申请/专利权人：上海船舶研究设计院(中国船舶工业集团公司第六0四研究院)

申请日：2019-06-03

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN110077570B

主分类号：B63J2/12

分类号：B63J2/12;F24H7/00;F24H9/1818;F24H9/20;F24H15/421

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2019.08.27#实质审查的生效;2019.08.02#公开

摘要：本发明提供了一种船舶热量回收利用循环系统及船舶，涉及船舶工程装备技术领域，包括缸套水换热器、滑油换热器和循环泵；滑油换热器的低温进口与缸套水换热器的高温出口连通，滑油换热器的高温出口与循环泵的入口连通，循环泵的出口用于与热用户连通，以向热用户提供具有设定温度的热介质，热介质经过热用户后，回流至缸套水换热器的低温入口，或，缸套水换热器的高温入口用于与主机缸套水出口连通，缸套水换热器的低温入口与滑油水换热器的高温出口连通，缸套水换热器的高温出口与循环泵的入口连通，循环泵的出口用于与热用户连通。本发明能够对高温滑油和缸套水的热量进行回收利用，以满足船员的日常生活，并达到了节能减排的效果。

主权项：1.一种船舶热量回收利用循环系统，其特征在于，包括缸套水换热器、滑油换热器和循环泵，所述缸套水换热器和所述滑油换热器分别用于加热热介质，且所述缸套水换热器的高温入口用于与主机缸套水出口连通，所述滑油换热器的高温进口用于与分油器的高温滑油出口连通；所述滑油换热器的低温进口与所述缸套水换热器的高温出口连通，所述滑油换热器的高温出口与所述循环泵的入口连通，所述循环泵的出口用于与热用户连通，以向所述热用户提供具有设定温度的热介质，所述热介质经过所述热用户后，回流至所述缸套水换热器的低温入口；或，所述缸套水换热器的高温入口用于与主机缸套水出口连通，所述缸套水换热器的低温入口与所述滑油换热器的高温出口连通，所述缸套水换热器的高温出口与所述循环泵的入口连通，所述循环泵的出口用于与热用户连通，以向所述热用户提供具有设定温度的热介质，所述热介质经过所述热用户后，回流至所述滑油换热器的低温进口；所述滑油换热器包括主机滑油换热器和辅机滑油换热器，所述主机滑油换热器的高温进口用于与第一分油机的高温滑油出口连通，所述辅机滑油换热器的高温进口用于与第二分油机的高温滑油出口连通；所述主机滑油换热器和所述辅机滑油换热器串联连通；或者，所述滑油换热器包括主机滑油换热器和辅机滑油换热器，所述主机滑油换热器的高温进口用于与第一分油机的高温滑油出口连通，所述辅机滑油换热器的高温进口用于与第二分油机的高温滑油出口连通；所述主机滑油换热器和所述辅机滑油换热器并联连通；所述滑油换热器的低温进口和所述缸套水换热器的低温入口分别设置有温控阀。

