制部的指令进行启停。在高压蒸气产生器3a的出口集管3a2与第一蒸气锅筒5a2之间设置有第一汽水混合配管5a8。由上述的第一循环水配管5a6和第一汽水混合配管5a8形成水和蒸气在第一蒸气锅筒5a2与高压蒸气产生器3a之间循环的第一循环流路。
在第一蒸气锅筒5a2被汽水分离后的蒸气通过第一蒸气输出配管5a9，提供给需要高压蒸气的地方。作为需要高压蒸气的地方，列举出对例如作为柴油主机的燃料的重油进行加热的油加热装置。
第二辅助锅炉5b具有与第一辅助锅炉5a同等的容量，与第一辅助锅炉5a同样地具备：第二炉膛5b1；第二蒸气锅筒5b2，配置于上方；第二水锅筒5b3，配置于下方。第二炉膛5b1具备燃烧器(未图示)，在第二炉膛5b1内进行燃烧。
若在第二炉膛5b1内燃烧器被点火，锅炉内给水被加热，则水从下方的第二水锅筒5b3向上方的第二蒸气锅筒5b2上升，气液在第二蒸气锅筒5b2被分离。如此，第二辅助锅炉5b本来作为自然循环型的锅筒锅炉。不过，在船舶的航行中，不作为自然循环型锅筒锅炉使用，第二蒸气锅筒5b2用作低压蒸气产生器3b的汽水分离器。
在第二蒸气锅筒5b2连接有向低压蒸气产生器3b的入口集管3b1供水的第二循环水配管5b6。在第二循环水配管5b6设置有第二循环水泵5b7。第二循环水泵5b7根据未图示的控制部的指令进行启停。在低压蒸气产生器3b的出口集管3b2与第二蒸气锅筒5b2之间设置有第二汽水混合配管5b8。由上述的第二循环水配管5b6和第二汽水混合配管5b8形成水和蒸气在第二蒸气锅筒5b2与低压蒸气产生器3b之间循环的第二循环流路。
在第二蒸气锅筒5b2被汽水分离后的蒸气通过第二蒸气输出配管5b9，提供给需要低压蒸气的地方。低压蒸气用作例如船内通用蒸气。
在第一循环水配管5a6的分支点D1与第二循环水配管5b6的分支点D2之间设置有第一预备循环水配管10。分支点D1设置于比第一循环水泵5a7更靠上游侧的位置。在第一预备循环水配管10设置有第一止回阀CV1，该第一止回阀CV1仅容许从第二循环水配管5b6朝向第一循环水配管5a6的流动。经由第一预备循环水配管10从第二循环水配管5b6引导来的水能够向第一循环水配管5a6引导，向高压蒸气产生器3a流动。
在第二循环水配管5b6的分支点D2的下游侧设置有第一三通阀TV1。第一三通阀TV1的开方向由未图示的控制部控制。在第一三通阀TV1与第一循环水配管5a6的分支点D3之间设置有第二预备循环水配管11。分支点D3位于比分支点D1更靠上游侧的位置，在分支点D3与分支点D1之间设置有第二止回阀CV2。第二止回阀CV2仅容许从分支点D3朝向分支点D1的流动。
在第一汽水混合配管5a8与第二汽水混合配管5b8之间设置有第一预备汽水混合配管12。在第一预备汽水混合配管12与第一汽水混合配管5a8的连接位置设置有第二三通阀TV2。第二三通阀TV2的开方向由未图示的控制部控制。第二三通阀TV2在将来自高压蒸气产生器3a的高压蒸气向第一蒸气锅筒5a2引导时选择第一汽水混合配管5a8，在向第二蒸气锅筒5b2引导时选择第一预备汽水混合配管12。第一预备汽水混合配管12的下游端与第二汽水混合配管5b8的分支点D4连接。
在分支点D4的上游侧设置有分支点D5。在该分支点D5与第一汽水混合配管5a8的分支点D6之间设置有第二预备汽水混合配管13。分支点D6设置于比第二三通阀TV2更靠下游侧的位置。在第二预备汽水混合配管13设置有第三止回阀CV3。第三止回阀CV3仅容许从第二汽水混合配管5b8向第一汽水混合配管5a8的流动。
在第二汽水混合配管5b8的分支点D4与分支点D5之间设置有第四止回阀CV4。第四止回阀CV4仅容许从分支点D5朝向分支点D4的流动。
在第一蒸气输出配管5a9的分支点D7与第二蒸气输出配管5b9的分支点D8之间设置有第一预备蒸气输出配管14。在第一预备蒸气输出配管14设置有第5止回阀CV5。第5止回阀CV5仅容许从分支点D8向分支点D7的流动。
