鍋爐系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鍋爐系統(tǒng)。所述鍋爐系統(tǒng)包括:鍋爐部,儲(chǔ)存液狀的鍋爐水,并將流經(jīng)原動(dòng)機(jī)的排氣通道的排氣作為熱源加熱鍋爐水;第二泵,從鍋爐部送出液狀的鍋爐水,使鍋爐水經(jīng)由第二循環(huán)通道向鍋爐部循環(huán);以及壓縮空氣熱交換器,配置在掃氣通道上,將流經(jīng)掃氣通道的掃氣作為熱源加熱流經(jīng)第二循環(huán)通道的鍋爐水。如此,在鍋爐系統(tǒng)中,通過(guò)在向船內(nèi)的蒸汽系統(tǒng)供給蒸汽的鍋爐部上追加上述的壓縮空氣熱交換器、第二泵和第二循環(huán)通道,能夠利用原動(dòng)機(jī)的多種廢熱、通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)高效加熱鍋爐水,從而可以高效生成鍋爐水的蒸汽。
【專利說(shuō)明】鍋爐系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往,大型船舶在煙囪內(nèi)設(shè)置有利用從主發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣的廢熱加熱鍋爐水并生成蒸汽的排氣節(jié)能器。例如在日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)2011-196646號(hào)(文獻(xiàn)I)所示的排氣節(jié)能器系統(tǒng)中,輔助鍋爐中儲(chǔ)存的鍋爐水利用鍋爐水循環(huán)泵向排氣節(jié)能器送出,并通過(guò)排氣節(jié)能器加熱后返回輔助鍋爐。
[0003]另一方面,日本實(shí)用新型授權(quán)公報(bào)第3044386號(hào)(文獻(xiàn)2)公開(kāi)了利用柴油發(fā)電機(jī)的排氣進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置。所述發(fā)電裝置中,利用被柴油發(fā)電機(jī)等的排氣加熱的水或水蒸氣,借助熱交換器加熱在循環(huán)通道中循環(huán)的有機(jī)流體,并由所述有機(jī)流體驅(qū)動(dòng)渦輪而由發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。所述發(fā)電裝置是把有機(jī)介質(zhì)作為工作流體進(jìn)行有機(jī)朗肯循環(huán)(0RC:Organic Rankine Cycle)的廢熱回收裝置。
[0004]在日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)2011-149332號(hào)(文獻(xiàn)3)的發(fā)電裝置中,船舶的主發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的廢熱和從增壓器向主發(fā)動(dòng)機(jī)供給的壓縮空氣的廢熱由比水沸點(diǎn)高的熱介質(zhì)回收,在熱交換器中利用所述熱介質(zhì)對(duì)有機(jī)流體進(jìn)行加熱并使其蒸發(fā)。而且,由蒸發(fā)的有機(jī)流體驅(qū)動(dòng)渦輪,利用渦輪上連接的發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。此外,日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)2011-231636號(hào)(文獻(xiàn)4)的發(fā)電裝置中,冷卻船舶的主發(fā)動(dòng)機(jī)主體的封套冷卻水的廢熱以及從增壓器向主發(fā)動(dòng)機(jī)供給的壓縮空氣的廢熱被熱介質(zhì)水回收,在熱交換器中由所述熱介質(zhì)水對(duì)有機(jī)流體進(jìn)行加熱并使其蒸發(fā)。而且,利用蒸發(fā)的有機(jī)流體驅(qū)動(dòng)渦輪,由渦輪上連接的發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。
[0005]在日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)2012-215124號(hào)(文獻(xiàn)5)的發(fā)電裝置中,并列設(shè)置三個(gè)有機(jī)介質(zhì)路徑(即彼此獨(dú)立),分別單獨(dú)回收船舶的主發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的廢熱、從增壓器向主發(fā)動(dòng)機(jī)供給的壓縮空氣的廢熱以及冷卻主發(fā)動(dòng)機(jī)主體的封套冷卻水的廢熱。在這三個(gè)有機(jī)介質(zhì)路徑中氣化的有機(jī)介質(zhì)相對(duì)于一個(gè)徑流式渦輪,從軸線方向上的三個(gè)不同位置導(dǎo)入。此外,所述發(fā)電裝置中,蒸汽滾筒內(nèi)的水向排氣節(jié)能器送出并氣化,并向船內(nèi)的輔助裝置供給。向輔助裝置供給的蒸汽作為70°C左右的水返回大氣壓排水容器。大氣壓排水容器內(nèi)的水經(jīng)由與壓縮空氣進(jìn)行熱交換的熱交換器以及與排氣進(jìn)行熱交換的熱交換器,向大氣壓排水容器循環(huán)。
[0006]可是,在文獻(xiàn)I的排氣節(jié)能器系統(tǒng)中,僅利用來(lái)自船舶的主發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的廢熱生成蒸汽,主發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱的利用效率不高。此外,文獻(xiàn)2的發(fā)電裝置也同樣僅利用柴油發(fā)電機(jī)的排氣的廢熱進(jìn)行有機(jī)朗肯循環(huán),柴油發(fā)電機(jī)的廢熱的利用效率不高。
