一種用于船舶發(fā)動機orc系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于船舶發(fā)動機ORC系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，包括進(jìn)氣煙道、進(jìn)氣段金屬罩、板翅式換熱器、出氣段金屬罩和排氣煙道，其特征在于上述各部件按煙氣流動方向依次連接；所述的進(jìn)氣段金屬罩為變截面殼體。本實用新型通過變截面的金屬罩實現(xiàn)煙道與板翅式換熱器的過渡連接，可以降低煙氣側(cè)的阻力，使板翅式換熱器不易積碳，并可允許大流量的煙氣通過，大大推動了ORC系統(tǒng)在發(fā)動機廢熱回收領(lǐng)域的應(yīng)用。液側(cè)介質(zhì)為來自發(fā)動機的缸套水，在尾氣廢熱回收器中吸收煙氣的熱量，再用來加熱ORC系統(tǒng)的冷媒，從而實現(xiàn)發(fā)動機廢熱回收的目的。
【專利說明】 一種用于船舶發(fā)動機ORC系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及ORC系統(tǒng)廢熱回收利用領(lǐng)域，尤其是涉及發(fā)動機廢熱回收ORC系統(tǒng)的一種發(fā)動機尾氣廢熱回收裝置，具體地說是一種用于船舶發(fā)動機ORC系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源短缺的日益嚴(yán)峻，發(fā)動機的節(jié)能備受人們關(guān)注。利用ORC系統(tǒng)來回收發(fā)動機的廢熱，不僅容易實現(xiàn)而且熱回收效率高。在ORC系統(tǒng)中冷媒的承受溫度低于350°C，而發(fā)動機的排煙溫度一般高于500°C，這在一定程度上限制了 ORC系統(tǒng)在發(fā)動機廢熱回收領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0003]在發(fā)動機ORC系統(tǒng)中，可以通過煙氣加熱缸套水、再讓缸套水加熱冷媒的方法進(jìn)行廢熱回收，避免煙氣直接加熱冷媒發(fā)生高溫裂解。常規(guī)的煙氣換熱器EGR，其設(shè)計初衷為引出一部分尾氣，進(jìn)行熱交換，因此設(shè)計的氣體流量均較小。當(dāng)把EGR用于發(fā)動機ORC系統(tǒng)的尾氣熱量回收時，尾氣需要全部通過EGR，因此氣側(cè)阻力會比較大，而且容易積碳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，旨在提供一種用于發(fā)動機尾氣廢熱回收ORC系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，通過回收器實現(xiàn)對發(fā)動機尾氣能量回收，同時需要克服尾氣換熱器易結(jié)碳的不足。
[0005]為解決上述問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種用于船舶發(fā)動機ORC系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，包括進(jìn)氣煙道、進(jìn)氣段金屬罩、板翅式換熱器、出氣段金屬罩和排氣煙道，其特征在于上述各部件按煙氣流動方向依次連接；所述的進(jìn)氣段金屬罩為變截面殼體，其一端截面為與板翅式換熱器的煙氣側(cè)截面相同的矩形截面，另一端截面為比排氣煙通道稍大的矩形截面；所述的出氣段金屬罩為變截面殼體，其一端截面為與板翅式換熱器的煙氣側(cè)截面相同的矩形截面，另一端截面為比進(jìn)氣煙通道稍大的矩形截面。
[0006]本實用新型選用板翅式換熱器并通過變截面的金屬罩進(jìn)行連接，發(fā)動機排放出來的高溫尾氣依次通過進(jìn)氣煙道和進(jìn)氣段金屬罩后，在板翅式換熱器中進(jìn)行熱交換，放出熱量，變成低溫的煙氣，然后經(jīng)出氣段金屬罩和排氣煙道，最后排放到環(huán)境中。
[0007]本實用新型通過在尾氣排放煙道中插入板翅式換熱器，實現(xiàn)對發(fā)動機尾氣熱量的回收。煙道與板翅式換熱器是通過一個變截面的金屬罩過渡連接的。變截面的金屬罩可以降低煙氣側(cè)的阻力，使板翅式換熱器不易積碳，并可允許大流量的煙氣通過，大大推動了ORC系統(tǒng)在發(fā)動機廢熱回收領(lǐng)域的應(yīng)用。液側(cè)介質(zhì)為來自發(fā)動機的缸套水，在尾氣廢熱回收器中吸收煙氣的熱量，再用來加熱ORC系統(tǒng)的冷媒，從而實現(xiàn)發(fā)動機廢熱回收的目的。
[0008]所述的板翅式換熱器可以采用任何制式結(jié)構(gòu)。作為本實用新型的改進(jìn)，所述的板翅式換熱器包括隔板、煙氣側(cè)翅片、水側(cè)翅片、封條、進(jìn)水側(cè)水室、出水側(cè)水室、進(jìn)水管和出水管；所述的煙氣側(cè)翅片水側(cè)翅片由所述的隔板分隔后交替疊置，兩端由所述的封條密封，分別構(gòu)成煙氣側(cè)通道和水側(cè)通道，用于發(fā)動機尾氣和缸套水的熱交換。
