CN111559516A - 一种余热再利用系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种余热再利用系统及方法，应用于一辅助动力装置的持久试验中，辅助动力装置能产生气体，余热再利用系统包括集气装置、进气加温模块、滑油加温模块以及燃油加温模块，集气装置通过管道连接于辅助动力装置，用于收集气体；进气加温模块通过管道连接于集气装置，且设于辅助动力装置的进气路径上；滑油加温模块通过管道连接于集气装置，且设于辅助动力装置的滑油供给管道上；燃油加温模块通过管道连接于集气装置，且设于辅助动力装置的燃油供给管道上。

Description

一种余热再利用系统及方法
技术领域
本发明总体来说涉及航空辅助动力装置技术领域，具体而言，涉及一种应用于辅助动力装置的余热再利用系统及方法。
背景技术
在任务化持久试验中，规定辅助动力装置要按照几种不同的进气温度进行试验。在地面台架室温下，自然环境温度无法达到规定的高温条件时，需要对辅助动力装置的进口气流进行加温。
在持久试车中，要求辅助动力装置滑油系统中的滑油温度需维持在最高极限温度限制值。在地面台架室温状态下，滑油温度在正常工作范围内，均无法达到并维持在最高极限温度限制值。为了满足试验对滑油系统中滑油温度的要求，需要对辅助动力装置中的滑油系统的滑油进行加温。
在持久试车中，要求辅助动力装置进口燃油温度需维持在规定的最高极限温度限制值。在地面台架室温状态下，进口燃油温度在正常工作范围内，均无法达到并维持在最高极限温度限制值。为了满足试验对进口燃油温度的要求，需要对辅助动力装置进口燃油进行加温。
目前辅助动力装置在进行地面台架试验时，通常采用电加温的方式对辅助动力装置的进气加温、滑油加温以及进口燃油加温。然而，电加温方式耗电量大，对于长时间的试验，电加温方式成本高。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的一个主要目的在于提供一种余热再利用系统及方法，通过收集辅助动力装置产生的高温气体，并利用高温气体与进气、滑油和燃油进行热交换，以使进气、滑油和燃油均达到并维持在规定的最高极限温度限制值。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
根据本发明的一个方面，提供了一种余热再利用系统，应用于一辅助动力装置的持久试验中，所述辅助动力装置能产生气体，所述余热再利用系统包括集气装置、进气加温模块、滑油加温模块以及燃油加温模块，集气装置通过管道连接于所述辅助动力装置，用于收集所述气体；进气加温模块通过管道连接于所述集气装置，且设于所述辅助动力装置的进气路径上；滑油加温模块通过管道连接于所述集气装置，且设于所述辅助动力装置的滑油供给管道上；燃油加温模块通过管道连接于所述集气装置，且设于所述辅助动力装置的燃油供给管道上。
根据本发明的一些实施方式，所述集气装置通过进气阀连接于所述辅助动力装置；所述进气加温模块通过第一流量阀连接于所述集气装置，所述滑油加温模块通过第二流量阀连接于所述集气装置，所述燃油加温模块通过第三流量阀连接于所述集气装置；
所述余热再利用系统还包括控制器，所述控制器电连接于以下至少一者：
所述进气阀、所述第一流量阀、所述第二流量阀、所述第三流量阀、所述进气加温模块、所述滑油加温模块和所述燃油加温模块。
根据本发明的一些实施方式，所述控制器电连接于所述进气阀、所述第一流量阀和所述进气加温模块；
所述进气加温模块包括第一换热器和第一传感器组件，所述第一传感器组件电连接于所述控制器，用于检测前方来流的流量和温度；
所述集气装置还包括进气传感器，所述进气传感器电连接于所述控制器，用于检测所述气体的温度和压力。
根据本发明的一些实施方式，所述控制器电连接于所述进气阀、所述第二流量阀和所述滑油加温模块；
所述滑油加温模块包括第二换热器和第二传感器组件，所述第二传感器组件电连接于所述控制器，用于检测滑油换热前的压力、温度和流量，以及检测第二换热器出口的气流温度；
所述集气装置还包括进气传感器，所述进气传感器电连接于所述控制器，用于检测所述气体的温度和压力。
