船用螺杆膨胀机组的旁通换热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种船用螺杆膨胀机组的旁通换热系统，包括回热器、蒸发器、第一电动三通阀、热水换热器和第二电动三通阀。第一电动三通阀的热水进口与烟气热水换热器的输出端相连，第一电动三通阀的一侧出口与蒸发器的热水输入端相连，蒸发器的热水输出端与回热器的热水进口相连，第一电动三通阀的另一侧出口与热水换热器的热水入口相连。热水换热器的热水出口与第二电动三通阀的一侧入口相连，第二电动三通阀的另一侧入口与回热器的热水出口相连，第二电动三通阀的热水出口与烟气热水换热器的输入端相连。其在螺杆膨胀机组紧急停机时，能够保障烟气热水换热器连续稳定工作，进而提高螺杆膨胀机组和船舶柴油机运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
船用螺杆膨胀机组的旁通换热系统
本技术涉及螺杆膨胀机组发电设备中的余热回收利用技术，具体地指一种船用螺杆膨胀机组的旁通换热系统。
技术介绍
目前，船用螺杆膨胀机组大多采用有机工质朗肯循环，可以高效利用船舶上所产生的余热资源，对于提高能源利用率、节能减排、降低船舶营运成本具有重要意义。船舶运行产生的高温烟气，通过烟气热水换热器，将热量传给循环热水，循环热水吸热后成为高温热水，高温热水进入船用螺杆膨胀发电机组后，将热量传递给有机工质，有机工质再推动螺杆膨胀机组做功，带动发电机发电。放热后的高温热水温度降低，回到烟气热水换热器中，热水、工质分别在各自系统中循环，不断将热能转化为电能，实现船舶余热资源的回收利用。然而，当船用螺杆膨胀机组紧急停机时，热量无法被有机工质吸收带走，高温热水经过船用螺杆膨胀机组后又回到烟气热水换热器中，由于热量未被带走，导致烟气热水换热器无法正常工作，进而影响到船舶柴油机的连续稳定运行。为了解决上述问题，本领域技术人员试图设计一种在紧急情况下可及时疏通船舶高温烟气所产生的高热、以确保船舶余热回收利用系统稳定工作的装置，但至今为止尚未取得满意的进展。
技术实现思路
本技术的目的就是要提供一种结构简单、运行可靠的船用螺杆膨胀机组的旁通换热系统，其在船用螺杆膨胀机组紧急停机停止发电时，能够及时疏通和回收循环热水的热量。为实现上述目的，本技术所设计的船用螺杆膨胀机组的旁通换热系统，其与船用螺杆膨胀机组配套的烟气热水换热器并联设置，它包括回热器、蒸发器，其特殊之处在于：它还包括第一电动三通阀、热水换热器和第二电动三通阀。所述第一电动三通阀的热水进口与所述烟气热水换热器的输出端相连，所述第一电动三通阀的一侧出口与蒸发器的热水输入端相连，所述蒸发器的热水输出端与回热器的热水进口相连，所述第一电动三通阀的另一侧出口与热水换热器的热水入口相连。所述热水换热器的热水出口与第二电动三通阀的一侧入口相连，所述第二电动三通阀的另一侧入口与回热器的热水出口相连，所述第二电动三通阀的热水出口与所述烟气热水换热器的输入端相连。作为优选方案，所述第一电动三通阀和第二电动三通阀采用电动三通球阀。电动三通球阀结构简单，阀门开闭稳定可靠，可确保对不同工况的快速响应和有效控制。进一步地，所述热水换热器采用板壳式换热器。板壳式换热器体积小，换热效率高，同等换热效果条件下体积不到普通管壳式换热器的1/10，可满足项目对设备紧凑的要求。本技术的工作原理是这样的：在船用螺杆膨胀机组正常工作状况下，来自烟气热水换热器输出端的循环热水，经第一电动三通阀依次进入蒸发器和回热器进行两级换热降温，再经第二电动三通阀回流至烟气热水换热器输入端，完成正常循环；在船用螺杆膨胀机组紧急停机状况下，上述循环热水则经第一电动三通阀进入热水换热器中进行放热降温，再经第二电动三通阀返回至烟气热水换热器输入端，确保烟气热水换热器正常工作。本技术的优点在于：所设计的旁通换热系统与船用螺杆膨胀机组配套的烟气热水换热器并联设置，能够适应螺杆膨胀机组正常运行和紧急停机两种工况，特别是当螺杆膨胀机组紧急停机时，循环热水直接经旁通换热系统换热，既保障了在任何时段都可以余热回收利用，又保障了烟气热水换热器连续稳定工作，进而提高了螺杆膨胀机组和船舶柴油机运行的可靠性。