船用引射器余热回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种船用引射器余热回收系统，包括波瓣引射器、水冷装置和余热回收装置；水冷装置包括导热钢板、进水管、回水管、分水器、集水器和储水箱，导热钢板的进、出水口分别与进、回水管相连，进水管的另一端汇集连接至分水器，回水管的另一端汇集连接至集水器，分、集水器均与储水箱连通；余热回收装置包括尿素水溶液供给管道和环套在其外周的尿素水溶液加热管套，两者围合形成回流水流通空间，尿素水溶液加热管套两端的预热水进口和冷却水出口均与储水箱连通。该系统在降低引射器本体温度、提升舰船的红外隐身性能的同时，可有效回收喷嘴处的热量供给SCR系统使用，加快尿素水溶液喷入烟道后的蒸发速率以提高尿素转化率。溶液喷入烟道后的蒸发速率以提高尿素转化率。溶液喷入烟道后的蒸发速率以提高尿素转化率。

【技术实现步骤摘要】
船用引射器余热回收系统


[0001]本专利技术涉及船舶与节能
，具体涉及一种船用引射器余热回收系统，尤其涉及一种能够在降低引射器红外辐射能的同时有效回收引射器喷嘴处余热的余热回收系统。

技术介绍

[0002]舰船作为海上作战的主要工具，良好的隐身性可以降低舰船被精准定位及攻击的概率，提高舰船的防护能力及作战效率。较为常见的隐身手段有雷达隐身、声隐身和红外隐身等。其中，红外隐身技术主要用来应对红外制导反舰武器，而在红外制导系统中，常利用中红外波段的探测器进行舰船探测。
[0003]中红外波段的辐射信号源大部分来自于动力系统的排气阶段，主要受排气管、烟囱外壁等温度较高的区域和高温烟气的影响。为了提高隐蔽性能，基本原则是要降低设备和烟气的红外辐射温度。为此，本领域研究人员探索出了引射器结构，引射器结构与动力装置的排气出口连通，利用动力装置的排气动能，来卷吸周围低温气流，主次流掺混之后进入排气管道，从而能有效降低排气管壁面以及烟气的温度，消除高强度的中红外辐射。但是值得注意的一点是，引射器的使用过程中，动力装置排出的高温气体也会使引射器本体的温度升高，从而使引射器成为新的中红外波段的辐射信号源，这同样会影响舰船的隐身性能。
[0004]为了解决该问题，本领域技术人员对引射系统做了一定的结构改良，如中国专利CN 114084326 A公开的一种具有高红外隐身特性的波瓣引射系统，包括双层波瓣引射器、气膜冷却装置和喷雾冷却装置；波瓣引射器由内、外两层壁面组成，内层壁面完全封闭，外层壁面的波峰处开有通孔，内外两层之间通过头部垫片和尾部垫片相连，头部垫片上开有用于排出气流与喷雾的通孔，尾部垫片上安装有喷嘴，喷嘴包括充气接口和喷水接口；气膜冷却装置用于向腔体中充气，喷雾冷却装置用于向腔体中喷雾。该系统能够在对内层波瓣进行冷却的同时对烟气进行二次冷却，在降低排气管壁面以及烟气温度的同时，降低引射器本体的温度。
[0005]上述系统虽能有效提升舰船的红外隐身性能，但是本领域人员公知，船舶主柴油机燃烧燃料后，转变为机械功的热量在燃料产生的全部热量中只占了一小部分，其余热量则分别通过主机排烟、各冷却器的冷却介质以及机器设备的表面散热等方式被损耗掉，损失的这部分热量统称为柴油机的余热。根据能量守恒定律，柴油机能量转换的数值范围大致如下：
[0006]①
35％～50％的热量转化为机械功；
[0007]②
27％～40％的热量被主机排烟带走；
[0008]③
15％～30％的热量被冷却介质带走；
[0009]④
2％～8％为其他方面的热损失，比如摩擦损失热、辐射热等。
[0010]由以上数据可知，主机消耗燃油所产生的热量，有很大一部分是被主机排烟带走并扩散到环境中的，如仅出于隐身的目的直接通过热传导的方式将热量带走散失掉会造成
能源的大量浪费。
[0011]研究船舶余热和海上能源的综合利用十分必要。如何在避免壁面二次辐射加热以及余热再利用两者之间找到一个很好的平衡点成为目前亟需解决的重要问题。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种船用引射器余热回收系统，利用水冷装置带走波瓣引射器本体的高温后将热量传递到余热回收装置中对SCR系统中的尿素水溶液进行加热，加快尿素水溶液喷入烟道后的蒸发速率并提高尿素转化率。
