换热器、能量回收装置以及船舶制造方法及图纸

一种被搭载于具备发动机（200）、增压器（100）以及节能器（300）的船舶（Y1）上的能量回收装置（X1）的换热器（2），其包括：利用增压器（100）的增压空气加热工作介质的第一加热部（2A）；利用在节能器（300）生成的水蒸气加热流入第一加热部（2A）前的增压空气的第二加热部（2B）；以及利用在第二加热部（2B）加热前的增压空气来加热在第一加热部（2A）加热后的工作介质的第三加热部（2C）。

Heat exchanger, energy recovery device, and ship

Which is mounted on the engine with turbocharger (200), (100) and (300) the ship energy saving device (Y1) energy recovery device (X1) on the heat exchanger (2), including: (100) the first use of booster heating part pressurized air heating working medium (2A in the use of energy-saving device); (300) the water vapor generated by heating into the first heating section (2A) of the second pressurized air heating part before (2B); and the use of the second heating portion (2B) pressurized air before heating to heat in the first heating section (2A) of third heating working medium after heating the (2C).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】换热器、能量回收装置以及船舶
本专利技术涉及一种搭载于船舶的换热器、具备该换热器的能量回收装置以及具备该能量回收装置的船舶。
技术介绍
以往，已知有回收各种设备的热能的能量回收装置。作为此种能量回收装置的一例，在专利文献1中记载了如图4所示地回收船舶的柴油发动机500的热能，并利用该回收的热能进行发电的排热回收系统。该排热回收系统具备第一排热回收器700，用于利用冷却从柴油发动机500的增压器510喷出的压缩空气A的空气冷却器600的空气冷却水W来加热沸点低于该空气冷却水W的有机介质M。在此，空气冷却水W在空气冷却器600回收压缩空气A的热后，回收从增压器510输送到烟囱800的废气G的热，然后流入第一排热回收器700。即，专利文献1的排热回收系统在压缩空气A及废气G这两个热介质与空气冷却水W之间进行换热，利用通过该换热而温度上升的空气冷却水W来加热有机介质M。据此，通过有机介质M能够回收柴油发动机500的热能。在专利文献1的排热回收系统中，能够从压缩空气A及废气G这两个热介质回收能量。但是，所述热能通过沸点高于有机介质M的空气冷却水W而被回收到该有机介质M。因此，与压缩空气A及废气G的热能直接被有机介质M回收的情况相比，难以充分地回收热能。尤其，在搭载排热回收系统的船舶中，例如以抑制燃料消耗量为目的，有时柴油发动机500以低负荷运转。在此种情况下，由于空气冷却水W回收的压缩空气A的热能变小，更难以充分地回收热能。专利文献1：日本专利公开公报特开2013-160132号。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种解决了所述问题的换热器、具备该换热器的能量回收装置以及具备该能量回收装置的船舶。本专利技术一方面的换热器被搭载于具备发动机、向所述发动机供给增压空气的增压器、以及回收所述发动机的排热而生成蒸气的节能器的船舶上，并将增压空气及蒸气的热供给至被利用于能量回收装置的膨胀机的驱动的工作介质，所述换热器包括：第一加热部，利用增压空气加热工作介质；第二加热部，利用在所述节能器生成的蒸气，加热流入所述第一加热部前的增压空气；以及第三加热部，利用在所述第二加热部加热前的增压空气，加热在所述第一加热部中加热后的工作介质。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式所涉及的船舶Y1的概略结构图。图2是表示在运转中的本实施方式所涉及的能量回收装置中，换热器内的增压空气及工作介质的温度的坐标图。图3是表示本专利技术的第二实施方式所涉及的船舶Y1的另一例的概略结构图。图4是专利文献1中记载的排热回收系统的概略结构图。具体实施方式（第一实施方式）下面，参照附图说明本专利技术的第一实施方式。为了便于说明，在以下参照的各图中简略示出了说明本实施方式所涉及的船舶Y1所需的主要部件。因此，本实施方式所涉及的船舶Y1可具备本说明书参照的各图中未示出的任意的构成部件。船舶Y1包括能量回收装置X1、增压器100、发动机200以及节能器300。增压器100具有压缩机110、涡轮120、扫气线130以及排气线140。在压缩机110被压缩的增压空气通过扫气线130被供给至发动机200。在发动机200产生的废气通过排气线140输送至涡轮120。涡轮120利用废气的膨胀能量而被驱动，利用该涡轮120的驱动力，压缩机110被驱动。节能器300从发动机200的废气回收热并生成水蒸气。另外，在各图中，为方便图示，将节能器300从排气线140隔开距离而示出，但实际上，节能器300被设置在比排气线140的涡轮120位于下游侧的部位。能量回收装置X1是利用工作介质的兰金循环（Rankinecycle）的发电系统，包括该工作介质、换热器2、膨胀机3、发电机4、冷凝部5、泵6及循环流路7。在本实施方式中，利用沸点低于水的有机流体来作为工作介质。