海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统技术方案

一种海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统，一种把海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热低位热能转换为低价高位电能和机械能的海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统，由包括：航母、舰船、潜艇发动机系统、主级高压蒸汽发生器系统、次级高压蒸汽发生器系统、(ORC)动力涡轮机发电系统、节流膨胀冷凝器系统、非相变超导热管废热回收系统、变配电系统、PLC智能控制系统等组成。利用流体压力平衡正压循环和0.618黄金分割法，把有机朗肯循环(ORC)动力涡轮机的效率由8～11％提高到86.17％，节约40～50％的燃料消耗。是世界范围内节能、减排、新能源开发利用的重大创新和技术革命，将彻底改变海军航母、舰船、潜艇动力状况，提高续航能力和战斗力，是对海军建设科学技术的创新和重大贡献。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统，一种把海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热低位热能转换为低价高位电能和机械能的海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统，由包括：航母、舰船、潜艇发动机系统、主级高压蒸汽发生器系统、次级高压蒸汽发生器系统、(ORC)动力涡轮机发电系统、节流膨胀冷凝器系统、非相变超导热管废热回收系统、变配电系统、PLC智能控制系统等组成。利用流体压力平衡正压循环和0.618黄金分割法，把有机朗肯循环(ORC)动力涡轮机的效率由8～11％提高到86.17％，节约40～50％的燃料消耗。是世界范围内节能、减排、新能源开发利用的重大创新和技术革命，将彻底改变海军航母、舰船、潜艇动力状况，提高续航能力和战斗力，是对海军建设科学技术的创新和重大贡献。【专利说明】海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统
一种海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统，一种把海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热热能变为电能和机械能、适合所有海军航母、舰船、潜艇柴油发动机、燃气轮机废热、余热回收利用的海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统。
技术介绍
世界上最具成本效益的尚未开发的可再生能源的来源是余热。世界上几乎全部是利用燃油、燃气、燃煤做为燃料而产生电力和各种动力的。由于技术水平的限制，这些不可再生能源的利用率还达不到50%，有一半以上的燃料被以废热、余热的形式排放到空间，造成能源浪费和环境热污染。以海军航母、舰船、潜艇和汽车发动机为例:海军航母、舰船、潜艇和汽车的汽油发动机热效率(汽油利用率)为23?28%，柴油发动机的热效率(柴油利用率)为42?48%，前者有近70%以上汽油未被利用，后者有近50%以上柴油未被利用。这些不可再生燃料都以废热和余热的形式通过排气管和排风机、烟?被排放到大气。把这些废热、余热利用起来，转换成电力、机械动力，把热能转换成电能、机械能，是人类长久以来的梦想。如果实现了这一梦想，就意味着全世界每年可以减少一半的有机燃料浪费和损耗，或者说增加了一倍的能源效率。目前，世界上最有效的是有机朗肯循环(ORC)动力涡轮机〈以下统称(ORC)动力涡轮机〉发电设备,利用机朗肯循环(ORC)原理，把低温废热、余热回收，用于有机余热发电。但是，(ORC)动力涡轮机发电系统效率只能达到8?11%，结构复杂、体积庞大，造价昂贵，所以很难在大范围内推广应用。如何提高(ORC)动力涡轮机效率，成了世界难题。本专利技术《海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统》，是在有机朗肯循环(ORC)原理的基础上，创造出的一种新型循环方式，即流体压力平衡正压循环，利用同种物质、同等压力的流体可以平衡流动的原理，在绝热、保温的条件下，使有机冷媒高压蒸汽多次循环；《海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统》，采用0.618黄金分割法，把发动机废热、余热量化，逐级分配到有机冷媒高压发生器，使海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热热量全部利用，转换为电力和机械轴功率。由于采用了以上循环方式和热量分配方法，把(ORC)动力涡轮机效率从8?11%提高到85%以上，解决了(ORC)动力涡轮机效率低下的世界难题。