[0007]在文獻(xiàn)3至5中,利用船舶的主發(fā)動(dòng)機(jī)的多種廢熱進(jìn)行發(fā)電??墒?,文獻(xiàn)5如上所述,設(shè)置單獨(dú)回收多種廢熱的多個(gè)有機(jī)介質(zhì)路徑,并且與這些有機(jī)介質(zhì)路徑獨(dú)立地設(shè)置有通過(guò)排氣節(jié)能器使蒸汽滾筒內(nèi)的水氣化并供給到船內(nèi)的系統(tǒng),所以廢熱回收的機(jī)構(gòu)復(fù)雜化、制造成本增加。此外,由于在文獻(xiàn)3和文獻(xiàn)4中也需要與發(fā)電裝置獨(dú)立地設(shè)置向船內(nèi)供給蒸汽的系統(tǒng),所以與文獻(xiàn)5同樣地存在廢熱回收的機(jī)構(gòu)復(fù)雜化、制造成本增加的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的是提供一種利用原動(dòng)機(jī)的廢熱、通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)高效加熱介質(zhì)的鍋爐系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的鍋爐系統(tǒng)包括:鍋爐部,儲(chǔ)存液狀的介質(zhì),并將流經(jīng)原動(dòng)機(jī)的排氣通道的排氣作為熱源加熱介質(zhì);泵,從所述鍋爐部送出液狀的介質(zhì),并使所述介質(zhì)經(jīng)由循環(huán)通道向所述鍋爐部循環(huán);以及壓縮空氣熱交換器,配置在將加壓后的作為吸氣的壓縮空氣向所述原動(dòng)機(jī)引導(dǎo)的加壓吸氣通道上,將流經(jīng)所述加壓吸氣通道的壓縮空氣作為熱源加熱流經(jīng)所述循環(huán)通道的介質(zhì)。
[0010]按照所述鍋爐系統(tǒng),能夠利用原動(dòng)機(jī)的廢熱以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)高效加熱介質(zhì)。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,所述鍋爐部包括:鍋爐主體,儲(chǔ)存液狀的介質(zhì);另一個(gè)泵,從所述鍋爐主體送出液狀的介質(zhì),并使所述介質(zhì)經(jīng)由另一循環(huán)通道向所述鍋爐主體循環(huán);以及排氣熱交換器,配置在所述排氣通道上,將流經(jīng)所述排氣通道的所述原動(dòng)機(jī)的排氣作為熱源加熱流經(jīng)所述另一循環(huán)通道的介質(zhì)。
[0012]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中,所述鍋爐部包括鍋爐主體,所述鍋爐主體儲(chǔ)存液狀的介質(zhì)并被所述排氣通道貫穿,利用流經(jīng)所述排氣通道的排氣加熱所述鍋爐主體內(nèi)的介質(zhì)。
[0013]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中,鍋爐系統(tǒng)還包括:測(cè)定部,測(cè)定所述鍋爐部中的介質(zhì)的壓力或溫度,并輸出測(cè)定值;以及流量控制部,根據(jù)所述測(cè)定值控制從所述壓縮空氣熱交換器導(dǎo)向所述鍋爐部的介質(zhì)的流量,隨著所述測(cè)定值變小,由所述流量控制部減小所述流量。
[0014]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中,鍋爐系統(tǒng)還包括回收裝置,所述回收裝置配置在所述循環(huán)通道上,從由所述鍋爐部送出的介質(zhì)回收能量,所述回收裝置包括:0RC熱交換器,在所述循環(huán)通道中配置在從所述鍋爐部向所述壓縮空氣熱交換器引導(dǎo)介質(zhì)的配管上,將流經(jīng)所述循環(huán)通道的介質(zhì)作為熱源,加熱作為有機(jī)介質(zhì)的工作流體并使其氣化;膨脹機(jī),使利用所述ORC熱交換器而氣化的工作流體膨脹以回收機(jī)械能;冷凝器,使利用所述膨脹機(jī)而膨脹的工作流體冷凝并液化;以及ORC泵,將利用所述冷凝器而液化的工作流體向所述ORC熱交換器送出。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選的是,所述回收裝置還包括封套熱交換器,所述封套熱交換器配置在從所述冷凝器向所述ORC熱交換器引導(dǎo)工作流體的配管上,將所述原動(dòng)機(jī)的封套冷卻水作為熱源加熱工作流體。
[0016]或者,鍋爐系統(tǒng)還包括封套熱交換器,所述封套熱交換器在所述循環(huán)通道中配置在從所述ORC熱交換器向所述壓縮空氣熱交換器引導(dǎo)介質(zhì)的配管上,將所述原動(dòng)機(jī)的封套冷卻水作為熱源加熱介質(zhì)。
[0017]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中,所述回收裝置還包括:另一 ORC熱交換器,把從所述冷凝器送出的工作流體的一部分分路引導(dǎo),并把在所述循環(huán)通道中從所述ORC熱交換器向所述壓縮空氣熱交換器引導(dǎo)的介質(zhì)作為熱源,加熱工作流體的所述一部分并使其氣化;以及壓力調(diào)整部,將導(dǎo)向所述ORC熱交換器的工作流體的壓力調(diào)整到高于導(dǎo)向所述另一ORC熱交換器的工作流體的壓力,利用所述另一 ORC熱交換器而氣化的工作流體也被導(dǎo)向所述膨脹機(jī)。
[0018]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中,所述介質(zhì)為鍋爐水,在所述鍋爐部中生成所述鍋爐水的蒸汽。
[0019]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中,所述原動(dòng)機(jī)為船舶的主發(fā)動(dòng)機(jī),所述鍋爐部為所述船舶的輔助鍋爐。
[0020]通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體說(shuō)明,可以更清楚地了解上述目的和其他目的、特征、方式以及優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0022]圖2是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0023]圖3是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0024]圖4是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0025]圖5是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0026]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0027]1、Ia?Id鍋爐系統(tǒng)
[0028]3原動(dòng)機(jī)
[0029]6、6a、6b 回收裝置
[0030]31掃氣通道
[0031]32排氣通道
[0032]50、50a 鍋爐部
[0033]51鍋爐主體
[0034]53 第一泵
[0035]54排氣熱交換器
[0036]55 第二泵
[0037]56壓縮空氣熱交換器
[0038]57流量控制部
[0039]62 (第一 )ORC熱交換器
[0040]62a第二 ORC熱交換器
[0041]63、63a 膨脹機(jī)
[0042]64冷凝器
[0043]65 (第一 )ORC 泵
[0044]65a 第二 ORC 泵
[0045]66、66a封套熱交換器
[0046]521第一循環(huán)通道
[0047]522第二循環(huán)通道