全文数据：船舶热量回收利用循环系统及船舶技术领域本发明涉及船舶工程装备技术领域，尤其是涉及一种船舶热量回收利用循环系统及船舶。背景技术船舶主机燃烧燃料油推动船舶海上航行，主机缸套水热量被缸套水带出后，往往用作蒸发式造水机的热源；但船舶在整个航行当中，造水机不需要全程工作，当造水机不工作时，缸套水直接进入缸套水冷却器被冷却后回流至主机，缸套水的热量就浪费了。另外，船舶上都配有分油机，用来分离滑油当中的油渣和水分，在分离前需要将滑油加热到一定温度以保证分离效果。之后，高温滑油回流到滑油储存舱，同时，热量也被耗散在机舱中了。发明内容本发明的第一目的在于提供一种船舶热量回收利用循环系统，以缓解现有技术中存在的缸套水和高温滑油的热量容易被浪费的技术问题。本发明的第二目的在于提供一种船舶，以缓解现有技术中存在的缸套水和高温滑油的热量容易被浪费的技术问题。基于上述第一目的，本发明提供了一种船舶热量回收利用循环系统，包括缸套水换热器、滑油换热器和循环泵，所述缸套水换热器和所述滑油换热器分别用于加热热介质，且所述缸套水换热器的高温入口用于与主机缸套水出口连通，所述滑油换热器的高温进口用于与分油器的高温滑油出口连通；所述滑油换热器的低温进口与所述缸套水换热器的高温出口连通，所述滑油换热器的高温出口与所述循环泵的入口连通，所述循环泵的出口用于与热用户连通，以向所述热用户提供具有设定温度的热介质，所述热介质经过所述热用户后，回流至所述缸套水换热器的低温入口；或，所述缸套水换热器的高温入口用于与主机缸套水出口连通，所述缸套水换热器的低温入口与所述滑油水换热器的高温出口连通，所述缸套水换热器的高温出口与所述循环泵的入口连通，所述循环泵的出口用于与热用户连通，以向所述热用户提供具有设定温度的热介质，所述热介质经过所述热用户后，回流至所述滑油换热器的低温进口。进一步地，在上述任一可选的技术方案中，所述滑油换热器包括主机滑油换热器和辅机滑油换热器，所述主机滑油换热器的高温进口用于与第一分油机的高温滑油出口连通，所述辅机滑油换热器的高温进口用于与第二分油机的高温滑油出口连通；所述主机滑油换热器和所述辅机滑油换热器串联连通。进一步地，在上述任一可选的技术方案中，所述滑油换热器包括主机滑油换热器和辅机滑油换热器，所述主机滑油换热器的高温进口用于与第一分油机的高温滑油出口连通，所述辅机滑油换热器的高温进口用于与第二分油机的高温滑油出口连通；所述主机滑油换热器和所述辅机滑油换热器并联连通。进一步地，在上述任一可选的技术方案中，所述滑油换热器的低温进口和所述缸套水换热器的低温入口分别设置有温控阀。进一步地，在上述任一可选的技术方案中，所述主机滑油换热器的低温进口和所述辅机滑油换热器的低温进口分别设置有温控阀。进一步地，在上述任一可选的技术方案中，船舶热量回收利用循环系统还包括膨胀柜，所述膨胀柜与所述循环泵的入口连通，且所述膨胀柜位于所述系统的最高处。进一步地，在上述任一可选的技术方案中，船舶热量回收利用循环系统还包括辅助电加热装置，所述辅助电加热装置设置有用于供所述热介质通过的通道，所述通道与所述循环泵的入口连通。进一步地，在上述任一可选的技术方案中，所述辅助电加热装置通过支管路与所述循环泵的入口连通，所述支管路设置有温控阀。进一步地，在上述任一可选的技术方案中，船舶热量回收利用循环系统还包括备用泵，所述备用泵与所述循环泵并联设置。进一步地，在上述任一可选的技术方案中，所述热介质为水或水-乙二醇溶液。基于上述第二目的，本发明还提供了一种船舶，包括所述的船舶热量回收利用循环系统。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供的船舶热量回收利用循环系统，通过设置滑油换热器、缸套水换热器和循环泵，能够对高温滑油和缸套水的热量进行回收利用，利用高温滑油和缸套水的热量对热介质进行加热，从而为热用户提供具有设定温度的热介质，热用户例如可以为空调或热水器等，以满足船员的日常生活，并达到了节能减排的效果。在实施时，将主机缸套水通入缸套水换热器的高温入口，将高温滑油通入滑油换热器的高温进口，缸套水和高温滑油分别与缸套水换热器以及滑油换热器中的热介质进行换热，使热介质达到设定温度，并利用循环泵将热介质提供给热用户。热介质向热用户放热后，回流至缸套水换热器的低温入口或回流至滑油换热器的低温进口，进入下一次循环。本发明提供的船舶，由于使用了本发明提供的船舶热量回收利用循环系统，能够对高温滑油和缸套水的热量进行回收利用，利用高温滑油和缸套水的热量对热介质进行加热，从而为热用户提供具有设定温度的热介质，热用户例如可以为空调或热水器等，以满足船员的日常生活，并达到了节能减排的效果。