RU217073U1

RU217073U1 - DEVICE FOR CONVERSING THERMAL ENERGY OF THE COOLING SYSTEM OF THE MAIN SHIP DIESEL INTO ELECTRIC ENERGY

Info

Publication number: RU217073U1
Application number: RU2022117271U
Authority: RU
Inventors: Виталий Никифорович Тимофеев; Ильяс Рахимзянович Салахов; Людмила Михайловна Кутепова; Нурания Ринатовна Харисова; Гузель Газинуровна Каюмова; Николай Владимирович Гречко; Айгуль Равилевна Юнусова; Ильсия Равилевна Тимербулатова; Адель Данисович Шарафутдинов
Filing date: 2022-06-24
Publication date: 2023-03-16

Abstract

Полезная модель относится к дизелестроению и может быть использована дизельными проектными организациями и судами речного и морского транспорта, находящимися в эксплуатации. Устройство для преобразования тепловой энергии системы охлаждения главного судового дизеля в электрическую энергию содержит главный судовой дизель, выхлопной трубопровод, абсорбционную холодильную машину, электрический трехходовой вентиль, контролирующий температуру забортной воды. При этом устройство дополнительно содержит систему охлаждения главного судового дизеля, состоящую из внутреннего контура с электрическим терморегулятором и элементами автоматики и внешнего контура, органический цикл Ренкина (ОЦР), содержащий испаритель, пароперегреватель, паровую турбину, генератор, конденсатор, электрический насос с электродвигателем. Так в испарителе происходит теплообмен между охлаждающей водой внутреннего контура системы охлаждения и низкокипящим веществом ОЦР, пароперегреватель расположен на выходном трубопроводе отработавших газов и через выход связан с паровой турбиной ОЦР, а в электрическом трехходовом вентиле один выход подключен к абсорбционной холодильной машине, а другой выход связан с конденсатором ОЦР. Полезная модель позволяет увеличить КПД главного судового дизеля. 1 ил.

The utility model relates to diesel engineering and can be used by diesel design organizations and river and sea transport vessels in operation. The device for converting the thermal energy of the cooling system of the main marine diesel engine into electrical energy contains the main marine diesel engine, an exhaust pipeline, an absorption refrigerator, an electric three-way valve that controls the temperature of the outboard water. At the same time, the device additionally contains a cooling system for the main marine diesel engine, consisting of an internal circuit with an electric temperature controller and automation elements and an external circuit, an organic Rankine cycle (ORC) containing an evaporator, a superheater, a steam turbine, a generator, a condenser, an electric pump with an electric motor. So, in the evaporator, heat exchange occurs between the cooling water of the internal circuit of the cooling system and the low-boiling ORC substance, the superheater is located on the outlet pipeline of the exhaust gases and is connected through the outlet to the ORC steam turbine, and in the electric three-way valve, one outlet is connected to the absorption refrigeration machine, and the other outlet is connected with OCR capacitor. The utility model makes it possible to increase the efficiency of the main marine diesel engine. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к дизелестроению и может быть использована дизельными проектными организациями и судами речного и морского транспорта, находящихся в эксплуатации.The utility model relates to diesel engineering and can be used by diesel design organizations and vessels of river and sea transport in operation.