例如，利用R245fa等来作为工作介质。换热器2、膨胀机3、发电机4、冷凝部5以及泵6通过循环流路7而依次被连接。换热器2位于扫气线130上。在换热器2，增压空气及从节能器300流出的水蒸气的热被供给至工作介质。膨胀机3在工作介质的流动方向上位于换热器2的下游侧。在本实施方式中，使用螺杆膨胀机来作为膨胀机3，利用气相的工作介质的膨胀能量，螺杆即转子部被旋转驱动。另外，膨胀机3并不限定于螺杆膨胀机，也可使用离心式膨胀机或涡旋式膨胀机等。发电机4被连接于膨胀机3。冷凝部5在工作介质的流动方向上位于膨胀机3的下游侧。冷凝部5具有冷凝器51和贮存部52。冷凝器51具有工作介质流动的工作介质流路51a和冷却水流动的冷却水流路51b。贮存部52在工作介质的流动方向上位于冷凝器51的下游侧。在贮存部52贮存有液相的工作介质。冷凝器51的工作介质流路51a和贮存部52通过连接配管53而被连接。泵6在循环流路7上位于贮存部52与换热器2之间。泵6将贮存在贮存部52的液相的工作介质供给至换热器2。可使用将叶轮作为转子而具备的离心泵或转子由一对齿轮构成的齿轮泵等来作为泵6。在能量回收装置X1驱动时，在换热器2中液相的工作介质被增压空气及水蒸气加热而成为过热蒸气。然后，工作介质从换热器流入膨胀机3，膨胀机3被驱动。膨胀机3的动力被传递至发动机4而生成电力。在膨胀机3膨胀的气相的工作介质流入冷凝器51的工作介质流路51a。在冷凝器51中，工作介质与在冷却水流路51b流动的冷却水之间进行换热而冷凝。冷凝的工作介质流入贮存部52。然后，贮存部52内的液相的工作介质通过泵6而被供给至换热器2。由此，在能量回收装置X1中，通过工作介质在循环流路7循环，从而基于增压空气及水蒸气的热来稳定地生成电力。接着，说明换热器2的结构。换热器2具有换热器主体21、工作介质流动的工作介质配管22以及来自节能器300的水蒸气流动的蒸气配管23。在换热器主体21的内部空间收容有工作介质配管22及蒸气配管23。在换热器主体21的内部，增压空气在工作介质配管22及蒸气配管23的外侧空间从增压器100朝向发动机200而流动。在本实施方式中，将换热器主体21的该外侧的部位称为“增压空气流路”。在增压空气的流动方向上，增压空气流路的上游部连接于作为扫气线130的上游部分的第一扫气线131，增压空气流路的下游部被连接于作为扫气线130的下游部分的第二扫气线132。工作介质配管22具有作为工作介质的流动方向上的上游侧的部位的上游部22a和作为下游侧的部位的下游部22c。上游部22a及下游部22c分别被收容在换热器主体21内。在换热器主体21内，在增压空气的流动方向上，工作介质配管22的上游部22a位于换热器2的下游，下游部22c位于上游。蒸气配管23被收容在换热器主体21内，并位于上游部22a与下游部22c之间。在以下说明中，将换热器2中由工作介质配管22的上游部22a及增压空气流路形成的部位称为“第一加热部2A”。将由蒸气配管23及增压空气流路形成的部位称为“第二加热部2B”。将由工作介质配管22的下游部22c及增压空气流路形成的部位称为“第三加热部2C”。在换热器2中，增压空气以第三加热部2C、第二加热部2B及第一加热部2A的顺序流动，相对于此，工作介质以第一加热部2A及第三加热部2C的顺序流动。即，在换热器2内，增压空气的流动及工作介质的流动彼此相反，即成为所谓的对流。第一加热部2A及第三加热部2C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换热器，其特征在于，被搭载于具备发动机、向所述发动机供给增压空气的增压器、以及回收所述发动机的排热而生成蒸气的节能器的船舶上，并将增压空气及蒸气的热供给至被利用于能量回收装置的膨胀机的驱动的工作介质，所述换热器包括：第一加热部，利用增压空气加热工作介质；第二加热部，利用在所述节能器生成的蒸气，加热流入所述第一加热部前的增压空气；以及第三加热部，利用在所述第二加热部加热前的增压空气，加热在所述第一加热部中加热后的工作介质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.13 JP 2015-0266481.一种换热器，其特征在于，被搭载于具备发动机、向所述发动机供给增压空气的增压器、以及回收所述发动机的排热而生成蒸气的节能器的船舶上，并将增压空气及蒸气的热供给至被利用于能量回收装置的膨胀机的驱动的工作介质，所述换热器包括：第一加热部，利用增压空气加热工作介质；第二加热部，利用在所述节能器生成的蒸气，加热流入所述第一加热部前的增压空气；以及第三加热部，利用在所述第二加热部加热前的增压空气，加热在所述第一加热部中加热后的工作介质。2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于还包括：工作介质配管，用于工作介质流动；蒸气配管，用于在所述节能器生成的蒸气流动；以及换热器主体，在内部收容所述工作介质配管及所述蒸气配管，并使增压空气在所述工作介质配管及所述蒸气配管的外侧的空间流动，其中，由所述工作介质配管的上游部及所述外侧的空间形成所述第一加热部，由所述工作介质配管的下游部及所述外侧的空间形成所述第三加热部，由所述蒸气配管及所述外侧的空间形成所述第二加热部。3.一种换热器，其特征在于，被搭载于具备发动机、向所述发动机供给增压空气的增压器、以及回收所述发动机的排热而生成蒸气的节能器的船舶上，并将增压空气及蒸气的热供给至被利用于能量回收装置的膨胀机的驱动的工作介质，所述换热器包括：第一加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：足立成人，高桥和雄，藤井哲郎，荒平一也，山本雅一，小林裕，提岛利雄，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，旭海运株式会社，常石造船株式会社，三浦工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP