CN205349450U - 一种往复发动机余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种往复发动机余热回收系统，所述系统包括第一换热器、第二换热器、蒸发器、膨胀机、发电机、油分离器、冷凝器、液体泵、循环泵、预热器；所述第一换热器设有烟气进口，并通过该烟气进口连接往复发动机，第一换热器还设有烟气出口；第二换热器设有分别与往复发动机连接的缸套水进口、缸套水出口；蒸发器、膨胀机、油水分离器、冷凝器、液体泵、预热器依次连接，预热器连接蒸发器，膨胀机连接发电机；第二换热器、第一换热器、蒸发器、预热器、循环泵依次连接，形成环路，载流介质在该环路内循环。本实用新型提出的往复发动机余热回收系统及方法，可利用往复发动机的余热发电，节能环保。

Description

一种往复发动机余热回收系统

技术领域

本实用新型属于节能技术领域，涉及一种余热回收系统，尤其涉及一种往复发动机余热回收系统；同时，本实用新型还涉及一种往复发动机余热回收方法。

背景技术

往复式发动机也叫活塞发动机，是一种利用一个或者多个活塞将压力转换成旋转动能的发动机，也是一种将活塞的动能转化为其他机械能的机械，主要利用燃料燃烧产生的热能通过液体(如水)或气体的膨胀，从而推动活塞，将热能转化为动能的机械。

往复式发动机会产生较大的余热，如今，还没有比较好的方法对往复式发动机的余热进行回收，从而无形中损失了大量的能源。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种往复发动机余热回收方式，以便克服现有技术的上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种往复发动机余热回收系统，可利用往复发动机的余热发电，节能环保。

此外，本实用新型还提供一种往复发动机余热回收方法，可利用往复发动机的余热发电，节能环保。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种往复发动机余热回收系统，所述系统包括：第一换热器、第二换热器、蒸发器、膨胀机、发电机、油分离器、冷凝器、液体泵、循环泵、预热器；

所述第一换热器设有烟气进口，并通过该烟气进口连接往复发动机，第一换热器还设有烟气出口；第二换热器设有分别与往复发动机连接的缸套水进口、缸套水出口；

所述蒸发器、膨胀机、油水分离器、冷凝器、液体泵、预热器依次连接，预热器连接蒸发器，膨胀机连接发电机；

所述第二换热器、第一换热器、蒸发器、预热器、循环泵依次连接，形成环路，载流介质在该环路内循环。

作为本实用新型的一种优选方案，所述往复发动机的烟气通过烟气进口进入第一换热器换热，换热后的烟气通过烟气出口排出；所述往复发动机的缸套水通过缸套水进口进入第二换热器换热，换热后的缸套水通过缸套水出口流回往复发动机；

所述载流介质通过第二换热器、第一换热器、蒸发器、预热器、循环泵形成的环路内循环，并与往复发动机的烟气及缸套水换热；

低温低压的制冷工质在液体泵中被升压，然后进入预热器、蒸发器被加热汽化，直至成为过热气体后进入膨胀机膨胀做功，驱动发电机发电；做功后的低温低压气体通过油分离器分离后进入冷凝器，被冷却凝结成液体；再回到液体泵中，完成一个循环。

一种往复发动机余热回收系统，所述余热回收系统包括：第一换热器、第二换热器、蒸发器、膨胀机、发电机、闪蒸桶、油分离器、冷凝器、第一液体泵、第二液体泵、第一循环泵、第二循环泵、预热器；

所述第一换热器设有烟气进口，并通过该烟气进口连接往复发动机，第一换热器还设有烟气出口；第二换热器设有分别与往复发动机连接的缸套水进口、缸套水出口；

所述蒸发器、膨胀机、油水分离器、冷凝器、第一液体泵、预热器依次连接，预热器连接蒸发器，膨胀机连接发电机；预热器、闪蒸桶、膨胀机依次连接，闪蒸桶通过第二液体泵连接预热器；