Известен патент №92247, H01L 35/28. Судовой термоэлектрический генератор / В.Н. Тимофеев. Опубл. 10.03.2010 в БИ №7 [1]. Судовой термоэлектрический генератор, установленный на выхлопном трубопроводе позволяет утилизировать тепловую энергию отработавших газов, в результате чего происходит прямое преобразование тепловой энергии в электрическую энергию. Однако данный термоэлектрический генератор не может быть использован для утилизации тепловой энергии системы охлаждения судового двигателя внутреннего сгорания (СДВС), так как низкая температура охлаждающей воды (80-95°С) не позволяет использовать термоэлектрический генератор.Known patent No. 92247, H01L 35/28. Ship thermoelectric generator / V.N. Timofeev. Published March 10, 2010 in BI No. 7 [1]. The ship's thermoelectric generator installed on the exhaust pipeline makes it possible to utilize the thermal energy of the exhaust gases, resulting in a direct conversion of thermal energy into electrical energy. However, this thermoelectric generator cannot be used for utilizing the thermal energy of the cooling system of a marine internal combustion engine (SICE), since the low temperature of the cooling water (80-95°C) does not allow the use of a thermoelectric generator.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа патент №166326. Россия, МПК В63Н 23/24. Судовая энергосберегающая установка/В.Н. Тимофеев, Л.В. Тузов, O.K. Безюков, В.А. Жуков, Н.Ф. Тихонов, Д.В. [2].The closest in technical essence to the claimed device is patent No. 166326 chosen as a prototype. Russia, MPK V63N 23/24. Ship energy-saving installation / V.N. Timofeev, L.V. Tuzov, O.K. Bezukov, V.A. Zhukov, N.F. Tikhonov, D.V. [2].

В судовой энергетической установке используется силовая установка, состоящая из турбины с низкокипящим рабочим веществом, испарителя и конденсатора, при этом рабочее вещество испаряется в испарителе за счет утилизации тепловой энергии главной судовой дизельной установки и использования тепловой энергии накопительной емкости и главного судового котла, поступающей в испаритель через теплоноситель, испарение рабочего вещества происходит в теплообменнике, одной полостью которого является испаритель, а в другой полости проходит теплоноситель, нагретый судовыми котлами судовой энергетической установки и накопительной емкости. Конденсатором является другой теплообменник, в одной полости которого проходит отработавший пар, а в другой - охладитель, который отбирает теплоту у отработавшего пара, превращая его в жидкость, охладителем является забортная вода с температурой 7-8°С в осенне-зимнее время, а в весенне-летнее время указанная забортная вода дополнительно охлаждается до температуры 7-8°С в холодильнике абсорбционной холодильной установки данной системы. В результате всего этого будет обеспечен довольно высокий перепад температур испарения и конденсации рабочего вещества соответственно и довольно высокий КПД преобразования тепловой энергии судовых котлов, что приводит к повышению топливной экономичности и КПД судовой энергетической установки.The ship power plant uses a power plant consisting of a turbine with a low-boiling working substance, an evaporator and a condenser, while the working substance evaporates in the evaporator due to the utilization of the thermal energy of the main marine diesel plant and the use of the thermal energy of the storage tank and the main ship's boiler entering the evaporator through the coolant, the evaporation of the working substance occurs in the heat exchanger, one cavity of which is the evaporator, and the coolant passes through the other cavity, heated by the ship's boilers of the ship's power plant and storage tank. The condenser is another heat exchanger, in one cavity of which the exhaust steam passes, and in the other - a cooler that takes heat from the exhaust steam, turning it into a liquid, the cooler is sea water with a temperature of 7-8 ° C in autumn-winter, and in in spring-summer time, said outboard water is additionally cooled to a temperature of 7-8°C in the refrigerator of the absorption refrigeration unit of this system. As a result of all this, a rather high temperature drop of evaporation and condensation of the working substance, respectively, and a rather high efficiency of conversion of the thermal energy of marine boilers will be ensured, which leads to an increase in fuel efficiency and efficiency of the ship power plant.

