Судовая силовая установка Советский патент 1990 года по МПК F02G5/04 B63J5/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к судовым дизельным 25 установкам с использованием теплоты отработавших газов дизеля на судовые нужды.

Цель изобретения - повышение экономичности судовой силовой установки путем уменьшения потерь теплоты.

30

На чертеже предсталена принципиальная схема установки.

Кингстон 1 забортной воды соеди- нен при помощи одного из трубопроводов с центробежным насосом 2 и далее- с центральным охладителем 3. Топливо- подогреватель 4 установлен в одной из ветвей разветвленного трубопрово- да, связывающего центральный охладитель 3 с паросепаратором 5, соединен ным через регулятор 6 уровня и центральный насос 7 с утилизационным котлом 8, пароводяной тракт которого выполнен в виде двух секций: эконо- майзерной 9 и паровой 10.

Через паропровод паросепаратор связан с судовыми потребителями 11 пара (обогревателями танков и помещений) и с системой кондиционирования воздуха (СКВ), Слив жонденсата потребителей 11 поступает в питательный бак 12 и из него - на вход в первый циркуляционный насос 13, Выход подключен через маслоохладитель 14, установленный в напорном трубопроводе, к входу водяной рубашки 15 главного дизеля.1

5

0

,. Q

0

5

На участке между маслоохладителем и входом водяной рубашки напорный трубопровод первого циркуляционного насоса через один из байпасных трубопроводов связан с входом второго циркуляционного насоса 16, а впускной патрубок водяной рубашки дополнительно связан с расширительным баком 17.Ни участке между маслоохладителем и первым насосом напорный трубопровод подключен к входу второго циркуляционного насоса через второй байпасный трубопровод, в котором установлен охладитель 18 наддувочного воздуха.

Газовая турбина 19 турбокомпрессора подключена своим газоприемным патрубком к выхлопному коллектору главного дизеля 20. К этому же коллектору подключена своим впускным патрубком утилизационная газовая турбина 21, которая кинематически через разъединительные муфты 22 связана с дизелем 20 и вспомогательным электрогенератором 23. Газовый тракт утилизационного котла 8 включен в магистраль выпуска отработавших газов из турбины 19. К этому же паровому тракту подключена своим выхлопным патрубком утилизационная газовая турбина. Компрессор 24 турбокомпрессора подключен к впускному ресиверу дизеля 20 через охладитель 18 наддувочного воздуха. Выход второго циркуляционного насоса . 16 через терморегулируемьй клапан 25 связан с центральным охладителем 3 и каналом перепуска воды мимо охладителя в питательный бак 12. Причем на входе в канал перепуска также установлен терморегулируемый клапан.

Таким образом, трубопровод, связывающий центральный охладитель с паро- сепаратором, на участке между выходом второго циркуляционного насоса и центральным охладителем является перепускным, Он выполнен разветвленным и испарительная установка 26 установлена в одной из его ветвей. Перею.качающий клапан 27 установлен между выхлопным коллектором главного дизеля и впускным патрубком утилизационной газовой турбины.

Установка работает следующим образом.

Забортная вода от кингстона 1 ценчасть пресной води мимо охладителя 3. Через расширительный бак 17 происходит пополнение системы пресной воДы

Выпускные газы поступают в газовую турбину 19 турбокомпрессора и затем в утилизационный котел. Часть газов попадает в утилизационную газовую турбину 21, работа которой регулируется клапаном 27 (при мощности главного дизеля и более 50% клапан открыт, при мощности менее 50% - клапан закрыт и все газы поступают в

5 турбокомпрессор).

Система предполагает использование терморегуляторов, контрольно измерительных приборов для поддержания необходимых температур. Насыщенный

Изобретение позволяет повысить экономичность судовой силовой установки с утилизацией теплоты отработавших газов главного дизеля (ГД). Отработавшие газы ГД 20 поступают в турбину 19 турбокомпрессора (ТК) и через переключающий клапан 27 могут поступать в утилизационную газовую турбину 21. Из обеих турбин отработавшие газы поступают в утилизационный котел (УК) 8 и там последовательно отдают тепло паровой 10 и экономайзерной 9 секциям, которые связаны с паросепаратором 5. Полученный в УК пар используется в судовых потребителях 11 (обогревателях танков и помещений) и в системе кондиционирования воздуха (СКВ), а в конденсат из последних сливается в питательный бак 12. Первый циркуляционный насос 13 направляет воду из бака через маслоохладитель в водяную рубашку 15 ГД и в охладитель наддувочного воздуха 18. Из ГД и из охладителя вода поступает во второй циркуляционный насос 16 и из него-на питание УК через паросепаратор. Часть этой воды перепускается через топливоподогреватель 4 и испарительную установку (ИУ) в центральный охладитель и в бак 12. Количество перепускаемой воды и ее температура регулируются термоклапанами 25, а подключение утилизационной турбины 21 производится переключающим клапаном 27 и разъединительными муфтами 22. Возможность использования ОГ в утилизационной турбине на режимах с малым потреблением тепла судовыми потребителями и возможность регулировать расход тепла потребителям позволяют повысить экономичность установки. 1 с.п.ф-лы, 1 ил.