所述第一换热器、蒸发器、第一循环泵依次连接，形成环路，第一载流介质在该环路内循环；第二换热器、预热器、第二循环泵依次连接，形成环路，第二载流介质在该环路内循环。

作为本实用新型的一种优选方案，所述闪蒸桶、蒸发器连接同一膨胀机，闪蒸桶连接膨胀机的补气口。

作为本实用新型的一种优选方案，所述往复发动机的烟气通过烟气进口进入第一换热器换热，换热后的烟气通过烟气出口排出；所述第一载流介质通过第一换热器、蒸发器、第一循环泵形成的环路内循环，并与往复发动机的烟气换热；

所述往复发动机的缸套水通过缸套水进口进入第二换热器换热，换热后的缸套水通过缸套水出口流回往复发动机；第二载流介质通过第二换热器、预热器、第二循环泵形成的环路内循环，并与往复发动机的缸套水换热；

经过预热器预热的制冷工质一部分进入蒸发器，通过蒸发器加热汽化，直至成为过热气体后进入膨胀机膨胀做功，驱动发电机发电；做功后的低温低压气体通过油分离器分离后进入冷凝器，被冷却凝结成液体再回到第一液体泵中；低温低压的制冷工质在第一液体泵被升压，然后进入预热器，形成循环；同时，经过预热器预热的制冷工质另一部分通过闪蒸桶闪蒸，而后通过膨胀机的补气口进入膨胀机膨胀做功，驱动发电机发电；闪蒸桶将冷却凝结成的液体再回至第二液体泵；低温低压的制冷工质在第二液体泵中被升压，然后进入预热器，形成循环。

作为本实用新型的一种优选方案，所述余热回收系统包括两个膨胀机、两个发电机，具体包括第一膨胀机、第二膨胀机、第一发电机、第二发电机；

所述蒸发器、第一膨胀机、油分离器依次连接，预热器、闪蒸桶、第二膨胀机、油分离器依次连接；第一膨胀机连接第一发电机，第二膨胀机连接第二发电机。

作为本实用新型的一种优选方案，所述往复发动机的烟气通过烟气进口进入第一换热器换热，换热后的烟气通过烟气出口排出；所述第一载流介质通过第一换热器、蒸发器、第一循环泵形成的环路内循环，并与往复发动机的烟气换热；

所述往复发动机的缸套水通过缸套水进口进入第二换热器换热，换热后的缸套水通过缸套水出口流回往复发动机；第二载流介质通过第二换热器、预热器、第二循环泵形成的环路内循环，并与往复发动机的缸套水换热；

经过预热器预热的制冷工质一部分进入蒸发器，通过蒸发器加热汽化，直至成为过热气体后进入第一膨胀机膨胀做功，驱动第一发电机发电；做功后的低温低压气体通过油分离器分离后进入冷凝器，被冷却凝结成液体再回到第一液体泵中；同时，经过预热器预热的制冷工质另一部分通过闪蒸桶闪蒸，而后进入第二膨胀机膨胀做功，驱动第二发电机发电；做功后的低温低压气体通过油分离器分离后进入冷凝器，被冷却凝结成液体再回到第一液体泵中；低温低压的制冷工质在第一液体泵被升压，然后进入预热器，形成循环；闪蒸桶将冷却凝结成的液体再回至第二液体泵，低温低压的制冷工质在第二液体泵中被升压，然后进入预热器，形成循环。

一种往复发动机余热回收系统，其特征在于，所述余热回收系统包括：第一换热器、第二换热器、蒸发器、第一膨胀机、第二膨胀机、第一发电机、第二发电机、闪蒸桶、油分离器、冷凝器、第一液体泵、第二液体泵、第一循环泵、第二循环泵、预热器；

所述第一换热器设有烟气进口，并通过该烟气进口连接往复发动机，第一换热器还设有烟气出口；第二换热器设有分别与往复发动机连接的缸套水进口、缸套水出口；

所述蒸发器、第一膨胀机、油水分离器、冷凝器、第一液体泵、预热器依次连接，预热器连接蒸发器，第一膨胀机连接第一发电机；

所述预热器、闪蒸桶、第二膨胀机、油分离器依次连接，第二膨胀机连接第二发电机；闪蒸桶通过第二液体泵连接预热器；

所述第一换热器、蒸发器、第一循环泵依次连接，形成环路，载流介质在该环路内循环；

所述第二换热器、预热器、第二循环泵依次连接，形成环路，载流介质在该环路内循环。

作为本实用新型的一种优选方案，所述膨胀机为螺杆膨胀机，膨胀机、发电机形成螺杆膨胀发电装置；

所述螺杆膨胀机的转子与发电机转子固定联接，所述发电装置通过螺杆膨胀机转子的转动带动发电机发电。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的往复发动机余热回收系统及方法，可利用往复发动机的余热发电，有效降低能耗，节能环保。

