[发明专利]船舶余能利用系统、方法和船舶

说明书

本发明涉及船舶余能利用系统、方法和船舶。船舶余能利用系统包括：余能收集与汽化装置，连通船舶各功能系统，以对包括废气、蒸汽尾汽、废气尾汽混合气及换热水在内的余能载体进行收集，并利用收集的余能将余能载体中的水和/或外部补充的海水进行汽化，产生更高温度和压力的废气蒸汽混合汽；混合汽供给装置，为依据船舶特定系统的用能需求，对废气蒸汽混合汽进行升温升压。本申请通过将全部船舶动力系统产生的高温废气进行收集，其它余能余热也都充分收集，并将所有余能载体进行自然的水汽化过程，产生更高温度压力的废气蒸汽混合汽，或将混合汽再次压缩而升温升压，供船舶特定系统使用，从而提高船舶综合能效，达到节能、减排、环保的目标。

技术领域

本发明涉及船舶余能余热技术领域，尤指船舶余能利用系统、船舶余能利用方法及船舶。

背景技术

一、国际国内航运环保新背景

1)

由于水运的“吨公里”(或吨海里，下同)运费和“吨公里”碳排放的优势，承担了越来越多的国内贸易运输。与此同时，中国的航运企业也承载了义不容辞的责任；针对船舶的各种节能减排措施，将比过去更有时代意义。

2)强制执行的国际公约性质的新法规的生效

国际海事组织(IMO)将于2023年1月1日生效的现有船舶能效指数(EEXI)、碳强度指标等级(CII)等航运业减排短期措施。届时不满足最新规定的船舶，就不能获得国际航行的资格。据IMO统计，现有国际航行且总吨大于等于400总吨的船舶中，至少有40％不满足上述要求。这些不满足的船舶，要采取相应的节能减排措施才能继续得到船旗国政府授权颁发的证书。可以预见，造船和航运业未来将面对愈加严苛的环保正常压力。

3)船舶燃料价格在高位徘徊

据专业统计，全球国际贸易的90％以上的货运都是通过海运来实现的；全球大部分航运企业，60％～70％的远洋运输成本是燃料费用。因此在船舶燃料上节约，将非常显著地提高航运企业的经济效益。

4)区域性的乃至全球性的征收“碳税”在未来可期

未来，满足IMO要求的船舶，节约碳税和在碳排放交易中的收益可能是节能减排环保措施得当的航运企业的新的利润增长点。

二、现有船舶能效利用现状存在如下不足：

1)所有的船舶内燃机等燃烧燃料的船舶动力系统所产生的废气或经过经济器或废气锅炉产生蒸汽，或经过余热回收器产生蒸汽，或经过脱硫塔或碳捕捉系统或脱氮系统或除烟除尘系统等后均再次排入大气，造成大量余热余能没有得到充分利用、同时污染大气，向大气中注入了多余的热能；

2)船舶现有系统产生的蒸汽经用汽设备使用后，有部分尾汽未经有效利用和能量回收，就直接排海；

3)船舶现有系统产生的冷却水或冷凝水，有一部分未经有效利用和能量回收，就直接排海；

4)船舶各个系统的余热相对分散，没有汇集使用，没有形成综合利用系统；

5)没有应用计算机系统来管理全船余热的有效利用；

6)没有利用自然能量转化过程，也没有将环保被处理对象与能量载体很好地结合起来。

发明内容

在一方面，本发明提供一种船舶余能利用系统，其能汇集船舶各功能系统产生的带有余能余热的、有使用价值的高温废气、蒸汽尾汽、废气尾汽混合气及冷凝冷却水等流体，并利用收集的余能载体进行自然的水汽化过程，产生更高温度和压力的废气蒸汽混合汽，供给船舶特定系统使用，从而提高船舶综合能效，达到节能、减排、环保的目标。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

船舶余能利用系统，包括：