Судовая силовая установка

 

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.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) ЦО 1 ,SU

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ П НТ СССР (.21) 4333646/25-06 (22) 05. 10. 87 (46) 30.04.90. Бюл. Р 16 (71) Ленинградское высшее инженерное морское училище им. адм. С.O.Макарова (72) В.С.Данилов, А.Г.Боровкова, В.А.Петухов и N.Ê.Îâñÿííèêoâ (53). 621.43.068.9(088.8) (56) Патент США h" 4576005, кл.Г 01

К 23/06,1986.

Авторское свидетельство СССР

Р 1204485, кл. В 63 3 5/00, 1985.

gg))g F 02 0 5/04 В 63 J 5/00

2 (54) СУДОВАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА (57) 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 утилизацион»

1560762 ный 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 кондиционирова" ния воздуха (СКВ), а 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 15 во второй циркуционный насос 16 и из него на питание УК через паросепаратор. Часть этой воды перепускается

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

30 путем уменьшения потерь теплоты. !

На чертеже предсталена принципиальная схема установки.

Кингстон 1 забортной воды соединен при помощи одного из трубопроводов с центробежным насосом 2 и далеес центральным охладителем 3. Топливоподогреватель 4 установлен в одной из ветвей разветвленного трубопровода, связывающего центральный охладитель 3 с паросепаратором 5, соединенным через регулятор 6 уровня и центральный насос 7 с утилизационным котлом 8, пароводяной тракт которого выполнен в виде двух секций: экономайзерной 9 и паровой 10.

Через паропровод паросепаратор связан с судовыми потребителями 11 пара (обогревателями танков и помещений) и с системой кондиционирования воздуха (СКВ). Слив . конденсата потребителей 11 поступает в питательный бак 12 и из него — на вход в первый циркуляционный насос 13, Выход под55 ключен через маслоохладитель 14, установленный в напорном трубопроводе, к входу водяной рубашки 15 главного дизеля. 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 воды и ее температура регулируются термоклапанами 25, а подключение утилизационной турбины 21 производится переключающим клапаном 27 и разъединирельными 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.

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.На участке между маслоохладителем и первым насосом напорный трубопровод подключен к входу второго циркуляционного насоса через второй байпасный трубопровод, в котором установлен охладитель 18 наддувочногс 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 турби" ны 19. К этому же паровому тракту подключена своим выхлопным патрубком утилизационная газовая турбина. Компрессор 24 турбокомпрессора подключен к впускному ресиверу дизеля 20 через охпадитель 18 наддувочного воздуха.

Выход второго циркуляционного насоса

16 через терморегулируемый клапан 25 1 связан с центральным охладителем 3 и каналом перепуска воды мимо охлади5 15607 теля в. питательный бак 12, Причем на входе в канал перепуска также установлен терморегулируемый клапан.

Таким образом, трубопровод, связы5 вающий центральный охладитель с паросепаратором, 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. Перек..кчающий клапан 27 установлен между выхлопным коллектором главногб дизеля и впускным патрубком утилизационной газовой турбины.

Установка работает следующим образом.

Забортная вода от кингстона 1 центробежным насосом 2 забортной воды по- 20 дается по трубопроводу в центральный охладитель 3, через который насосом

16 прокачивается охлаждающая пресная вода главного дизеля 20. Количество пресной воды, поступающей в централь- 25 ный охладитель, регулируется терморегулирующими клапанами 25. Остальная часть пресной воды поступает в паросепаратор 5. Затем центральным насосом 7 из паросепаратора вода подается 30 в утилизационный котел 8, проходя в нем последовательно экономайзерную

9 и паровую 10 секции. В котле 8 образуется насыщеный пар, поступающий на обогрев танков и помещений, а. также в установку кондиционирования воздуха, после чего отработанный пар (конденсат) поступает в питательный бак .12 (или теплый ящик), из которого первым циркуляционным насосом 13 во- 40 ды подается частично,в маслоохладитель 14 и частично в охладитель 18 наддувочного воздуха.

В маслоохладителе 14 вода охлаждает масло. Иэ маслоохладителя вода по- 45 ступает в водяную рубашку главного дизеля, а частично — вместе с той частью воды которая проходит через охладитель

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 паросепараторе (по регулятору 6 уровня) и от температуры воды, перепускает

62 6 часть пресной воды 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 507 клапан открь. т, при мощности менее 507. — клапан закрыт и все газы поступают в турбокомпрессор).

Система предполагает использование терморегуляторов, контрольно измерительных приборов для поддержания необходимых температур. Насыщенный пар паросепаратора 5 по паропроводу 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 12, 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 режиме 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, TPM cBMbIM повысить экономичность установки.

Формула и з о б р е т е н и я

Судовая силовая установка, содержащая по меньшей мере один главный дизель и утилизирующие его теплоту судовые потребители, турбокомпрессор, 1560762

Составитель М.Файн

Редактор И.Касарда Техред М.Ходанич Корректор С,Шевкун

Заказ 962 Тираж А 37 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101 турбина которого подключена своим гаэоприемным патрубком к выхлопному ко.плектору дизеля, а компрессор через охладитель наддувочного воздуха под- 5 ключен к его впускному ресиверу, маслоохладитель, топливоподогреватель и систему жидкостного охлаждения дизеля, снабженную первым циркуляционным насосом, вход которого свя- 10 зан с питательным баком, а выход подключен к входу водяной рубашки дизеля через напорный трубопровод, в котором установлен маслоохладитель, вторым 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 турбо- 20 компрессора, а пароводяной выполнен в виде двух секций: экономайэерной, вход которой связан с водяной полос" тью паросепаратора через третий циркуляционный насос, и паровой, выход 25 которой подключен через паропровод к судовым потребителям пара, и систему кондиционирования воздуха, утилизирующую теплоту дизеля, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью 30 повышения экономичности путем уменьшения потерь теплоты, установка дополнительно снабжена центральным охладителем, испарительной установкой, угилизационной 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 иэ 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 наддувс чного воздуха, выход второго циркуляционного насоса через перепускной трубопровод и терморегулируемый клапан связан с центральным охладителем и с каналом перепуска воды мимо цен грального 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.