在第二蒸气输出配管5b9的分支点D8的下游侧设置有第三三通阀TV3。第三三通阀TV3的开方向由未图示的控制部控制。在第三三通阀TV3与第一蒸气输出配管5a9的分支点D9之间设置有第二预备蒸气输出配管15。分支点D9设置于分支点D7的上游侧。在分支点D7与分支点D9之间设置有第6止回阀CV6。第6止回阀CV6仅容许从分支点D9朝向分支点D7的流动。
控制部根据船舶的航行状况将辅助锅炉5a、5b用作本来的自然循环型锅筒锅炉，或使各辅助锅炉5a、5b的作为自然循环型锅筒锅炉的运转停止而切换为各蒸气锅筒5a2、5b2用作各蒸气产生器3a、3b的汽水分离器。控制部由例如PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、以及计算机可读取的存储介质等构成。并且，用于实现各种功能的一系列处理作为一个例子以程序的形式存储于存储介质等，CPU将该程序读出到RAM等,通过执行信息的加工/运算处理，各种功能被实现。
接着，对上述结构的废热回收系统1的动作进行说明。
[停泊时]
在船舶的停泊时，柴油主机被停止，不进行废气经济器3处的蒸气生成。不过，在停泊时，为了油的输入或输出，需要用于驱动货油泵的高压蒸气。因此，利用控制部的指令进行控制，以使第一辅助锅炉5a和第二辅助锅炉5b作为自然循环型锅筒锅炉进行动作。具体而言，对各辅助锅炉5a、5b的各燃烧器进行点火，在各炉膛5a1、5b1对给水进行加热而生成蒸气。
各辅助锅炉5a、5b的容量设为同等，因此，从各自的蒸气输出配管5a9、5b9输出的高压蒸气在汇合之后向货油泵透平机引导而驱动该透平机。
[航行时的通常运用]
在船舶的航行时，不进行油的输入和输出，因此，无需利用各辅助锅炉5a、5b生成高压蒸气。因而，利用控制部的指令，各辅助锅炉5a、5b的各燃烧器的点火被停止。
另一方面，在船舶的航行时柴油主机起动，因此，能够进行废气经济器3处的蒸气生成。在该情况下，根据控制部的指令切换成，将第一辅助锅炉5a的第一蒸气锅筒5a2用作高压蒸气产生器3a的汽水分离器，且将第二辅助锅炉5b的第二蒸气锅筒5b2用作低压蒸气产生器3b的汽水分离器。此时，根据控制部的指令，第一三通阀TV1被选择成将第二循环水配管5b6的上下游连接，第二三通阀TV2被选择成将第一汽水混合配管5a8的上下游连接，第三三通阀TV3被选择成将第二蒸气输出配管5b9的上下游连接。此外，各三通阀TV1、IV2、IV3的标号用涂黑表示设为闭的方向，用空心表示设为开的方向(以下相同)。
因而，若使第一循环水泵5a7和第二循环水泵5b7起动，则在高压蒸气产生器3a生成蒸气，在第一蒸气锅筒5a2汽水被分离，设为170℃、7巴的高压蒸气向船内的需要的地方(油加热装置等)输送。另外，在低压蒸气产生器3b蒸气被生成，在第二蒸气锅筒5b2汽水被分离，设为144℃、3巴的低压蒸气向船内的需要的地方(船内通用蒸气等)输送。
[航行时的紧急运用]
如图2所示，在航行时在由于第一辅助锅炉5a发生故障等而无法使用第一辅助锅炉5a的第一蒸气锅筒5a2的情况下，进行以下那样的紧急运用。此外，在图2中，针对循环水或蒸气所流通的流路以实线表示，针对循环水或蒸气不流通的流路以虚线表示。
在第一辅助锅炉5a在因某些异常停止了的情况下(该图中，停止了的第一辅助锅炉5a以×表示。)，从第二蒸气锅筒5b2引导来的循环水通过第二循环水配管5b6、第一预备循环水配管10和第一循环水配管5a6，向高压蒸气产生器3a流动。此时第一三通阀TV1阻断从分支点D2朝向第二循环水配管5b6的下游侧的流动。
另外，根据控制部的指令，选择第一预备汽水混合配管12作为第二三通阀TV2的喷出流路，将第一预备汽水混合配管12与第一汽水混合配管5a8和第二汽水混合配管5b8连接，能够进行从高压蒸气产生器3a向第二蒸气锅筒5b2提供高压蒸气。此时，利用第四止回阀CV4防止了高压蒸气通过第二汽水混合配管5b8并向低压蒸气产生器3b的出口集管3b2倒流的情况。