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例一提供的船舶热量回收利用循环系统的原理示意图；图2为本发明实施例一提供的船舶热量回收利用循环系统的一种变形例的原理示意图；图3为本发明实施例二提供的船舶热量回收利用循环系统的原理示意图；图4为本发明实施例二提供的船舶热量回收利用循环系统的一种变形例的原理示意图。图标：101-滑油换热器；102-缸套水换热器；103-循环泵；104-高温入口；105-高温进口；106-循环管路；107-热用户；108-低温进口；109-低温入口；110-温控阀；111-第一出口；112-第二出口；113-膨胀柜；114-辅助电加热装置；115-主机滑油换热器；116-辅机滑油换热器。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一图1和图2中的实线箭头方向表示热介质的流动方向，虚线箭头表示滑油的流向，点划线箭头表示缸套水的流向。参见图1所示，在本实施例的一种可能的设计中，提供了一种船舶热量回收利用循环系统，包括缸套水换热器102、滑油换热器101和循环泵103，缸套水换热器102的高温入口104用于与主机缸套水出口连通，滑油换热器101的高温进口105用于与分油器的高温滑油出口连通；滑油换热器101的低温进口108与缸套水换热器102的高温出口连通，滑油换热器101的高温出口与循环泵103的入口连通，循环泵103的出口用于与热用户107连通，以向热用户107提供具有设定温度的热介质，热介质经过热用户107后，回流至缸套水换热器102的低温入口109。具体地，该系统中还包括用于供热介质通过的循环管路106，循环管路106的起点和终端为热用户107。本实施例提供的船舶热量回收利用循环系统，通过设置滑油换热器101、缸套水换热器102和循环泵103，能够对高温滑油和缸套水的热量进行回收利用，利用高温滑油和缸套水的热量对热介质进行加热，从而为热用户107提供具有设定温度的热介质，热用户107例如可以为空调或热水器等，以满足船员的日常生活，并达到了节能减排的效果。在实施时，将主机缸套水通入缸套水换热器102的高温入口104，将高温滑油通入滑油换热器101的高温进口105，热介质依次经过缸套水换热器102和滑油换热器101，分别与缸套水和高温滑油进行换热，使热介质达到设定温度，并利用循环泵103将热介质提供给热用户107。热介质向热用户107放热后，回流至缸套水换热器102的低温入口109，进入下一次循环。需要说明的是，主机缸套水经过与低温的热介质换热后，缸套水温度降低，可以从缸套水换热器102的低温出口流出，缸套水换热器102的低温出口可以与缸套水冷却器连通。高温滑油经过换热后，进入滑油储存舱，进行循环利用。在某些实施例中，热介质为水或水-乙二醇溶液。优选地，本实施例中的热介质为水-乙二醇溶液。在某些实施例中，热介质的设定温度为70～90℃。可选地，热介质的设定温度可以为但不限于70℃、75℃、80℃、85℃或90℃。在某些实施例中，滑油换热器101的低温进口108和缸套水换热器102的低温入口109分别设置有温控阀110。通过设置温控阀110，能够及时检测热介质的温度，然后判断热介质是否需要加热。在实施时，温控阀110上会设定一个温度，例如，80℃。以滑油换热器101为例，当从缸套水换热器102的高温出口流出的热介质的温度低于80℃时，热介质从温控阀110的第一出口111进入滑油换热器101的低温进口108，对热介质进行进一步加热，以满足热用户107的需求。当从缸套水换热器102的高温出口流出的热介质的温度等于或高于80℃时，热介质从温控阀110的第二出口112流出，并经过循环泵103送入热用户107。在某些实施例中，船舶热量回收利用循环系统还包括膨胀柜113，膨胀柜113与循环泵103的入口连通，且膨胀柜113位于系统的最高处。膨胀柜113与循环管路106连通，以满足循环系统中热介质受热膨胀的需要，起到一定的缓冲作用，并能够及时向循环管路106中补充热介质。在某些实施例中，船舶热量回收利用循环系统还包括辅助电加热装置114，辅助电加热装置114设置有用于供热介质通过的通道，通道与循环泵103的入口连通。通过设置辅助电加热装置114，能够提供一定的温度补偿。例如，当热介质经过缸套水换热器102和滑油换热器101换热后，其温度仍然没有达到设定温度时，可以采用辅助电加热装置114对热介质进行进一步加热，以使热介质的温度达到设定温度，满足热用户107的要求。又如，在主机缸套水进入造水机进行淡水制备的情况下，相当于热介质少了一步热交换，这样就需要利用辅助电加热装置114对热介质进行进一步加热，以使热介质的温度达到设定温度，满足热用户107的要求。可选地，辅助电加热装置114可以采用目前常见的电加热器，其结构不再详细描述。