[0048]581第一測(cè)定部
【具體實(shí)施方式】
[0049]圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的鍋爐系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)的圖。鍋爐系統(tǒng)I例如用作較大型船舶的輔助鍋爐系統(tǒng)。圖1中還一同表示了作為船舶的主發(fā)動(dòng)機(jī)使用的帶增壓器的原動(dòng)機(jī)2。鍋爐系統(tǒng)I利用帶增壓器的原動(dòng)機(jī)2的廢熱來(lái)加熱作為介質(zhì)的鍋爐水。從被加熱的鍋爐水產(chǎn)生的蒸汽用作船內(nèi)的燃料油、潤(rùn)滑油、生活用水等的加熱源等。
[0050]帶增壓器的原動(dòng)機(jī)2包括:作為內(nèi)燃機(jī)的船用原動(dòng)機(jī)3 (以下簡(jiǎn)稱為“原動(dòng)機(jī)3”);以及作為渦輪增壓器的增壓器4。原動(dòng)機(jī)3為船舶的主發(fā)動(dòng)機(jī),例如為二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。增壓器4包括渦輪41以及與渦輪41以機(jī)械方式連接的壓縮機(jī)42。原動(dòng)機(jī)3和增壓器4由掃氣通道31和排氣通道32連接。排氣通道32把來(lái)自原動(dòng)機(jī)3的排氣導(dǎo)向渦輪41。
[0051]渦輪41利用從原動(dòng)機(jī)3經(jīng)由排氣通道32供給的排氣而旋轉(zhuǎn)。用于渦輪41的旋轉(zhuǎn)后的排氣,經(jīng)由排氣通道32排出到帶增壓器的原動(dòng)機(jī)2的外部。壓縮機(jī)42利用在渦輪41中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力(即將渦輪41的旋轉(zhuǎn)作為動(dòng)力),對(duì)從帶增壓器的原動(dòng)機(jī)2的外部經(jīng)由吸氣通道43導(dǎo)向增壓器4的吸氣(空氣)進(jìn)行加壓并壓縮。由壓縮機(jī)42加壓后的作為吸氣的壓縮空氣(以下稱為“掃氣”)被掃氣通道31上設(shè)置的壓縮空氣熱交換器56 (后述)冷卻后,供給到原動(dòng)機(jī)3。如此,在增壓器4中利用排氣對(duì)吸氣進(jìn)行加壓而生成掃氣。掃氣通道31是將加壓后的吸氣從增壓器4向原動(dòng)機(jī)3引導(dǎo)的流道,即作為加壓吸氣通道。另外,鍋爐系統(tǒng)I中也可以設(shè)置掃氣冷卻器,所述掃氣冷卻器配置在掃氣通道31的比壓縮空氣熱交換器56靠向下游側(cè),對(duì)從壓縮空氣熱交換器56送出的掃氣進(jìn)一步冷卻(在其他實(shí)施方式中也同樣)。
[0052]鍋爐系統(tǒng)I具有鍋爐裝置5和回收裝置6。鍋爐裝置5包括鍋爐部50、泵55、壓縮空氣熱交換器56、流量控制部57和測(cè)定部581。鍋爐部50包括鍋爐主體51、另一個(gè)泵53和排氣熱交換器54。在以下的說(shuō)明中,為了區(qū)別泵53、55,分別稱為“第一泵53”、“第二泵55”。
[0053]鍋爐主體51配置在離開(kāi)船舶的煙囪(所謂通風(fēng)筒)的位置上,儲(chǔ)存液狀的介質(zhì)(即液狀的鍋爐水)。在鍋爐主體51上設(shè)有上述的測(cè)定部581。由測(cè)定部581測(cè)定鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度。鍋爐主體51上還設(shè)有省略圖示的燃燒器和供水部。所述燃燒器根據(jù)需要而加熱鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水。在鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水減少時(shí)等,所述供水部根據(jù)需要向鍋爐主體51內(nèi)供給鍋爐水。
[0054]利用使鍋爐水循環(huán)的循環(huán)通道522依次連接鍋爐主體51、第二泵55、壓縮空氣熱交換器56和流量控制部57。在鍋爐部50中,利用使鍋爐水循環(huán)的另一循環(huán)通道521依次連接鍋爐主體51、第一泵53和排氣熱交換器54。在以下的說(shuō)明中,為了區(qū)別循環(huán)通道521、522,分別稱為“第一循環(huán)通道521”、“第二循環(huán)通道522”。第一循環(huán)通道521和第二循環(huán)通道522在鍋爐主體51和分路部52a之間成為共用流道,并在分路部52a處分路。另外,第一循環(huán)通道521和第二循環(huán)通道522也可以分別單獨(dú)連接于鍋爐主體51。
[0055]在鍋爐部50中通過(guò)驅(qū)動(dòng)第一泵53,液狀的鍋爐水從鍋爐主體51向第一循環(huán)通道521送出。從鍋爐主體51送出的鍋爐水如圖1中箭頭所示,經(jīng)由第一循環(huán)通道521并通過(guò)第一泵53,進(jìn)而通過(guò)排氣熱交換器54向鍋爐主體51循環(huán)。
[0056]排氣熱交換器54配置在船舶的煙囪內(nèi),在帶增壓器的原動(dòng)機(jī)2的排氣通道32上配置在比渦輪41靠向下游側(cè)。在排氣熱交換器54中,將流經(jīng)排氣通道32的來(lái)自渦輪41的排氣(即通過(guò)渦輪41后的來(lái)自原動(dòng)機(jī)3的排氣)作為熱源,對(duì)流經(jīng)第一循環(huán)通道521的液狀的鍋爐水進(jìn)行加熱。換句話說(shuō),在排氣熱交換器54中,將排氣中所含的帶增壓器的原動(dòng)機(jī)2的廢熱作為熱源來(lái)加熱鍋爐水。流經(jīng)排氣熱交換器54的排氣的溫度根據(jù)原動(dòng)機(jī)3的輸出和周圍的溫度等而變化。原動(dòng)機(jī)3的輸出為最大輸出(100%輸出)時(shí)的所述排氣溫度例如約為230°C (攝氏溫度)。在排氣熱交換器54中,使流入排氣熱交換器54的鍋爐水的一部分氣化(蒸發(fā))。而后,氣體狀的鍋爐水和液狀的鍋爐水的混合流體從排氣熱交換器54向鍋爐主體51送出。
[0057]S卩,鍋爐部50是儲(chǔ)存液狀的鍋爐水并將流經(jīng)原動(dòng)機(jī)3的排氣通道32的排氣作為熱源加熱鍋爐水從而生成鍋爐水的蒸汽的裝置(所謂排氣節(jié)能器),并用作船舶的輔助鍋爐。鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度和壓力例如為約135°C?約165°C和約0.25MPa(兆帕)?約0.6MPa。鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的蒸汽經(jīng)由鍋爐主體51上部連接的蒸汽配管524向船內(nèi)的蒸汽系統(tǒng)供給。
[0058]在鍋爐裝置5中,通過(guò)驅(qū)動(dòng)第二泵55,將液狀的鍋爐水從鍋爐主體51向第二循環(huán)通道522送出。如圖1中箭頭所示,從鍋爐主體51送出的鍋爐水經(jīng)由第二循環(huán)通道522,依次通過(guò)第二泵55、0RC熱交換器62 (后述)、壓縮空氣熱交換器56和流量控制部57,向鍋爐主體51循環(huán)。
[0059]流經(jīng)第二循環(huán)通道522的鍋爐水在ORC熱交換器62中被冷卻后,流向壓縮空氣熱交換器56。從ORC熱交換器62朝向壓縮空氣熱交換器56的鍋爐水的溫度例如約為100?130。。。
[0060]壓縮空氣熱交換器56在第二循環(huán)通道522上配置在ORC熱交換器62和流量控制部57之間,而且配置在壓縮機(jī)42和原動(dòng)機(jī)3之間的掃氣通道31上。在壓縮空氣熱交換器56中,將流經(jīng)掃氣通道31的來(lái)自壓縮機(jī)42的掃氣作為熱源,加熱流經(jīng)第二循環(huán)通道522的液狀的鍋爐水。換句話說(shuō),在壓縮空氣熱交換器56中,將掃氣中所含的帶增壓器的原動(dòng)機(jī)2的廢熱作為熱源加熱鍋爐水。通過(guò)壓縮空氣熱交換器56的掃氣的溫度根據(jù)原動(dòng)機(jī)3的輸出和周圍的溫度等而變化。原動(dòng)機(jī)3的輸出為最大輸出(100%輸出)時(shí)的所述掃氣溫度例如約為220°C。原動(dòng)機(jī)3的輸出降低時(shí),掃氣溫度也降低。
[0061]從壓縮空氣熱交換器56送出的鍋爐水的溫度,根據(jù)流入壓縮空氣熱交換器56的鍋爐水的溫度和通過(guò)壓縮空氣熱交換器56的掃氣的溫度等而變化。從壓縮空氣熱交換器56朝向流量控制部57的鍋爐水的溫度例如約為135?165°C。在壓縮空氣熱交換器56和流量控制部57之間設(shè)有測(cè)定部582,測(cè)定從壓縮空氣熱交換器56朝向流量控制部57并流經(jīng)第二循環(huán)通道522的鍋爐水的溫度。
[0062]從壓縮空氣熱交換器56送出液狀的鍋爐水,或者送出氣體狀的鍋爐水與液狀的鍋爐水的混合流體。在壓縮空氣熱交換器56中被加熱的鍋爐水通過(guò)流量控制部57返回鍋爐主體51。在流量控制部57中,控制從壓縮空氣熱交換器56向鍋爐部50的鍋爐主體51引導(dǎo)的鍋爐水的流量。原動(dòng)機(jī)3的輸出例如在常用輸出(CSO:Continuous Service Output)以上時(shí),從壓縮空氣熱交換器56送出的鍋爐水全部返回鍋爐主體51。
[0063]流量控制部57例如是設(shè)置在第二循環(huán)通道522上的三通閥。在流量控制部57中,如圖1中虛線所示的分路配管523從第二循環(huán)通道522分路,并在鍋爐主體51和第二泵55之間的匯合部52b處與第二循環(huán)通道522匯合。
[0064]在鍋爐裝置5中,利用測(cè)定部581、582測(cè)定鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度以及從壓縮空氣熱交換器56向流量控制部57送出的鍋爐水的溫度,并作為測(cè)定值輸出。在以下的說(shuō)明中,為了區(qū)別測(cè)定部581、582,分別稱為“第一測(cè)定部581”、“第二測(cè)定部582”。而且,根據(jù)第一測(cè)定部581和第二測(cè)定部582各自的測(cè)定值,利用流量控制部57控制從壓縮空氣熱交換器56向鍋爐部50的鍋爐主體51引導(dǎo)的鍋爐水的流量。
[0065]具體而言,當(dāng)作為第一測(cè)定部581的測(cè)定值的鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度,在作為第二測(cè)定部582的測(cè)定值的從壓縮空氣熱交換器56向流量控制部57送出的鍋爐水的溫度以下時(shí),從壓縮空氣熱交換器56送出的全部鍋爐水返回鍋爐主體51。如此,通過(guò)使壓縮空氣熱交換器56中溫度被加熱到鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度以上的全部鍋爐水返回鍋爐主體51,可以在壓縮空氣熱交換器56中將回收的掃氣的廢熱高效用于鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的加熱(或保持溫度)。
[0066]另一方面,在原動(dòng)機(jī)3的輸出降低時(shí)等,由壓縮空氣熱交換器56加熱的鍋爐水的溫度有時(shí)會(huì)低于鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度。如此,當(dāng)?shù)诙y(cè)定部582的測(cè)定值低于第一測(cè)定部581的測(cè)定值時(shí),利用流量控制部57僅僅使從壓縮空氣熱交換器56送出的鍋爐水的一部分返回鍋爐主體51,并且使從壓縮空氣熱交換器56送出的鍋爐水的其余部分經(jīng)由分路配管523導(dǎo)向第二泵55。或者,從壓縮空氣熱交換器56送出的全部鍋爐水經(jīng)由分路配管523導(dǎo)向第二泵55。在鍋爐裝置5中,隨著從第一測(cè)定部581的測(cè)定值減去第二測(cè)定部582的測(cè)定值后的值變大,利用流量控制部57逐漸減小從壓縮空氣熱交換器56返回鍋爐主體51的鍋爐水的流量。
[0067]如此,當(dāng)來(lái)自壓縮空氣熱交換器56的鍋爐水的溫度低于鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度時(shí),通過(guò)減小從壓縮空氣熱交換器56返回鍋爐主體51的鍋爐水的流量,可以抑制或防止鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度低于規(guī)定溫度。其結(jié)果,可以向船內(nèi)的蒸汽系統(tǒng)供給所需溫度的鍋爐水的蒸汽。而且,隨著來(lái)自壓縮空氣熱交換器56的鍋爐水的溫度從鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度走向低溫側(cè),逐漸減小從壓縮空氣熱交換器56返回鍋爐主體51的鍋爐水的流量,從而可以進(jìn)一步抑制或防止鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度低于規(guī)定溫度。即,流量控制部57是控制鍋爐部50的鍋爐主體51中的鍋爐水的溫度的溫度控制部。
