[发明专利]一种燃气、柴油及超临界二氧化碳发电船舶动力驱动系统

权利要求书

1.一种燃气、柴油及超临界二氧化碳发电船舶动力驱动系统，其特征在于：包括燃气轮机发电系统、柴油机组发电系统、超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统、电力控制系统和螺旋桨动力系统；其中，

燃气轮机发电系统包括压缩机(1)，该压缩机(1)上设有空气进口，压缩机(1)的出口与燃烧器(2)的空气进口连接，燃烧器(2)的燃料进口与燃料储存装置(4)的出口连接，燃烧器(2)的出口与燃气透平(3)的进口连接，燃气透平(3)通过轴系与燃气轮机发电机(5)连接；

柴油机组发电系统包括柴油机组(6)，柴油机组(6)通过轴系与柴油机组发电机(7)连接；

超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统包括换热器(11)，换热器(11)的乏汽进口分别与燃气透平(3)的出口和柴油机组(6)的排气出口相连，换热器(11)的流体出口与二氧化碳透平(13)的进口连通，二氧化碳透平(13)通过轴系与二氧化碳透平发电机(14)连接，二氧化碳透平(13)的出口与回热器(12)的高温侧流体进口相连，回热器(12)的高温侧流体出口与冷凝器(15)的超临界二氧化碳进口连接，冷凝器(15)的超临界二氧化碳出口与超临界二氧化碳流体泵(16)的进口连接，超临界二氧化碳流体泵(16)的出口与回热器(12)的低温侧流体入口连通，回热器(12)的低温侧流体出口与换热器(11)的流体进口相连通，冷凝器(15)的冷却液体出口与冷却液体泵(17)的进口连通，冷凝器(15)的冷却液体进口与冷却液体泵(17)的出口连通；

电力控制系统包括中央交流总线(8)及其端口，中央交流总线(8)的电流输入端口分别与燃气轮机发电机(5)、柴油机组发电机(7)以及二氧化碳透平发电机(14)的电流输出端口相连；

螺旋桨动力系统包括电动机组(9)，电动机组(9)的电流输入端口与中央交流总线的电流输出端口连接，电动机组(9)通过轴系与螺旋桨动力装置(10)连接。

2.根据权利要求1所述的燃气、柴油及超临界二氧化碳发电船舶动力驱动系统，其特征在于：燃料储存装置(4)的出口与燃烧器(2)的燃料进口连接管路上安装有燃料控制阀门(F1)，燃气透平(3)的出口与换热器(11)的乏汽进口连接管路上安装有燃气透平换热排气阀门(F2)；柴油机组(6)的排气出口与换热器(11)的乏汽进口连接管路上安装有柴油机组换热排气阀门(F3)；燃气透平(3)的出口通向大气的管道上安装有燃气透平排大气阀门(F4)，柴油机组(6)的排气出口通向大气的管道上安装有柴油机组排大气阀门(F5)。

3.根据权利要求2所述的燃气、柴油及超临界二氧化碳发电船舶动力驱动系统，其特征在于：

在整个动力系统中，柴油机组发电机(7)作为辅助发电系统，正常工作时，关闭柴油机组换热排气阀门(F3)、燃气透平排大气阀门(F4)以及柴油机组排大气阀门(F5)，打开燃料控制阀门(F1)、燃气透平换热排气阀门(F2)，此时燃气透平(3)正常工作，带动燃气轮机发电机(5)进行发电，经由压缩机(1)压缩的空气和从燃料储存装置(4)流出的燃料在燃烧器(2)中混合燃烧，在燃烧器(2)中，化学能转化为热能，形成高温燃气进入燃气透平(3)做功，带动燃气轮机发电机(5)发电，热能转变为机械能，做完功后，燃气透平(3)的乏汽进入换热器(11)进行换热，换热后的乏汽从换热器(11)气体出口排出，为整个动力系统提供电能；当出现意外，燃气轮机发电机组不能正常工作时，此时关闭燃料控制阀门(F1)、燃气透平换热排气阀门(F2)、燃气透平排大气阀门(F4)以及柴油机组排大气阀门(F5)，打开柴油机组换热排气阀门(F3)，柴油机发电机组开始工作进行发电，燃料进入柴油机组(6)进行燃烧，推动柴油机组(6)做功，燃料的化学能转变为热能，推动柴油机组(6)做功，柴油机组(6)带动柴油机发电机组(7)进行发电，燃烧后的排气进入换热器(11)进行换热，换热后的排气从换热器(11)气体出口排出；

低温低压的二氧化碳气体经超临界二氧化碳流体泵(16)压缩升压，再经回热器(12)高温侧流体预热后，进入换热器(11)进行换热，吸收热量后直接进入二氧化碳透平(13)做功，带动蒸汽轮机发电机(14)发电，做功后的乏气经回热器(12)中低温侧流体冷却后，再由冷凝器(15)冷却至所需的超临界二氧化碳流体泵(16)入口温度，最后从冷凝器(15)出口进入超临界二氧化碳流体泵(16)，实现闭式循环；

中央交流总线(8)由电网接收从燃气轮机发电机(5)、柴油机组发电机(7)以及二氧化碳透平发电机(14)的电能，再由中央交流总线(8)进行电能分配；

电动机组(9)从中央交流总线(8)获得电能运转起来，再通过轴系带动螺旋桨动力装置(10)转动，从而驱动船舶前进。