Основным недостатком этого патента является то, что в нем тепловая энергия системы охлажденияглавного двигателя не используется, то есть не принимает участие в выработке электроэнергии, тепловая энергия системы охлаждения внешним контуром удаляется за борт, тем самым снижается эффективность работы дизельной установки. Доля располагаемой теплоты, приходящаяся на потери с охлаждающей водой, достигает до 30%. «Тимофеев В. Н. Методы и средства автоматического регулирования теплового состояния судовых ДВС: дис. … докт. техн. наук /В Тимофеев. - СПб, 2015, 2015, - 385 с. (стр. 31)[3]».The main disadvantage of this patent is that it does not use the thermal energy of the main engine cooling system, that is, it does not take part in the generation of electricity, the thermal energy of the cooling system is removed overboard by an external circuit, thereby reducing the efficiency of the diesel plant. The share of available heat attributable to losses with cooling water reaches up to 30%. “Timofeev V.N. Methods and means of automatic control of the thermal state of marine internal combustion engines: dis. … doc. tech. sciences /V Timofeev. - St. Petersburg, 2015, 2015, - 385 p. (p. 31)[3]".

Современные системы утилизации тепловых отходов ДВС дают возможность использовать не только теплоту выхлопных газов, но и тепловую энергию системы охлаждения. «Белов Г.В., Дорохова М.А. Органический цикл Ренкина и его применение в альтернативной энергетике // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2014. - №2. - С.99-124 [4].Modern systems for the utilization of thermal waste from internal combustion engines make it possible to use not only the heat of exhaust gases, but also the thermal energy of the cooling system. “Belov G.V., Dorohova M.A. Organic Rankine cycle and its application in alternative energy // Science and education: scientific edition of MSTU im. N.E. Bauman. - 2014. - No. 2. - S.99-124 [4].

Заявляемая полезная модель решает задачу создания устройства, позволяющего преобразовать тепловую энергию внутреннего контура системы охлаждения главного судового дизеля в электрическую энергию.The claimed utility model solves the problem of creating a device that allows you to convert the thermal energy of the internal circuit of the cooling system of the main marine diesel engine into electrical energy.

Техническим результатом при этом является повышение КПД главного судового дизеля за счет увеличения доли теплоты, превращаемой в полезную работу.The technical result in this case is to increase the efficiency of the main marine diesel engine by increasing the proportion of heat converted into useful work.

Технический результат достигается тем, что устройство для преобразования тепловой энергии системы охлаждения главного судового дизеля в электрическую энергию, содержащее главный судовой дизель; выхлопной трубопровод, абсорбционную холодильную машину, электрический трехходовой вентиль. контролирующий температуру забортной воды, дополнительно содержит систему охлаждения главного судового дизеля, состоящую из внутреннего контура с электрическим терморегулятором и элементами автоматики и внешнего контура, органический цикл Ренкина (ОЦР), содержащий испаритель, пароперегреватель, паровую турбину, генератор, конденсатор, электрический насос с электродвигателем, при этом, в испарителе происходит теплообмен между охлаждающей водой внутреннего контура системы охлаждения и низкокипящим веществом ОЦР, пароперегреватель расположен на выходном трубопроводе отработавших газов и через выход связан с паровой турбиной ОЦР, а в электрическом трехходовом вентиле один выход подключен к абсорбционной холодильной машине, а другой выход связан с конденсатором ОЦР.The technical result is achieved by the fact that the device for converting the thermal energy of the cooling system of the main marine diesel engine into electrical energy, containing the main marine diesel engine; exhaust piping, absorption chiller, electric three-way valve. controlling the seawater temperature, additionally contains a cooling system for the main marine diesel engine, consisting of an internal circuit with an electric temperature controller and automation elements and an external circuit, an organic Rankine cycle (ORC) containing an evaporator, a superheater, a steam turbine, a generator, a condenser, an electric pump with an electric motor , at the same time, heat exchange occurs in the evaporator between the cooling water of the internal circuit of the cooling system and the low-boiling substance ORC, the superheater is located on the exhaust gas outlet pipeline and is connected through the outlet to the ORC steam turbine, and in the electric three-way valve one outlet is connected to the absorption refrigeration machine, and the other output is connected to the OCR capacitor.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для преобразования тепловой энергии системы охлаждения (СО) судового дизеля в электрическую энергию, которая содержит главный судовой дизель 1, внутренний контур системы охлаждения, включающий в себя теплообменник 2, электрический терморегулятор (ЭТРГ) 3, циркуляционный насос 4, электрический датчик температуры (ДТ) 5, электрический датчик нагрузки (ДН) 6. От ЭТРГ 3 отводится перепускной канал 25. ЭТРГ 3 выполняется по патенту №2270923, Россия, F01P 7/16. Электрический термостат/ В.Н. Тимофеев, Н.П. Кузин, А.Н. Краснов. Опубл. 27.02.06. БИ.№6 [5].In FIG. 1 shows a functional diagram of a device for converting the thermal energy of the cooling system (CO) of a marine diesel engine into electrical energy, which contains the main marine diesel engine 1, the internal circuit of the cooling system, which includes a heat exchanger 2, an electric thermostat (ETRG) 3, a circulation pump 4, an electric temperature sensor (DT) 5, electric load sensor (DN) 6. Bypass channel 25 is diverted from ETRG 3. ETRG 3 is made according to patent No. 2270923, Russia, F01P 7/16. Electric thermostat / V.N. Timofeev, N.P. Kuzin, A.N. Krasnov. Published 27.02.06. BI.№6 [5].

