CN204984556U - 船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置，包括蒸汽发生器、逆流热交换器和二次加热器，它们均为管壳式热交换器，蒸汽发生器连接有汽包。蒸汽发生器和逆流热交换器的壳体内分别为溴化锂浓溶液和稀溶液。蒸汽发生器安装在船舶发动机总排气管上涡轮增压器的后面。尾气加热蒸汽发生器内的溴化锂浓溶液产生蒸汽，蒸汽先经汽包收集增压后再送入逆流热交换器内加热溴化锂稀溶液，溴化锂稀溶液再送入二次加热器内被尾气进一步加热后送入蒸汽发生器内，使蒸汽发生器内的溴化锂浓溶液蒸发速度更快，产生蒸汽的速度更快。蒸汽经过热交换冷却后进入空调内转化为空调蒸发器的工作能量不断向环境吸热而达到制冷的目的。

Description

船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置
技术领域
本实用新型涉及一种能量转换装置，具体涉及一种船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置。
背景技术
目前船舶发动机的能量利用率普遍较低，主要原因是船舶发动机内燃机的热效率不高，发动机在不同的工况下，燃料燃烧后的热量有很大一部分随尾气与冷却水散发了。在全负荷工况下，内燃机燃料燃烧产生的总热量转化为有效功只占30%-40%，而随着尾气排放也占到了1/3左右。据报道，船舶发动机尾气的温度最高可达600℃-700℃，这么高温的尾气直接排放不仅浪费能量，而且对环境的影响很大。
目前的空调都采用氟烃制冷，水作为制冷剂，溴化锂作为吸收剂。船舶空调的使用消耗的发动机动力大，加大船舶发动机油耗；船舶发动机尾气余热的排放，加大了温室效应，如果利用船舶发动机尾气余热做热源，采用溴化锂制冷为空调提供能量，将减少船舶发动机动力的消耗、节省能源，也降低了船舶尾气余热的排放，既节能又环保，且随着船舶数量的不断增多，意义更加远大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种利用船舶发动机尾气的热能转换成空调工作能量的装置，提高船舶发动机的热效率，节能减排的同时保护环境。
本实用新型公开了一种船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置，包括蒸汽发生器和逆流热交换器，蒸汽发生器和逆流热交换器均为管壳式热交换器，蒸汽发生器的壳体内为溴化锂浓溶液，逆流热交换器的壳体内为溴化锂稀溶液，蒸汽发生器安装在船舶发动机总排气管上涡轮增压器的后面，尾气进入蒸汽发生器的换热管内加热溴化锂浓溶液产生蒸汽，蒸汽进入逆流热交换器的换热管内加热溴化锂稀溶液冷却后进入空调内的冷凝器中进一步进行能量转换。蒸汽发生器的上端连接有汽包，蒸汽发生器产生的蒸汽先经汽包收集增压后再进入逆流热交换器内进行热交换。
本装置还包括二次加热器，它为管壳式加热器，逆流热交换器内被蒸汽加热的溴化锂稀溶液进入二次加热器的壳体内，与蒸汽发生器进行热交换后的船舶发动机尾气进入二次加热器的换热管内进一步加热溴化锂稀溶液后从二次加热器的另一端排出，二次加热器壳体内被再次加热的溴化锂稀溶液送入蒸汽发生器的壳体内，使蒸汽发生器内溴化锂浓溶液的蒸发速度加快，提高产生蒸汽的效率。
所述蒸汽发生器采用多回程管壳式换热器，其壳体的上端有蒸汽上升管与所述汽包连通，壳体的侧面有溴化锂浓溶液、溴化锂稀溶液进口接管和观察孔、端部有尾气进、出口接管。
所述汽包内有滤除水沫的过滤网。
所述逆流热交换器上连接有稀溶液进口和稀溶液出口接管。
本装置还包括燃烧器，燃烧器燃烧产生的气体通过管道并联发动机尾气排气管连接至蒸汽发生器的进气端。
