CN207550468U - 一种lng动力船舶烟道余热利用系统 - Google Patents

一种lng动力船舶烟道余热利用系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开一种LNG动力船舶烟道余热利用系统,包括主机烟道系统、发电机烟道系统、锅炉烟道系统、乙二醇水溶液循环系统以及供给系统,乙二醇水溶液循环系统,其设有循环管道,乙二醇水溶液循环系统一端设有第一换热器,循环管道上设有循环泵;主机烟道系统,其一端设有主机,主机设有主机排气管道,主机排气管道上设有主机热交换器;发电机烟道系统,其一端设有发电机,发电机设有发电机排气管道,发电机排气管道上设有发电机热交换器;锅炉烟道系统,其一端设有锅炉,锅炉设有锅炉排气管道,锅炉排气管道设有锅炉热交换器;系统设有供给管道,供给管道从储存罐连接至用户。此种设计降低了运营成本以及船舶的耗油量。

Description

一种LNG动力船舶烟道余热利用系统
技术领域
本实用新型涉及LNG燃料动力船舶领域,更具体的说,是一种LNG动力船舶烟道余热利用系统。
背景技术
在船舶的主机、辅机、锅炉的排气中包含大量的废热,排气温度普遍在380℃,万吨船的排气量往往在20000~30000m3/h,如此多的废热却没有得到很好的利用,造成了极大的能源浪费。现有LNG燃料加热主要是采用蒸汽锅炉或者热油锅炉或者电加热装置直接加热乙二醇水溶液。采用蒸汽锅炉或热油锅炉的方式会消耗机舱锅炉大部分的功率,影响对用户的加热,有时甚至需要停用部分设备,并且配置大功率锅炉体积大、运营成本高、油耗量高。采用电加热装置的方式需要配置大功率的发动机,运营成本高、油耗量高。
实用新型内容
由于现有技术存在上述问题,本实用新型提出一种LNG动力船舶烟道余热利用系统,其目的在于解决船舶油耗高、运营成本高、需要配置大功率的锅炉或发电机等问题。
本实用新型通过以下技术方案解决上述问题:
一种LNG动力船舶烟道余热利用系统,其特征在于,包括:主机烟道系统、发电机烟道系统、锅炉烟道系统、乙二醇水溶液循环系统以及供给系统,其中,
所述乙二醇水溶液循环系统,其设有循环管道,所述乙二醇水溶液循环系统一端设有第一换热器,其用于所述循环管道内的液态介质与所述供给系统的液态天然气进行热交换,所述循环管道上设有用于驱动所述循环管道内的液态介质循环流动的第一循环泵;
所述主机烟道系统,其一端设有主机,所述主机上设有主机排气管道,所述主机排气管道上设有主机热交换器,其用于将所述主机产生的排气余热与所述循环管道内的液态介质进行热交换,所述主机热交换器上设有与所述循环管道相连接的第一入口和第一出口;
所述发电机烟道系统,其一端设有发电机,所述发电机上设有发电机排气管道,所述发电机排气管道上设有发电机热交换器,其用于将所述发电机产生的排气余热与所述循环管道内的液态介质进行热交换,所述发电机热交换器上设有与所述循环管道相连接的第二入口和第二出口;
所述锅炉烟道系统,其一端设有锅炉,所述锅炉上设有锅炉排气管道,所述锅炉排气管道上设有锅炉热交换器,其用于将所述锅炉产生的排气余热与所述循环管道内的液态介质进行热交换,所述锅炉热交换器上设有与所述循环管道相连接的第三入口和第三出口;
所述供给系统,其设有供给管道,所述供给管道从储存罐连接至用户。
较佳的是,所述第一换热器一端布设有所述循环管道,所述第一换热器的另一端布设有所述供给管道,所述第一循环泵与所述第一换热器之间的所述循环管道上设有用于调节系统压力的第一膨胀柜。
较佳的是,所述循环管道上设有调节所述循环管道内的液态介质温度的第一温控阀。