根据本发明的一些实施方式，所述辅助动力装置与所述第二换热器之间的管路上还设有单向阀；所述滑油加温模块还包括一废气处理装置，所述废气处理装置通过管路连接于所述第二换热器。
根据本发明的一些实施方式，所述第二换热器的出油管道上还设有安全阀；所述第二换热器的进油管和出油管之间还设有旁通油路和旁通安全活门。
根据本发明的一些实施方式，所述控制器电连接于所述进气阀、所述第三流量阀和所述燃油加温模块；
所述燃油加温模块包括第三换热器和第三传感器组件，所述第三传感器组件电连接于所述控制器，用于检测燃油换热前的压力、温度和流量，以及检测第三换热器出口的气流温度；
所述集气装置还包括进气传感器，所述进气传感器电连接于所述控制器，用于检测所述气体的温度和压力。
根据本发明的一些实施方式，所述辅助动力装置与所述第三换热器之间的管路上还设有单向阀；
所述燃油加温模块还包括一废气处理装置，所述废气处理装置通过管路连接于所述第三换热器。
根据本发明的一些实施方式，所述第三换热器的出油管道上还设有安全阀；所述第三换热器的进油管和出油管之间还设有旁通油路和旁通安全活门。
根据本发明的另一方面，提供一种余热再利用方法，应用于一辅助动力装置的持久试验中，所述辅助动力装置能产生气体，所述余热再利用方法包括以下步骤：
提供集气装置，通过管道连接于所述辅助动力装置，用以收集所述气体；
提供进气加温模块，通过管道连接于所述集气装置，且设于所述辅助动力装置的进气路径上；
提供滑油加温模块，通过管道连接于所述集气装置，且设于所述辅助动力装置的滑油供给管道上；以及
提供燃油加温模块，通过管道连接于所述集气装置，且设于所述辅助动力装置的燃油供给管道上。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：
本发明实施例的余热再利用系统包括集气装置、进气加温模块、滑油加温模块以及燃油加温模块，通过将辅助动力装置产生的高温气体，分别引入进气加温模块、滑油加温模块以及燃油加温模块，以分别对前方来流、滑油和燃油升温，最终循环入辅助动力装置内，为持久试验提供了加温条件。相比现有技术中的电加温方式，本发明实现了能量的循环再利用，且节能环保。同时，辅助动力装置借助本发明实施例的余热再利用系统，可摆脱试验环境的限制，使得持久试验更加方便。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是根据一示例性实施方式示出的余热再利用系统的示意图。
图2是根据一示例性实施方式示出的进气加温模块的示意图。
图3是根据一示例性实施方式示出的第一换热器的示意图。
图4是根据一示例性实施方式示出的滑油加温模块的示意图。
图5是根据一示例性实施方式示出的燃油加温模块的示意图。
其中，附图标记说明如下：
100、辅助动力装置
110、集气涡壳
120、进气单元
130、滑油单元
140、燃油单元
201、进气阀
202、第一流量阀
203、第二流量阀
204、第三流量阀
210、集气装置
211、进气压力传感器
212、进气温度传感器
220、进气加温模块
221、第一换热器
222、第一流量传感器
223、第一温度传感器
230、滑油加温模块
231-1、进油管
231-2、出油管
232、第二换热器
233、滑油流量传感器
234、第二压力传感器
235、第二温度传感器
236、出口温度传感器
237、单向阀
238、安全阀
239、旁通安全活门
240、燃油加温模块
241-1、进油管
241-2、出油管
242、第三换热器
243、燃油流量传感器
244、第三压力传感器
245、第三温度传感器
246、出口温度传感器
247、单向阀
248、安全阀
249、旁通安全活门
250、控制器
260、废气处理装置
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“顶”、“底”等也作具有类似含义。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
本发明的发明人在研究中发现，航空辅助动力装置一般采用燃烧室中部引出高温高压气流提供给主发动机上的涡轮起动机，气流带动主发动机上的涡轮起动机，以辅助主发动机实现起动。因此辅助动力装置的引气能力至关重要，需要在持久试验中进行考核。
