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服务项目
时间:2025-11-24 18:57:07
本实用新型公开了一种工业发电用内燃机缸套水冷却提升系统:内燃机的缸套水出口和缸套水进口分别连接板式换热器的缸套水进口和缸套水出口,空气散热器的乙二醇冷却液出口和乙二醇冷却液进口分别连接板式换热器的乙二醇冷却液进口和乙二醇冷却液出口,内燃机的缸套水出口和缸套水进口分别连接蒸发器的缸套水进口和缸套水出口,蒸发器工质出口分别连接冷凝器工质进口和螺杆膨胀机进液口,蒸发器工质进口连接至冷凝器工质出口,螺杆膨胀机出液口连接至冷凝器工质进口,冷凝器的乙二醇冷却液出口和乙二醇冷却液进口分别连接空气散热器的乙二醇
(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 219974615 U (45)授权公告日 2023.11.07 (21)申请号 3.0 F01D 15/10 (2006.01) (22)申请日 2023.06.27 (73)专利权人 中材新材料装备科技(天津)有限 公司 地址 300400 天津市北辰区北仓镇京津公 路与龙洲道交口西南侧北辰大厦3号 楼7层 (72)发明人 赵娴曹滨斌余国彦张超 李连锁赵磊磊陈宝阔 (74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代 理事务所 12201 专利代理师 吴学颖 (51)Int.Cl. F01P 3/02 (2006.01) F02F 1/10 (2006.01) 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (54)实用新型名称 一种工业发电用内燃机缸套水冷却提升系 统 (57)摘要 本实用新型公开了一种工业发电用内燃机 缸套水冷却提升系统:内燃机的缸套水出口和缸 套水进口分别连接板式换热器的缸套水进口和 缸套水出口,空气散热器的乙二醇冷却液出口和 乙二醇冷却液进口分别连接板式换热器的乙二 醇冷却液进口和乙二醇冷却液出口,内燃机的缸 套水出口和缸套水进口分别连接蒸发器的缸套 水进口和缸套水出口,蒸发器工质出口分别连接 冷凝器工质进口和螺杆膨胀机进液口,蒸发器工 质进口连接至冷凝器工质出口,螺杆膨胀机出液 口连接至冷凝器工质进口,冷凝器的乙二醇冷却 U 液出口和乙二醇冷却液进口分别连接空气散热 5 器的乙二醇冷却液进口和乙二醇冷却液出口。本 1 6 4 实用新型既降低了缸套水温度,又产生电力,能 7 9 9 够保证内燃机的平稳运行。 1 2 N C CN 219974615 U 权利要求书 1/1页 1.一种工业发电用内燃机缸套水冷却提升系统,其特征在于,包括主动冷却系统和发 电系统,所述主动冷却系统由内燃机(1)、板式换热器(2)、空气散热器(7)构成,所述发电系 统由蒸发器(3)、螺杆膨胀机(5)、冷凝器(6)构成; 所述内燃机(1)的缸套水出口和缸套水进口通过管路分别连接至板式换热器(2)的缸 套水进口和缸套水出口,所述空气散热器(7)的乙二醇冷却液出口和乙二醇冷却液进口通 过管路分别连接至板式换热器(2)的乙二醇冷却液进口和乙二醇冷却液出口; 所述内燃机(1)的缸套水出口和缸套水进口通过管路分别连接至蒸发器(3)的缸套水 进口和缸套水出口,所述蒸发器(3)的工质出口通过管路分别连接至冷凝器(6)的工质进口 和螺杆膨胀机(5)的进液口,所述蒸发器(3)的工质进口通过管路连接至冷凝器(6)的工质 出口,所述螺杆膨胀机(5)的出液口通过管路连接至冷凝器(6)的工质进口,所述冷凝器(6) 的乙二醇冷却液出口和乙二醇冷却液进口通过管路分别连接至空气散热器(7)的乙二醇冷 却液进口和乙二醇冷却液出口。 2.