如此，将连接第一蒸气锅筒5a2和高压蒸气产生器3a的第一循环流路设为非流通状态，并且，将使用了第一预备循环水配管10和第一预备汽水混合配管12的第三循环流路设为流通状态。由此，不使用第一辅助锅炉5a的第一蒸气锅筒5a2，而是使用第二辅助锅炉5b的第二蒸气锅筒5b2，能够实现高压蒸气产生器3a的汽水分离器。
在第二蒸气锅筒5b2被汽水分离后的高压蒸气通过第二蒸气输出配管5b9和第一预备蒸气输出配管14，经由第一蒸气输出配管5a9向需要蒸汽的地方引导。此时，利用第6止回阀CV6防止高压蒸气通过第一蒸气输出配管5a9并向第一蒸气锅筒5a2倒流。另外，第三三通阀TV3阻断从分支点D8朝向第二蒸气输出配管5b9的下游侧的流动。此外，在需要船内通用蒸气等低压蒸气的情况下，利用减压阀等减压部件(未图示)将在第一蒸气输出配管5a9流动的高压蒸气减压后使用。
[航行时的蒸气锅筒相互交换运用]
如图3所示，航行时，通过将连接到高压蒸气产生器3a的第一蒸气锅筒5a2变更成第二蒸气锅筒5b2，将连接到低压蒸气产生器3b的第二蒸气锅筒5b2变更成第一蒸气锅筒5a2，也能够对各蒸气锅筒5a2、5b2的作用进行彼此交换。
与高压蒸气产生器3a连接的辅助锅炉5a、5b仅在进行废热回收而不负责需要蒸气的情况下，使用被设置于辅助锅炉5a、5b的燃烧器来进行重新加热。在辅助锅炉5a、5b中的任一个燃烧器处于不良情况的情况下，通过利用本运用对蒸气锅筒582、5b2进行交换，能够继续使用。
另外，通过利用本运用对蒸气锅筒5a2、5b2进行交换来使用，能够防止消耗偏向于一个辅助锅炉5a、5b的燃烧器、FD风扇(Forced Draft Fan:强压鼓风机)等用于将燃烧用空气向炉膛5a1、5b1输送的鼓风机。
根据控制部的指令，利用第一三通阀TV1将第二预备循环水配管11和第二循环水配管5b6的下游侧连接，从而从第一蒸气锅筒5a2引导来的循环水通过第二预备循环水配管11和第二循环水配管5b6，向低压蒸气产生器3b的入口集管3b1流动。
另外，将第二预备汽水混合配管13与第一汽水混合配管5a8和第二汽水混合配管5b8连接，能够从低压蒸气产生器3b向第一蒸气锅筒5a2提供低压蒸汽。
如此，将连接第二蒸气锅筒5b2和低压蒸气产生器3b的第二循环流路设为非流通状态，并且，将使用了第二预备循环水配管11和第二预备汽水混合配管13的第四循环流路设为流通状态。由此，能够使用第一辅助锅炉5a的第一蒸气锅筒5a2来实现低压蒸气产生器3b的汽水分离器。
另一方面，从第二蒸气锅筒5b2引导来的循环水与在图2中说明的情况同样地，通过第一预备循环水配管10，向高压蒸气产生器3a引导。并且，从高压蒸气产生器3a的出口集管3a2引导来的高压蒸气通过第一预备汽水混合配管12，向第二蒸气锅筒5b2引导。由此，能够使用第二辅助锅炉5b的第二蒸气锅筒5b2来实现高压蒸气产生器3a的汽水分离器。
在第一蒸气锅筒5a2被汽水分离后的低压蒸气通过第一蒸气输出配管5a9和第二预备蒸气输出配管15，经由第二蒸气输出配管5b9向需要蒸汽的地方引导。此时，第三三通阀TV3根据控制部的指令选择成将第二预备蒸气输出配管15和第二蒸气输出配管5b9的下游侧连接。另外，利用设置于第一预备蒸气输出配管14的第5止回阀CV5，防止了低压蒸气通过第二蒸气输出配管5b9并向第二蒸气锅筒5b2倒流。
在第二蒸气锅筒5b2被汽水分离后的高压蒸气与图2中说明的情况同样地，通过第二蒸气输出配管5b9、第一预备蒸气输出配管14，经由第一蒸气输出配管5a9向需要蒸汽的地方引导。
如以上那样，根据本实施方式，起到以下的作用效果。
为了确保冗余度、必要能力，在船舶设置有多个辅助锅炉5a，5b。另外，在本实施方式中，船舶设为油轮，因此，为了在目的地进行油的输入、输出，需要货油泵的驱动。该货油泵具备透平机(货油泵透平机)，透平机被蒸气驱动。在停泊中，柴油主机被停止，无法在废气经济器3生成蒸气，因此，利用两台辅助锅炉5a、5b来负责提供蒸气。
因此，在本实施方式中，着眼于设置有多个辅助锅炉5a、5b，将第二辅助锅炉5b的第二蒸气锅筒5b2用作低压蒸气产生器3b的汽水分离器。由此，无需另外设置低压蒸气产生器3b用的汽水分离器7，另外，能够削减用于设置汽水分离器7的成本，能够实现节省空间。