所述蒸汽发生器与逆流热交换器及二次加热器之间、逆流热交换器与二次加热器之间均通过304不锈钢管连通，蒸汽发生器、汽包、逆流热交换器和二次加热器均采用304不锈钢材料制造，304不锈钢管外覆盖保温层；表层覆盖保温层。
本实用新型利用船舶发动机的尾气加热蒸汽发生器内的溴化锂浓溶液产生蒸汽，蒸汽先经汽包收集增压后再送入逆流热交换器内进行热交换，加热逆流热交换器内的溴化锂稀溶液，逆流热交换器内被蒸汽加热后的溴化锂稀溶液送入二次加热器内被从蒸汽发生器出来的尾气进一步加热，然后送入蒸汽发生器内，使蒸汽发生器内的溴化锂浓溶液温度升高更快，蒸发速度更快，产生蒸汽的速度更快。蒸汽经逆流热交换器冷却后进入空调的冷凝器内进行热交换后变成冷凝水，冷凝水经节流阀后进入空调的蒸发器内急速汽化后进入空调的吸收器中，被吸收器中的溴化锂稀溶液不断吸收，蒸发器中产生的蒸汽经过几次热交换冷却变成的冷凝水不断的被蒸发，不断向环境吸热而达到制冷的目的。当船舶的发动机停止工作时，转换成燃烧器燃烧工作，产生的气体给蒸汽发生器提供热量进行热交换加热其壳体内的溴化锂浓溶液。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例公开了一种船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置，主要包括蒸汽发生器1、逆流热交换器2、二次加热器3和燃烧器RSQ。蒸汽发生器1安装于船舶发动机总排气管上涡轮增压器的后面，其壳体内为溴化锂浓溶液，逆流热交换器2的壳体内为溴化锂稀溶液。
蒸汽发生器1、逆流热交换器2和二次加热器3均为管壳式热交换器。蒸汽发生器1的上端通过蒸汽上升管连接有汽包4，汽包4内有滤除水沫的过滤网41。蒸汽发生器1壳体的侧面有溴化锂浓溶液进口接管、溴化锂稀溶液进口接管和观察孔11、端部有尾气进口接管12和尾气出口接管13。逆流热交换器2连接有稀溶液进口接管21和稀溶液出口接管22。
二次加热器3的壳体上有溴化锂稀溶液进口接管和溴化锂稀溶液出口接管，两端分别有尾气进口管和尾气出口管。发动机的散热水通过接管送入二次加热器3的尾气出口管中。
燃烧器RSQ燃烧产生的气体通过管道20送入蒸汽发生器1的进气端，管道20与发动机总排气管连接，在该接口前的发动机总排气管上连接一个电磁阀Ⅰ30，管道20连接发动机总排气管前也连接一个电磁阀Ⅱ40。当发动机正常工作时，将发动机总排气管上的电磁阀Ⅰ30打开，关闭与燃烧器RSQ连接的管道20，当发动机停止工作时，关闭发动机总排气管上的电磁阀Ⅰ30，打开管道20上的电磁阀电磁阀Ⅱ40。
为了调节尾气进入蒸汽发生器1内的流量，保证蒸汽发生器1的正常工作，在尾气总排气管进入蒸汽发生器1前连接一个盘路支管，盘路支管上安装有电磁阀DCF，电磁阀DCF后接消声器6，总排气管上盘路支管前有温控器WKQ，盘路支管后的排气管内安装清碳剂泵QTB。当蒸汽发生器1的温度正常时，电磁阀DCF处于关闭状态，总排气管中的尾气都进入蒸汽发生器1中，给蒸汽发生器1内的热交换提供热量，当蒸汽发生器1内的温度过高时，控制电磁阀DCF打开，使盘路支管排出一部分尾气，只有一部分尾气进入到蒸汽发生器1中。
蒸汽发生器与逆流热交换器及二次加热器之间、逆流热交换器与二次加热器之间均通过304不锈钢管连通，304不锈钢管外覆盖保温层；蒸汽发生器、汽包、逆流热交换器和二次加热器均采用304不锈钢材料制造，表层覆盖保温层。
工作流程如下：尾气进入蒸汽发生器1的换热管内加热溴化锂浓溶液产生蒸汽，蒸汽先被汽包4收集增压后送入逆流热交换器2的换热管内加热溴化锂稀溶液被冷却后进入空调内进一步进行能量转换使空调工作。蒸汽发生器1采用多回程的管壳式换热器，使高温尾气与蒸汽发生器1内的溴化锂浓溶液充分进行热交换，提高溴化锂浓溶液的蒸发速度，提高蒸汽的产量。
整个装置安装前先将原空调的冷凝器和蒸发器更换为体积更大、换热管改为铜管，安装位置不变的新冷凝器7和新蒸发器9，节流阀8和吸收器10不变，吸收器10上增设真空阀50和真空表60。新冷凝器7的冷却介质采用冷却水。