在某些实施例中，辅助电加热装置114通过支管路与循环泵103的入口连通，支管路设置有温控阀110。支管路通过通道与循环管路106连通，温控阀110设置在辅助电加热装置114的热介质进口与循环管路106的连通处。在某些实施例中，船舶热量回收利用循环系统还包括备用泵，备用泵与循环泵103并联设置。当系统中的循环泵103出现故障时，能够及时启动备用泵能够保证系统正常运行。参见图2所示，在本实施例的另一种可能的设计中，船舶热量回收利用循环系统，包括缸套水换热器102、滑油换热器101和循环泵103，缸套水换热器102的高温入口104用于与主机缸套水出口连通，滑油换热器101的高温进口105用于与分油器的高温滑油出口连通；缸套水换热器102的高温入口104用于与主机缸套水出口连通，缸套水换热器102的低温入口109与滑油换热器101的高温出口连通，缸套水换热器102的高温出口与循环泵103的入口连通，循环泵103的出口用于与热用户107连通，以向热用户107提供具有设定温度的热介质，热介质经过热用户107后，回流至滑油换热器101的低温进口108。在实施时，将主机缸套水通入缸套水换热器102的高温入口104，将高温滑油通入滑油换热器101的高温进口105，缸套水和高温滑油分别与缸套水换热器102以及滑油换热器101中的热介质进行换热，使热介质达到设定温度，并利用循环泵103将热介质提供给热用户107。热介质向热用户107放热后，回流至滑油换热器101的低温进口108，进入下一次循环。需要说明的是，本实施例提供的船舶热量回收利用循环系统在应用于船舶或海洋平台中时，可依据实际情况进行设计与选型。实施例二参见图3和图4所示，本实施例也提供了一种船舶热量回收利用循环系统，本实施例的船舶热量回收利用循环系统是在实施例一的基础上的改进，除此之外的实施例一的技术方案也属于该实施例，在此不再重复描述。相同的零部件使用与实施例一相同的附图标记，在此参照对实施例一的描述。通常情况下，船舶包括主机和辅机，主机和辅机分别配备有分油机，因此，这样就需要对主机高温滑油的热量和辅机高温滑油的热量分别回收利用。在某些实施例的一个可能的设计中，参见图3所示，滑油换热器101包括主机滑油换热器115和辅机滑油换热器116，主机滑油换热器115的高温进口105用于与第一分油机的高温滑油出口连通，辅机滑油换热器116的高温进口105用于与第二分油机的高温滑油出口连通；主机滑油换热器115和辅机滑油换热器116串联连通。在该可能的设计中，主机滑油换热器115的低温进口108和辅机滑油换热器116的低温进口108分别设置有温控阀110。在实施时，从热用户107回流的热介质依次经过缸套水换热器102、主机滑油换热器115和辅机滑油换热器116，实现换热。需要说明的是，主机滑油换热器115和辅机滑油换热器116的位置可以与缸套水换热器102的位置互换，使得热介质先经过主机滑油换热器115和辅机滑油换热器116，再经过缸套水换热器102，或使热介质先经过辅机滑油换热器116和主机滑油换热器115，再经过缸套水换热器102。在某些实施例的另一个可能的设计中，参见图4所示，滑油换热器101包括主机滑油换热器115和辅机滑油换热器116，主机滑油换热器115的高温进口105用于与第一分油机的高温滑油出口连通，辅机滑油换热器116的高温进口105用于与第二分油机的高温滑油出口连通；主机滑油换热器115和辅机滑油换热器116并联连通。在该另一种可能的设计中，主机滑油换热器115的低温进口108和辅机滑油换热器116的低温进口108分别设置有温控阀110。在实施时，从热用户107回流的热介质先分成两路同时经过主机滑油换热器115和辅机滑油换热器116，然后再经过缸套水换热器102，实现换热。可选地，从热用户107回流的热介质也可以仅经过主机滑油换热器115和缸套水换热器102，或仅经过辅机滑油换热器116和缸套水换热器102。需要说明的是，热介质也可以先经过缸套水换热器102再经过并联连通的主机滑油换热器115和辅机滑油换热器116。实施例三本实施例提供了一种船舶，包括本发明实施例一提供的船舶热量回收利用循环系统。本实施例提供的船舶，由于使用了本发明实施例一提供的船舶热量回收利用循环系统，能够对高温滑油和缸套水的热量进行回收利用，利用高温滑油和缸套水的热量对热介质进行加热，从而为热用户107提供具有设定温度的热介质，热用户107例如可以为空调或热水器等，以满足船员的日常生活，并达到了节能减排的效果。需要说明的是，本实施例提供的船舶，还可以使用本发明实施例二提供的船舶热量回收利用循环系统。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