附图说明

图1为实施例一中本实用新型往复发动机余热回收系统的组成示意图。

图2为实施例二中本实用新型往复发动机余热回收系统的组成示意图。

图3为实施例三中本实用新型往复发动机余热回收系统的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本实用新型揭示了一种往复发动机余热回收系统，所述系统包括：第一换热器1、第二换热器2、蒸发器3、膨胀机4、发电机5、油分离器6、冷凝器7、液体泵8、循环泵10、预热器9。

所述第一换热器1设有烟气进口，并通过该烟气进口连接往复发动机100，第一换热器1还设有烟气出口，将经过换热后的烟气排出。第二换热器2设有分别与往复发动机连接的缸套水进口、缸套水出口。

所述蒸发器3、膨胀机4、油水分离器6、冷凝器7、液体泵8、预热器9依次连接(形成环路)；预热器9连接蒸发器3，膨胀机4连接发电机5。蒸发器3、膨胀机4、油水分离器6、冷凝器7、液体泵8、预热器9形成了有机朗肯循环发电系统，可以利用往复发动机的余热发电。

所述第二换热器2、第一换热器1、蒸发器3、预热器9、循环泵10依次连接，形成环路，载流介质在该环路内循环。

有机朗肯循环发电系统的作用原理为：低温低压的制冷工质在液体泵8中被升压，然后依次进入预热器9、蒸发器3被加热汽化，直至成为过热气体后进入膨胀机4膨胀做功，驱动发电机5发电；做功后的低温低压气体通过油分离器6分离后进入冷凝器7，被冷却凝结成液体；再回到液体泵8中，完成一个循环。

所述往复发动机100的烟气通过烟气进口进入第一换热器1换热，换热后的烟气通过烟气出口排出；所述往复发动机100的缸套水通过缸套水进口进入第二换热器2换热，换热后的缸套水通过缸套水出口流回往复发动机100。

所述载流介质通过第二换热器2、第一换热器1、蒸发器3、预热器9、循环泵10形成的环路内循环，并与往复发动机100的烟气及缸套水换热。

以上介绍了本实用新型往复发动机余热回收系统的组成，本实用新型在揭示上述余热回收系统的同时，还揭示一种上述余热回收系统的余热回收方法，所述余热回收方法包括如下步骤(各步骤不分先后次序)：

所述往复发动机的烟气通过烟气进口进入第一换热器换热，换热后的烟气通过烟气出口排出；所述往复发动机的缸套水通过缸套水进口进入第二换热器换热，换热后的缸套水通过缸套水出口流回往复发动机；

低温低压的制冷工质在液体泵中被升压，然后进入预热器、蒸发器被加热汽化，直至成为过热气体后进入膨胀机膨胀做功，驱动发电机发电；做功后的低温低压气体通过油分离器分离后进入冷凝器，被冷却凝结成液体；再回到液体泵中，完成一个循环；

所述载流介质通过第二换热器、第一换热器、蒸发器、预热器、循环泵形成的环路内循环，并与往复发动机的烟气及缸套水换热。

实施例二

请参阅图2，本实用新型揭示一种往复发动机余热回收系统，所述余热回收系统包括：第一换热器1、第二换热器2、蒸发器3、膨胀机4、发电机5、闪蒸桶13、油分离器6、冷凝器7、第一液体泵8、第二液体泵12、第一循环泵11、第二循环泵10、预热器9。