经逆流热交换器冷却后的蒸汽工作流程及原理如下：经逆流热交换器冷却的蒸汽进入新冷凝器7中跟冷却水进行热交换后变成冷凝水，然后经节流阀8进入新蒸发器9中，冷凝水进入新蒸发器9中后急速膨胀而汽化形成水蒸气，然后进入与新蒸发器9连通的吸收器10中被溴化锂稀溶液吸收。发动机的工作过程中，新蒸发器9中由蒸汽经过几次热交换后变成的冷凝水不断的被蒸发，不断向环境吸热而使空调达到制冷的目的。
吸收器10中的溴化锂稀溶液通过溶液泵5送入逆流热交换器2内吸收蒸汽的热量而被加热，然后送入二次加热器3内继续被尾气加热，最后送入蒸汽发生器1中，尾气经蒸汽发生器和二次加热器两次充分换热后，其中的PM2.5和发动机的散热水一起排放到河道中。
当排气支管内有积碳时，开启清碳剂泵QTB清除积碳。
当船舶的发动机停止工作时，转换成燃烧器燃烧工作，产生的气体给蒸汽发生器提供热量进行热交换加热其壳体内的溴化锂浓溶液。其他的工作流程及工作原理同发动机正常工作一样。

Claims (7)

1.一种船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置，包括蒸汽发生器和逆流热交换器，蒸汽发生器和逆流热交换器均为管壳式热交换器，蒸汽发生器的壳体内为溴化锂浓溶液，逆流热交换器的壳体内为溴化锂稀溶液，蒸汽发生器安装在船舶发动机总排气管上涡轮增压器的后面，尾气进入蒸汽发生器的换热管内加热溴化锂浓溶液产生蒸汽，蒸汽进入逆流热交换器的换热管内加热溴化锂稀溶液冷却后进入空调内的冷凝器中进一步进行能量转换，其特征在于：所述蒸汽发生器的上端连接有汽包，蒸汽发生器产生的蒸汽先经汽包收集增压后再进入逆流热交换器内进行热交换。
2.如权利要求1所述的船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置，其特征在于：本装置还包括二次加热器，它为管壳式加热器，逆流热交换器内被蒸汽加热的溴化锂稀溶液进入二次加热器的壳体内，与蒸汽发生器进行热交换后的尾气进入二次加热器的换热管内进一步加热溴化锂稀溶液后从二次加热器的另一端排出，二次加热器壳体内被再次加热的溴化锂稀溶液送入蒸汽发生器的壳体内。
3.如权利要求1所述的船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置，其特征在于：所述蒸汽发生器采用多回程管壳式换热器，其壳体的上端有蒸汽上升管与所述汽包连通，壳体的侧面有溴化锂浓溶液、溴化锂稀溶液进口接管和观察孔、端部有尾气进、出口接管。
4.如权利要求3所述的船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置，其特征在于：所述汽包内有滤除水沫的过滤网。
5.如权利要求1所述的船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置，其特征在于：所述逆流热交换器上连接有稀溶液进口和稀溶液出口接管。
6.如权利要求2所述的船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置，其特征在于：本装置还包括燃烧器，燃烧器燃烧产生的气体通过管道送至蒸汽发生器的进气端。
7.如权利要求2中所述的船舶尾气热能转换为空调工作能量的装置，其特征在于：所述蒸汽发生器与逆流热交换器及二次加热器之间、逆流热交换器与二次加热器之间均通过304不锈钢管连通，304不锈钢管外覆盖保温层；所述蒸汽发生器、汽包、逆流热交换器和二次加热器均采用304不锈钢材料制造，表层覆盖保温层。
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