设置有以将第二蒸气锅筒5b2用作高压蒸气产生器3a的汽水分离器的方式使用第一预备循环水配管10和第一预备汽水混合配管12来连接的第三循环流路，因此，能够将第二蒸气锅筒5b2用作高压蒸气产生器3a的汽水分离器。由此，即使是例如第一辅助锅炉5a产生故障而陷入第一蒸气锅筒5a2无法使用的状态下，也能够使用第二蒸气锅筒5b2来替代第一蒸气锅筒5a2，能够继续进行废热回收。此时，仅使用三通阀TV1～TV3和止回阀CV1～CV6来进行向第三循环流路的切换，不使用二通阀。由此，能够减少所操作的阀数，不仅能够减少作业者的操作差错，还能够减少维护的负担。
设置有以将第一蒸气锅筒5a2用作低压蒸气产生器3b的汽水分离器的方式使用第二预备循环水配管11和第二预备汽水混合配管13来连接的第四循环流路，因此，能够将第一蒸气锅筒5a2用作低压蒸气产生器3b的汽水分离器。此时，仅三通阀TV1～TV3和止回阀CV1～CV6来进行向第四循环流路的切换，不使用二通阀。由此，能够减少所操作的阀数，不仅能够减少作业者的操作差错，还能够减少维护的负担。
[变形例]
在上述的实施方式中，仅使用三通阀和止回阀，但也可以使用二通阀来进行向同样的第三循环流路、第四循环流路的切换。在图4中示出了使用了二通阀的结构的具体例。具体而言，上述实施方式的止回阀CV1～CV6分别被置换成二通阀V1～V6。另外，上述实施方式的第一三通阀TV1被置换成两个二通阀V11、V12，上述实施方式的第二三通阀TV2被置换成两个二通阀V13、V14，上述实施方式的第三三通阀TV3被置换成两个二通阀V15、V16。
此外，在上述的实施方式中，列举油轮为例作为船舶进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以是其他种类的船舶。即为了应对如船舶的停泊中那样无法利用废气经济器进行废热回收的情况，只要是设置有与船内蒸气需要量相对应的多个辅助锅炉的船舶，就能够适用。
符号说明
1 废热回收系统
3 废气经济器
3a 高压蒸气产生器(第一蒸气产生器)
3b 低压蒸气产生器(第二蒸气产生器)
5a 第一辅助锅炉
5a1 第一炉膛
5a2 第一蒸气锅筒
5a3 第一水锅筒
5a6 第一循环水配管(第一循环流路)
5a7 第一循环水泵
5a8 第一汽水混合配管(第一循环流路)
5a9 第一蒸气输出配管
5b 第二辅助锅炉
5b1 第二炉膛
5b2 第二蒸气锅筒
5b3 第二水锅筒
5b6 第二循环水配管(第二循环流路)
5b7 第二循环水泵
5b8 第二汽水混合配管(第二循环流路)
5b9 第二蒸气输出配管
10 第一预备循环水配管(第三循环流路)
11 第二预备循环水配管(第四循环流路)
12 第一预备汽水混合配管(第三循环流路)
13 第二预备汽水混合配管(第四循环流路)
14 第一预备蒸气输出配管
15 第二预备蒸气输出配管
TV1～TV3 三通阀(第一切换阀，第二切换阀)
CV1～CV6 止回阀(第一切换阀，第二切换阀)

Claims (6)

1.一种废热回收系统，其特征在于，具备：
废气经济器，从自舶用主机引导的废气流的上游侧朝向下游侧配置有第一蒸气产生器和第二蒸气产生器；
第一锅筒锅炉，具有第一炉膛和第一蒸气锅筒；
第二锅筒锅炉，具有第二炉膛和第二蒸气锅筒；
第一循环流路，以将所述第一蒸气锅筒用作所述第一蒸气产生器的汽水分离器的方式连接；
第二循环流路，以将所述第二蒸气锅筒用作所述第二蒸气产生器的汽水分离器的方式连接；
第三循环流路，以将所述第二蒸气锅筒用作所述第一蒸气产生器的汽水分离器的方式连接；以及
第一切换阀，将所述第一循环流路设为非流通状态而将所述第三循环流路设为流通状态。
2.根据权利要求1所述的废热回收系统，其特征在于，
所述第一切换阀仅使用止回阀和三通阀来构成。
3.根据权利要求1所述的废热回收系统，其特征在于，还具备：
第四循环流路，以将所述第一蒸气锅筒用作所述第二蒸气产生器的汽水分离器的方式连接；以及