所述第一换热器1设有烟气进口，并通过该烟气进口连接往复发动机100，第一换热器1还设有烟气出口；第二换热器1设有分别与往复发动机连接的缸套水进口、缸套水出口。

所述蒸发器3、膨胀机4、油水分离器6、冷凝器7、第一液体泵8、预热器9依次连接，预热器9连接蒸发器3，膨胀机4连接发电机5；预热器9、闪蒸桶13、膨胀机4依次连接，闪蒸桶13通过第二液体泵12连接预热器9。

所述第一换热器1、蒸发器3、第一循环泵11依次连接，形成环路，第一载流介质在该环路内循环；第二换热器2、预热器9、第二循环泵10依次连接，形成环路，第二载流介质在该环路内循环。

本实施例中，所述闪蒸桶13、蒸发器3连接同一膨胀机4，闪蒸桶13连接膨胀机4的补气口。

所述往复发动机100的烟气通过烟气进口进入第一换热器1换热，换热后的烟气通过烟气出口排出；所述第一载流介质通过第一换热器1、蒸发器3、第一循环泵11形成的环路内循环，并与往复发动机100的烟气换热。

所述往复发动机100的缸套水通过缸套水进口进入第二换热器2换热，换热后的缸套水通过缸套水出口流回往复发动机100；第二载流介质通过第二换热器2、预热器9、第二循环泵10形成的环路内循环，并与往复发动机100的缸套水换热。

经过预热器9预热的制冷工质一部分进入蒸发器3，通过蒸发器3加热汽化，直至成为过热气体后进入膨胀机4膨胀做功，驱动发电机5发电；做功后的低温低压气体通过油分离器6分离后进入冷凝器，被冷却凝结成液体再回到第一液体泵8中；低温低压的制冷工质在第一液体泵8被升压，然后进入预热器9，形成循环。

同时，经过预热器9预热的制冷工质另一部分通过闪蒸桶13闪蒸，而后通过膨胀机4的补气口进入膨胀机4膨胀做功，驱动发电机5发电；闪蒸桶13将冷却凝结成的液体再回至第二液体泵12；低温低压的制冷工质在第二液体泵12中被升压，然后进入预热器9，形成循环。

以上介绍了本实用新型往复发动机余热回收系统的组成，本实用新型在揭示上述余热回收系统的同时，还揭示一种上述余热回收系统的余热回收方法，所述余热回收方法包括如下步骤(各步骤不分先后次序)：

所述往复发动机的烟气通过烟气进口进入第一换热器换热，换热后的烟气通过烟气出口排出；所述第一载流介质通过第一换热器、蒸发器、第一循环泵形成的环路内循环，并与往复发动机的烟气换热；

所述往复发动机的缸套水通过缸套水进口进入第二换热器换热，换热后的缸套水通过缸套水出口流回往复发动机；第二载流介质通过第二换热器、预热器、第二循环泵形成的环路内循环，并与往复发动机的缸套水换热；

经过预热器预热的制冷工质一部分进入蒸发器，通过蒸发器加热汽化，直至成为过热气体后进入膨胀机膨胀做功，驱动发电机发电；做功后的低温低压气体通过油分离器分离后进入冷凝器，被冷却凝结成液体再回到第一液体泵中；低温低压的制冷工质在第一液体泵被升压，然后进入预热器，形成循环；同时，经过预热器预热的制冷工质另一部分通过闪蒸桶闪蒸，而后进入膨胀机膨胀做功，驱动发电机发电；闪蒸桶将冷却凝结成的液体再回至第二液体泵；低温低压的制冷工质在第二液体泵中被升压，然后进入预热器，形成循环。

实施例三

请参阅图3，本实施例与实施例二的区别在于，本实施例中，所述余热回收系统包括两个膨胀机、两个发电机，具体包括第一膨胀机41、第二膨胀机42、第一发电机51、第二发电机52。

所述蒸发器3、第一膨胀机41、油分离器6依次连接，预热器9、闪蒸桶13、第二膨胀机42、油分离器6依次连接；第一膨胀机41连接第一发电机51，第二膨胀机42连接第二发电机52。

所述往复发动机100的烟气通过烟气进口进入第一换热器1换热，换热后的烟气通过烟气出口排出；所述第一载流介质通过第一换热器1、蒸发器3、第一循环泵11形成的环路内循环，并与往复发动机100的烟气换热。