Внешний контур системы охлаждения, включающий в себя канал подвода охлаждающей жидкости 26, канал отвода охлаждающей жидкости 27, остальные элементы внешнего контура не показаны.The external circuit of the cooling system, which includes a channel for supplying coolant 26, a channel for draining coolant 27, other elements of the external circuit are not shown.

Органический цикл Ренкина (ОЦР) представляет собой замкнутый цикл, содержит испаритель 9, пароперегреватель 7, который расположен на выхлопном трубопроводе отработавших газов 21; паровую турбину 10, генератор 11, конденсатор 12, электрический насос 13 с электродвигателем 14. ОЦР заправляется низкокипящим веществом (НВ). При выборе НВ необходимо учитывать ряд, предъявляемых к ним требований: дешевизна: хорошие теплофизические свойства; нетоксичность; отсутствие экологического воздействия на окружающую среду (озоновый слой, парниковый эффект); замерзание при достаточно низких отрицательных температурах, что важно для климатических условий северных регионов.The organic Rankine cycle (ORC) is a closed cycle, contains an evaporator 9, a superheater 7, which is located on the exhaust gas pipeline 21; a steam turbine 10, a generator 11, a condenser 12, an electric pump 13 with an electric motor 14. The ORC is charged with a low-boiling substance (HB). When choosing HB, it is necessary to take into account a number of requirements for them: low cost: good thermal properties; non-toxicity; no environmental impact on the environment (ozone layer, greenhouse effect); freezing at sufficiently low negative temperatures, which is important for the climatic conditions of the northern regions.

Устройство также содержит абсорбционную холодильную машину (АБХМ) 8, электрический трехходовой вентиль (ЭТРВ) 15, датчик температуры 16; элементы автоматики: программируемый блок управления (ПБУ) 17, блок сравнения (БС) 18, задатчики 19, 20; каналы внутреннего контура СО: 22, 23, 24, 25; каналы забортной воды, обслуживающие конденсатор: 12: 28, 29, 30, 31; каналы низкокипящего вещества (НВ). циркулирующего по ограниченному циклу Ренкина: 32, 33, 34, 35; канал 36, подающий электроэнергию потребителю, выработанной генератором 11; каналы электроэнергии, обслуживающие электрические элементы устройства: 37, 38, 39; каналы электрических сигналов: 40, 41, 42, 43, 44, 45.The device also contains an absorption refrigeration machine (ABHM) 8, an electric three-way valve (ETRV) 15, a temperature sensor 16; automation elements: programmable control unit (PBU) 17, comparison unit (BS) 18, setters 19, 20; channels of the internal circuit CO: 22, 23, 24, 25; sea water channels serving the condenser: 12: 28, 29, 30, 31; channels of low-boiling substance (HB). circulating in a limited Rankine cycle: 32, 33, 34, 35; channel 36, which supplies electricity to the consumer, generated by the generator 11; power channels serving the electrical elements of the device: 37, 38, 39; electrical signal channels: 40, 41, 42, 43, 44, 45.