较佳的是,所述第一入口与所述第一温控阀之间的循环管道上设有第一入口调节阀,所述第一出口与所述第一温控阀之间的循环管道上设有第一出口调节阀,在所述第一入口调节阀与所述第一出口调节阀之间的所述循环管道上设有隔断阀。
较佳的是,所述第二入口与所述第一温控阀之间的循环管道上设有第二入口调节阀,所述第二出口与所述第一温控阀之间的循环管道上设有第二出口调节阀。
较佳的是,所述第三入口与所述第一温控阀之间的循环管道上设有第三入口调节阀,所述第三出口与所述第一温控阀之间的循环管道上设有第三出口调节阀。
较佳的是,所述存储罐和所述用户之间的所述供给管道上设有供给泵。
较佳的是,在所述乙二醇水溶液与所述发电机烟道系统、所述发电机烟道系统以及所述锅炉烟道系统之间设有热油循环系统,所述热油循环系统与所述乙二醇水溶液循环系统之间设有第二换热器,其用于将热油与乙二醇水溶液进行热交换。
较佳的是,所述热油系统的所述循环管道上设有用于驱动所述循环管道内的液态介质循环流动的第二循环泵,在所述第二循环泵和所述第二换热器之间的所述循环管道上设有用于调节系统压力的第二膨胀柜。
较佳的是,所述热油系统的所述循环管道上设有第二温控阀,其用于调节所述循环管道内的液态介质的温度。
由于采用上述技术手段,本申请改进了船舶主机、发电机及锅炉的结构,通过乙二醇水溶液的循环系统,利用主机、发电机以及锅炉产生的排气余热来加热液态的天然气,一方面,避免了大功率锅炉或发电机的使用,减小了占用体积,降低了运营成本、船舶的耗油量,另一方面,本设计可以针对所需的热量来选择合适的方式去获取热量加热,增加了系统的灵活性和可调节性。
附图说明
图1为本实用新型的实施例一的LNG动力船舶烟道余热利用系统的结构示意图。
图2为本实用新型的实施例二的LNG动力船舶烟道余热利用系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
参见图1所示,图1为本实用新型的实施例一的LNG动力船舶烟道余热利用系统的结构示意图。在该实施例一中的LNG动力船舶烟道余热利用系统,包括:主机烟道系统1、发电机烟道系统2、锅炉烟道系统3、乙二醇水溶液循环系统4以及供给系统5。
所述乙二醇水溶液循环系统4设有循环管道6。所述乙二醇水溶液循环系统4一端设有第一换热器42,其用于所述循环管道6内的乙二醇水溶液与所述供给系统5的液态天然气进行热交换。所述第一换热器41一端布设有所述循环管道6,所述第一换热器41的另一端布设有供给管道51。所述循环管道6上设有用于驱动所述循环管道6内的乙二醇水溶液循环流动的第一循环泵42。所述第一循环泵42与所述第一换热器41之间的所述循环管道6上设有用于调节系统体积膨胀的第一膨胀柜43。当系统受热,系统内介质体积膨胀,乙二醇水溶液会进入到所述第一膨胀柜43中使得系统压力维持在正常的工作范围内。所述循环管道6上设有调节所述循环管道6内的乙二醇水溶液温度的第一温控阀44,所述第一温度温控阀44用于将乙二醇水溶液温度调节到所需的温度。
所述主机烟道系统1一端设有主机11。所述主机11上设有主机排气管道12。所述主机排气管道12上设有主机热交换器13,其用于将所述主机11产生的排气余热与所述循环管道6内的乙二醇水溶液进行热交换。所述主机热交换器13上设有与所述循环管道6相连接的第一入口和第一出口。所述第一入口与所述第一温控阀44之间的循环管道6上设有第一入口调节阀61,所述第一出口与所述第一温控阀44之间的循环管道6设有第一出口调节阀62,在所述第一入口调节阀61与所述第一出口调节阀62之间的所述循环管道6设有隔断阀63。