同时，本旁通换热系统结构简单、成本低廉、使用安全可靠、具有很好的应用前景。附图说明图1为本技术船用螺杆膨胀机组的旁通换热系统的主视结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术所述技术方案作进一步的详细描述。如图1所示的一种船用螺杆膨胀机组的旁通换热系统，在整体上是与船用螺杆膨胀机组配套的烟气热水换热器并联设置的。该旁通换热系统主要由回热器1、蒸发器2、第一电动三通阀3、热水换热器4和第二电动三通阀5构成。其中，回热器1和蒸发器2属于船用螺杆膨胀机组中原有器件，第一电动三通阀3和第二电动三通阀5采用电动三通球阀，热水换热器4采用板壳式换热器。各器件具体连接结构如下：第一电动三通阀3的热水进口与烟气热水换热器(图中未标示)的输出端相连，第一电动三通阀3的一侧出口与蒸发器2的热水输入端相连，蒸发器2的热水输出端与回热器1的热水进口相连，第一电动三通阀3的另一侧出口与热水换热器4的热水入口相连。热水换热器4的热水出口与第二电动三通阀5的一侧入口相连，所述第二电动三通阀5的另一侧入口与回热器1的热水出口相连，所述第二电动三通阀5的热水出口与烟气热水换热器(图中未标示)的输入端相连。上述旁通换热系统的工作过程如下：当船用螺杆膨胀机组正常工作时，与热水换热器4的热水入口相连的第一电动三通阀3的另一侧出口关闭，与热水换热器4的热水出口相连的第二电动三通阀5的一侧入口关闭。热水经第一电动三通阀3的一侧出口，先进入蒸发器2中放热，然后进入回热器1中再次放热，热水从回热器1流出后，再依次经过第二电动三通阀5的另一侧入口和热水出口，返回烟气热水换热器的输出端，完成热源循环。在此工作状态下，热水不经过热水换热器4，此时热水换热器4中不进行换热。当船用螺杆膨胀机组紧急停机时，与蒸发器2的热水输入端相连的第一电动三通阀3的一侧出口关闭，与回热器1的热水出口相连的第二电动三通阀5的另一侧入口关闭。热水经第一电动三通阀3的另一侧出口，进入到热水换热器4中放热，放热后的热水再依次经过第二电动三通阀5的一侧入口和热水出口，返回烟气热水换热器的输出端，完成热源循环。在此工作状态下，热水不经过蒸发器2和回热器1，此时热水换热器4承担换热工作，从而保障烟气热水换热器及船用柴油机的稳定运行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船用螺杆膨胀机组的旁通换热系统，其与船用螺杆膨胀机组配套的烟气热水换热器并联设置，它包括回热器(1)、蒸发器(2)，其特征在于：/n它还包括第一电动三通阀(3)、热水换热器(4)和第二电动三通阀(5)；/n所述第一电动三通阀(3)的热水进口与所述烟气热水换热器的输出端相连，所述第一电动三通阀(3)的一侧出口与蒸发器(2)的热水输入端相连，所述蒸发器(2)的热水输出端与回热器(1)的热水进口相连，所述第一电动三通阀(3)的另一侧出口与热水换热器(4)的热水入口相连；/n所述热水换热器(4)的热水出口与第二电动三通阀(5)的一侧入口相连，所述第二电动三通阀(5)的另一侧入口与回热器(1)的热水出口相连，所述第二电动三通阀(5)的热水出口与所述烟气热水换热器的输入端相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种船用螺杆膨胀机组的旁通换热系统，其与船用螺杆膨胀机组配套的烟气热水换热器并联设置，它包括回热器(1)、蒸发器(2)，其特征在于：
它还包括第一电动三通阀(3)、热水换热器(4)和第二电动三通阀(5)；
所述第一电动三通阀(3)的热水进口与所述烟气热水换热器的输出端相连，所述第一电动三通阀(3)的一侧出口与蒸发器(2)的热水输入端相连，所述蒸发器(2)的热水输出端与回热器(1)的热水进口相连，所述第一电动三通阀(3)的另一侧出口与热水换热器(4)的热水入口相连；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪小雪，霍正齐，汪涛，夏航，
申请(专利权)人：武汉新世界制冷工业有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42