利用內(nèi)燃機(jī)冷卻余熱的熱水、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用內(nèi)燃機(jī)冷卻余熱的熱水、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)是一種將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，目前它的機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率是40%左右，另外約60%的能量以熱的形式賦存在煙氣和冷卻水中(30%的能量賦存在溫度為500度左右的煙氣中，還有30%的能量賦存在溫度為90度左右的冷卻水中)。為提高燃料的利用率，需要充分利用內(nèi)燃機(jī)排煙余熱和冷卻水余熱。內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)有些部件需要冷卻，通常讓冷卻水依次經(jīng)過增壓空氣冷卻器、滑油冷卻器、發(fā)動(dòng)機(jī)缸套，為防止汽化，最后冷卻水溫會(huì)控制在95°C以下離開內(nèi)燃機(jī)，防止冷卻水常壓下汽化。這件冷卻方式簡單可靠，但由于冷卻水的固有特性，余熱賦存溫度較低，只能利用冷卻水余熱生產(chǎn)熱水，給余熱利用帶來一定局限性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用冷卻余熱可同時(shí)生產(chǎn)熱水和蒸汽的系統(tǒng)，提高余熱利用率從而提高內(nèi)燃機(jī)的燃料利用率。
[0004]本實(shí)用新型公開了一種利用內(nèi)燃機(jī)冷卻余熱的熱水、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，包括高溫和低溫兩個(gè)冷卻回路，高溫冷卻回路冷卻內(nèi)燃機(jī)的缸套，低溫冷卻回路冷卻內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣冷器和潤滑油冷卻器；高溫冷卻回路包括通過高溫管道依次連通的高溫三通調(diào)節(jié)閥、高溫?fù)Q熱器和高溫循環(huán)泵，高溫三通調(diào)節(jié)閥和高溫循環(huán)泵與內(nèi)燃機(jī)的缸套連通；低溫冷卻回路包括通過低溫管道依次連通的低溫三通調(diào)節(jié)閥、低溫?fù)Q熱器和低溫循環(huán)泵，低溫三通調(diào)節(jié)閥與潤滑油冷卻器連通，低溫循環(huán)泵與增壓空氣冷卻器連通，增壓空氣冷卻器和潤滑油冷卻器之間通過低溫管道連通。
[0005]所述低溫?fù)Q熱器和高溫?fù)Q熱器之間連接有給水三通調(diào)節(jié)閥。
[0006]所述高溫三通調(diào)節(jié)閥的第三個(gè)接口與所述高溫循環(huán)泵的入口之間通過高溫管道連通形成相對(duì)于高溫?fù)Q熱器的旁路，所述低溫三通調(diào)節(jié)閥的第三個(gè)接口與所述低溫循環(huán)泵的入口之間通過低溫管道連通形成相對(duì)于低溫?fù)Q熱器的旁路。
[0007]所述高溫冷卻回路的冷卻介質(zhì)采用常壓下沸點(diǎn)不低于200°C的導(dǎo)熱油，所述低溫冷卻回路的冷卻介質(zhì)采用冷卻水。
[0008]所述高溫?fù)Q熱器采用盤管式換熱器，其盤管內(nèi)流動(dòng)高溫介質(zhì)導(dǎo)熱油，盤管外為飽和水。
[0009]所述高溫循環(huán)泵采用至少耐溫300°C的離心式油泵。
[0010]所述高溫三通調(diào)節(jié)閥采用無填料的波紋管密封閥。
[0011]本實(shí)用新型的高溫冷卻回路對(duì)內(nèi)燃機(jī)的高溫部件缸套進(jìn)行冷卻，將冷卻過程中獲得的熱量賦存于導(dǎo)熱油中與飽和水進(jìn)行熱交換后產(chǎn)生蒸汽；低溫冷卻回路對(duì)內(nèi)燃機(jī)的低溫部件進(jìn)行冷卻，將冷卻過程中獲得的熱量賦存于冷卻水中與飽和水進(jìn)行熱交換后產(chǎn)生熱水。兩個(gè)冷卻回路獨(dú)立運(yùn)行，但可通過連接于高溫?fù)Q熱器和低溫?fù)Q熱器之間的三通給水調(diào)節(jié)閥來改變輸出熱水和蒸汽的比例。