所述发电机烟道系统2一端设有发电机21。所述发电机21上设有发电机排气管道22。所述发电机排气管道22上设有发电机热交换器23,其用于将所述发电机21产生的排气余热与所述循环管道6内的乙二醇水溶液进行热交换。所述发电机热交换器23上设有与所述循环管道6相连接的第二入口和第二出口。所述第二入口与所述第一温控阀44之间的循环管道6上设有第二入口调节阀64,所述第二出口与所述第一温控阀44之间的循环管道6上设有第二出口调节阀65。
所述锅炉烟道系统3一端设有锅炉31。所述锅炉31上设有锅炉排气管道32。所述锅炉排气管道32上设有锅炉热交换器33,其用于将所述锅炉31产生的排气余热与所述循环管道6内的乙二醇水溶液进行热交换。所述锅炉热交换器33上设有与所述循环管道6相连接的第三入口和第三出口。所述第三入口与所述第一温控阀44之间的循环管道6上设有第三入口调节阀66,所述第三出口与所述第一温控阀44之间的所述循环管道6上设有第三出口调节阀67。
所述供给系统5,其设有供给管道51,所述供给管道51从储存罐52连接至用户53。所述存储罐52和所述用户53之间的所述供给管道上51设有供给泵54。
在使用时,根据所需吸收的热量可有多种选择方式:单个设备烟道系统余热利用方式、各烟道系统余热串联利用方式以及各烟道系统余热并联利用方式,具体情况参见如下描述。
单个设备烟道系统余热利用方式,所述主机烟道系统1、所述发电机烟道系统2以及所述锅炉烟道系统3都可以单独与所述乙二醇水溶液循环系统4进行热交换。例如,所述主机烟道系统1与所述乙二醇水溶液循环系统4进行热交换,打开所述第一入口调节阀61和第一出口调节阀62,并且关闭其他阀门。由所述主机11产生的排气余热经过主机排气管道12,再进入所述主机热交换器13。所述第一循环泵42驱动所述循环管道6内的乙二醇水溶液循环流动,乙二醇水溶液经过所述第一温控阀44,进行温度调节后流经所述第一入口调节阀61,再从所述第一入口进入所述主机热交换器13。在所述主机交换器中,所述主机11产生的排气余热与乙二醇水溶液进行热交换,实现对乙二醇水溶液的加热。加热后的乙二醇水溶液再从所述第一出口流出,经过所述第二出口调节阀62,再流入所述第一换热器41。在所述第一换热器41中,加热后的乙二醇水溶液与所述供给管道51内的液态天然气进行热交换,将液态天然气汽化成气态天然气。所述发电机烟道系统2与所述乙二醇水溶液循环系统4进行热交换、所述锅炉烟道系统3与所述乙二醇水溶液循环系统4进行热交换,其原理与前述情况相同,在此不再赘述。
各烟道系统余热串联利用方式,当单个设备烟道系统余热的热量不足所需时,可采用各烟道系统余热串联利用方式。各烟道系统余热串联利用方式分别有:所述主机烟道系统1和所述发电机烟道系统2、所述主机烟道系统1和所述锅炉烟道系统3、所述发电机烟道系统2和所述锅炉烟道系统3分别与所述乙二醇水溶液循环系统4进行热交换。例如,所述主机烟道系统1和所述发电机烟道系统2与所述乙二醇水溶液循环系统4进行热交换,打开所述第一入口调节阀61、所述第二出口调节阀65以及所述隔断阀63,并且关闭其他阀门,其他原理与前述情况类似,在此不再赘述。所述主机烟道系统1和所述锅炉烟道系统3与所述乙二醇水溶液循环系统4进行热交换、所述发电机烟道系统2和所述锅炉烟道系统3与所述乙二醇水溶液循环系统4进行热交换,其原理与前述情况相同,在此不再赘述。
