船舶用发电系统技术方案

技术编号：42947551 阅读：5 留言：0更新日期：2024-10-11 16:04

本发明专利技术提供一种船舶用发电系统，在从温度不同的两种以上的热源流体进行热回收的船舶用的有机朗肯循环发电系统中，维持与热回收量相应的发电量。船舶用发电系统具备：循环回路，其使工作介质循环；循环泵；第一加热器，其利用来自增压器的增压空气对工作介质进行加热；第二加热器，其利用来自废气节能器的废气对工作介质进行加热；膨胀机；冷却器；发电机；第一流量调节单元，其对工作介质的流量进行调节；第二流量调节单元，其对向冷却器流通的冷却水的流量进行调节；以及控制单元，控制单元基于刚从第一加热器流出后的工作介质的饱和蒸气温度来控制第一流量调节单元，并且基于刚从冷却器流出后的工作介质的饱和液温度来控制第二流量调节单元。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种船舶用发电系统。

技术介绍

1、以往，已知有利用了有机朗肯循环的船舶用发电系统。例如，在专利文献1中公开了一种废热回收发电装置10，该废热回收发电装置10具备：从由船舶的柴油发动机(推进用主机)排出的废气进行热回收的第一废热回收器1(废气节能器)；从设置于柴油发动机的增压器的空气冷却器3进行热回收的第二废热回收器5；供从这些废热回收器1、5接受废热的热介质循环的热介质路径7；以及从热介质路径7的热介质接受热的有机流体路径9。该废热回收发电装置10通过设置于有机流体路径9的单一的蒸发器60，利用来自在热介质路径7流通的热介质的输入热使有机流体蒸发，并利用有机流体气体使涡轮62旋转驱动，由此利用发电机68发电。

2、此外，在专利文献2中，公开了在沸点比水低的工作介质循环的循环流路10中从工作介质泵15的喷出侧依次设有蒸发器11及过热器12的发电装置。该发电装置使蒸气、温水等加热介质按照过热器12及蒸发器11的顺序流通，一边使工作介质蒸发一边过热，通过用工作介质气体来旋转驱动螺杆膨胀机13，由发电机20发电。此外，发电装置具备控制工作介质泵15的转速以使过热器12的出口侧的过热度成为预定的目标值的泵控制单元，在蒸发器11的出口侧的工作介质的温度小于饱和温度的情况下，通过提高相对于过热度的预定的目标值，进行使工作介质的循环流量减小的控制。

3、专利文献1：日本特开2011-149332号公报

4、专利文献2：日本特开2014-47632号公报

技术实现思路

1、专利文献1的系统是使压缩空气及废气中包含的废热暂时被热介质吸收的结构，所以为了热回收用而需要至少3个热交换器(1、5、60)和热介质循环泵。此外，为了调节流入热交换器(1、5)的压缩空气或废气的流量，还需要多个阀，因此包括安装工程在内的设备费用容易变得昂贵。因此，如专利文献2的系统那样，考虑构成为使用2个热交换器(11、12)用于热回收，使压缩空气和废气分别在它们中流通，并且不调节这些热源流体的流量。

2、但是，在有机朗肯循环中，为了连续地将热能变换为电能，需要将进行了膨胀做功后的工作介质冷却而使其冷凝。作为能够在船舶中利用的冷却用流体，通常是从航行中的海域汲取的海水、或者在船内的中央冷却设备中循环的清水。另外，该清水通过与海水的热交换而被再冷却。

3、在热回收用的热交换器(工作介质的加热器)中，能够回收多少废热，受流入加热器的工作介质的冷却温度影响。因此，为了维持发电量，希望使散热用的热交换器(工作介质的冷却器)中的冷却量最大化。

4、因此，本专利技术的目的在于，在从温度不同的两种以上的热源流体进行热回收的船舶用的有机朗肯循环发电系统中，维持与热回收量相应的发电量。

5、本专利技术的用于船舶的船舶用发电系统，该船舶具备：内燃机，其获得船体的推进力；燃料供给单元，其向所述内燃机供给燃料；增压器，其向所述内燃机供给增压空气；排气涡轮，其与所述增压器连结，通过来自所述内燃机的废气而旋转；以及废气节能器，其使用来自所述排气涡轮的废气来生成蒸气，该船舶用发电系统具备：循环回路，其使沸点比水低的工作介质循环；循环泵，其使工作介质在所述循环回路内流通；第一加热器，其将来自所述增压器的增压空气作为热源流体，对来自所述循环泵的工作介质进行加热；第二加热器，其将来自所述废气节能器的废气作为热源流体，对由所述第一加热器加热后的工作介质加热；膨胀机，其通过由所述第二加热器加热后的工作介质的膨胀能量而旋转；冷却器，其通过冷却水将通过所述膨胀机后的工作介质冷却；发电机，其与所述膨胀机连结，通过所述膨胀机的旋转驱动；第一流量调节单元，其调节从所述循环泵供给的工作介质的流量；第二流量调节单元，其调节在所述冷却器流通的冷却水的流量；第一压力检测单元，其检测刚从所述第一加热器流出后的工作介质的压力；第一温度检测单元，其检测刚从所述第一加热器流出后的工作介质的温度；第二压力检测单元，其检测刚从所述冷却器流出后的工作介质的压力；第二温度检测单元，其检测刚从所述冷却器流出后的工作介质的温度；以及控制单元，其控制发电系统的运转，所述控制单元进行如下控制：(i)求出所述第一压力检测单元的检测压力下的工作介质的饱和蒸气温度(沸点)；(ii)控制所述第一流量调节单元，以使所述第一温度检测单元的检测温度成为与所述饱和蒸气温度对应的第一目标温度；(iii)求出所述第二压力检测单元的检测压力下的工作介质的饱和液温度；以及(iv)控制所述第二流量调节单元，以使所述第二温度检测单元的检测温度成为低于所述饱和液温度的第二目标温度。

6、根据本专利技术，在从温度不同的两种以上的热源流体进行热回收的船舶用的有机朗肯循环发电系统中，能够维持与热回收量相应的发电量。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种船舶用发电系统，其是用于船舶的发电系统，该船舶具备：内燃机，其获得船体的推进力；燃料供给单元，其向所述内燃机供给燃料；增压器，其向所述内燃机供给增压空气；排气涡轮，其与所述增压器连结，通过来自所述内燃机的废气而旋转；以及废气节能器，其使用来自所述排气涡轮的废气来生成蒸气，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的船舶用发电系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的船舶用发电系统，其特征在于，

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的船舶用发电系统，其特征在于，

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的船舶用发电系统，其特征在于，

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的船舶用发电系统，其特征在于，

【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的船...

【专利技术属性】
技术研发人员：真锅敦行，安部元，
申请(专利权)人：三浦工业株式会社，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人