目前在整机持久试验中，这部分从燃烧室中部引出气流都直接排入大气中，这部分气流的流量一般占辅助动力装置进口流量的20％～30％左右，相对于进口气流，该部分气流的温度在150℃以上。因此，可以利用该股气流提高辅助动力装置进气温度、燃油温度以及滑油温度，以满足试验条件的需求。
基于此，本发明提供一种余热再利用系统及方法，通过收集辅助动力装置的高温气体，并利用高温气体与进气、滑油和燃油进行热交换，以使进气、滑油和燃油均达到并维持在规定的最高极限温度限制值。
如图1所示，图1是根据一示例性实施方式示出的余热再利用系统的示意图。在本实施例中，辅助动力装置100包括集气涡壳110、进气单元120、滑油单元130以及燃油单元140，集气涡壳110能产生高温气体。
余热再利用系统包括集气装置210、进气加温模块220、滑油加温模块230、燃油加温模块240和控制器250。集气装置210通过进气管连接于辅助动力装置100的集气涡壳110，以收集产生的高温气体。
进气加温模块220通过管道连接于集气装置210，且设于进气单元120的进气路径上。滑油加温模块230通过管道连接于集气装置210，且设于滑油单元130的滑油供给管道上。燃油加温模块240通过管道连接于集气装置210，且设于燃油单元140的燃油供给管道上。集气装置210将收集的高温气体分别引入进气加温模块220、滑油加温模块230和燃油加温模块240，以分别对进气、滑油和燃油进行换热，最终达到并维持在规定的最高极限温度限制值。
在集气装置210和集气涡壳110之间还设有进气阀201，进气阀201电连接于控制器250。进气阀201还连通于一废气处理装置260。当需要使用余热再利用系统时，控制器250控制进气阀201将高温气体引入集气装置210中。当不需要使用余热再利用系统时，控制器250控制进气阀201将高温气体引入废气处置装置中。
在集气装置210和进气加温模块220之间设有第一流量阀202，第一流量阀202电连接于控制器250，以控制进入进气加温模块220内的高温气体流量。
在集气装置210和滑油加温模块230之间设有第二流量阀203，第二流量阀203电连接于控制器250，以控制进入滑油加温模块230内的高温气体流量。
在集气装置210和燃油加温模块240之间设有第三流量阀204，第三流量阀204电连接于控制器250，以控制进入燃油加温模块240内的高温气体流量。
下面结合图2至图5分别详细说明进气加温模块220、滑油加温模块230和燃油加温模块240的连接关系和工作过程。
如图2和图3所示，图2是根据一示例性实施方式示出的进气加温模块220的示意图，图3是根据一示例性实施方式示出的第一换热器221的示意图。在本实施例中，进气加温模块220通过掺混高温气体和前方来流224，实现升高辅助动力装置100进口气流温度。
如图2所示，进气加温模块220连接于辅助动力装置的进口121，包括第一换热器221和第一传感器组件，第一传感器组件可以包括第一流量传感器222和第一温度传感器223，第一流量传感器222用于检测前方来流的流量Wa，第一温度传感器223用于检测前方来流的温度Ta。第一流量传感器222和第一温度传感器223均连接于控制器250。
集气装置210还包括进气传感器，进气传感器可以包括进气压力传感器211和进气温度传感器212，进气压力传感器211和进气温度传感器212均连接于控制器250，用于分别检测高温气体的压力Ph和温度Th。
当需要升高辅助动力装置100进口气流温度时，控制器250打开进气阀201，高温气体进入集气装置210，上述的第一温度传感器223、第一流量传感器222、进气压力传感器211和进气温度传感器212均工作测得相应的参数，根据控制器250内自定义的目标进气温度Ta’并结合公式(1)，可计算出将进气温度提升至目标值时所需的高温气体的流量值Wh1。
Wh1＝caWa(Ta′-Ta)/[ch(Th-Ta′)] (1)
其中，ca为前方来流的比热容，ch为高温气体的比热容。
如图3所示，在一示例实施例中，第一换热器221可采用如图3所示的结构，包括上壳体221-1、进气口壳体221-2和掺混气流壳体221-3，上述壳体之间可以通过螺栓连接固定。掺混气流管路221-4与掺混气流壳体221-3连通，高温气体导入第一换热器221内，完成高温气体与前方来流的换热。