В ПБУ 17 закладывается программа, чтобы ЭТРГ 3 обеспечил поддержание требуемого температурного режима во внутреннем контуре СО при переменных нагрузках, то есть на режимах холостого и частичных нагрузках температура охлаждающей воды должна поддерживаться в пределах 95-98°С, а на номинальных - 80-85°С, при этом используется патент 208250, РФ. Устройство для регулирования температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения судового двигателя внутреннего сгорания/ Тимофеев В.Н., Салахов И.Р., Харисова н.Р., Кутепова Л.М., Каюмова Г.Г., Садыков Т.М., Юнусова А.Р., Тимербулатова И.Р. Опубл. в НИ №34. 10.12.21 [6].In PBU 17, a program is laid down so that ETRG 3 ensures the maintenance of the required temperature regime in the internal circuit of CO at variable loads, that is, at idle and partial loads, the temperature of the cooling water must be maintained within 95-98 ° C, and at nominal - 80-85 °C, while using patent 208250, RF. Device for controlling the temperature of the coolant in the cooling system of a marine internal combustion engine / Timofeev V.N., Salakhov I.R., Kharisova N.R., Kutepova L.M., Kayumova G.G., Sadykov T.M., Yunusova A.R., Timerbulatova I.R. Published in NI No. 34. 10.12.21 [6].

АБХМ 8 служит для понижения температуры забортной воды до 5-7°С в летнее время и ее подачи в конденсатор 12, где для работы цикла Ренкина появляется возможность создания минимального размера разности температур 52°С между источником тепла - отработанным паром и теплоотводом - забортной водой; выполняется по патенту №2466289. Россия, МПК 02G 5/02. Система для охлаждения свежего заряда и отработавших газов судового дизеля, подаваемых на впуск/Тимофеев В.Н., Безюков O.K., Клюс О.В., Васильева И.Г., Тимофеев Д.В. Опубл. 10.11.2012. Бюл. №31 [7].ABKhM 8 serves to lower the temperature of sea water to 5-7 ° C in summer and supply it to condenser 12, where for the operation of the Rankine cycle it becomes possible to create a minimum temperature difference of 52 ° C between the heat source - exhaust steam and the heat sink - sea water ; performed according to patent No. 2466289. Russia, IPC 02G 5/02. System for Cooling Fresh Charge and Exhaust Gases of a Marine Diesel Supplied to the Inlet / Timofeev V.N., Bezyukov O.K., Klyus O.V., Vasilyeva I.G., Timofeev D.V. Published 11/10/2012. Bull. No. 31 [7].