权利要求：1.一种船舶热量回收利用循环系统，其特征在于，包括缸套水换热器、滑油换热器和循环泵，所述缸套水换热器和所述滑油换热器分别用于加热热介质，且所述缸套水换热器的高温入口用于与主机缸套水出口连通，所述滑油换热器的高温进口用于与分油器的高温滑油出口连通；所述滑油换热器的低温进口与所述缸套水换热器的高温出口连通，所述滑油换热器的高温出口与所述循环泵的入口连通，所述循环泵的出口用于与热用户连通，以向所述热用户提供具有设定温度的热介质，所述热介质经过所述热用户后，回流至所述缸套水换热器的低温入口；或，所述缸套水换热器的高温入口用于与主机缸套水出口连通，所述缸套水换热器的低温入口与所述滑油换热器的高温出口连通，所述缸套水换热器的高温出口与所述循环泵的入口连通，所述循环泵的出口用于与热用户连通，以向所述热用户提供具有设定温度的热介质，所述热介质经过所述热用户后，回流至所述滑油换热器的低温进口。2.根据权利要求1所述的船舶热量回收利用循环系统，其特征在于，所述滑油换热器包括主机滑油换热器和辅机滑油换热器，所述主机滑油换热器的高温进口用于与第一分油机的高温滑油出口连通，所述辅机滑油换热器的高温进口用于与第二分油机的高温滑油出口连通；所述主机滑油换热器和所述辅机滑油换热器串联连通。3.根据权利要求1所述的船舶热量回收利用循环系统，其特征在于，所述滑油换热器包括主机滑油换热器和辅机滑油换热器，所述主机滑油换热器的高温进口用于与第一分油机的高温滑油出口连通，所述辅机滑油换热器的高温进口用于与第二分油机的高温滑油出口连通；所述主机滑油换热器和所述辅机滑油换热器并联连通。4.根据权利要求1所述的船舶热量回收利用循环系统，其特征在于，所述滑油换热器的低温进口和所述缸套水换热器的低温入口分别设置有温控阀。5.根据权利要求2所述的船舶热量回收利用循环系统，其特征在于，所述主机滑油换热器的低温进口和所述辅机滑油换热器的低温进口分别设置有温控阀。6.根据权利要求1至5中任一项所述的船舶热量回收利用循环系统，其特征在于，还包括膨胀柜，所述膨胀柜与所述循环泵的入口连通，且所述膨胀柜位于所述系统的最高处。7.根据权利要求1至5中任一项所述的船舶热量回收利用循环系统，其特征在于，还包括辅助电加热装置，所述辅助电加热装置设置有用于供所述热介质通过的通道，所述通道与所述循环泵的入口连通。8.根据权利要求7所述的船舶热量回收利用循环系统，其特征在于，所述辅助电加热装置通过支管路与所述循环泵的入口连通，所述支管路设置有温控阀。9.根据权利要求1至5中任一项所述的船舶热量回收利用循环系统，其特征在于，所述热介质为水或水-乙二醇溶液。10.一种船舶，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的船舶热量回收利用循环系统。

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