如图4所示，图4是根据一示例性实施方式示出的滑油加温模块230的示意图。在本实施例中，通过滑油加温模块230将辅助动力装置100集气涡壳110中的高温气体的热量传输给辅助动力装置100滑油单元130，实现滑油单元130自循环加温。
如图4所示，在一实施方式中，辅助动力装置100的滑油单元130可以包括滑油箱131、滑油泵132、滑油过滤组件133、轴承腔134、磁性屑末检测器135和回油泵136。滑油箱131通过管路连通于滑油加温模块230的进油管231-1，滑油泵132通过管路连通于滑油加温模块230的出油管231-2。
辅助动力装置100的集气涡壳110连接于集气装置210，集气装置210通过一第二流量阀203连接于滑油加温模块230，第二流量阀203连接于控制器250。
集气装置210还包括进气压力传感器211和进气温度传感器212，进气压力传感器211和进气温度传感器212均连接于控制器250，分别用于检测高温气体的温度Th和压力Ph，并反馈入控制器250。
滑油加温模块230包括第二换热器232和第二传感器组件，第二传感器组件可以包括滑油流量传感器233、第二压力传感器234、第二温度传感器235以及出口温度传感器236，滑油流量传感器233、第二压力传感器234、第二温度传感器235以及出口温度传感器236均连接于控制器250。
滑油流量传感器233用于检测滑油流量Wo，第二压力传感器234用于检测滑油温度To，第二温度传感器235用于检测滑油压力Po，出口温度传感器236用于检测第二换热器232出口的气体温度Tout。
在一些实施方式中，第二换热器232可以是板翅式、管式、波纹板式或其他合适形状的换热器，本发明对此并不作特别限定。
在滑油箱131和第二换热器232之间的管路上还设有单向阀237，防止滑油倒流入滑油箱131内。
滑油加温模块230还包括一废气处理装置260，废气处理装置260通过管路连接于第二换热器232，用于处理多余的高温气体。上述的出口温度传感器236设置在废气处理装置260和第二换热器232之间。
在第二换热器232和滑油泵132之间还设有单向阀237，单向阀用于防止滑油倒流入第二换热器232。
在第二换热器232和滑油泵132之间还设有安全阀238，当滑油加温模块230输出的滑油温度、压力不满足辅助动力装置100的滑油单元130的使用要求时，安全阀238断开，防止损坏辅助动力装置100。
在第二换热器232的进油管和出油管之间还设有旁通油路和旁通安全活门239，当安全阀238关闭时，旁通安全活门239打开，确保辅助动力装置100滑油供给，防止损坏辅助动力装置100。
控制器250可提前录入试验允许的滑油最大压力Pomax和滑油最小压力Pomin，以及目标滑油温度To′。控制器250与滑油流量传感器233连接，用于采集滑油流量Wo；控制器250与第二压力传感器234和第二温度传感器235连接，用于采集滑油的温度To和压力Po；控制器250与出口温度传感器236连接，用于采集第二换热器232出口的气体温度Tout；控制器250与安全阀238连接，用于采集阀门的开关信息；控制器250与旁通安全活门239连接，用于控制旁通活门打开或关闭。
滑油加温模块230在工作时，先断开滑油箱131与滑油泵132之间的管路，并将滑油箱131一侧管路连接在滑油加温模块230的进油管231-1上，将滑油泵132一侧管路连接至滑油加温模块230的出油管231-2上。控制器250控制打开进气阀201，高温气体进入集气装置210。进气压力传感器211和进气温度传感器212分别检测高温气体的压力和温度，并将结果反馈至控制器250。同时，辅助动力装置100的滑油单元130的滑油经过单向阀流入滑油加温模块230，第二温度传感器235和第二压力传感器234检测滑油的温度和压力，滑油流量传感器233检测滑油的流量，并将结果反馈至控制器250。根据上述检测的参数并结合公式(2)，可计算得出将滑油温度提升至目标值时所需的高温气体的流量值Wh2。控制器250可根据计算得出的高温气体的流量值，控制第二流量阀203允许进入的高温气体的流量，达到调整输出滑油温度的目的。