[0068]鍋爐裝置5也可以省略第二測(cè)定部582,而是根據(jù)從第一測(cè)定部581輸出的鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度,由流量控制部57進(jìn)行流量控制。例如,當(dāng)由第一測(cè)定部581測(cè)定的鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度高于規(guī)定的閾值溫度時(shí),從壓縮空氣熱交換器56送出的全部鍋爐水返回鍋爐主體51。另一方面,當(dāng)由第一測(cè)定部581測(cè)定的鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度降低到規(guī)定的閾值溫度以下時(shí),判斷為從壓縮空氣熱交換器56送出的鍋爐水的溫度低于鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度,流量控制部57減小從壓縮空氣熱交換器56返回鍋爐主體51的鍋爐水的流量。而且,隨著鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度變低,利用流量控制部57的控制,逐漸減小從壓縮空氣熱交換器56返回鍋爐主體51的鍋爐水的流量。
[0069]此外,在鍋爐裝置5中,也可以利用第一測(cè)定部581測(cè)定鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的壓力并輸出測(cè)定值,并且根據(jù)所述測(cè)定值由流量控制部57進(jìn)行流量控制。例如,當(dāng)由第一測(cè)定部581測(cè)定的鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的壓力高于規(guī)定的閾值壓力時(shí),從壓縮空氣熱交換器56送出的全部鍋爐水返回鍋爐主體51。另一方面,當(dāng)由第一測(cè)定部581測(cè)定的鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的壓力降低到規(guī)定的閾值壓力以下時(shí),流量控制部57減小從壓縮空氣熱交換器56返回鍋爐主體51的鍋爐水的流量。
[0070]而且,在鍋爐裝置5中,也可以利用第一測(cè)定部581測(cè)定鍋爐部50中的鍋爐主體51以外部位的鍋爐水的溫度或壓力,并根據(jù)從第一測(cè)定部581輸出的測(cè)定值由流量控制部57進(jìn)行流量控制。換句話說(shuō),利用第一測(cè)定部581測(cè)定鍋爐部50中的鍋爐水的溫度或壓力并輸出測(cè)定值,并且利用流量控制部57,根據(jù)所述測(cè)定值控制從壓縮空氣熱交換器56導(dǎo)向鍋爐部50的鍋爐水的流量。而且,隨著第一測(cè)定部581的測(cè)定值變小,逐漸減小從壓縮空氣熱交換器56返回鍋爐主體51的鍋爐水的流量。如此,和上述同樣,可以將壓縮空氣熱交換器56中回收的掃氣的廢熱高效用于鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的加熱(或保持溫度),并且能夠抑制或防止鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度低于規(guī)定溫度。
[0071]回收裝置6配置在第二循環(huán)通道522上,從由鍋爐部50向第二循環(huán)通道522送出的鍋爐水回收能量?;厥昭b置6例如利用有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC:0rganic Rankine Cycle),將熱能作為動(dòng)力回收,所述有機(jī)朗肯循環(huán)利用比水沸點(diǎn)低的工作流體(優(yōu)選氟利昂替代品R245fa等有機(jī)介質(zhì))?;厥昭b置6具有ORC循環(huán)通道61、0RC熱交換器62、膨脹機(jī)63、冷凝器64和ORC泵65。利用循環(huán)有工作流體的ORC循環(huán)通道61依次連接ORC熱交換器62、膨脹機(jī)63、冷凝器64和ORC泵65。
[0072]在回收裝置6中,利用ORC泵65對(duì)工作流體加壓后向ORC熱交換器62送出。在上述的鍋爐裝置5的第二循環(huán)通道522中,ORC熱交換器62配置在從鍋爐部50向壓縮空氣熱交換器56引導(dǎo)鍋爐水的配管上。具體而言,ORC熱交換器62配置在第二循環(huán)通道522中的、從第二泵55向壓縮空氣熱交換器56引導(dǎo)鍋爐水的配管上。流經(jīng)所述配管的鍋爐水的溫度基本等于鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水的溫度,例如約為135?165°C。在ORC熱交換器62中,將流經(jīng)第二循環(huán)通道522的鍋爐水作為熱源,加熱從ORC泵65送出的工作流體并使其氣化。此外,流經(jīng)第二循環(huán)通道522的鍋爐水在ORC熱交換器62中被回收裝置6的工作流體冷卻,鍋爐水的溫度如上所述降低到例如約為100?130°C。
[0073]被ORC熱交換器62加熱而氣化的工作流體經(jīng)由ORC循環(huán)通道61導(dǎo)向膨脹機(jī)63。膨脹機(jī)63使利用ORC熱交換器62而氣化的氣體狀的工作流體膨脹并回收機(jī)械能。例如將利用工作流體而旋轉(zhuǎn)的渦輪用作膨脹機(jī)63。所述渦輪的軸與發(fā)電機(jī)8連接,從ORC熱交換器62送入的工作流體驅(qū)動(dòng)渦輪,從而在發(fā)電機(jī)8中進(jìn)行發(fā)電。
[0074]通過(guò)膨脹機(jī)63后的氣體狀的工作流體被導(dǎo)向冷凝器64。冷凝器64使利用膨脹機(jī)63而膨脹的工作流體冷凝并液化。利用冷凝器64而液化的工作流體由ORC泵65如上所述加壓并向ORC熱交換器62送出。
[0075]如上所述,圖1所示的鍋爐系統(tǒng)I設(shè)置有:鍋爐部50,儲(chǔ)存液狀的鍋爐水,并將流經(jīng)原動(dòng)機(jī)3的排氣通道32的排氣作為熱源加熱鍋爐水;第二泵55,從鍋爐部50送出液狀的鍋爐水,并使鍋爐水經(jīng)由第二循環(huán)通道522向鍋爐部50循環(huán);以及壓縮空氣熱交換器56,配置在掃氣通道31上,并將流經(jīng)掃氣通道31的掃氣作為熱源加熱流經(jīng)第二循環(huán)通道522的鍋爐水。
[0076]如此,在鍋爐系統(tǒng)I中,通過(guò)在向船內(nèi)的蒸汽系統(tǒng)供給蒸汽的鍋爐部50上追加上述的壓縮空氣熱交換器56、第二泵55和第二循環(huán)通道522,可以將向原動(dòng)機(jī)3供給的掃氣的廢熱還用于鍋爐部50的鍋爐水的加熱。即,在鍋爐系統(tǒng)I中,能夠利用原動(dòng)機(jī)3的多種廢熱、通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)高效加熱鍋爐水,可以高效生成鍋爐水的蒸汽。這種鍋爐系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)特別適于要求降低燃料消耗量且裝置的配置空間受到限制的船舶的輔助鍋爐系統(tǒng)。
[0077]鍋爐系統(tǒng)I的鍋爐部50包括:鍋爐主體51,配置在離開(kāi)船舶的煙囪的位置上;第一泵53,從鍋爐主體51送出液狀的鍋爐水,并使鍋爐水經(jīng)由第一循環(huán)通道521向鍋爐主體51循環(huán);以及排氣熱交換器54,配置在排氣通道32上,加熱流經(jīng)第一循環(huán)通道521的鍋爐水。如此,可以使鍋爐系統(tǒng)I中的設(shè)置在排氣通道32上的結(jié)構(gòu)(即設(shè)置在煙囪內(nèi)的結(jié)構(gòu))小型化并簡(jiǎn)單化。