根据权利要求1所述的工业发电用内燃机缸套水冷却提升系统,其特征在于,所述内 燃机(1)的缸套水出口的管路上设置有一号三通阀(8),所述一号三通阀(8)的进口通过管 路连接至内燃机(1)的缸套水出口,所述一号三通阀(8)的其中一个出口通过管路连接至蒸 发器(3)的缸套水进口,所述一号三通阀(8)的另一个出口通过管路连接至板式换热器(2) 的缸套水进口。 3.根据权利要求1所述的工业发电用内燃机缸套水冷却提升系统,其特征在于,所述冷 凝器(6)的工质出口和蒸发器(3)的工质进口之间连接的管路上设置有工质泵(4)和逆止阀 (12)。 4.根据权利要求1所述的工业发电用内燃机缸套水冷却提升系统,其特征在于,所述蒸 发器(3)的工质出口和冷凝器(6)的工质进口之间连接的管路上设置有旁路阀(11)。 5.根据权利要求1所述的工业发电用内燃机缸套水冷却提升系统,其特征在于,所述空 气散热器(7)的乙二醇冷却液出口的管路上设置有二号三通阀(9),所述二号三通阀(9)的 进口通过管路连接至空气散热器(7)的乙二醇冷却液出口,所述二号三通阀(9)的其中一个 出口通过管路连接至冷凝器(6)的乙二醇冷却液进口,所述二号三通阀(9)的另一个出口通 过管路连接至板式换热器(2)的乙二醇冷却液进口。 6.根据权利要求1所述的工业发电用内燃机缸套水冷却提升系统,其特征在于,所述空 气散热器(7)的乙二醇冷却液进口的管路上设置有泵(10),所述泵(10)的出液口通过管路 连接至空气散热器(7)的乙二醇冷却液进口,所述泵(10)的进液口通过管路分别连接至冷 凝器(6)的乙二醇冷却液出口和板式换热器(2)的乙二醇冷却液出口。 2 2 CN 219974615 U 说明书 1/4页 一种工业发电用内燃机缸套水冷却提升系统 技术领域 [0001] 本实用新型涉及内燃机发电领域,更具体的说,是涉及一种工业发电用内燃机缸 套水冷却提升系统。 背景技术 [0002] 内燃机在工业生产中,正常使用需要配套有缸套水冷却系统,缸套水经过板式换 热器,与换热器中的乙二醇冷却液进行热交换,从而降低缸套水温度,完成内燃机的冷却循 环。空气散热器对板式换热器中的乙二醇冷却液吹风进行空冷,在此过程中,空气散热器需 要消耗电量,属于能量的消耗。并且在热季高环境温度时,受环境温度影响,冷却能力不足, 进而导致内燃机的降负荷运行,影响工业生产。空气散热器发生故障的情况下,还会增加停 机时间及维护费用,造成经济损失。另外,在上述冷却过程中,不仅增加经济负担,缸套水热 量还会白白浪费。 实用新型内容 [0003] 针对现有冷却系统存在的问题,本实用新型提出一种工业发电用内燃机缸套水冷 却提升系统以原有工艺中需要被冷却的介质(内燃机缸套水)作为热源,加热有机工质,有 机工质推动螺杆膨胀机做功,有机工质进入冷凝器,空气散热器对乙二醇冷却液降温,在冷 凝器对有机工质进行冷凝,完成热力循环,此循环既降低了缸套水温度,又产生电力,该系 统不会产生额外的排放或燃油消耗 [0004] 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。 [0005] 本实用新型工业发电用内燃机缸套水冷却提升系统,包括主动冷却系统和发电系 统,所述主动冷却系统由内燃机、板式换热器、空气散热器构成,所述发电系统由蒸发器、螺 杆膨胀机、冷凝器构成; [0006] 所述内燃机的缸套水出口和缸套水进口通过管路分别连接至板式换热器的缸套 水进口和缸套水出口,所述空气散热器的乙二醇冷却液出口和乙二醇冷却液进口通过管路 分别连接至板式换热器的乙二醇冷却液进口和乙二醇冷却液出口; [0007] 所述内燃机的缸套水出口和缸套水进口通过管路分别连接至蒸发器的缸套水进 口和缸套水出口,所述蒸发器的工质出口通过管路分别连接至冷凝器的工质进口和螺杆膨 胀机的进液口,所述蒸发器的工质进口通过管路连接至冷凝器的工质出口,所述螺杆膨胀 机的出液口通过管路连接至冷凝器的工质进口,所述冷凝器的乙二醇冷却液出口和乙二醇 冷却液进口通过管路分别连接至空气散热器的乙二醇冷却液进口和乙二醇冷却液出口。 [0008] 所述内燃机的缸套水出口的管路上设置有一号三通阀,所述一号三通阀的进口通 过管路连接至内燃机的缸套水出口,所述一号三通阀的其中一个出口通过管路连接至蒸发 器的缸套水进口,所述一号三通阀的另一个出口通过管路连接至板式换热器的缸套水进 口。 [0009] 所述冷凝器的工质出口和蒸发器的工质进口之间连接的管路上设置有工质泵和 3 3 CN 219974615 U 说明书 2/4页 逆止阀。 [0010] 所述蒸发器的工质出口和冷凝器的工质进口之间连接的管路上设置有旁路阀。 [0011] 所述空气散热器的乙二醇冷却液出口的管路上设置有二号三通阀,所述二号三通 阀的进口通过管路连接至空气散热器的乙二醇冷却液出口,所述二号三通阀的其中一个出 口通过管路连接至冷凝器的乙二醇冷却液进口,所述二号三通阀的另一个出口通过管路连 接至板式换热器的乙二醇冷却液进口。 [0012] 所述空气散热器的乙二醇冷却液进口的管路上设置有泵,所述泵的出液口通过管 路连接至空气散热器的乙二醇冷却液进口,所述泵的进液口通过管路分别连接至冷凝器的 乙二醇冷却液出口和板式换热器的乙二醇冷却液出口。 [0013] 与现有技术相比,本实用新型的技术方案所带来的有益效果是: [0014] (1)本实用新型系统在实现缸套水冷却需求的同时还能产生电力,增加稳定连续 的收益。 [0015] (2)本实用新型可以多种运行模式,保证缸套水冷却的可靠稳定,避免原有主动冷 却系统中空气散热器故障增加的停机时间及维护费用的产生。 [0016] (3)本实用新型系统使用的是现有需要被冷却的热量作为热源,降低运行成本,在 发动机全生命周期内提供更多的收益。 附图说明 [0017] 图1是本实用新型工业发电用内燃机缸套水冷却提升系统示意图。 [0018] 附图标记:1‑内燃机,2‑板式换热器,3‑蒸发器,4‑工质泵,5‑螺杆膨胀机,6‑冷凝 器,7‑空气散热器,8‑一号三通阀,9‑二号三通阀,10‑泵,11‑旁路阀,12‑逆止阀。 具体实施方式 [0019] 下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。 [0020] 如图1所示,本实用新型工业发电用内燃机缸套水冷却提升系统,包括主动冷却系 统和发电系统,所述主动冷却系统主要由内燃机1、板式换热器2、空气散热器7等构成,所述 发电系统主要由蒸发器3、工质泵4、螺杆膨胀机5、冷凝器6等构成。 [0021] 所述内燃机1的缸套水出口通过管路分别连接至板式换热器2的缸套水进口和蒸 发器3的缸套水进口,所述内燃机1的缸套水进口通过管路分别连接至板式换热器2的缸套 水出口和蒸发器3的缸套水出口。 [0022] 所述空气散热器7的乙二醇冷却液出口通过管路分别连接至冷凝器6的乙二醇冷 却液进口和板式换热器2的乙二醇冷却液进口,所述空气散热器7的乙二醇冷却液进口通过 管路分别连接至冷凝器6的乙二醇冷却液出口和板式换热器2的乙二醇冷却液出口。 [0023] 所述蒸发器3的工质出口通过管路分别连接至冷凝器6的工质进口和螺杆膨胀机5 的进液口,所述蒸发器3的工质进口通过管路连接至冷凝器6的工质出口,所述螺杆膨胀机5 的出液口通过管路连接至冷凝器6的工质进口。 [0024] 在上述发电系统中,所述内燃机1的缸套水出口的管路上设置有一号三通阀8,所 述一号三通阀8的进口通过管路连接至内燃机1的缸套水出口,所述一号三通阀8的其中一 个出口通过管路连接至蒸发器3的缸套水进口,所述一号三通阀8的另一个出口通过管路连 4 4 CN 219974615 U 说明书 3/4页 接至板式换热器2的缸套水进口。 [0025] 在上述发电系统中,所述冷凝器6的工质出口和蒸发器3的工质进口之间连接的管 路上沿工质流动方向依次设置有工质泵4和逆止阀12。 [0026] 在上述发电系统中,所述蒸发器3的工质出口和冷凝器6的工质进口之间连接的管 路上设置有旁路阀11。 [0027] 在上述发电系统中,所述空气散热器7的乙二醇冷却液出口的管路上设置有二号 三通阀9,采用一进二出的结构形式,所述二号三通阀9的进口通过管路连接至空气散热器7 的乙二醇冷却液出口,所述二号三通阀9的其中一个出口通过管路连接至冷凝器6的乙二醇 冷却液进口,所述二号三通阀9的另一个出口通过管路连接至板式换热器2的乙二醇冷却液 进口。 [0028] 在上述发电系统中,所述空气散热器7的乙二醇冷却液进口的管路上设置有泵10, 所述泵10的出液口通过管路连接至空气散热器7的乙二醇冷却液进口,所述泵10的进液口 通过管路分别连接至冷凝器6的乙二醇冷却液出口和板式换热器2的乙二醇冷却液出口。 [0029] 在上述发电系统中,内燃机1、板式换热器2、蒸发器3彼此间管路流动的是缸套水, 蒸发器3、工质泵4、螺杆膨胀机5、冷凝器6彼此间管路流动的是有机工质,板式换热器2、冷 凝器6、空气散热器7彼此间管路流动的是乙二醇冷却液。 [0030] 本实用新型工业发电用内燃机缸套水冷却提升系统具有三种运行模式: [0031] (1)通常状态,冷却内燃机缸套水全部进入发电系统,满负荷发电。 [0032] 内燃机缸套水作为热源,在蒸发器3与发电系统中有机工质进行热交换,温度降 低,保证内燃机1的正常负荷运转。发电系统的有机工质温度提高,形成有机工质蒸汽,推动 螺杆膨胀机5做功,有机工质进入冷凝器6,与空气散热器7中的乙二醇冷却液进行热交换, 形成有机工质溶液,完成有机工质热力循环。发电系统在正常运转情况下,在降低缸套水温 度的同时,还使用缸套水的热量发电,能使内燃机的发电量增加3~5%。 [0033] (2)热季高环境温度时,内燃机缸套水部分进入主动冷却系统,部分进入发电系统 发电。 [0034] 热季高温环境下,通过控制调节,发电系统使用部分缸套水的热量,完成热力循 环,进行部分发电,另一部分缸套水由主动冷却系统通过板式换热器2与空气散热器7中的 乙二醇冷却液完成热力交换,达到降温效果。发电系统与主动冷却系统共同工作,对内燃机 缸套水进行完全的冷却,保证内燃机的正常运转,同时增加部分的发电量。 [0035] (3)发电系统发生故障时,缸套水全部由主动冷却系统完成冷却,发电系统停止发 电。 [0036] 在发电系统发生故障时,通过控制调节,内燃机的冷却完全由主动冷却系统完成。 发电系统不工作,不产生电量。 [0037] 本实用新型发电系统中使用的双螺杆膨胀机5与发电机一体式集成设计,无需齿 轮箱,无额外密封系统,工质对外零泄露,该系统使用了先进的润滑方案,无需润滑油箱、油 冷却器、油泵和过滤器,减少了自耗电和维护要求。 [0038] 本实用新型发电系统全自动运行,可实现一键启机,无人值守,根据热源负荷变化 自动调节运行状态。热源稳定时,此系统稳定运行;当热源波动较大或突然切断时,发电系 统将自动关闭,以保全设备。 5 5 CN 219974615 U 说明书 4/4页 [0039] 尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述,但本实用新型并 不局限于上述的具体功能和工作过程,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制 性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型宗旨和权利要 求所保护的范围情况下,还可以做出很多形式,这些均属于本实用新型的保护之内。 6 6 CN 219974615 U 说明书附图 1/1页 图1 7 7
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