Wh2＝coWo(To′-To)/[ch(Th-Tout)] (2)
其中，co为滑油的比热容，ch为高温气体的比热容。
当通过出油管231-2输出的滑油参数满足辅助动力装置100滑油单元130正常工作范围时，安全阀238打开，并将信号反馈至控制器250中，控制器250控制旁通安全活门239关闭。经过热交换的高温气体通过管路排向废气处置装置中，同时通过出口温度传感器236测定第二换热器232气体出口处的温度，并反馈至控制器250参与计算。
当通过出油管231-2输出的滑油参数不满足辅助动力装置100的滑油单元130正常工作范围时，安全阀238关闭，并将信号反馈至控制器250中，控制器250控制旁通安全活门239打开，使经过进油管231-1引入滑油加温模块230中的滑油通过旁通安全活门239输送至出油管231-2，重新回到辅助动力装置100的滑油单元130，确保辅助动力装置100的滑油供给，避免损坏辅助动力装置100。
如图5所示，图5是根据一示例性实施方式示出的燃油加温模块240的示意图。在本实施例中，通过燃油加温模块240将辅助动力装置100集气涡壳110中的高温气体的热量传输给辅助动力装置100的燃油单元140，实现进口燃油自循环加温。
在一实施例中，辅助动力装置100的燃油单元140包括燃油供油管141和燃油进口142，燃油供油管141连通于燃油加温模块240的进油管241-1，燃油进口142连通于燃油加温模块240的出油管241-2。
辅助动力装置100的集气涡壳110连接于集气装置210，集气装置210通过一第三流量阀204连接于燃油加温模块240，第三流量阀204连接于控制器250。
集气装置210还包括进气压力传感器211和进气温度传感器212，进气压力传感器211和进气温度传感器212均连接于控制器250，分别用于检测高温气体的温度Th和压力Ph，并反馈入控制器250。
燃油加温模块240包括第三换热器242和第三传感器组件，第三传感器组件可以包括燃油流量传感器243、第三压力传感器244、第三温度传感器245以及出口温度传感器246，燃油流量传感器243、第三压力传感器244、第三温度传感器245以及出口温度传感器246均连接于控制器250。
燃油流量传感器243用于检测燃油流量Wf，第三压力传感器244用于检测燃油温度Tf，第三温度传感器245用于检测燃油压力Pf，出口温度传感器246用于检测第三换热器242出口的气体温度Tout。
在一些实施方式中，第三换热器242可以是板翅式、管式、波纹板式或其他合适形状的换热器，本发明对此并不作特别限定。
在燃油供油管141至第三换热器242的管路上还设有单向阀247，防止燃油倒流入燃油供油管141。
燃油加温模块240还包括一废气处理装置260，废气处理装置260通过管路连接于第三换热器242，用于处理多余的高温气体。上述的出口温度传感器246设置在废气处理装置260和第三换热器242之间。
在第三换热器242和燃油进口142之间还设有单向阀247，单向阀用于防止燃油倒流入第三换热器242。
在第三换热器242和燃油进口142之间还设有安全阀248，当燃油加温模块240输出的燃油温度、压力不满足辅助动力装置100的燃油单元140的使用要求时，安全阀248断开，防止损坏辅助动力装置100。
在第三换热器242的进油管和出油管之间还设有旁通油路和旁通安全活门249，当安全阀248关闭时，旁通安全活门249打开，确保辅助动力装置100燃油供给，防止损坏辅助动力装置100。
控制器250内可提前录入试验允许的燃油最大压力Pfmax和燃油最小压力Pfmin，以及目标燃油温度Tf′。控制器250与燃油流量传感器243连接，用于采集燃油流量Wf；控制器250与第三压力传感器244和第三温度传感器245连接，用于采集燃油的温度Tf和压力Pf；控制器250与出口温度传感器246连接，用于采集第三换热器242出口的气体温度Tout；控制器250与安全阀248连接，用于采集阀门的开关信息；控制器250与旁通安全活门249连接，用于控制旁通活门打开或关闭。