第二切换阀，将所述第二循环流路设为非流通状态而将所述第四循环流路设为流通状态。
4.根据权利要求3所述的废热回收系统，其特征在于，
所述第二切换阀仅使用止回阀和三通阀来构成。
5.一种船舶，其特征在于，具备：
舶用主机；以及
如权利要求1～4中任一项所述的废热回收系统，从来自该舶用主机的废气进行废热回收。
6.一种废热回收方法，其特征在于，具备以下工序：
废热回收工序，在该废热回收工序中，在从舶用主机引导的废气流的上游侧进行第一废热回收，并且，在该废气流的下游侧进行第二废热回收；
第一汽水分离工序，在该第一汽水分离工序中，利用具有第一炉膛和第一蒸气锅筒的第一锅筒锅炉的该第一蒸气锅筒对通过所述第一废热回收获得的蒸气进行汽水分离；
第二汽水分离工序，在该第二汽水分离工序中，利用具有第二炉膛和第二蒸气锅筒的第二锅筒锅炉的该第二蒸气锅筒对通过所述第二废热回收获得的蒸气进行汽水分离；
第三汽水分离工序，在该第三汽水分离工序中，利用所述第二蒸气锅筒对通过所述第一废热回收获得的蒸气进行汽水分离；以及
切换工序，在该切换工序中，对第一切换阀进行操作而使所述第二汽水分离工序停止，对所述第一汽水分离工序和所述第三汽水分离工序进行切换。
CN201780001687.2A 2016-06-10 2017-06-05 废热回收系统、具备该废热回收系统的船舶以及废热回收方法 Active CN108027135B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016116318A JP6513602B2 (ja) 2016-06-10 2016-06-10 排熱回収システム及びこれを備えた船舶ならびに排熱回収方法
JP2016-116318 2016-06-10
PCT/JP2017/020894 WO2017213111A1 (ja) 2016-06-10 2017-06-05 排熱回収システム及びこれを備えた船舶ならびに排熱回収方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108027135A true CN108027135A (zh) 2018-05-11
CN108027135B CN108027135B (zh) 2019-07-12

Family

ID=60577921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780001687.2A Active CN108027135B (zh) 2016-06-10 2017-06-05 废热回收系统、具备该废热回收系统的船舶以及废热回收方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6513602B2 (zh)
KR (1) KR101982963B1 (zh)
CN (1) CN108027135B (zh)
WO (1) WO2017213111A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108995790A (zh) * 2018-06-13 2018-12-14 武汉理工大学 一种余热回收式船舶空调系统
CN113365910A (zh) * 2019-01-29 2021-09-07 大宇造船海洋株式会社 具有冷却水控制系统的极地船舶及用于控制极地船舶中的冷却水的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6460490B1 (en) * 2001-12-20 2002-10-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Flow control system for a forced recirculation boiler