[0012]跟現(xiàn)有技術(shù)相比，增加了高溫冷卻回路，根據(jù)“溫度對(duì)口、梯級(jí)提取”的原則，對(duì)內(nèi)燃機(jī)不同工作溫度的部件采用不同的冷卻介質(zhì)，提高冷卻余熱的賦存溫度，改善余熱品質(zhì)，利用冷卻余熱同時(shí)生產(chǎn)熱水和蒸汽，提高余熱利用率從而提高內(nèi)燃機(jī)燃料的利用率。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種利用內(nèi)燃機(jī)冷卻余熱的熱水、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，包括高溫冷卻回路和低溫冷卻回路，高溫冷卻回路的冷卻介質(zhì)采用常壓下沸點(diǎn)不低于200 °C的導(dǎo)熱油，低溫冷卻回路的冷卻介質(zhì)采用冷卻水，冷卻水可以是軟化水或者除鹽水。高溫冷卻回路對(duì)內(nèi)燃機(jī)的缸套進(jìn)行冷卻，包括通過高溫管道4依次連通的高溫三通調(diào)節(jié)閥5、高溫?fù)Q熱器6和高溫循環(huán)泵7，高溫三通調(diào)節(jié)閥5和高溫循環(huán)泵7與內(nèi)燃機(jī)的缸套I連通。低溫冷卻回路對(duì)內(nèi)燃機(jī)的潤滑油冷卻器和增壓空氣冷卻器3進(jìn)行冷卻，包括通過低溫管道8依次連通的低溫三通調(diào)節(jié)閥9、低溫?fù)Q熱器10和低溫循環(huán)泵11，低溫三通調(diào)節(jié)閥9與潤滑油冷卻器2連通，低溫循環(huán)泵11與增壓空氣冷卻器3連通，增壓空氣冷卻器3和潤滑油冷卻器2之間通過低溫管道8連通。
[0015]外部給水依次流經(jīng)低溫?fù)Q熱器10、給水三通調(diào)節(jié)閥12和高溫?fù)Q熱器6。
[0016]高溫?fù)Q熱器6采用盤管式換熱器，其盤管內(nèi)流動(dòng)高溫介質(zhì)導(dǎo)熱油，盤管外為飽和水。高溫循環(huán)泵7采用至少耐溫300°C的離心式油泵。高溫三通調(diào)節(jié)閥5采用無填料的波紋管密封閥。因?yàn)榈蜏亟橘|(zhì)為軟化水或者除鹽水，所以對(duì)低溫三通調(diào)節(jié)閥9、低溫?fù)Q熱器10和低溫循環(huán)泵11無特殊要求。
[0017]高溫三通調(diào)節(jié)閥5的第三個(gè)接口與高溫循環(huán)泵7的入口之間通過高溫管道連通形成相對(duì)于高溫?fù)Q熱器6的旁路。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)缸套導(dǎo)熱油的出口溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)高溫三通調(diào)節(jié)閥5改變進(jìn)入高溫?fù)Q熱器6和旁路的導(dǎo)熱油比例，維持內(nèi)燃機(jī)缸套導(dǎo)熱油的出口溫度穩(wěn)定，滿足內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行需要。
[0018]低溫三通調(diào)節(jié)閥9的第三個(gè)接口與低溫循環(huán)泵11的入口之間通過低溫管道連通形成相對(duì)于低溫?fù)Q熱器的旁路。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)潤滑油冷卻器冷卻水的出口溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)低溫三通調(diào)節(jié)閥9改變進(jìn)入低溫?fù)Q熱器10和旁路的冷卻水比例，維持潤滑油冷卻器冷卻水的出口溫度穩(wěn)定，滿足內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行需要。
[0019]低溫?fù)Q熱器10和高溫?fù)Q熱器6的殼體之間通過管道及給水三通調(diào)節(jié)閥12連通，通過調(diào)節(jié)給水三通調(diào)節(jié)閥12來改變輸出熱水和蒸汽的比例。
[0020]工作原理如下:高溫冷卻回路通過導(dǎo)熱油對(duì)內(nèi)燃機(jī)的高溫部件缸套進(jìn)行冷卻，將冷卻過程中獲得的熱量賦存于導(dǎo)熱油中與盤管換熱器殼體內(nèi)的飽和水進(jìn)行熱交換后產(chǎn)生蒸汽；低溫冷卻回路通過冷卻水對(duì)內(nèi)燃機(jī)的低溫部件進(jìn)行冷卻，將冷卻過程中獲得的熱量賦存于冷卻水中與低溫?fù)Q熱器殼體內(nèi)的飽和水進(jìn)行熱交換后產(chǎn)生熱水。