燃油加温模块240在工作时，先断开燃油供油管141与燃油进口142之间的管路，并将燃油供油管141连接在燃油加温模块240的进油管241-1上，将燃油进口142连接至燃油加温模块240的出油管241-2上。控制器250控制打开进气阀201，高温气体进入集气装置210。进气压力传感器211和进气温度传感器212分别检测高温气体的压力和温度，并将结果反馈至控制器250。同时，辅助动力装置100的燃油单元140的燃油经过单向阀流入燃油加温模块240，第三温度传感器245和第三压力传感器244检测燃油的温度和压力，燃油流量传感器243检测燃油的流量，并将结果反馈至控制器250。根据上述检测的参数并结合公式(3)，可计算得出将燃油温度提升至目标值时所需的高温气体的流量值Wh3。控制器250可根据计算得出的高温气体的流量值，控制第三流量阀204允许进入的高温气体的流量，达到调整输出燃油温度的目的。
Wh3＝cfWf(Tf′-Tf)/[ch(Th-Tout)] (3)
其中，其中，cf为燃油的比热容，ch为高温气体的比热容。
当通过出油管241-2输出的燃油参数满足辅助动力装置100燃油单元140正常工作范围时，安全阀248打开，并将信号反馈至控制器250中，控制器250控制旁通安全活门249关闭。经过热交换的高温气体通过管路排向废气处置装置中，同时通过出口温度传感器246测定第三换热器242气体出口处的温度，并反馈至控制器250参与计算。
当通过出油管241-2输出的燃油参数不满足辅助动力装置100的燃油单元140正常工作范围时，安全阀248关闭，并将信号反馈至控制器250中，控制器250控制旁通安全活门249打开，使经过进油管引入燃油加温模块240中的燃油通过旁通安全活门249输送至出油管，重新回到辅助动力装置100的燃油单元140，确保辅助动力装置100的燃油供给，避免损坏辅助动力装置100。
下面以一具体实施方式说明公式(1)和公式(3)的计算过程。
某辅助动力装置100在环境温度23℃条件下开展试验。已知辅助动力装置100在最大状态下的进口流量为1.8kg/s，进口燃油温度为环境温度，燃油流量为60kg/h，辅助动力装置100集气涡壳110中收集的高温气体温度为180℃。试验要求进气温度为35℃，进口燃油温度为55℃。经测定，经过燃油升温模块后的气流温度为85℃，假定不同温度下气体比热容相等为1.004kJ/(kg℃)，燃油比热容为2.49kJ/(kg℃)，采用上述方案，Wh1+Wa＝1.8kg/s，由公式(1)有：Wh1＝(1.8-Wh1)×(35-23)/(180-23)＝0.128kg/s，即需要控制第一流量阀202从集气装置210中放出0.128kg/s的高温气体。由公式(3)有：Wh3＝2.49×60/3600×(55-23)/[1.004×(180-85)]＝0.0139kg/s，即需要控制第三流量阀204从集气装置210中放出0.0139kg/s的高温气体。
本发明还提供一种余热再利用方法，应用于一辅助动力装置100的持久试验中，辅助动力装置100能产生高温气体，余热再利用方法包括以下步骤：
提供集气装置210，通过管道连接于辅助动力装置100，用以收集高温气体；
提供进气加温模块220，通过管道连接于集气装置210，且进气加温模块220设于辅助动力装置100的进气路径上；
提供滑油加温模块230，通过管道连接于集气装置210，且滑油加温模块230设于辅助动力装置100的滑油供给管道上；
提供燃油加温模块240，通过管道连接于集气装置210，且燃油加温模块240设于辅助动力装置100的燃油供给管道上。
综上所述，本发明实施例的余热再利用系统及方法的优点和有益效果在于：
本发明实施例的余热再利用系统包括集气装置210、进气加温模块220、滑油加温模块230以及燃油加温模块240，通过将辅助动力装置100产生的高温气体，分别引入进气加温模块220、滑油加温模块230以及燃油加温模块240，以分别对前方来流、滑油和燃油升温，最终循环入辅助动力装置100内，为持久试验提供了加温条件。相比现有技术中的电加温方式，本发明实现了能量的循环再利用，且节能环保。同时，辅助动力装置100借助本发明实施例的余热再利用系统，可摆脱试验环境的限制，使得持久试验更加方便。