[0078]并且,在鍋爐系統(tǒng)I中,可以利用具備ORC熱交換器62、膨脹機(jī)63、冷凝器64和ORC泵65的回收裝置6,從由鍋爐部50向壓縮空氣熱交換器56送出的鍋爐水回收機(jī)械能。如此,能夠高效利用由鍋爐水回收的原動(dòng)機(jī)3的廢熱。此外,通過(guò)將第二循環(huán)通道522中循環(huán)的鍋爐水在回收裝置6的ORC熱交換器62中冷卻后,在壓縮空氣熱交換器56中利用掃氣進(jìn)行加熱,可以向鍋爐水高效回收掃氣的廢熱。
[0079]圖2是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的鍋爐系統(tǒng)Ia的結(jié)構(gòu)的圖。鍋爐系統(tǒng)Ia和圖1所示的鍋爐系統(tǒng)I同樣,用作較大型船舶的輔助鍋爐系統(tǒng),并利用帶增壓器的原動(dòng)機(jī)2的廢熱加熱作為介質(zhì)的鍋爐水。圖2所示的鍋爐系統(tǒng)Ia中代替圖1所示的鍋爐部50,設(shè)置有與鍋爐部50結(jié)構(gòu)不同的鍋爐部50a。鍋爐系統(tǒng)Ia的其他結(jié)構(gòu)和圖1所示的鍋爐系統(tǒng)I相同,以下的說(shuō)明中對(duì)于對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同附圖標(biāo)記。
[0080]圖2所示的鍋爐部50a具備儲(chǔ)存液狀的鍋爐水的鍋爐主體51。鍋爐主體51在船舶的煙囪內(nèi)設(shè)置在原動(dòng)機(jī)3的排氣通道32上,排氣通道32貫穿鍋爐主體51。換句話說(shuō),鍋爐部50a是設(shè)置在船舶的煙囪內(nèi)的所謂“組合鍋爐”。鍋爐部50a是煙管式或水管式的鍋爐,圖2說(shuō)明了設(shè)置煙管式的鍋爐部50a。在鍋爐部50a中,排氣通道32分路為多個(gè)細(xì)管321,所述多個(gè)細(xì)管321從鍋爐主體51的底部朝向上部貫穿。多個(gè)細(xì)管321與鍋爐主體51中儲(chǔ)存的液狀的鍋爐水直接接觸。在鍋爐部50a中,利用流經(jīng)排氣通道32的多個(gè)細(xì)管321的原動(dòng)機(jī)3的排氣,加熱鍋爐主體51內(nèi)的鍋爐水。
[0081]鍋爐系統(tǒng)Ia和圖1所示的鍋爐系統(tǒng)I同樣,能夠利用原動(dòng)機(jī)3的多種廢熱、通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)高效加熱鍋爐水,從而能夠高效生成鍋爐水的蒸汽。此外,在鍋爐系統(tǒng)Ia中,通過(guò)在鍋爐部50a中將鍋爐主體51配置在被排氣通道32貫穿的位置(即船舶的煙囪內(nèi)),可以使鍋爐部50a的結(jié)構(gòu)小型化。由此,能使鍋爐系統(tǒng)Ia小型化。
[0082]圖3是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的鍋爐系統(tǒng)Ib的結(jié)構(gòu)的圖。鍋爐系統(tǒng)Ib中代替圖1所示的回收裝置6,設(shè)置有與回收裝置6局部結(jié)構(gòu)不同的回收裝置6a?;厥昭b置6a在回收裝置6的各結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還具備封套熱交換器66。鍋爐系統(tǒng)Ib的其他結(jié)構(gòu)和圖1所示的鍋爐系統(tǒng)I相同,以下的說(shuō)明中對(duì)于對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同附圖標(biāo)記。
[0083]封套熱交換器66在ORC循環(huán)通道61中配置在從冷凝器64向ORC熱交換器62引導(dǎo)工作流體的配管上,更具體而言,配置在ORC泵65和ORC熱交換器62之間的配管上。此夕卜,封套熱交換器66配置在原動(dòng)機(jī)3主體的冷卻中利用的封套冷卻水(即吸收原動(dòng)機(jī)3主體的廢熱的封套冷卻水)所流通的封套冷卻水配管35上。在封套熱交換器66中,將原動(dòng)機(jī)3的封套冷卻水作為熱源,預(yù)備性加熱從ORC泵65流向ORC熱交換器62的工作流體。從ORC泵65送出的工作流體的溫度例如約為40°C,利用比原動(dòng)機(jī)3的排氣和掃氣低溫的封套冷卻水也可以高效加熱工作流體。
[0084]圖3所示的鍋爐系統(tǒng)Ib和圖1所示的鍋爐系統(tǒng)I同樣,能夠利用原動(dòng)機(jī)3的多種廢熱、通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)高效加熱鍋爐水,從而能夠高效生成鍋爐水的蒸汽。此外,在鍋爐系統(tǒng)Ib中,在回收裝置6a的能量回收中還可以利用原動(dòng)機(jī)3的封套冷卻水,從而可以進(jìn)一步高效利用原動(dòng)機(jī)3的廢熱。
[0085]圖4是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的鍋爐系統(tǒng)Ic的結(jié)構(gòu)的圖。鍋爐系統(tǒng)Ic中代替圖1所示的鍋爐裝置5,設(shè)置有與鍋爐裝置5局部結(jié)構(gòu)不同的鍋爐裝置5a。鍋爐裝置5a在鍋爐裝置5的各結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還具備封套熱交換器66a。鍋爐系統(tǒng)Ic的其他結(jié)構(gòu)與圖1所示的鍋爐系統(tǒng)I相同,以下的說(shuō)明中對(duì)于對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同附圖標(biāo)記。
[0086]封套熱交換器66a在第二循環(huán)通道522中配置在從ORC熱交換器62向壓縮空氣熱交換器56引導(dǎo)鍋爐水的配管上。此外,封套熱交換器66a配置在原動(dòng)機(jī)3主體的冷卻中利用的封套冷卻水(即吸收原動(dòng)機(jī)3主體的廢熱的封套冷卻水)所流通的封套冷卻水配管35上。在封套熱交換器66a中,將原動(dòng)機(jī)3的封套冷卻水作為熱源,預(yù)備性加熱從ORC熱交換器62流向壓縮空氣熱交換器56的鍋爐水。
[0087]圖4所示的鍋爐系統(tǒng)Ic和圖1所示的鍋爐系統(tǒng)I同樣,能夠利用原動(dòng)機(jī)3的多種廢熱、通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)高效加熱鍋爐水,從而能夠高效生成鍋爐水的蒸汽。此外,鍋爐系統(tǒng)Ic通過(guò)在鍋爐裝置5a的鍋爐水的加熱中還利用原動(dòng)機(jī)3的封套冷卻水,可以進(jìn)一步高效利用原動(dòng)機(jī)3的廢熱,并且能夠使壓縮空氣熱交換器56小型化。