CN103925025A (zh) * 2014-04-18 2014-07-16 哈尔滨工程大学 一种船舶柴油机废气余热回收装置
JP2015232294A (ja) * 2014-06-10 2015-12-24 三菱重工業株式会社 排熱回収装置、内燃機関システムおよび船舶、並びに排熱回収方法
KR20160031746A (ko) * 2014-09-15 2016-03-23 대우조선해양 주식회사 전기 가열 시스템 및 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5749704A (en) * 1980-09-08 1982-03-23 Sumitomo Heavy Industries Exhaust gas heat recovery apparatus with exhaust gas economizer and auxiliary boiler
JPH055502A (ja) * 1991-01-25 1993-01-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd デイーゼル船用排ガスエコノマイザ膨出水処理システム付き蒸気プラント
DE10228335B3 (de) * 2002-06-25 2004-02-12 Siemens Ag Abhitzedampferzeuger mit Hilfsdampferzeugung
JP2007298216A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Sanden Corp 発電装置
JP5200597B2 (ja) * 2008-03-14 2013-06-05 三浦工業株式会社 蓄熱システム
KR20100067247A (ko) * 2008-12-11 2010-06-21 대우조선해양 주식회사 선박의 폐열 회수 시스템 및 방법
JP5717998B2 (ja) * 2010-08-04 2015-05-13 川崎重工業株式会社 熱回収ユニット、排ガスエコノマイザ及び廃熱回収システム
JP2014118323A (ja) * 2012-12-17 2014-06-30 Mitsubishi Chemicals Corp 周期表第１３族金属窒化物半導体結晶の製造方法及び周期表第１３族金属窒化物半導体結晶
JP6066072B2 (ja) * 2013-03-04 2017-01-25 三浦工業株式会社 給水加温システム
JP6498433B2 (ja) * 2014-12-19 2019-04-10 三菱重工業株式会社 排熱回収システム及びこれを備えた船舶ならびに排熱回収方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6460490B1 (en) * 2001-12-20 2002-10-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Flow control system for a forced recirculation boiler
CN103925025A (zh) * 2014-04-18 2014-07-16 哈尔滨工程大学 一种船舶柴油机废气余热回收装置
JP2015232294A (ja) * 2014-06-10 2015-12-24 三菱重工業株式会社 排熱回収装置、内燃機関システムおよび船舶、並びに排熱回収方法
KR20160031746A (ko) * 2014-09-15 2016-03-23 대우조선해양 주식회사 전기 가열 시스템 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108995790A (zh) * 2018-06-13 2018-12-14 武汉理工大学 一种余热回收式船舶空调系统