所述往复发动机100的缸套水通过缸套水进口进入第二换热器2换热，换热后的缸套水通过缸套水出口流回往复发动机100；第二载流介质通过第二换热器2、预热器9、第二循环泵10形成的环路内循环，并与往复发动机100的缸套水换热。

经过预热器9预热的制冷工质一部分进入蒸发器3，通过蒸发器3加热汽化，直至成为过热气体后进入第一膨胀机41膨胀做功，驱动第一发电机51发电；做功后的低温低压气体通过油分离器6分离后进入冷凝器7，被冷却凝结成液体再回到第一液体泵8中。同时，经过预热器9预热的制冷工质另一部分通过闪蒸桶13闪蒸，而后进入第二膨胀机42膨胀做功，驱动第二发电机52发电；做功后的低温低压气体通过油分离器6分离后进入冷凝器7，被冷却凝结成液体再回到第一液体泵8中。低温低压的制冷工质在第一液体泵8被升压，然后进入预热器9，形成循环。闪蒸桶13将冷却凝结成的液体再回至第二液体泵12，低温低压的制冷工质在第二液体泵12中被升压，然后进入预热器9，形成循环。

以上介绍了本实用新型往复发动机余热回收系统的组成，本实用新型在揭示上述余热回收系统的同时，还揭示一种上述余热回收系统的余热回收方法，所述余热回收方法包括如下步骤(各步骤不分先后次序)：

所述往复发动机的烟气通过烟气进口进入第一换热器换热，换热后的烟气通过烟气出口排出；所述第一载流介质通过第一换热器、蒸发器、第一循环泵形成的环路内循环，并与往复发动机的烟气换热；

所述往复发动机的缸套水通过缸套水进口进入第二换热器换热，换热后的缸套水通过缸套水出口流回往复发动机；第二载流介质通过第二换热器、预热器、第二循环泵形成的环路内循环，并与往复发动机的缸套水换热；

经过预热器预热的制冷工质一部分进入蒸发器，通过蒸发器加热汽化，直至成为过热气体后进入第一膨胀机膨胀做功，驱动第一发电机发电；做功后的低温低压气体通过油分离器分离后进入冷凝器，被冷却凝结成液体再回到第一液体泵中；同时，经过预热器预热的制冷工质另一部分通过闪蒸桶闪蒸，而后进入第二膨胀机膨胀做功，驱动第二发电机发电；做功后的低温低压气体通过油分离器分离后进入冷凝器，被冷却凝结成液体再回到第一液体泵中；低温低压的制冷工质在第一液体泵被升压，然后进入预热器，形成循环；闪蒸桶将冷却凝结成的液体再回至第二液体泵，低温低压的制冷工质在第二液体泵中被升压，然后进入预热器，形成循环。

综上所述，本实用新型提出的往复发动机余热回收系统及方法，可利用往复发动机的余热发电，有效降低能耗，节能环保。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (8)

1.一种往复发动机余热回收系统，其特征在于，所述系统包括：第一换热器、第二换热器、蒸发器、膨胀机、发电机、油分离器、冷凝器、液体泵、循环泵、预热器；

所述第一换热器设有烟气进口，并通过该烟气进口连接往复发动机，第一换热器还设有烟气出口；第二换热器设有分别与往复发动机连接的缸套水进口、缸套水出口；

所述蒸发器、膨胀机、油水分离器、冷凝器、液体泵、预热器依次连接，预热器连接蒸发器，膨胀机连接发电机；

所述第二换热器、第一换热器、蒸发器、预热器、循环泵依次连接，形成环路，载流介质在该环路内循环。

2.根据权利要求1所述的往复发动机余热回收系统，其特征在于：

所述膨胀机为螺杆膨胀机，膨胀机、发电机形成螺杆膨胀发电装置；

所述螺杆膨胀机的转子与发电机转子固定联接，所述发电装置通过螺杆膨胀机转子的转动带动发电机发电。

3.一种往复发动机余热回收系统，其特征在于，所述余热回收系统包括：第一换热器、第二换热器、蒸发器、膨胀机、发电机、闪蒸桶、油分离器、冷凝器、第一液体泵、第二液体泵、第一循环泵、第二循环泵、预热器；