[0009]根據(jù)本實用新型，所述的煙氣側(cè)翅片選用平直翅片或峰距較大的波紋翅片；所述的水側(cè)翅片選用波紋翅片或錯齒翅片，在強化傳熱的同時，可進(jìn)一步降低因發(fā)動機尾氣積碳導(dǎo)致阻力過大的問題的出現(xiàn)。
[0010]根據(jù)本實用新型，所述的進(jìn)水管和出水管分別開在進(jìn)水側(cè)水室和出水側(cè)水室的側(cè)面。所述的進(jìn)水管設(shè)置在靠近煙氣進(jìn)口側(cè)，所述的出水管設(shè)置在靠近煙氣出口側(cè)。這種結(jié)構(gòu)，可減少水側(cè)通道內(nèi)液體局部汽化，進(jìn)水管靠近煙氣進(jìn)口側(cè)，出水管靠近煙氣出口側(cè)。該布置方式，同樣適用于水側(cè)多流程。
[0011]根據(jù)本實用新型，所述的板翅式換熱器的數(shù)量為至少一個，根據(jù)煙氣出口溫度和流量的傳熱計算出相應(yīng)的數(shù)量。當(dāng)所述的板翅式換熱器為兩個或多個時，各板翅式換熱器沿?zé)煔饬鲃臃较驅(qū)盈B布置，每層換熱器之間用隔熱墊片和螺栓連接，以減少熱應(yīng)力。層與層之間的液體通道，通過橡膠軟管連接。
[0012]根據(jù)本實用新型，所述的進(jìn)氣煙道、進(jìn)氣段金屬罩、板翅式換熱器、出氣段金屬罩和排氣煙道各部件的連接處進(jìn)行密封處理，保證煙氣不會外漏。
[0013]根據(jù)本實用新型，所述的進(jìn)氣段金屬罩和出氣段金屬罩外壁面進(jìn)行保溫處理，以降低煙氣通過金屬罩向環(huán)境的散熱。
[0014]所述的板翅式換熱器、進(jìn)氣段金屬罩和出氣段金屬罩采用不銹鋼材料，利用真空釬焊實現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部各零部件的連接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型一種用于船舶發(fā)動機ORC系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本實用新型板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本實用新型板翅式換熱器的水側(cè)通道的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0018]參照圖1，本實用新型的一種用于船舶發(fā)動機ORC系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，包括進(jìn)氣煙道1、進(jìn)氣段金屬罩2、板翅式換熱器3、出氣段金屬罩6和排氣煙道7，上述各部件按煙氣流動方向依次連接。排煙通道一般為圓形，而板翅式換熱器的外形為矩形。所述的進(jìn)氣段金屬罩2為變截面殼體，其一端截面為與板翅式換熱器的煙氣側(cè)截面相同的矩形截面，另一端截面為比排氣煙通道稍大的矩形截面。所述的出氣段金屬罩6也為變截面殼體，其一端截面為與板翅式換熱器的煙氣側(cè)截面相同的矩形截面，另一端截面為比進(jìn)氣煙通道稍大的矩形截面。
[0019]參照圖2和圖3，所述的板翅式換熱器3包括隔板13、煙氣側(cè)翅片12、水側(cè)翅片14、封條10、進(jìn)水側(cè)水室8、出水側(cè)水室4、進(jìn)水管9和出水管5 ;所述的煙氣側(cè)翅片12和水側(cè)翅片14由所述的隔板13分隔后交替疊置，兩端由所述的封條10密封，分別構(gòu)成煙氣側(cè)通道和水側(cè)通。
[0020]所述的煙氣側(cè)翅片12選用平直翅片或峰距較大的波紋翅片，考慮到在強化傳熱的同時，降低因發(fā)動機尾氣積碳而造成阻力過大的問題，其翅片峰距可以選5?10mm。所述的水側(cè)翅片14選用波紋翅片或錯齒翅片。
[0021]所述的進(jìn)水管9和出水管5分別開在進(jìn)水側(cè)水室8和出水側(cè)水室4的側(cè)面。為減少水側(cè)通道內(nèi)液體局部汽化，所述的進(jìn)水管9設(shè)置在靠近煙氣進(jìn)口側(cè)，所述的出水管5設(shè)置在靠近煙氣出口側(cè)。該布置方式，同樣適用于水側(cè)多流程。
[0022]所述的板翅式換熱器3的數(shù)量為至少一個，根據(jù)煙氣出口溫度和流量的傳熱計算而定。當(dāng)采用兩個或多個板翅式換熱器3時，各板翅式換熱器3沿?zé)煔饬鲃臃较驅(qū)盈B布置，每層換熱器之間用隔熱墊片和螺栓連接；層與層之間的液體通道，通過橡膠軟管連接。
[0023]所述的進(jìn)氣煙道1、進(jìn)氣段金屬罩2、板翅式換熱器3、出氣段金屬罩6和排氣煙道7各部件的連接處進(jìn)行密封處理，確保煙氣不外漏。
[0024]為降低煙氣通過金屬罩向環(huán)境的散熱，所述的進(jìn)氣段金屬罩2和出氣段金屬罩6外壁面進(jìn)行保溫處理，比如覆蓋厚度為3(T50mm的石棉層。
[0025]所述的進(jìn)氣段金屬罩2和出氣段金屬罩6采用不銹鋼材料，厚度為2?3_。所述的板翅式換熱器3也采用不銹鋼材料，利用真空釬焊實現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部各零部件的連接。