CN113365910A (zh) * 2019-01-29 2021-09-07 大宇造船海洋株式会社 具有冷却水控制系统的极地船舶及用于控制极地船舶中的冷却水的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180008515A (ko) 2018-01-24
WO2017213111A1 (ja) 2017-12-14
CN108027135B (zh) 2019-07-12
KR101982963B1 (ko) 2019-05-27
JP6513602B2 (ja) 2019-05-15
JP2017219292A (ja) 2017-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105716053B (zh) 废热回收系统及具备该系统的船舶以及废热回收方法
CN101163833B (zh) 在纸浆制造厂中产生能量的设备和方法
JP2611133B2 (ja) 複合サイクル用の熱回収装置
CN103967648B (zh) 一种船舶低速柴油机余热综合回收系统
EP2176121B1 (en) Machinery arrangement of a marine vessel
KR20110022634A (ko) 순산소 연소에 의해 전력을 생성하는 방법과 시스템
CN107208876B (zh) 锅炉给水系统及具备该锅炉给水系统的锅炉、以及锅炉给水系统的控制方法
CN108027135B (zh) 废热回收系统、具备该废热回收系统的船舶以及废热回收方法
CN101720381A (zh) 具有蒸汽涡轮机和用于预热给水的冷凝器的装置
CN111623402A (zh) 一种机炉耦合供热余热利用系统
CN103353239A (zh) 改进型石灰窑废气余热发电系统及其发电方法
WO2014146860A1 (en) Power generation system and method to operate
CN102401393A (zh) 火电厂锅炉排烟余热回收利用系统
CN108870348A (zh) 一种用于热力采油的核能制取蒸汽的装置
CN108843414B (zh) 核能与常规能源耦合和解耦带再热发电系统的工作方法
CN103398385A (zh) 一种船舶焚烧炉及动力装置的余热回收系统及回收方法
CN212431010U (zh) 一种机炉耦合供热余热利用系统
CN105371267B (zh) 加热锅炉一、二次风的二次再热汽轮机回热能量利用系统
CN204880081U (zh) 一种利用邻机蒸汽加热的锅炉启动装置
CN201858899U (zh) 改进型水泥工业用发电系统
CN210030051U (zh) 一种利用炉气余热进行驱动的送风装置
CN209340011U (zh) 组合阀式余热利用装置
JP6736501B2 (ja) 舶用発電システム、舶用発電システムの発電方法及び発電プラント
CN104807339A (zh) 一种轧钢炼钢饱和蒸汽综合利用发电装置及发电方法
CN215408784U (zh) 焦炉烟气余热发电系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200914

Address after: No.1, 1-1, shiozhimachi, Nagasaki, Nagasaki, Japan

Patentee after: Mitsubishi Heavy Industries Marine Machinery Co.,Ltd.

Address before: Japan's Tokyo port harbor two chome 16 No. 5

Patentee before: MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, Ltd.

TR01 Transfer of patent right