[实用新型]一种内燃机余热利用系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及能源利用技术领域，特别是涉及一种内燃机余热利用系统。

背景技术

内燃机作为一种重要的动力机械，是一种通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机，被广泛应用于工程实际中。

内燃机在运行中，有大量的热以排气和排水的方式向外界散失。为了节约能源，通常会对排出的排气和排水含有的能量进行回收再利用，按照传统的处理方式，通常直接利用内燃机排出的排气和排水供热，而内燃机的排气余热温度较高，若直接用以供热会使很多高品位的能量得不到有效的利用就转化为低品位的能量，使得系统的效率较低。其中，效率的理解为占系统全部能量的比例，具体的，当系统由任意状态可逆的变化到与给定环境相平衡的状态时，理论上可以全部转换为任何其他能量形式的那部分能量，称为即为效率。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种内燃机余热利用系统，以充分利用内燃机的余热的高品位能量，提高内燃机系统的效率。

本实用新型实施例提供了一种内燃机余热利用系统，包括内燃机、有机朗肯循环系统和第二类热泵，其中：

内燃机包括排水口和第一排气口；有机朗肯循环系统包括第一入气口、第二排气口和动力输出部；第二类热泵包括入水口和第二入气口；

内燃机的第一排气口与有机朗肯循环系统的第一入气口通过管道连接，内燃机的排水口与第二类热泵的入水口通过管道连接；有机朗肯循环系统的第二排气口与第二类热泵的第二入气口通过管道连接。

具体的，所述内燃机为发电内燃机，所述发电内燃机与第一发电机动力连接。

具体的，所述有机朗肯循环系统系统包括第一换热器、透平、回热器、第一冷凝器和第一增压泵，其中：

所述第一换热器的升温部的出口、透平、回热器的放热部、第一冷凝器、第一增压泵、回热器的吸热部和第一换热器的升温部的入口依次通过有机工质管道连接形成有机循环回路；所述第一换热器的降温部的入口与内燃机的第一排气口通过管道连接，所述第一换热器的降温部的出口与第二类热泵的第二入气口通过管道连接，所述动力输出部为透平的动力输出轴。

优选的，所述动力输出部与第二发电机动力连接。

可选的，所述有机工质包括正戊烷、环己烷、甲苯、十二烷或癸烷。

具体的，所述第二类热泵包括蒸发器、发生器、第二换热器、第二冷凝器、第二增压泵和吸收器，其中：

所述发生器的放热部的入口与有机朗肯循环系统的第二排气口通过管道连接；所述发生器的吸热部的第一出口、第二换热器的升温部、吸收器的放热部、第二换热器的降温部和发生器的吸热部的入口依次通过冷媒管道连接形成冷媒循环回路；

所述蒸发器的放热部的入口与有机朗肯循环系统的第二排气口通过管道连接；

所述发生器的吸热部的第二出口、第二冷凝器、第二增压泵、蒸发器的吸热部和吸收器的放热部通过管道连接；

所述吸收器的吸热部的入口与内燃机的排水口通过管道连接。

优选的，所述冷媒为溴化锂的水溶液。

本实用新型实施例中的，内燃机余热利用系统中有机朗肯循环系统和第二类热泵共同作用，内燃机产生的高温排气经机朗肯循环系统的处理，高温排气的能量一部分转换成机械能来带动外界机械，充分的利用了高温排气的高品位能量。经机朗肯循环系统处理后高温排气的温度降低形成中温排气，中温排气进入第二类热泵，进而充分利用内燃机的排气的能量。在第二类热泵中，利用上述中温排气的能量使内燃机的排水进一步升温形成具有高品位能量的蒸汽，可以进一步的利用内燃机排气的能量以及内燃机排水的能量。因此，该方案可以充分利用内燃机的余热的高品位能量，提高内燃机系统的效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的内燃机余热利用系统的示意图；

图2为本实用新型另一实施例的内燃机余热利用系统的示意图；

图3为本实用新型又一实施例的内燃机余热利用系统的示意图。

附图标记：

01-高温排气；

02-中温排气；

03-高压中温液态有机工质；

04-高压高温气态有机工质；

05-低压中温气态有机工质；

06-低压低温气态有机工质；

07-低压低温液态有机工质；

08-高压低温液态有机工质；

09-稀溶液冷媒；

010-浓溶液冷媒；

011-水蒸汽；

012-高压液态水；

013-中温高压蒸汽；