Элементы автоматики ПНУ 17, БС18, задатчики 19. 20, ДТ 5, ДН 6 обеспечивают автоматическое регулирование и поддержания требуемой температуры в условиях эксплуатации. В качестве рабочего тела предлагается низкокипящее вещество, имеющее более низкую, чем у воды, температуру кипения. Благодаря этому, испарение рабочего тела происходит при относительно низкой температуре, что и позволяет утилизировать низкопотенциальную энергию - тепловую энергию системы охлаждения дизеля.Automation elements PNU 17, BS18, setters 19. 20, DT 5, DN 6 provide automatic control and maintenance of the required temperature in operating conditions. As a working fluid, a low-boiling substance is proposed, having a lower boiling point than that of water. Due to this, the evaporation of the working fluid occurs at a relatively low temperature, which makes it possible to utilize low-potential energy - the thermal energy of the diesel cooling system.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. После запуска дизеля предлагаемое устройство начинает работать. Так как после пуска дизель должен работать на частичных нагрузках, то блок управления по каналу 37 подает питание на ЭТРГ 3. который приводится в действие и закроет канал на теплообменник 2. откроет канал 25 и весь поток охлаждающей воды будет поступать в дизель 1 минуя теплообменника 2, то есть система охлаждения будет работать на перепуск и температура охлаждающей воды будет повышаться. При этом охлаждающая вода из дизеля 1 по каналу 22 направляется в испаритель 9. Одновременно начинает работать органический цикл Ренкина и АБХМ 8. ПБУ 17 подает по каналу 38 электроэнергию на электрический насос 13 и электродвигатель 14 запускается, а по каналу 39 подачей электроэнергии запускается электрический трехходовой вентиль 15, который контролирует температуру забортной воды и по каналу 28 забортная вода подается в конденсатор 1 2.The proposed device works as follows. After starting the diesel engine, the proposed device starts working. Since after starting the diesel must operate at partial loads, the control unit through channel 37 supplies power to ETRG 3. which is activated and closes the channel to heat exchanger 2. opens channel 25 and the entire flow of cooling water will flow into diesel 1 bypassing heat exchanger 2 , that is, the cooling system will work on bypass and the temperature of the cooling water will rise. In this case, the cooling water from diesel 1 is sent through channel 22 to evaporator 9. At the same time, the organic Rankine cycle and ABCM 8 begin to work. valve 15, which controls the temperature of sea water and through channel 28 sea water is supplied to condenser 1 2.

В испарителе 9 происходит теплообмен между охлаждающей водой системы охлаждения имеющей температуру 95°С и низкокипящим веществом, в результате низкокипящее вещество превращается в пар с давлением. Выходя из испарителя 9 полученный пар проходит канал 32, пароперегреватель 7, установленный на канале отработавших газов 21, где увеличивается температура пара, а далее перегретый пар по каналу 33 поступает в турбину 10 и, расширяясь, совершает работу, вал которой связан с электрогенератором 11. Происходит выработка электрической энергии в электрогенераторе 11, которая по каналу 36 поступает потребителю.In the evaporator 9, heat exchange occurs between the cooling water of the cooling system having a temperature of 95°C and the low-boiling substance, as a result, the low-boiling substance is converted into steam with pressure. Leaving the evaporator 9, the resulting steam passes channel 32, superheater 7, installed on the exhaust gas channel 21, where the steam temperature increases, and then the superheated steam enters the turbine 10 through channel 33 and, expanding, performs work, the shaft of which is connected to the electric generator 11. There is a generation of electrical energy in the generator 11, which through the channel 36 is supplied to the consumer.

Отработанный пар по каналу 34 поступает в конденсатор 12 в результате теплообмена забортной водой с температурой Т_з.в.≤5°С, где пар охлаждается и превращается в жидкость, которая по каналу 35 поступает в циркуляционный насос 13. который повышает давление низкокипящего вещества. Далее по каналу поступает в испаритель 9 и цикл повторяется.The exhaust steam through channel 34 enters the condenser 12 as a result of heat exchange with sea water with a temperature T _s.v. ≤5°C, where the vapor is cooled and turns into a liquid, which through the channel 35 enters the circulation pump 13. which increases the pressure of the low-boiling substance. Then it enters the evaporator 9 through the channel and the cycle repeats.

В зависимости от требований к тепловому режиму двигателя задатчик 43 устанавливается на заданные температурные режимы и связан с блоком сравнения 18.Depending on the requirements for the thermal regime of the engine, the master 43 is set to the specified temperature regimes and is connected to the comparison unit 18.