[0021 ] 跟現(xiàn)有技術(shù)相比，增加了高溫冷卻回路，根據(jù)“溫度對(duì)口、梯級(jí)提取”的原則，對(duì)內(nèi)燃機(jī)不同工作溫度的部件采用不同的冷卻介質(zhì)，提高冷卻余熱的賦存溫度，改善余熱品質(zhì)，利用冷卻余熱同時(shí)生產(chǎn)熱水和蒸汽，提高余熱利用率從而提高內(nèi)燃機(jī)燃料的利用率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用內(nèi)燃機(jī)冷卻余熱的熱水、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括高溫和低溫兩個(gè)冷卻回路，高溫冷卻回路冷卻內(nèi)燃機(jī)的缸套，低溫冷卻回路冷卻內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣冷器和潤滑油冷卻器；高溫冷卻回路包括通過高溫管道依次連通的高溫三通調(diào)節(jié)閥、高溫?fù)Q熱器和高溫循環(huán)泵，高溫三通調(diào)節(jié)閥和高溫循環(huán)泵與內(nèi)燃機(jī)的缸套連通；低溫冷卻回路包括通過低溫管道依次連通的低溫三通調(diào)節(jié)閥、低溫?fù)Q熱器和低溫循環(huán)泵，低溫三通調(diào)節(jié)閥與潤滑油冷卻器連通，低溫循環(huán)泵與增壓空氣冷卻器連通，增壓空氣冷卻器和潤滑油冷卻器之間通過低溫管道連通。
2.如權(quán)利要求1所述的利用內(nèi)燃機(jī)冷卻余熱的熱水、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述低溫?fù)Q熱器和高溫?fù)Q熱器之間連接有給水三通調(diào)節(jié)閥。
3.如權(quán)利要求1所述的利用內(nèi)燃機(jī)冷卻余熱的熱水、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述高溫三通調(diào)節(jié)閥的第三個(gè)接口與所述高溫循環(huán)泵的入口之間通過高溫管道連通形成相對(duì)于高溫?fù)Q熱器的旁路，所述低溫三通調(diào)節(jié)閥的第三個(gè)接口與所述低溫循環(huán)泵的入口之間通過低溫管道連通形成相對(duì)于低溫?fù)Q熱器的旁路。
4.如權(quán)利要求1所述的利用內(nèi)燃機(jī)冷卻余熱的熱水、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述高溫冷卻回路的冷卻介質(zhì)采用常壓下沸點(diǎn)不低于200°C的導(dǎo)熱油，所述低溫冷卻回路的冷卻介質(zhì)采用冷卻水。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的利用內(nèi)燃機(jī)冷卻余熱的熱水、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述高溫?fù)Q熱器采用盤管式換熱器，其盤管內(nèi)流動(dòng)高溫介質(zhì)導(dǎo)熱油，盤管外為飽和水。
6.如權(quán)利要求5所述的利用內(nèi)燃機(jī)冷卻余熱的熱水、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述高溫循環(huán)泵采用至少耐溫300°C的離心式油泵。
7.如權(quán)利要求6所述的利用內(nèi)燃機(jī)冷卻余熱的熱水、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述高溫三通調(diào)節(jié)閥采用無填料的波紋管密封閥。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種利用內(nèi)燃機(jī)冷卻余熱的熱水、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，包括高溫和低溫兩個(gè)冷卻回路，高溫冷卻回路冷卻內(nèi)燃機(jī)的缸套，低溫冷卻回路冷卻內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣冷器和潤滑油冷卻器；高溫冷卻回路包括通過高溫管道依次連通的高溫三通調(diào)節(jié)閥、高溫?fù)Q熱器和高溫循環(huán)泵，高溫三通調(diào)節(jié)閥和高溫循環(huán)泵與內(nèi)燃機(jī)的缸套連通；低溫冷卻回路包括通過低溫管道依次連通的低溫三通調(diào)節(jié)閥、低溫?fù)Q熱器和低溫循環(huán)泵，低溫三通調(diào)節(jié)閥與潤滑油冷卻器連通，低溫循環(huán)泵與增壓空氣冷卻器連通，增壓空氣冷卻器和潤滑油冷卻器之間通過低溫管道連通。根據(jù)溫度對(duì)口、梯級(jí)提取的原則，對(duì)內(nèi)燃機(jī)不同工作溫度的部件采用不同的冷卻介質(zhì)，提高余熱利用率。
【IPC分類】F02G5-00, F02B29-04, F01P3-02, F01M5-00
【公開號(hào)】CN204572240
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520273340
【發(fā)明人】黃生龍, 曾錦波
【申請(qǐng)人】長沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日