零碳船舶动力系统及驱动船舶的方法技术方案

本发明专利技术提供零碳船舶动力系统，包括冷凝

【技术实现步骤摘要】
零碳船舶动力系统及驱动船舶的方法


[0001]本专利技术涉及船舶动力
，具体而言，涉及一种零碳船舶动力系统及驱动船舶的方法。

技术介绍

[0002]全世界各国政府都推出了零碳排放船舶计划,但氢燃料电池船舶技术复杂，成本高昂，安全存在巨大隐患,液化天然气动力也不能解决零碳问题,并且大量占用船上体积,随着全球化的发展,水面运输也将需要得到大力的发展,但是现有的所有新能源船舶动力系统都存在着成本高昂，难以持续,如果离开了国家补贴就很难推广的问题。
[0003]然而水面运输最大的优势处于水中，如果利用好水中蕴含的能量，就能彻底的解决船舶的动力问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在问题中的一个或多个，根据本专利技术的一个方面，提供一种零碳船舶动力系统，包括冷凝
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蒸发器、变温装置和推进系统，所述冷凝
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蒸发器用于采集水中热能，系统工质吸收所述热能后转变为低温蒸汽，所述变温装置用于将冷凝
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蒸发器产生的低温蒸汽转变为高温蒸汽，所述推进系统用于将变温装置产生的高温蒸汽转换为驱动船舶的电能或机械能。
[0005]可选地，所述推进系统包括全电推动系统，所述全电推动系统包括汽轮发电机、推进电机和螺旋桨，所述汽轮发电机的高压输入端与变温装置连通，所述汽轮发电机的低压输出端与冷凝
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蒸发器连通，所述汽轮发电机将变温装置产生的高温蒸汽转换为电能同时产生的乏气能量通过冷凝
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蒸发器转换为低温蒸汽流至变温装置，所述汽轮发电机产生的电能驱动推进电机，所述推进电机驱动螺旋桨转动，从而驱动船舶运动。
[0006]可选地，所述全电推动系统还包括推进电机调速器，所述推进电机调速器串联在汽轮发电机与推进电机之间，用于调节推进电机的转速。
[0007]可选地，所述零碳船舶动力系统还包括蓄电池，所述蓄电池串联在汽轮发电机和推进电机或汽轮发电机和推进电机调速器之间，所述汽轮发电机向蓄电池补充电能，所述蓄电池向推进电机或推进电机调速器供电。
[0008]可选地，所述推进系统包括机械推动系统，所述机械推动系统包括汽轮机和螺旋桨，所述汽轮机的高压输入端与变温装置连通，所述汽轮机的低压输出端与冷凝
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蒸发器连通，所述汽轮机将变温装置产生的高温蒸汽转换为机械能同时产生的乏气能量通过冷凝
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蒸发器转换为低温蒸汽流至变温装置，所述汽轮机产生的机械能驱动螺旋桨转动，从而驱动船舶运动。
[0009]可选地，所述机械推动系统还包括减速机，所述减速机串联在汽轮机和螺旋桨之间，用于控制汽轮机向螺旋桨输出扭矩的大小。
[0010]可选地，还包括汽轮发电机和蓄电池，所述汽轮发电机的高压输入端与变温装置
连通，所述汽轮发电机的低压输出端与冷凝
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蒸发器连通，所述汽轮发电机的电能输出端与蓄电池电连接，所述汽轮发电机将变温装置产生的高温蒸汽转换为电能同时产生的乏气能量通过冷凝
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蒸发器转换为低温蒸汽流至变温装置，所述汽轮发电机产生的电能补充给蓄电池，所述蓄电池向变温装置提供电能。
[0011]可选地，还包括控制器，所述控制器串联在汽轮发电机和蓄电池之间，用于控制汽轮发电机输出的电能的大小和交直流转换。
[0012]可选地，还包括调速器，串联在蓄电池和变温装置之间，调节蓄电池向变温装置输出电能的大小。
[0013]可选地，所述变温装置包括热交换器机构和鼓风机，所述热交换机构具有低压回路和高压回路，所述鼓风机的进口端与所述热交换机构的低压回路连通，所述鼓风机的出口端与所述热交换机构的高压回路连通。
[0014]可选地，所述热交换机构包括第一热交换器、回热热交换器和第二热交换器，所述回热热交换器、第二热交换器和鼓风机依次串联，所述第一热交换器与第二热交换器并联。
[0015]可选地，所述变温装置还包括温度调节阀，温度调节阀被配置于变温装置的高压回路中，用于控制鼓风机输出的高温高压蒸汽在第一热交换器和第二热交换器之间的流量分配，从而控制第一热交换器输出的高温蒸汽温度范围。
[0016]可选地，所述热交换机构还包括第三热交换器，所述第三热交换器用于增大第二热交换器高温端的高压回路和低压回路的温差；
[0017]可选地，所述鼓风机和/或第一热交换器和/或第二热交换器和/或第三热交换器设置有保温层。
[0018]可选地，还包括液体加压泵，所述液体加压泵的低压进口端和冷凝
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蒸发器连通，所述液体加压泵的高压出口端和变温装置连通，所述液体加压泵抽吸冷凝
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蒸发器中的系统工质，将所述系统工质转变为高压液体，传输给变温装置，所述变温装置将高压液体转换为高温蒸汽。
[0019]根据本专利技术的另一个方面，提供一种上述零碳船舶动力系统驱动船舶的方法，包括：