在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的余热再利用系统及方法仅仅是采用本发明的原理的一个示例。本领域的普通技术人员应当清楚地理解，本发明的原理并非仅限于附图中示出或说明书中描述的装置的任何细节或任何部件。
应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (10)

1.一种余热再利用系统，应用于一辅助动力装置的持久试验中，所述辅助动力装置能产生气体，其特征在于，所述余热再利用系统包括：
集气装置，通过管道连接于所述辅助动力装置，用于收集所述气体；
进气加温模块，通过管道连接于所述集气装置，且设于所述辅助动力装置的进气路径上；
滑油加温模块，通过管道连接于所述集气装置，且设于所述辅助动力装置的滑油供给管道上；以及
燃油加温模块，通过管道连接于所述集气装置，且设于所述辅助动力装置的燃油供给管道上。
2.根据权利要求1所述的余热再利用系统，其特征在于，所述集气装置通过进气阀连接于所述辅助动力装置；所述进气加温模块通过第一流量阀连接于所述集气装置，所述滑油加温模块通过第二流量阀连接于所述集气装置，所述燃油加温模块通过第三流量阀连接于所述集气装置；
所述余热再利用系统还包括控制器，所述控制器电连接于以下至少一者：
所述进气阀、所述第一流量阀、所述第二流量阀、所述第三流量阀、所述进气加温模块、所述滑油加温模块和所述燃油加温模块。
3.根据权利要求2所述的余热再利用系统，其特征在于，所述控制器电连接于所述进气阀、所述第一流量阀和所述进气加温模块；
所述进气加温模块包括第一换热器和第一传感器组件，所述第一传感器组件电连接于所述控制器，用于检测前方来流的流量和温度；
所述集气装置还包括进气传感器，所述进气传感器电连接于所述控制器，用于检测所述气体的温度和压力。
4.根据权利要求2所述的余热再利用系统，其特征在于，所述控制器电连接于所述进气阀、所述第二流量阀和所述滑油加温模块；
所述滑油加温模块包括第二换热器和第二传感器组件，所述第二传感器组件电连接于所述控制器，用于检测滑油换热前的压力、温度和流量，以及检测第二换热器出口的气流温度；
所述集气装置还包括进气传感器，所述进气传感器电连接于所述控制器，用于检测所述气体的温度和压力。
5.根据权利要求4所述的余热再利用系统，其特征在于，
所述辅助动力装置与所述第二换热器之间的管路上还设有单向阀；
所述滑油加温模块还包括一废气处理装置，所述废气处理装置通过管路连接于所述第二换热器。
6.根据权利要求4所述的余热再利用系统，其特征在于，所述第二换热器的出油管道上还设有安全阀；所述第二换热器的进油管和出油管之间还设有旁通油路和旁通安全活门。
7.根据权利要求2所述的余热再利用系统，其特征在于，所述控制器电连接于所述进气阀、所述第三流量阀和所述燃油加温模块；
所述燃油加温模块包括第三换热器和第三传感器组件，所述第三传感器组件电连接于所述控制器，用于检测燃油换热前的压力、温度和流量，以及检测第三换热器出口的气流温度；
所述集气装置还包括进气传感器，所述进气传感器电连接于所述控制器，用于检测所述气体的温度和压力。
8.根据权利要求7所述的余热再利用系统，其特征在于，所述辅助动力装置与所述第三换热器之间的管路上还设有单向阀；
所述燃油加温模块还包括一废气处理装置，所述废气处理装置通过管路连接于所述第三换热器。
9.根据权利要求7所述的余热再利用系统，其特征在于，所述第三换热器的出油管道上还设有安全阀；所述第三换热器的进油管和出油管之间还设有旁通油路和旁通安全活门。
10.一种余热再利用方法，应用于一辅助动力装置的持久试验中，所述辅助动力装置能产生气体，其特征在于，所述余热再利用方法包括以下步骤：
提供集气装置，通过管道连接于所述辅助动力装置，用以收集所述气体；
提供进气加温模块，通过管道连接于所述集气装置，且设于所述辅助动力装置的进气路径上；
提供滑油加温模块，通过管道连接于所述集气装置，且设于所述辅助动力装置的滑油供给管道上；以及
提供燃油加温模块，通过管道连接于所述集气装置，且设于所述辅助动力装置的燃油供给管道上。
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