тробежным насосом 2 забортной воды по- 20 пар паросепаратора 5 по паропроводу

дается по трубопроводу в центральный охладитель 3, через который насосом 16 прокачивается охлаждающая пресная вода главного дизеля 20, Количество пресной воды, поступающей в центральный охладитель, регулируется термо- регулирующими клапанами 25. Остальная часть пресной воды поступает в паро- сепаратор 5. Затем центральным насосом 7 из паросепаратора вода подается в утилизационный котел 8, проходя в нем последовательно экономайзерную 9 и паровую 10 секции. В котле 8 образуется насьпценый пар, поступающий на обогрев танков и помещений, а также в установку кондиционирования воздуха, после отработанный пар (конденсат) поступает в питательный бак. 12 (или теплый ящик), из которого первым циркуляционным насосом 13 воды подается частично в маслоохладитель 14 и частично в охладитель 18 наддувочного воздуха.

В маслоохладителе 14 вода охлаждает масло. Из маслоохладителя вода поступает в водяную рубашку главного дизеля, а частично - вместе с той часть воды которая проходит через охладител 18, подается вторым циркуляционным насосом 16 в испарительную установку и в топливоподогреватель 4, затем в центральный охладитель 3, из которого сливается в питательный бак 12. Количество пресной воды, поступающей в охладитель 3, регулируется терморегулируемым клапаном 25, который в зависимости от уровня воды в паросе- параторе (по регулятору 6 уровня) и от температуры воды, перепускает

поступает к судовым потребителям 11 на обогрев танков, машинных и судовых помещений, на систему кондиционирования воздуха. Конденсат от всех

этих потребителей стекает в питательный бак Т2, в который одновременно поступает вода из системы охлаждения главного дизеля, предварительно отдав теплоту в топливоподогревателе 4 и

вакуумной испарительной установке 26. Если при этом температура охлаждающей воды не достигла 30°С, то вода проходит центральный охладитель 3.

Через центральный охладитель вода проходит только в аварийном случае, в случае отказа любого из теплообменников в системе использования отбросной теплоты. При нормальном ре- жиме эксплуатации и оптимальной настройке вся охлаждающая вода перепускается мимо центрального охладителя 3 с помощью терморегулируемого клапана 25.

Наличие утилизационной газовой турбины, центрального охладителя, байпасных и перепускного трубопроводов, а также терморегулируемых и переключающего клапанов позволяет улучшить использование тепла отработавших газов главного дизеля и, тем самым повысить экономичность установки.

Формула изобретения

Судовая силовая установка, содержащая по меньшей мере один главный дизель и утилизирующие его теплоту судовые потребители, турбокомпрессор,

турбина которого подключена своим газоприемным патрубком к выхлопному коллектору дизеля, а компрессор через охладитель наддувочного воздуха под- ключен к его впускному ресиверу, маслоохладитель, топливоподогрева- тель и систему жидкостного охлаждения дизеля, снабженную первым циркуляционным насосом, вход которого свя- зан с питательным баком, а выход подключен к входу водяной рубагаки дизеля через напорный трубопровод, в котором установлен маслоохладитель, вторы циркуляционным насосом, вход которого связан с выпускным патрубком водяной рубашки, а выход - с паросепаратором, утилизационный котел, газовый тракт которого включен в магистраль выпуска отработавших газов турбины гурбо- компрессора, а пароводяной выполнен в виде двух секций: экономайзерной, вход которой связан с водяной полостью паросепаратора через третий циркуляционный насос, и паровой, выход которой подключен через паропровод к судовым потребителям пара, и систему кондиционирования воздуха, утилизирующую теплоту дизеля, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности путем уменьшения потерь теплоты, установка дополнительно снабжена центральным охладителем, испарительной установкой, утилизационной газовой турбиной, вспомогательным электрогенератором, терморегулируемым и переключающим клапанами, разъединительными муфтами, байпасными и перепускными трубопроводами и расширительным баком, причем напорный трубопровод первого циркуляционного насоса на участке между маслоохладителем и входом водяной рубашки через один из байпасных трубопроводов связан с входом второго циркуляционного насоса, а на участке между первым насосом и маслоохладителем напорный трубопровод дополнительно связан с входом второго насоса через другой байпасный трубопровод и установленный в последнем охладитель наддувочного воздуха, выход второго циркуляционного насоса через перепускной трубопровод и терморегулируемый клапан связан с центральным охладителем и с каналом перепуска воды мимо центрального охладителя в питательный бак, перепускной трубопровод выполнен в виде двух ветвей, в одной из которых установлен подогреватель топлива, а в другой - испарительная установка, судовые потребители и система кондиционирования воздуха подключены к паропроводу утилизационного котла, секции последнего включены между собой последовательно, выпускной патрубок водяной рубашки дополнительно сообщен с расширительным баком, утилизационная газовая турбина через переключающий клапан подключена впускным патрубком к выхлопному коллектору дизеля, а выхлопным подключена к газовому тракту утилизационного котла, и- кинематически через разъединительные муфты связана с главным дизелем и с вспомогательным электрогенератором.