[0088]圖5是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的鍋爐系統(tǒng)Id的結(jié)構(gòu)的圖。鍋爐系統(tǒng)Id中代替圖1所示的回收裝置6,設(shè)置有與回收裝置6局部結(jié)構(gòu)不同的回收裝置6b。鍋爐系統(tǒng)Id的其他結(jié)構(gòu)與圖1所示的鍋爐系統(tǒng)I相同,以下的說(shuō)明中對(duì)于對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同附圖標(biāo)記。
[0089]回收裝置6b中代替圖1所示的膨脹機(jī)63,設(shè)置有作為兩級(jí)渦輪的膨脹機(jī)63a。膨脹機(jī)63a包括作為高壓渦輪的第一膨脹機(jī)631和作為低壓渦輪的第二膨脹機(jī)632。此外,回收裝置6b在圖1所示的回收裝置6的各結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,還具備另一 ORC熱交換器62a和另一 ORC泵65a。以下的說(shuō)明中為了區(qū)別ORC熱交換器62、62a,分別稱為“第一 ORC熱交換器62”和“第二 ORC熱交換器62a”。此外,為了區(qū)別ORC泵65、65a,分別稱為“第一 ORC泵65” 和“第二 ORC 泵 65a”。
[0090]第二 ORC泵65a在ORC循環(huán)通道61中配置在第一 ORC泵65和第一 ORC熱交換器62之間的配管上。在ORC循環(huán)通道61上且第一 ORC泵65和第二 ORC泵65a之間設(shè)有分路部61a,分路流道611在分路部61a處從ORC循環(huán)通道61分路。從分路部61a朝向膨脹機(jī)63a的分路流道611上,配置有第二 ORC熱交換器62a。第二 ORC熱交換器62a在鍋爐裝置5的第二循環(huán)通道522上配置在第一 ORC熱交換器62和壓縮空氣熱交換器56之間。
[0091]在回收裝置6b中,利用第一 ORC泵65加壓來(lái)自冷凝器64的工作流體并向分路部61a送出。從冷凝器64送出的工作流體的一部分通過(guò)分路部61a向分路流道611分流并導(dǎo)向第二 ORC熱交換器62a。此外,工作流體的剩余部分通過(guò)分路部61a向ORC循環(huán)通道61分流,被第二 ORC泵65a進(jìn)一步加壓后導(dǎo)向第一 ORC熱交換器62。第二 ORC泵65a是壓力調(diào)整部,將導(dǎo)向第一 ORC熱交換器62的工作流體的壓力調(diào)整到高于導(dǎo)向第二 ORC熱交換器62a的工作流體的壓力。
[0092]在第一 ORC熱交換器62中,將流經(jīng)第二循環(huán)通道522的鍋爐水作為熱源,對(duì)從第二ORC泵65a送出的工作流體進(jìn)行加熱并使其氣化。利用第一 ORC熱交換器62而氣化后的工作流體被導(dǎo)向膨脹機(jī)63a,并供給到第一膨脹機(jī)631。另一方面,流經(jīng)第二循環(huán)通道522的鍋爐水在第一 ORC熱交換器62中被回收裝置6b的工作流體冷卻,鍋爐水的溫度例如降低到約為100°C。從第一 ORC熱交換器62送出的鍋爐水被導(dǎo)向第二 ORC熱交換器62a。
[0093]在第二 ORC熱交換器62a中,將從第一 ORC熱交換器62送出的鍋爐水(即從第一ORC熱交換器62導(dǎo)向壓縮空氣熱交換器56的鍋爐水)作為熱源,加熱從第一 ORC泵65送出的工作流體并使其氣化。如上所述,由于導(dǎo)向第二 ORC熱交換器62a的工作流體的壓力低于導(dǎo)向第一 ORC熱交換器62的工作流體的壓力,所以第二 ORC熱交換器62a中的工作流體的蒸發(fā)溫度低于第一 ORC熱交換器62中的工作流體的蒸發(fā)溫度。利用第二 ORC熱交換器62a而氣化后的工作流體被導(dǎo)向膨脹機(jī)63a,并供給到第二膨脹機(jī)632。
[0094]另一方面,鍋爐水在第二 ORC熱交換器62a中被回收裝置6b的工作流體冷卻,鍋爐水的溫度例如降低到約為70°C。從第二 ORC熱交換器62a送出的鍋爐水被導(dǎo)向壓縮空氣熱交換器56,并在將原動(dòng)機(jī)3的掃氣作為熱源進(jìn)行加熱后,返回鍋爐主體51。
[0095]在回收裝置6b的膨脹機(jī)63a中,使利用第一 ORC熱交換器62而氣化后的工作流體在第一膨脹機(jī)631中膨脹,并使膨脹后的所述工作流體以及利用第二 ORC熱交換器62a而氣化的工作流體在第二膨脹機(jī)632中匯合并膨脹。而且,利用在膨脹機(jī)63a中因工作流體的膨脹而回收的機(jī)械能,進(jìn)行發(fā)電機(jī)8的發(fā)電。
[0096]圖5所示的鍋爐系統(tǒng)Id和圖1所示的鍋爐系統(tǒng)I同樣,能夠利用原動(dòng)機(jī)3的多種廢熱、通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)高效加熱鍋爐水,從而能夠高效生成鍋爐水的蒸汽。
[0097]鍋爐系統(tǒng)Id在回收裝置6b中通過(guò)提高第一ORC熱交換器62中的工作流體的蒸發(fā)溫度和壓力,能夠加大膨脹機(jī)63a中的熱降,可以提高膨脹機(jī)63a的能量回收效率。此外,通過(guò)使第二 ORC熱交換器62a中的工作流體的蒸發(fā)溫度低于第一 ORC熱交換器62中的工作流體的蒸發(fā)溫度,可以在第一 ORC熱交換器62中從溫度降低后的鍋爐水高效回收熱量。在鍋爐裝置5中,通過(guò)將利用第一 ORC熱交換器62而冷卻的鍋爐水在第二 ORC熱交換器62a中進(jìn)一步冷卻,能夠進(jìn)一步加大壓縮空氣熱交換器56中的掃氣溫度和鍋爐水的溫度之差。其結(jié)果,可以提高壓縮空氣熱交換器56中的掃氣的廢熱的回收效率。
[0098]上述的鍋爐系統(tǒng)1、Ia?Id能進(jìn)行各種變形。
[0099]流量控制部57不限于三通閥,例如也可以將循環(huán)泵用作流量控制部57?;蛘咭部梢允褂媚芸刂屏髁康淖冾l泵作為第二泵55,并根據(jù)從第一測(cè)定部581輸出的測(cè)定值等,控制流經(jīng)第二循環(huán)通道522并返回鍋爐主體51的鍋爐水的流量。此時(shí),所述變頻泵的流量控制部分成為流量控制部57。
[0100]膨脹機(jī)63、63a也不限于渦輪,例如也可以是螺旋膨脹機(jī)。圖5所示的鍋爐系統(tǒng)Id中也可以代替第二 ORC泵65a,而是在分路流道611上設(shè)置減壓閥作為壓力調(diào)整部。
[0101]鍋爐系統(tǒng)1、Ia?Id中也可以代替鍋爐水,而是使用熱介質(zhì)油等各種介質(zhì)。熱介質(zhì)油用作鍋爐系統(tǒng)1、Ia?Id的鍋爐裝置5、5a中的介質(zhì)時(shí),鍋爐裝置5、5a中不生成介質(zhì)的蒸汽,利用鍋爐裝置5、5a加熱的液狀的熱介質(zhì)油用作船內(nèi)的燃料油、潤(rùn)滑油、生活用水等的加熱源等。鍋爐系統(tǒng)Ib?Id也可以代替鍋爐部50,而是設(shè)置圖2所示的鍋爐部50a。