[0013]本专利技术公开的技术方案为：一种船用引射器余热回收系统，包括依次设置的波瓣引射器、水冷装置和余热回收装置；水冷装置包括导热钢板、进水管、回水管、分水器、集水器和储水箱，导热钢板为内部空心结构，导热钢板上的进水口与进水管相连、出水口与回水管相连，各进水管的另一端汇集连接至分水器，各回水管的另一端汇集连接至集水器，分水器和集水器分别通过管道与储水箱连通，在储水箱上设有进海水管和排海水管；在导热钢板上设有数个贯通导热钢板前后壁面的肋片，肋片的侧壁与导热钢板的主体壁面一体式封闭设计；余热回收装置包括尿素水溶液供给管道和环套在其外周且两端封闭的尿素水溶液加热管套，尿素水溶液供给管道和尿素水溶液加热管套之间围合形成回流水的流通空间，尿素水溶液加热管套两端的预热水进口和冷却水出口分别通过管道与储水箱连通。
[0014]进一步地，肋片呈翼型结构，同一横行的肋片在水平方向上等间距均匀排布，纵向相邻设置的肋片呈现左右对称的形貌，且纵向相邻设置的肋片交错式间隔排布。
[0015]进一步地，在分水器与储水箱的连通管路上设有供水水泵，在进海水管和排海水管上分别设有进海水泵和排海水泵，供水水泵和进海水泵分别与控制柜电性连接。
[0016]进一步地，在预热水进口与储水箱的连通管路上设有预热水供水泵，预热水供水泵与控制柜电性连接。
[0017]进一步地，在尿素水溶液供给管道上设有温度传感器，温度传感器与控制柜电性连接。
[0018]进一步地，储水箱中设有隔板将储水箱内部分隔为两个独立的空间，分别是位于上部的回流水储间和位于下部的常温水储间。
[0019]进一步地，导热钢板设在波瓣引射器的波谷处，导热钢板的两侧下端分别设有一个出水口，导热钢板的底部设有进水口，其通过下供下回的方式构建供回水循环。
[0020]进一步地，波瓣引射器的喷嘴的尾部连接有柱状直管烟道，柱状直管烟道与动力装置排气出口通过法兰连接。
[0021]进一步地，集水器通过管道与回流水储间连通，分水器通过管道与常温水储间连通。
[0022]进一步地，预热水进口通过管路与回流水储间连通，冷却水出口通过管路与常温水储间连通。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]1.本申请公开的船用引射器余热回收系统可同时完成对引射器本体的降温工作和利用收集的余热对引射器上游SCR系统中的尿素供给管路加热的工作，利用余热对尿素水溶液进行预热，可加快尿素水溶液喷入烟道后的蒸发速率以提高尿素转化率，进而提升
SCR系统的运行效率；
[0025]2.本申请通过加入余热回收装置使得主机消耗燃油所产生的热量得到更为充分的利用，可有效节约能源，适应我国战略国情，在避免壁面二次辐射加热以及余热再利用两者之间寻求到了一个较好的平衡方式；
[0026]3.本申请通过在波瓣引射器的喷嘴的波谷处设置导热钢板，使得汇入的常温海水与高温壁面之间形成热传导，可快速降低烟气温度和高温引射器本体的温度，提升舰船在红外制导武器大角度时的红外隐身性能和生存能力；
[0027]4.本申请通过在导热钢板上设置肋片，且对肋片形貌进行设计比较后发现，翼型交错式设计的肋片可有效提升导热钢板的换热效率，且能进一步降低进出口压损；
[0028]5.本申请中设置的温度传感器可对尿素水溶液供给管道中的尿素水溶液的温度进行实时监测，进而可根据温度信息由控制柜调节供水水泵、进海水泵和预热水供水泵的流量，保证尿素水溶液的温度持续处于合适的温度范围内。
附图说明
[0029]图1是船用引射器余热回收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用引射器余热回收系统，其特征在于，包括依次设置的波瓣引射器、水冷装置和余热回收装置；水冷装置包括导热钢板、进水管、回水管、分水器、集水器和储水箱，导热钢板为内部空心结构，导热钢板上的进水口与进水管相连、出水口与回水管相连，各进水管的另一端汇集连接至分水器，各回水管的另一端汇集连接至集水器，分水器和集水器分别通过管道与储水箱连通，在储水箱上设有进海水管和排海水管；在导热钢板上设有数个贯通导热钢板两侧壁面的肋片，肋片的侧壁与导热钢板的主体壁面一体式封闭设计；余热回收装置包括尿素水溶液供给管道和环套在其外周且两端封闭的尿素水溶液加热管套，尿素水溶液供给管道和尿素水溶液加热管套之间围合形成回流水的流通空间，尿素水溶液加热管套两端的预热水进口和冷却水出口分别通过管道与储水箱连通。2.如权利要求1所述的船用引射器余热回收系统，其特征在于，肋片呈翼型结构，同一横行的肋片在水平方向上等间距均匀排布，纵向相邻设置的肋片呈现左右对称的形貌，且纵向相邻设置的肋片呈现交错式间隔排布。3.如权利要求1所述的船用引射器余热回收系统，其特征在于，在分水器与储水箱的连通管路上设有供水水泵，在进海水管和排海水管上分别设有进海水泵和排海水泵，供水水泵和进海...

【专利技术属性】
技术研发人员：施红，郑人通，王锐，程蒙蒙，康传智，季雷，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：