各烟道系统余热并联利用方式,当各烟道系统余热串联的热量不足所需时,可采用各烟道系统余热并联利用方式。所述主机烟道系统1、所述发电机烟道系统2以及所述锅炉烟道系统3与所述乙二醇水溶液循环系统4同时进行热交换。打开所述第一入口调节阀61、所述第一出口调节阀62、所述第二入口调节阀64、所述第二出口调节阀65、所述第三入口调节阀66以及所述第三出口调节阀67,关闭所述隔断阀63,其原理与前述情况类似,在此不再赘述。
参见图2所示,图2为本实用新型的实施例二的LNG动力船舶烟道余热利用系统的结构示意图。在本实施例二中的LNG动力船舶烟道余热利用系统在所述乙二醇水溶液与所述发电机烟道系统1、所述发电机烟道系统2以及所述锅炉烟道系统3之间设有热油循环系统7,所述热油循环系统7与所述乙二醇水溶液循环系统4之间设有第二换热器71,其用于将所述热油循环系统7的所述循环管道6内的热油与所述乙二醇水溶液循环系统4中的所述循环管道6内的乙二醇水溶液进行热交换。所述热油系统7的所述循环管道6上设有用于驱动所述循环管道6内的热油循环流动的第二循环泵72,在所述第二循环泵72和所述第二换热器71之间的所述循环管道6上设有用于调节系统体积膨胀的第二膨胀柜73。当系统受热,系统内介质体积膨胀,热油会进入到所述第二膨胀柜73中使得系统压力维持在正常的工作范围内。所述热油系统7的所述循环管道6上设有第二温控阀74,其用于调节所述循环管道6内的热油的温度。
由于热油具有良好的耐热性,可以提高系统的稳定性。实施例二的LNG动力船舶烟道余热利用系统在实施例一的基础上在所述乙二醇水溶液与所述发电机烟道系统1、所述发电机烟道系统2以及所述锅炉烟道系统3之间设有热油循环系统7。实施例二中的LNG动力船舶烟道余热利用系统也可以进行单个设备烟道系统余热利用方式、各烟道系统余热串联利用方式以及各烟道系统余热并联利用方式的调节。
下面将选取单个设备烟道系统余热利用方式的其中一种方式进行详细阐述,所述主机烟道系统1与所述热油循环系统7进行热交换,打开所述第一入口调节阀61和第一出口调节阀62,并且关闭其他阀门。由所述主机11产生的排气余热经过主机排气管道12,再进入所述主机热交换器13。所述第二循环泵72驱动所述循环管道6内的热油循环流动,热油经过所述第二温控阀74,进行温度调节后流经所述第一入口调节阀61,再从所述第一入口进入所述主机热交换器13。在所述主机交换器中,所述主机11产生的排气余热与热油进行热交换,实现对热油的加热。加热后的热油再从所述第一出口流出,经过所述第二出口调节阀62,再流入所述第二换热器71。所述第一循环泵42驱动所述循环管道6内的乙二醇水溶液循环流动,通过第一温控阀44调节乙二醇水溶液的温度。在所述第二换热器71中,加热后的热油与乙二醇水溶液进行热交换,实现对乙二醇水溶液的加热。加热后的乙二醇水溶液再流入所述第一换热器41。在所述第一换热器41中,乙二醇水溶液与所述供给管道51内的液态天然气进行热交换,将液态天然气汽化成气态天然气。其他情况的原理与前述情况类似,在此不再赘述。
综上所述,本申请改进了船舶主机、发电机及锅炉的结构,通过乙二醇水溶液的循环系统,利用主机、发电机以及锅炉产生的排气余热来加热液态的天然气,一方面,避免了大功率锅炉或发电机的使用,减小了占用体积,降低了运营成本、船舶的耗油量,另一方面,本设计可以针对所需的热量来选择合适的方式去获取热量加热,增加了系统的灵活性和可调节性。
以上所述的实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。本领域技术人员对本实用新型所做的均等变化与修饰,皆应属于本实用新型所附的权利要求书的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种LNG动力船舶烟道余热利用系统,其特征在于,包括:主机烟道系统、发电机烟道系统、锅炉烟道系统、乙二醇水溶液循环系统以及供给系统,其中,
