基于液态金属磁流体发电的船舶余热发电装置及其工作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105443178A(43)申请公布日2016.03.30(21)申请号201510954376.0(22)申请日2015.12.18(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人李伟鹿鹏黄护林郑星文(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.F01K27/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称基于液态金属磁流体发电的船舶余热发电装置及其工作方法(57)摘要本发明公开一种基于液态金属磁流体发电的船舶余热发电装置及其工作方法，属于节能环保领域。其装置主要由余热回收装置、泵、混合室、MHD发电通道、喷管、分离器、发电柴油机燃烧室、余热锅炉、海水淡化装置及相关换热器组成。低沸点流体和被以发电柴油机燃烧室和余热锅炉的排热作为热源而加热成高温的液态金属混合后，低沸点流体汽化、膨胀，推动液态金属流动，在磁场的作用下产生电流发电。从分离器分离出来的低沸点工质蒸气在冷凝器中经海水冷却后液化，由泵加压送入混合室完成循环；此外被加热的海水进入海水淡化装置，产生的淡水则进入余热锅炉加热，供船上生活热水。该发明有效利用了船舶的余热，提高了能源的利用率，且设计更加简单。CN105443178ACN105443178A权利要求书1/1页1.一种基于液态金属磁流体发电的船舶余热发电装置，其特征在于：由热源、液态金属磁流体发电系统和海水淡化系统组成；所述热源由发电柴油机燃烧室(1)、余热锅炉(19)、热淡水/蒸汽管(2)、淡水管(7)、二次烟气输出管(17)组成，所述发电柴油机燃烧室(1)烟气出口以及余热锅炉(19)的排热出口和二次烟气输出管(17)的入口连接，所述淡水管(7)出口和余热锅炉(19)淡水入口连接，余热锅炉(19)淡水出口和热淡水/蒸汽管(2)连接；所述液态金属磁流体发电系统由余热回收装置(15)、加热器(16)、MHD泵(18)、混合室(5)、MHD发电通道(4)、喷管(3)、分离器(12)、冷凝器(10)、泵(6)组成，所述加热器(16)安装于余热回收装置(15)内，所述余热回收装置(15)外敷用以减少热量散失的保温层，所述加热器(16)液态金属出口和MHD泵(18)液态金属入口连接，MHD泵(18)液态金属出口和混合室液态金属入口连接，混合室(5)混合流体出口和MHD发电通道(4)流体入口连接，MHD发电通道(4)流体出口和喷管(3)流体入口连接，喷管(3)流体出口和分离器(12)流体入口连接，分离器液态金属出口和加热器(16)磁流体入口连接，分离器低沸点工质出口和冷凝器(10)蒸气入口连接，冷凝器(10)低沸点工质出口和泵(6)入口连接，泵(6)出口和混合室低沸点工质入口连接；所述海水淡化系统由海水输送管道(9)、冷凝器(10)、再热器(11)、海水淡化装置(14)、淡水管(7)、三次烟气输出管(13)、排烟管(8)组成，所述海水输送管道(9)和冷凝器(10)海水入口端连接，冷凝器海水出口和再热器(11)海水入口连接，再热器海水出口和海水淡化装置(14)海水入口连接，海水淡化装置(14)淡水出口和淡水管(7)入口连接，三次烟气输出管(13)烟气出口和再热器(11)烟气入口连接，再热器(11)烟气出口和排烟管(8)连接，所述余热回收装置(15)的烟气进口和和二次烟气输出管(17)的出口连接，余热回收装置(15)的烟气出口和三次烟气输出管(13)入口连接。2.一种基于液态金属磁流体发电的船舶余热发电装置的工作方法，其特征在于：步骤如下步骤一：热源中发电柴油机燃烧室(1)和余热锅炉(19)的排热同时经二次烟气输出管(17)送至余热回收装置(15)中，经淡化后的淡水由淡水管(7)进入余热锅炉(19)加热后从热淡水/蒸汽管(2)流出供船上用水；步骤二：被内置于余热回收装置(15)中的加热器(16)加热后的高温液态金属经MHD泵(18)进入混合室(5)和低沸点工质混合，由于直接接触，低沸点工质很快汽化，进入MHD发电通道(4)后，流体是两相混合物，通道内的电流在磁场作用下产生阻力，使流体压力沿通道下降，气体在压差下膨胀，推动液态金属流动切割磁感线发电，发电通道后还设置一个喷管(3)，使汽体充分膨胀，然后进入分离器(12)进行两相分离，分离出来的液态金属经分离器液态金属出口进入加热器(16)再次被加热，分离出来的低沸点工质蒸汽经分离器低沸点工质出口进入冷凝器(10)冷凝成液体，然后被泵(6)加压从混合室低沸点工质入口进入混合室；步骤三：海水从海水输送管道(9)进入冷凝器(10)和低沸点工质蒸汽换热，然后进入再热器(11)被从三次烟气输出管(13)送来的三次烟气再次