提供一种能够将温度水平比内燃机的废气低的以往利用价值低的发动机冷却水的废热作为有机兰肯循环的热源的废热回收发电装置。具备：从对柴油发动机的汽缸套(2)进行冷却的封套冷却水、及对由柴油发动机的增压器喷出的压缩空气进行冷却的第一空气冷却器(5)进行热回收的废热回收路径(7)；利用由废热回收路径(7)回收的回收热使有机流体蒸发的蒸发器(30)；借助由蒸发器(30)蒸发的有机流体来驱动的动力涡轮(32)；通过动力涡轮(32)的旋转输出进行发电的发电机(38)；使通过了动力涡轮(32)的有机流体冷凝的冷凝器(36)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对内燃机的废热进行回收而发电的废热回收发电装置及具备该装置的船舶。
技术介绍
一直以来，提出了各种对内燃机的废气等的废热进行回收而发电的技术。在下述专利文献I中公开了一种通过以来自柴油发电机的废热为热源的有机兰肯循环(OrganicRankine Cycle)进行发电的废热回收发电装置。在该文献中主要记载了从柴油发电机的废气进行热回收的情况，并且公开了在水冷式的柴油发动机的情况下，可以利用其发动机冷却水(封套冷却水)的情况。 在先技术文献专利文献专利文献I日本实用新案登录第3044386号公报()然而，发动机冷却水的温度水平最多为80 90°C，作为使有机兰肯循环驱动的热源而存在温度水平低这样的问题。另一方面，在作为船舶用主机而使用的柴油发动机中，作为废气的热回收而讨论了蒸气涡轮或动力涡轮(燃气涡轮)，也有已经实现了规定的效率的实际成绩。因此，使用船舶用主机的废气作为有机兰肯循环的热源的情况在实现高效率的热回收方面，并不能说是良策。
技术实现思路
本专利技术鉴于这种情况而作出，其目的在于提供一种能够将温度水平比内燃机的废气低的以往利用价值低的发动机冷却水的废热作为有机兰肯循环的热源的废热回收发电装置及具备该装置的船舶。为了解决上述课题，本专利技术的废热回收发电装置及具备该装置的船舶采用以下的方法。即，本专利技术的第一形态的废热回收发电装置的特征在于，具备从对内燃机主体进行冷却的发动机冷却水、及对由该内燃机的增压器喷出的压缩空气进行冷却的空气冷却器，来进行热回收的废热回收路径；利用由该废热回收路径回收的回收热使有机流体蒸发的蒸发器；借助由该蒸发器蒸发的所述有机流体来驱动的涡轮；通过该涡轮的旋转输出进行发电的发电机；使通过了涡轮的所述有机流体冷凝的冷凝器。有机流体进行在由蒸发器蒸发之后，通过涡轮而膨胀，通过冷凝器而冷凝的循环即有机兰肯循环(Organic Rankine Cycle)。在本专利技术中，作为有机兰肯循环的热源,使用从发动机冷却水和空气冷却器进行了热回收的热量。如此，可以不使用例如250°C以上的温度水平高的内燃机的废气，而使用比废气的温度水平低的未被有效利用的发动机冷却水(例如80 90°C )及空气冷却器(例如130 140°C )。尤其是作为驱动有机兰肯循环的热源的温度水平，仅为发动机冷却水的话比较低，因此也从空气冷却器进行热回收，从而提高基于有机兰肯循环的发电的实现性。作为内燃机，典型地列举出船舶用柴油发动机(主机)。但是，不局限于船舶用，也可以是例如在发电等中使用的陆用的内燃机。来自空气冷却器的废热回收优选从压缩空气的上游侧(高温侧)进行。作为发动机冷却水，典型地列举出在内燃机主体的汽缸套中流通的封套冷却水。而且，在所述第一形态的废热回收发电装置中，其特征在于，所述废热回收路径具备与所述发动机冷却水进行热交换的第一废热回收器；作为所述空气冷却器的第二废热回收器，在所述第一废热回收器及所述第二废热回收器中进行了热回收的废热回收介质在所述蒸发器中与所述有机流体进行热交换。 在废热回收路径中流动的废热回收介质(例如水)在第一废热回收器中从发动机冷却水回收废热，而且在第二废热回收器中从压缩空气回收了废热之后，在蒸发器中使有机流体蒸发。如此，从发动机冷却水及压缩空气进行了热回收的废热回收介质不经由其他的载热体而直接向蒸发器引导，因此能够以少的热损失将回收热向蒸发器引导。此外，在所述第一形态的废热回收发电装置中，其特征在于，所述废热回收路径具备将所述发动机冷却水作为废热回收介质，并进行该发动机冷却水与所述压缩空气的热交换的作为所述空气冷却器的第三废热回收器，在该第三废热回收器中进行了热回收的所述发动机冷却水在所述蒸发器中与所述有机流体进行热交换。在废热回收路径中流动的发动机冷却水在第三废热回收器中从空气冷却器回收了废热之后，在蒸发器中使有机流体蒸发。如此，将在废热回收路径中流动的发动机冷却水使用作为废热回收介质，因此可以省略与发动机冷却水进行热交换的热交换器(上述专利技术 的第一废热回收器)，能够实现简化的结构。