[0102]原動(dòng)機(jī)3例如也可以是四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。此時(shí),利用壓縮機(jī)42加壓的作為吸氣的壓縮空氣被稱為“供氣”,掃氣通道31稱為供氣通道。此外,原動(dòng)機(jī)3也可以是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以外的內(nèi)燃機(jī),還可以是內(nèi)燃機(jī)以外的原動(dòng)機(jī)。原動(dòng)機(jī)3可以應(yīng)用于船舶的主發(fā)動(dòng)機(jī)以外的各種用途,鍋爐系統(tǒng)l、la?Id也能應(yīng)用于船舶的輔助鍋爐系統(tǒng)以外的其他用途。
[0103]上述實(shí)施方式和各變形例中的結(jié)構(gòu)可以在不相互矛盾的前提下適當(dāng)組合。
[0104]以上具體說(shuō)明了本發(fā)明,但是所述說(shuō)明為例示性說(shuō)明而不是限制性說(shuō)明。因此,可以在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形和采用各種實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種鍋爐系統(tǒng),其特征在于包括: 鍋爐部,儲(chǔ)存液狀的介質(zhì),并將流經(jīng)原動(dòng)機(jī)的排氣通道的排氣作為熱源加熱介質(zhì); 泵,從所述鍋爐部送出液狀的介質(zhì),并使所述介質(zhì)經(jīng)由循環(huán)通道向所述鍋爐部循環(huán);以及 壓縮空氣熱交換器,配置在將加壓后的作為吸氣的壓縮空氣向所述原動(dòng)機(jī)引導(dǎo)的加壓吸氣通道上,將流經(jīng)所述加壓吸氣通道的壓縮空氣作為熱源加熱流經(jīng)所述循環(huán)通道的介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐系統(tǒng),其特征在于, 所述鍋爐部包括: 鍋爐主體,儲(chǔ)存液狀的介質(zhì); 另一個(gè)泵,從所述鍋爐主體送出液狀的介質(zhì),并使所述介質(zhì)經(jīng)由另一循環(huán)通道向所述鍋爐主體循環(huán);以及 排氣熱交換器,配置在所述排氣通道上,將流經(jīng)所述排氣通道的所述原動(dòng)機(jī)的排氣作為熱源加熱流經(jīng)所述另一循環(huán)通道的介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐系統(tǒng),其特征在于, 所述鍋爐部包括鍋爐主體,所述鍋爐主體儲(chǔ)存液狀的介質(zhì)并被所述排氣通道貫穿, 利用流經(jīng)所述排氣通道的排氣加熱所述鍋爐主體內(nèi)的介質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐系統(tǒng),其特征在于還包括: 測(cè)定部,測(cè)定所述鍋爐部中的介質(zhì)的壓力或溫度,并輸出測(cè)定值;以及流量控制部,根據(jù)所述測(cè)定值控制從所述壓縮空氣熱交換器導(dǎo)向所述鍋爐部的介質(zhì)的流量, 隨著所述測(cè)定值變小,由所述流量控制部減小所述流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐系統(tǒng),其特征在于, 還包括回收裝置,所述回收裝置配置在所述循環(huán)通道上,從由所述鍋爐部送出的介質(zhì)回收能量, 所述回收裝置包括: 有機(jī)朗肯循環(huán)熱交換器,在所述循環(huán)通道中配置在從所述鍋爐部向所述壓縮空氣熱交換器引導(dǎo)介質(zhì)的配管上,將流經(jīng)所述循環(huán)通道的介質(zhì)作為熱源,加熱作為有機(jī)介質(zhì)的工作流體并使其氣化; 膨脹機(jī),使利用所述有機(jī)朗肯循環(huán)熱交換器而氣化的工作流體膨脹以回收機(jī)械能; 冷凝器,使利用所述膨脹機(jī)而膨脹的工作流體冷凝并液化;以及有機(jī)朗肯循環(huán)泵,將利用所述冷凝器而液化的工作流體向所述有機(jī)朗肯循環(huán)熱交換器送出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鍋爐系統(tǒng),其特征在于,所述回收裝置還包括封套熱交換器,所述封套熱交換器配置在從所述冷凝器向所述有機(jī)朗肯循環(huán)熱交換器引導(dǎo)工作流體的配管上,將所述原動(dòng)機(jī)的封套冷卻水作為熱源加熱工作流體。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鍋爐系統(tǒng),其特征在于,所述鍋爐系統(tǒng)還包括封套熱交換器,所述封套熱交換器在所述循環(huán)通道中配置在從所述有機(jī)朗肯循環(huán)熱交換器向所述壓縮空氣熱交換器引導(dǎo)介質(zhì)的配管上,將所述原動(dòng)機(jī)的封套冷卻水作為熱源加熱介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鍋爐系統(tǒng),其特征在于, 所述回收裝置還包括: 另一有機(jī)朗肯循環(huán)熱交換器,把從所述冷凝器送出的工作流體的一部分分路引導(dǎo),并把在所述循環(huán)通道中從所述有機(jī)朗肯循環(huán)熱交換器向所述壓縮空氣熱交換器引導(dǎo)的介質(zhì)作為熱源,加熱工作流體的所述一部分并使其氣化;以及 壓力調(diào)整部,將導(dǎo)向所述有機(jī)朗肯循環(huán)熱交換器的工作流體的壓力調(diào)整到高于導(dǎo)向所述另一有機(jī)朗肯循環(huán)熱交換器的工作流體的壓力, 利用所述另一有機(jī)朗肯循環(huán)熱交換器而氣化的工作流體也被導(dǎo)向所述膨脹機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的鍋爐系統(tǒng),其特征在于, 所述介質(zhì)為鍋爐水, 在所述鍋爐部中生成所述鍋爐水的蒸汽。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的鍋爐系統(tǒng),其特征在于, 所述原動(dòng)機(jī)為船舶的主發(fā)動(dòng)機(jī), 所述鍋爐部為所述船舶的輔助鍋爐。
【文檔編號(hào)】F22B1/18GK104279542SQ201410326868
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】福島二郎, 岡﨑泰英, 元田隆光 申請(qǐng)人:日立造船株式會(huì)社