[实用新型]一种双循环冷却回路的柴油发电机组

说明书

本发明公开了一种双循环冷却回路的柴油发电机组，主要由发动机、热交换器、远置卧式水箱组成，由热交换器和远置卧式水箱构成柴油发电机组的两个不同循环回路的双闭路冷却系统，采用沸腾传热机制的超冷技术，实现精准冷却，推动流动沸腾相变传热技术走向发动机冷却系统应用。

技术领域

本发明涉及一种双循环冷却回路的柴油发电机组，具体的说是涉及一种热交换器和中冷器组合结构的柴油发电机组，属于柴油发电机组冷却系统技术领域。

背景技术

现代冷却系统要综合考虑下面的因素：发动机内部的摩擦损失，冷却系统消耗的功率，燃烧边界条件如燃烧室温度，充量密度、充量温度。专利201310103033.4《一种天然气发电机组全自动控制系统》，其冷却系统采用高低温循环分开的方式，高温循环冷却气缸、机体、气缸盖等高温部件，低温循环冷却增压后的燃气、空气以及油冷器，但单一的冷却系统兼顾低速大负荷工况，动态操纵性差，无法适应动态负荷工况调节，难以获得与广泛工况的良好协同，给燃烧、排放和油耗都造成较大的影响。通常，冷却系统在发动机工作时，冷却水的温度只能保持在75℃～90℃之内，不能形成沸腾传热过程。

沸腾传热机制的高换热能力有利于强化冷却水腔内的换热强度。近几年，美国阿根国家实验室（ANL，Argonne National Laboratory）也注意到发动机沸腾冷却技术的发展，其中一项2006年至2012年的研究计划正在实施，D M France和W Yu领导课题组进行了深入的核沸腾发动机冷却高效技术的研究工作。高温冷却毫无疑问能大大地降低冷却水和机油的散热量，减少发动机的热损失，提高其经济性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种双循环冷却回路的柴油发电机组，既提高了发动机的经济性和动力性，又能解决了NOx排放的问题，达到节能和排放的诸多效果。

本发明所采用的技术方案是：一种双循环冷却回路的柴油发电机组，双循环冷却回路通过MATLAB/Simulink在燃烧热氛围边界条件下进行仿真，按照柴油发电机组的经济性建立热分析模型，得到发动机发出最大功率时燃油消耗最经济、机件磨损也最小的整个系统的仿真结构图，确保双循环冷却回路在发动机工作时保持沸腾传热的过程，通过强化冷却水腔内的换热强度，利用沸腾传热机制以调节柴油发电机组动态负荷工况，在发动机发出最大功率时燃油消耗最经济、机件磨损也最小。

一种双循环冷却回路的柴油发电机组，包括有发动机（1）、热交换器（2）和远置卧式水箱（3），热交换器（2）构成柴油发电机组第一循环冷却系统，远置卧式水箱（3）构成柴油发电机组第二循环冷却系统，柴油发电机组第一循环冷却系统和柴油发电机组第二循环冷却系统构成双循环冷却回路的柴油发电机组的两个不同循环回路的双闭路冷却系统。热交换器（2）包括中冷器（4）和散热器（5）构成柴油发电机组第一循环冷却系统，中冷器（4）设置在热交换器（2）上部，散热器（5）设置在热交换器（2）下部，中冷器（4）连接发动机涡轮增压器，散热器（5）连接发动机缸套水，散热器（5）选用板翅式换热器，热交换器（2）选用蒸馏水作为冷却水。热交换器（2）连接远置卧式水箱（3）构成柴油发电机组第二循环冷却系统，柴油发电机组第一循环冷却系统由柴油发电机组第二循环冷却系统通过热交换器（2）和远置卧式水箱（3）进行热交换。热交换器（2）和远置卧式水箱（3）的热交换靠直流电泵（6）驱动的，直流电泵（6）采用一用一备。热交换器（2）安装有温度感应器，将热交换器（2）的温度反馈给PID温度控制器，控制器采用Smith补偿控制PWM的输出信号，通过改变直流电泵的转速来调节冷却水的流速，控制热交换器（2）的温度。发动机（1）的温度较高时，阀门打开，热交换器（2）由远置卧式水箱（3）进行冷却，热交换器（2）散热增加，使发动机（1）的温度保持在≥90℃的范围内，所述的发动机（1）形成沸腾传热过程。