而且，从空气冷却器进行了热回收的发动机冷却水不经由其他的载热体而直接向蒸发器引导，因此能够以少的热损失将回收热向蒸发器引导。此外，在所述第一形态的废热回收发电装置中，其特征在于，具备使载热体循环并在所述蒸发器中使该载热体与有机流体进行热交换的载热体循环路径，所述废热回收路径具备与所述发动机冷却水进行热交换的第一废热回收器和作为所述空气冷却器的第二废热回收器，在所述第一废热回收器及所述第二废热回收器中进行了热回收的废热回收介质与所述载热体循环路径的载热体进行热交换。 在废热回收路径中流动的废热回收介质在第一废热回收器中从发动机冷却水回收废热，而且在第二废热回收器中从空气冷却器回收了废热之后，与载热体循环路径的载热体(例如水或载热油)进行热交换。并且，通过接受了回收热的载热体，使有机流体在蒸发器中蒸发。如此，可以经由载热体循环路径将回收热向有机流体引导。此外，在所述第一形态的废热回收发电装置中，其特征在于，具备使载热体循环并在所述蒸发器中使该载热体与有机流体进行热交换的载热体循环路径，所述废热回收路径具备将所述发动机冷却水作为废热回收介质，并进行该发动机冷却水与所述压缩空气的热交换的作为所述空气冷却器的第三废热回收器，在该第三废热回收器中进行了热回收的所述发动机冷却水与所述载热体循环路径的载热体进行热交换。在废热回收路径中流动的发动机冷却水在第三废热回收器中从空气冷却器回收了废热之后，与载热体循环路径的载热体(例如水或载热油)进行热交换。并且，通过接受了回收热的载热体，使有机流体在蒸发器中蒸发。如此，可以经由载热体循环路径将回收热向有机流体引导。另外，将在废热回收路径中流动的发动机冷却水使用作为废热回收介质，因此可以省略与发动机冷却水进行热交换的热交换器(上述专利技术的第一废热回收器)，能够实现简化的结构。此外，所述第一形态的废热回收发电装置具备蒸气涡轮发电机，该蒸气涡轮发电机借助在与所述内燃机的废气进行热交换的废气热交换器中生成的蒸气来驱动。利用例如对于250°C以上的温度水平高的内燃机的废气而能够期待高效率的蒸气涡轮进行发电。由此，对于大温度范围，能够高效率地进行废热回收发电。此外，在所述第一形态的废热回收发电装置中，其特征在于，所述废气热交换器具备使供水蒸发的蒸发部和使在该蒸发部中生成的蒸气过热的过热部，所述废热回收路径具备与在所述蒸发部中得到的蒸气进行热交换的第四废热回收器。 在第四废热回收器中，使在废气热交换器(废气节能器)的蒸发部中得到的蒸气与废热回收介质进行热交换，因此能够更有效地进行废热回收。此外，所述第一形态的废热回收发电装置的特征在于，具备借助所述内燃机的废气来驱动的燃气涡轮发电机。利用例如对于250°C以上的温度水平高的内燃机的废气而能够期待高效率的燃气涡轮(动力涡轮)进行发电。由此，对于大温度范围，能够高效率地进行废热回收发电。另外，通过与蒸气涡轮发电机组合，能够形成为更高效率。另外，本专利技术的第二形态的船舶的特征在于，具备上述任一种废热回收发电装置。所述第二形态的船舶由于具备上述任一种废热回收发电装置，从而能够提供一种能够有效地进行废热回收的高节能性的船舶。专利技术效果根本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.26 JP 2010-1007921.一种废热回收发电装置，其中，具备 从对内燃机主体进行冷却的发动机冷却水、及对由该内燃机的增压器喷出的压缩空气进行冷却的空气冷却器，来进行热回收的废热回收路径； 利用由该废热回收路径回收的回收热使有机流体蒸发的蒸发器； 借助由该蒸发器蒸发的所述有机流体来驱动的涡轮； 通过该涡轮的旋转输出进行发电的发电机； 使通过了涡轮的所述有机流体冷凝的冷凝器。2.根据权利要求I所述的废热回收发电装置，其中， 所述废热回收路径具备 与所述发动机冷却水进行热交換的第一废热回收器； 作为所述空气冷却器的第二废热回收器， 在所述第一废热回收器及所述第二废热回收器中进行了热回收的废热回收介质在所述蒸发器中与所述有机流体进行热交換。3.根据权利要求I所述的废热回收发电装置，其中， 所述废热回收路径具备将所述发动机冷却水作为废热回收介质，并进行该发动机冷却水与所述压缩空气的热交換的作为所述空气冷却器的第三废热回收器， 在该第三废热回收器中进行了热回收的所述发动机冷却水在所述蒸发器中与所述有机流体进行热交换。4.根据权利要求I所述的废热回收发电装置，其中， 具备使载热体循环并在所述蒸发器中使该载热体与有机流体进行热交换的载热体循环路...
【专利技术属性】
技术研发人员：川见雅幸，市来芳弘，渡边昌彦，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：
国别省市：
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