所述第一换热器设有烟气进口，并通过该烟气进口连接往复发动机，第一换热器还设有烟气出口；第二换热器设有分别与往复发动机连接的缸套水进口、缸套水出口；

所述蒸发器、膨胀机、油水分离器、冷凝器、第一液体泵、预热器依次连接，预热器连接蒸发器，膨胀机连接发电机；预热器、闪蒸桶、膨胀机依次连接，闪蒸桶通过第二液体泵连接预热器；

所述第一换热器、蒸发器、第一循环泵依次连接，形成环路，第一载流介质在该环路内循环；第二换热器、预热器、第二循环泵依次连接，形成环路，第二载流介质在该环路内循环。

4.根据权利要求3所述的往复发动机余热回收系统，其特征在于：

所述闪蒸桶、蒸发器连接同一膨胀机，闪蒸桶连接膨胀机的补气口。

5.根据权利要求3或4所述的往复发动机余热回收系统，其特征在于：

所述往复发动机的烟气通过烟气进口进入第一换热器换热，换热后的烟气通过烟气出口排出；所述第一载流介质通过第一换热器、蒸发器、第一循环泵形成的环路内循环，并与往复发动机的烟气换热；

所述往复发动机的缸套水通过缸套水进口进入第二换热器换热，换热后的缸套水通过缸套水出口流回往复发动机；第二载流介质通过第二换热器、预热器、第二循环泵形成的环路内循环，并与往复发动机的缸套水换热；

经过预热器预热的制冷工质一部分进入蒸发器，通过蒸发器加热汽化，直至成为过热气体后进入膨胀机膨胀做功，驱动发电机发电；做功后的低温低压气体通过油分离器分离后进入冷凝器，被冷却凝结成液体再回到第一液体泵中；低温低压的制冷工质在第一液体泵被升压，然后进入预热器，形成循环；同时，经过预热器预热的制冷工质另一部分通过闪蒸桶闪蒸，而后通过膨胀机的补气口进入膨胀机膨胀做功，驱动发电机发电；闪蒸桶将冷却凝结成的液体再回至第二液体泵；低温低压的制冷工质在第二液体泵中被升压，然后进入预热器，形成循环。

6.根据权利要求4所述的往复发动机余热回收系统，其特征在于：

所述余热回收系统包括两个膨胀机、两个发电机，具体包括第一膨胀机、第二膨胀机、第一发电机、第二发电机；

所述蒸发器、第一膨胀机、油分离器依次连接，预热器、闪蒸桶、第二膨胀机、油分离器依次连接；第一膨胀机连接第一发电机，第二膨胀机连接第二发电机。

7.一种往复发动机余热回收系统，其特征在于，所述余热回收系统包括：第一换热器、第二换热器、蒸发器、第一膨胀机、第二膨胀机、第一发电机、第二发电机、闪蒸桶、油分离器、冷凝器、第一液体泵、第二液体泵、第一循环泵、第二循环泵、预热器；

所述第一换热器设有烟气进口，并通过该烟气进口连接往复发动机，第一换热器还设有烟气出口；第二换热器设有分别与往复发动机连接的缸套水进口、缸套水出口；

所述蒸发器、第一膨胀机、油水分离器、冷凝器、第一液体泵、预热器依次连接，预热器连接蒸发器，第一膨胀机连接第一发电机；

所述预热器、闪蒸桶、第二膨胀机、油分离器依次连接，第二膨胀机连接第二发电机；闪蒸桶通过第二液体泵连接预热器；

所述第一换热器、蒸发器、第一循环泵依次连接，形成环路，载流介质在该环路内循环；

所述第二换热器、预热器、第二循环泵依次连接，形成环路，载流介质在该环路内循环。

8.根据权利要求7所述的往复发动机的余热回收系统，其特征在于：

所述膨胀机为螺杆膨胀机，膨胀机、发电机形成螺杆膨胀发电装置；

所述螺杆膨胀机的转子与发电机转子固定联接，所述发电装置通过螺杆膨胀机转子的转动带动发电机发电。