《海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统》结构简单、造价低廉、体积小、效率高，降低油耗和排放，提升动力和效率，是世界上废热、余热利用和可再生能源开发、应用领域里的重大创新和技术革命。我国海疆面积广大，资源丰富，长期以来，沿海周边国家一直觊觎我国海域和资源，矛盾和纠纷不断。最近钓鱼岛事件、黄岩岛争端以及东南诸岛、海域争端，突显了建设强大海军的必要性和急迫性。“海殇则国衰，海强则国兴”，我们必须自主创新，用最先进的、有自主知识产权的世界顶级技术来打造我国现代海军，建立一支强大的海军舰艇和航母力量。《海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统》的专利技术和应用，将有助于实现这一梦想和目标。《海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统》由包括:航母、舰船、潜艇柴油机、燃气轮机(以下简称发动机)系统、主级高压蒸汽发生器系统、次级高压蒸汽发生器系统、(ORC)动力涡轮机发电系统、节流膨胀冷凝器系统、非相变超导热管废热回收系统、变配电系统、PLC智能控制系统等组成。《海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统》把海军航母、舰船、潜艇发动机(柴油机、燃气轮机)产生的废热、余热热能转换成电力或机械轴功率，成倍提高了燃料利用率，减少燃料的消耗40?50%，使(ORC)动力涡轮机效率从8?11%提高到85%以上，减小发动机体积30?35%。利用发动机废热、余热，可以保持低效率损失，减少海军航母、舰船、潜艇燃料补给量、减少基地燃料的贮存量、减少海军航母、舰船、潜艇燃料装载量和油箱体积，提升海军航母、舰船、潜艇的战斗力和续航能力。《海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统》的专利技术，对我国海军航母、舰船、潜艇现代化建设有不可估量的贡献。
技术实现思路
—种《海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统》，一种把海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热热能转变为电能和机械能、适合所有海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热回收利用的海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统。本专利技术的主要目的，在于提供一种海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统，采用的动力设备是有机朗肯循环(ORC)动力蜗轮机〈以下统称(ORC)动力涡轮机〉。(ORC)动力蜗轮机所需要的热源，是海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热。(ORC)动力涡轮机的冷媒高压蒸汽循环方式，是流体压力平衡正压循环，这种流体压力平衡正压循环区别于有机朗肯循环(ORC)和卡丽娜循环(kalian)。海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热热量被0.618黄金分割法量化后分配到各级高压发生器，以便确定海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统各种设备的规格和配置。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为:《海军航母、舰船、潜艇发动机废热、余热动力系统》的动力设备选用的是(ORC)动力涡轮机，(ORC)动力涡轮机使用的热源是海军航母、舰船、潜艇发动机的废热、余热。发动机废热是指发动机在运行时，活塞、汽缸、传动轴等机械摩擦和燃油在汽缸内爆炸燃烧产生的燃气热量。这部分热量有害无益，所以称作废热。废热以热传导的方式使发动机机体升温,通过发动机机体散发到轮机舱内。降低了发动机的机械效率,使轮机舱内的温度升高。通常采用冷凝水箱和排风机带走部分废热。但是，仍然有大量废热散发在轮机舱内，使轮机舱内温度高达45°c?65°C，不但降低了发动机效率，还造成轮机舱工作环境恶化。废热量约占发动机废热、余热总热量的10%左右。发动机余热是指发动机排气管内烟气携带的热量，这部分烟气余热温度高达350°C?460°C，烟气被排气管和烟?排放至大气，造成热能浪费和热污染。因为柴油发动机的热效率(柴油利用率)为42?48%，有近50%以上柴油未被利用，燃气轮机的热效率(汽油利用率)为23?28 %，有近70 %以上汽油未被利用，这些未被利用的燃油以余热的形式被烟气携带排放至大气。从理论上计算，航母、舰船、潜艇发动机废热、余热总热量大约是航母、舰船、潜艇发动机总动力的50?70本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王天祥，
申请(专利权)人：王天祥，
类型：发明
国别省市：