При повышении нагрузки двигателя до номинального значения сигнал от датчика температуры 5 подается в блок сравнения 18. Одновременно сигнал от датчика нагрузки 20 подается на задатчик 43, где формируется сигнал в соответствии с заданным законом и поступает на блок сравнения 18. Сопоставляя сигналы, поступающие от датчика температуры 5 и задатчика 19, в блоке сравнения 18 происходит вычисление регулирующего сигнала, который поступает в ПБР 17, а ПБУ 17 по каналу 37 подает электроэнергию на ЭТРГ 3, который открытием и закрытием каналов на теплообменник 2 и перепуск устанавливает температуру охлаждающей воды СО. например 85°С. Тогда по каналу 22 подается в испаритель 9 тепловая энергия охлаждающей воды СО и органический цикл Ренкина в данном устройстве будет происходить при температуре теплоносителям 85°С.When the engine load rises to the nominal value, the signal from the temperature sensor 5 is fed to the comparison unit 18. At the same time, the signal from the load sensor 20 is fed to the setter 43, where the signal is generated in accordance with a given law and fed to the comparison unit 18. Comparing the signals coming from the sensor temperature 5 and the setpoint 19, in the comparison unit 18, the control signal is calculated, which enters the PBR 17, and the PBU 17 through the channel 37 supplies electricity to the ETRG 3, which, by opening and closing the channels to the heat exchanger 2 and bypass, sets the temperature of the CO cooling water. e.g. 85°C. Then, through channel 22, the thermal energy of CO cooling water is supplied to the evaporator 9, and the organic Rankine cycle in this device will occur at a coolant temperature of 85°C.

Электрический датчик температуры 16 подает по каналу 42 сигнал па задатчик 20. Аналогично задатчик 20 устанавливается на заданный температурный режим, Т_з.в.≤5°С и при превышении этого значения по каналу 45 подается сигнал па ЭТРГВ 15, который закрывает канал 28, открывает канал 30 и поток забортной воды направляется в АБХМ 8. где происходит понижение температуры до требуемого значения и поканалам 31, 28 подается в конденсатор 12.The electric temperature sensor 16 sends a signal to the setpoint 20 via channel 42. Similarly, the setpoint 20 is set to a predetermined temperature regime, T _c.v. ≤5°C and when this value is exceeded, a signal is sent through channel 45 to ETRGV 15, which closes channel 28, opens channel 30 and the outboard water flow is directed to ABCM 8. where the temperature drops to the required value and is fed into the condenser through channels 31, 28 12.

Таким образом, устройство для преобразования тепловой энергии системы охлаждения главного судового дизеля в электрическую энергию используя органический цикл Ренкина и низкокипящее вещество удается утилизировать тепловую энергию системы охлаждения главного судового дизеля и получить электрическую энергию и тем самым увеличить КПД главного судового дизеля. Достоинством цикла Ренкина по сравнению с циклами Брайтона, Стерлинга и Калины являются относительная простота реализации, дешевизна оборудования и эффективность. Кроме того, главным достоинством ограниченного цикла Ренкина является возможность его адаптации к тепловой энергии системы охлаждения главного судового дизеля.Thus, the device for converting the thermal energy of the main marine diesel cooling system into electrical energy using the organic Rankine cycle and low-boiling substance manages to utilize the thermal energy of the main marine diesel cooling system and obtain electrical energy and thereby increase the efficiency of the main marine diesel engine. The advantage of the Rankine cycle compared to the Brayton, Sterling and Kalina cycles is the relative ease of implementation, low cost of equipment and efficiency. In addition, the main advantage of the limited Rankine cycle is the possibility of its adaptation to the thermal energy of the cooling system of the main marine diesel engine.

Источник информацииA source of information

1. Патент №92247, H01L 35/28. Судовой термоэлектрический генератор / В.П. Тимофеев. Опубл. 10.03.2010 в БИ №7.1. Patent No. 92247, H01L 35/28. Ship thermoelectric generator / V.P. Timofeev. Published 03/10/2010 in BI No. 7.