[0020]通过冷凝
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蒸发器采集水中热能，系统工质吸收所述热能后转变为低温蒸汽；
[0021]通过变温装置将冷凝
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蒸发器产生的低温蒸汽转变为高温蒸汽；
[0022]通过推进系统将变温装置产生的高温蒸汽转换为电能或机械能，驱动船舶运动。
[0023]可选地，所述通过推进系统将变温装置产生的高温蒸汽转换为电能或机械能的步骤包括：
[0024]通过高温蒸汽驱动汽轮发电机，产生电能；
[0025]通过电能驱动推进电机旋转；
[0026]通过推进电机旋转带动螺旋桨旋转。
[0027]可选地，所述通过推进系统将变温装置产生的高温蒸汽转换为电能或机械能的步骤包括：
[0028]通过高温蒸汽驱动汽轮机，产生机械能；
[0029]通过汽轮机产生的机械能驱动螺旋桨转动。
[0030]可选地，还包括：
[0031]通过汽轮发电机产生的电能对蓄电池充电；
[0032]通过蓄电池为变温装置供能。
[0033]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0034]本专利技术所述零碳船舶动力系统针对船舶持续动力而设计，达到能够利用水中的能量和回收推进系统中乏气的能量为船舶提供持续动力的目的。
[0035]本专利技术为船舶提供全部的所有动力,零碳船舶动力系统以水中的热量作为能量来源,船舶自然的就处于水面之上，随时可以补充能量,彻底免除了使用者加气、加油之苦,并彻底解决了燃油船舶带来的碳排放和水及空气污染问题,特别重要的是从今以后将再没有续航里程的限制。
[0036]在船舶配备本专利技术所述零碳船舶动力系统系统后，船舶无论在行驶和停船过程中都能不断发电，所以船上的蓄电池的容量可以减少,仅为保持随时有启动能力所用就可以了,不再需要使用油和液化天然气,使运营成本大幅度降低接近至0。
[0037]本专利技术全部用的是安全材料,特别是不再采用油和天然气,不再有燃烧爆炸之危险，提高了安全性能。
[0038]利用本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种零碳船舶动力系统，其特征在于：包括冷凝
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蒸发器、变温装置和推进系统，所述冷凝
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蒸发器用于采集水中热能，系统工质吸收所述热能后转变为低温蒸汽，所述变温装置用于将冷凝
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蒸发器产生的低温蒸汽转变为高温蒸汽，所述推进系统用于将变温装置产生的高温蒸汽转换为驱动船舶的电能或机械能。2.根据权利要求1所述的零碳船舶动力系统，其特征在于：所述推进系统包括全电推动系统，所述全电推动系统包括汽轮发电机、推进电机和螺旋桨，所述汽轮发电机的高压输入端与变温装置连通，所述汽轮发电机的低压输出端与冷凝
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蒸发器连通，所述汽轮发电机将变温装置产生的高温蒸汽转换为电能同时产生的乏气能量通过冷凝
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蒸发器转换为低温蒸汽流至变温装置，所述汽轮发电机产生的电能驱动推进电机，所述推进电机驱动螺旋桨转动，从而驱动船舶运动；优选地，所述全电推动系统还包括推进电机调速器，所述推进电机调速器串联在汽轮发电机与推进电机之间，用于调节推进电机的转速；优选地，所述零碳船舶动力系统还包括蓄电池，所述蓄电池串联在汽轮发电机和推进电机或汽轮发电机和推进电机调速器之间，所述汽轮发电机向蓄电池补充电能，所述蓄电池向推进电机或推进电机调速器供电。3.根据权利要求1所述的零碳船舶动力系统，其特征在于：所述推进系统包括机械推动系统，所述机械推动系统包括汽轮机和螺旋桨，所述汽轮机的高压输入端与变温装置连通，所述汽轮机的低压输出端与冷凝
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蒸发器连通，所述汽轮机将变温装置产生的高温蒸汽转换为机械能同时产生的乏气能量通过冷凝
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蒸发器转换为低温蒸汽流至变温装置，所述汽轮机产生的机械能驱动螺旋桨转动，从而驱动船舶运动；优选地，所述机械推动系统还包括减速机，所述减速机串联在汽轮机和螺旋桨之间，用于控制汽轮机向螺旋桨输出扭矩的大小；优选地，还包括汽轮发电机和蓄电池，所述汽轮发电机的高压输入端与变温装置连通，所述汽轮发电机的低压输出端与冷凝
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蒸发器连通，所述汽轮发电机的电能输出端与蓄电池电连接，所述汽轮发电机将变温装置产生的高温蒸汽转换为电能同时产生的乏气能量通过冷凝
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蒸发器转换为低温蒸汽流至变温装置，所述汽轮发电机产生的电能补充给蓄电池，所述蓄电池向变温装置提供电能。4.根据权利要求2或3所述的零碳船舶动力系统，其特征在于：还包括控制器，所述控制器串联在汽轮发电机和蓄电池之间，用于控制汽轮发电机输出的电能的大小和交直流转换。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴加林，
申请(专利权)人：成都佳灵绿色能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：