[0026]本實用新型的工作過程如下:從發(fā)動機出來的高溫?zé)煔?，通過進(jìn)氣煙道I和進(jìn)氣段金屬罩2進(jìn)入板翅式換熱器3的煙氣側(cè)通道，高溫?zé)煔庠诎宄崾綋Q熱器3內(nèi)進(jìn)行熱交換，放熱后變成低溫的煙氣，通過出氣段金屬罩6后，進(jìn)入排氣煙道7，最后排入環(huán)境。缸套水從發(fā)動機出來后，通過進(jìn)水管9和進(jìn)水側(cè)水室8進(jìn)入板翅式換熱器3的水側(cè)通道，吸收煙氣的熱量后經(jīng)出水側(cè)水室4最后從出水管5出來，再進(jìn)入ORC系統(tǒng)的蒸發(fā)器加熱冷媒，從而實現(xiàn)發(fā)動機廢熱的回收利用。
[0027]應(yīng)該理解到的是:上述實施例只是對本實用新型的說明，而不是對本實用新型的限制，任何不超出本實用新型實質(zhì)精神范圍內(nèi)的實用新型創(chuàng)造，均落入本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于船舶發(fā)動機0%系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，包括進(jìn)氣煙道〔0、進(jìn)氣段金屬罩0、板翅式換熱器0、出氣段金屬罩(6)和排氣煙道(7),其特征在于上述各部件按煙氣流動方向依次連接；所述的進(jìn)氣段金屬罩(2)為變截面殼體，其一端截面為與板翅式換熱器的煙氣側(cè)截面相同的矩形截面，另一端截面為比排氣煙通道稍大的矩形截面；所述的出氣段金屬罩(6)為變截面殼體，其一端截面為與板翅式換熱器的煙氣側(cè)截面相同的矩形截面，另一端截面為比進(jìn)氣煙通道稍大的矩形截面。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于船舶發(fā)動機0%系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，其特征在于所述的板翅式換熱器(3)包括隔板(口)、煙氣側(cè)翅片(12^水側(cè)翅片(“)、封條(川)、進(jìn)水側(cè)水室(8^出水側(cè)水室“)、進(jìn)水管(9)和出水管(5)；所述的煙氣側(cè)翅片(12)和水側(cè)翅片(14)由所述的隔板(13)分隔后交替疊置，兩端由所述的封條(10)密封，分別構(gòu)成煙氣側(cè)通道和水側(cè)通道。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于船舶發(fā)動機0%系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，其特征在于所述的煙氣側(cè)翅片(12)選用平直翅片或峰距較大的波紋翅片；所述的水側(cè)翅片(14)選用波紋翅片或錯齒翅片。
4.如權(quán)利要求2所述的一種用于船舶發(fā)動機0%系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，其特征在于所述的進(jìn)水管(9)和出水管(5)分別開在進(jìn)水側(cè)水室(8)和出水側(cè)水室(4)的側(cè)面。
5.如權(quán)利要求4所述的一種用于船舶發(fā)動機0%系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，其特征在于所述的進(jìn)水管(9 )設(shè)置在靠近煙氣進(jìn)口側(cè)，所述的出水管(5 )設(shè)置在靠近煙氣出口側(cè)。
6.如權(quán)利要求1-5任何一項所述的一種用于船舶發(fā)動機0%系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，其特征在于所述的板翅式換熱器(3)的數(shù)量為至少一個。
7.如權(quán)利要求6所述的一種用于船舶發(fā)動機0%系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，其特征在于所述的板翅式換熱器(3 )為兩個，并沿?zé)煔饬鲃臃较驅(qū)盈B布置，每層換熱器之間用隔熱墊片和螺栓連接；層與層之間的液體通道，通過橡膠軟管連接。
8.如權(quán)利要求1所述的一種用于船舶發(fā)動機0%系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，其特征在于所述的進(jìn)氣煙道(1〉、進(jìn)氣段金屬罩(幻、板翅式換熱器0、出氣段金屬罩(6)和排氣煙道(7)各部件的連接處進(jìn)行密封處理。
9.如權(quán)利要求1所述的一種用于船舶發(fā)動機0%系統(tǒng)的板翅式廢熱回收器，其特征在于所述的進(jìn)氣段金屬罩(2)和出氣段金屬罩(6)外壁面進(jìn)行保溫處理。
【文檔編號】F02G5/02GK204126764SQ201420431053
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】董軍啟, 王斌, 王建長, 楊洪亮, 褚先登, 張榮友, 陳能舜 申請人:浙江銀輪機械股份有限公司