2. Патент №166326. Россия, МПК В63Н 23/24. Судовая энергосберегающая установка/В.Н. Тимофеев, Л.В. Тузов, O.K. Безюков, В.А. Жуков, Н.Ф. Тихонов, Д.В.2. Patent No. 166326. Russia, MPK V63N 23/24. Ship energy-saving installation / V.N. Timofeev, L.V. Tuzov, O.K. Bezukov, V.A. Zhukov, N.F. Tikhonov, D.V.

3. Тимофеев В.Н. Методы и средства автоматического регулирования теплового состояния судовых ДВС: дис. … докт. техн. наук /В Тимофеев. - СПб, 2015, 2015, - 385 с. (стр. 31) [3].3. Timofeev V.N. Methods and means of automatic control of the thermal state of ship internal combustion engines: dis. … doc. tech. sciences /V Timofeev. - St. Petersburg, 2015, 2015, - 385 p. (p. 31) [3].

4. Белов Г.В., Дорохова М.А. Органический цикл Ренкина и его применение в альтернативной энергетике // Наука и образование: научное издание МГТУ им. И.Э. Баумана. - 2014. -№2. -С.99-124.4. Belov G.V., Dorohova M.A. Organic Rankine cycle and its application in alternative energy // Science and education: scientific edition of MSTU im. I.E. Bauman. - 2014. -№2. -p.99-124.

5. Патент №2270923, Россия, F01P 7/16. Электрический термостат/ В.Н. Тимофеев, Н.П. Кузин, А.Н. Краснов. Опубл. 27.02.06. БИ.№6.5. Patent No. 2270923, Russia, F01P 7/16. Electric thermostat / V.N. Timofeev, N.P. Kuzin, A.N. Krasnov. Published 27.02.06. BI.№6.

6. Патент 208250, РФ. Устройство для регулирования температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения судового двигателя внутреннего сгорания/ Тимофеев В.Н., Салахов И.Р., Харисова Н.Р., Кутепова Л.М., Каюмова Г.Г., Садыков Т.М., Юнусова А.Р., Тимербулатова И.Р. Опубл. в БИ №34, 10.12.21.6. Patent 208250, Russian Federation. Device for controlling the temperature of the coolant in the cooling system of a marine internal combustion engine / Timofeev V.N., Salakhov I.R., Kharisova N.R., Kutepova L.M., Kayumova G.G., Sadykov T.M., Yunusova A.R., Timerbulatova I.R. Published in BI No. 34, 12/10/21.

7. Патент №2466289. Россия. МПК 02G 5/02. Система для охлаждения свежего заряд» и отработанных газов судового дизеля, подаваемых на впуск/Тимофеев В.Н., Безюков O.К., Клюс О.В., Васильева И.Г., Тимофеев Д.В. Опубл. 10.1 1.2012. Бюл. №31.7. Patent No. 2466289. Russia. IPC 02G 5/02. Cooling System for Fresh Charge and Exhaust Gases of a Marine Diesel Supplied to the Inlet / Timofeev V.N., Bezukov O.K., Klyus O.V., Vasilyeva I.G., Timofeev D.V. Published 10.1 1.2012. Bull. No. 31.

Claims

A device for converting the thermal energy of the cooling system of the main marine diesel engine into electrical energy, containing the main marine diesel engine, an exhaust pipeline, an absorption refrigerator, an electric three-way valve that controls the temperature of the outboard water, characterized in that it additionally contains a cooling system for the main marine diesel engine, consisting of an internal circuit with an electric thermostat and automation elements and an external circuit, an organic Rankine cycle (ORC) containing an evaporator, a superheater, a steam turbine, a generator, a condenser, an electric pump with an electric motor, while heat exchange occurs in the evaporator between the cooling water of the internal circuit of the cooling system and low-boiling ORC substance, the superheater is located on the exhaust gas outlet pipeline and is connected through the outlet to the ORC steam turbine, and in the electric three-way valve, one outlet is connected to the absorption refrigeration machine, and d The other output is connected to the OCR capacitor.