所述乙二醇水溶液循环系统,其设有循环管道,所述乙二醇水溶液循环系统一端设有第一换热器,其用于所述循环管道内的液态介质与所述供给系统的液态天然气进行热交换,所述循环管道上设有用于驱动所述循环管道内的液态介质循环流动的第一循环泵;
所述主机烟道系统,其一端设有主机,所述主机上设有主机排气管道,所述主机排气管道上设有主机热交换器,其用于将所述主机产生的排气余热与所述循环管道内的液态介质进行热交换,所述主机热交换器上设有与所述循环管道相连接的第一入口和第一出口;
所述发电机烟道系统,其一端设有发电机,所述发电机上设有发电机排气管道,
所述发电机排气管道上设有发电机热交换器,其用于将所述发电机产生的排气余热与所述循环管道内的液态介质进行热交换,所述发电机热交换器上设有与所述循环管道相连接的第二入口和第二出口;
所述锅炉烟道系统,其一端设有锅炉,所述锅炉上设有锅炉排气管道,所述锅炉排气管道上设有锅炉热交换器,其用于将所述锅炉产生的排气余热与所述循环管道内的液态介质进行热交换,所述锅炉热交换器上设有与所述循环管道相连接的第三入口和第三出口;
所述供给系统,其设有供给管道,所述供给管道从储存罐连接至用户。
2.根据权利要求1所述的LNG动力船舶烟道余热利用系统,其特征在于,所述第一换热器一端布设有所述循环管道,所述第一换热器的另一端布设有所述供给管道,所述第一循环泵与所述第一换热器之间的所述循环管道上设有用于调节系统压力的第一膨胀柜。
3.根据权利要求1所述的LNG动力船舶烟道余热利用系统,其特征在于,所述循环管道上设有调节所述循环管道内的液态介质温度的第一温控阀。
4.根据权利要求1所述的LNG动力船舶烟道余热利用系统,其特征在于,所述第一入口与所述第一温控阀之间的循环管道上设有第一入口调节阀,所述第一出口与所述第一温控阀之间的循环管道上设有第一出口调节阀,在所述第一入口调节阀与所述第一出口调节阀之间的所述循环管道上设有隔断阀。
5.根据权利要求1所述的LNG动力船舶烟道余热利用系统,其特征在于,所述第二入口与所述第一温控阀之间的循环管道上设有第二入口调节阀,所述第二出口与所述第一温控阀之间的循环管道上设有第二出口调节阀。
6.根据权利要求1所述的LNG动力船舶烟道余热利用系统,其特征在于,所述第三入口与所述第一温控阀之间的循环管道上设有第三入口调节阀,所述第三出口与所述第一温控阀之间的所述循环管道上设有第三出口调节阀。
7.根据权利要求1所述的LNG动力船舶烟道余热利用系统,其特征在于,所述存储罐和所述用户之间的所述供给管道上设有供给泵。
8.根据权利要求1所述的LNG动力船舶烟道余热利用系统,其特征在于,在所述乙二醇水溶液与所述发电机烟道系统、所述发电机烟道系统以及所述锅炉烟道系统之间设有热油循环系统,所述热油循环系统与所述乙二醇水溶液循环系统之间设有第二换热器,其用于将热油与乙二醇水溶液进行热交换。
9.根据权利要求1所述的LNG动力船舶烟道余热利用系统,其特征在于,所述热油系统的所述循环管道上设有用于驱动所述循环管道内的液态介质循环流动的第二循环泵,在所述第二循环泵和所述第二换热器之间的所述循环管道上设有用于调节系统压力的第二膨胀柜。
10.根据权利要求1所述的LNG动力船舶烟道余热利用系统,其特征在于,所述热油系统的所述循环管道上设有第二温控阀,其用于调节所述循环管道内的液态介质的温度。
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