1。2 国内外余热回收利用技术的发展状况

 1。2。1  国外余热回收利用情况

 1。2。2  国内余热回收利用情况 

1。3主要研究内容

    本文主要针对船舶余热利用这一方面，参照船舶布雷顿循环系统，设计出一个换热器，用以回收船舶废气余热，提高船舶燃油利用率，降低能源消耗，减少环境污染。这里主要是在系统上加入一个板式换热器，用超临界二氧化碳作为循环工质，回收船舶废气余热，具体研究内容如下：

（1）了解余热回收及布雷顿循环的概念和特点；

（2）以某海洋供给船布雷顿循环余热回收系统作为背景，选择一组原始数据，根据相应的工况选择合适的换热器进行设计计算并校正；

（3）结合实际情况，分析所设计的换热器的经济性和实用性；

（4）利用AutoCAD或其他绘图软件绘制出板式换热器原理简图。

1。4本章小结

    本章首先阐述了课题的研究背景、目的及意义，通过对国内外船舶布雷顿循环余热回收利用技术的介绍，可以看出我国在这一技术的科研方面与世界发达国家和地区比较仍有一定的差距，最后简述了本文的主要研究内容。

             第二章 船用布雷顿循环系统研究

2。1 船用布雷顿循环系统原理

如图2-1所示，为船用布雷顿循环余热回收利用系统图。超临界二氧化碳布雷顿循环系统由压缩机、换热器、超临界二氧化碳介质、透平等组成。二氧化碳气体在压缩机中进行绝热压缩，压缩过后的二氧化碳在超临界状态下进入换热器中；超临界二氧化碳在换热器中定压加热，吸收来自排气的热量，之后进入透平机；在透平中超临界二氧化碳绝热膨胀，推动叶片旋转做功，之后进入冷凝器中；超临界二氧化碳在冷凝器中定压加热，之后又进入压缩机中，进行下一个循环。

板式换热器

                         图2-1 布雷顿循环系统原理图

在图2-1的循环系统中，二氧化碳进入压缩机的温度℃（309。15K），压力比=5 ，。二氧化碳的绝热指数（）。 废气的质量流，超临界二氧化碳的质量流量；废气的入口温度℃，出口温度℃；超临界二氧化碳出板式换热器的温度℃(133。85K)。文献综述

   压缩机进口压力P1 =透平的出口压力P4，

   压缩机出口压力P2=透平的进口压力P3；

    二氧化碳出压缩机的温度

                                  (166℃) 

即超临界二氧化碳的入口温度℃

二氧化碳出透平的温度

2。2超临界二氧化碳的性质

    二氧化碳气体经换热器冷凝成液体，用加压泵把压力提升到工艺过程所需的压力，即高于二氧化碳的临界压力，同时调节温度，使其温度高于二氧化碳气体的临界温度，二氧化碳在满足高温高压的条件下就会成为超临界二氧化碳流体。

二氧化碳的临界压力为,临界温度为℃，当二氧化碳处于超临界状态时，性质会发生变化，其密度接近于液体，粘度接近于液体，扩散系数约为液体的100倍，所以其溶解能力较强，可以溶解多种物质，因而具有广泛的应用前景。超临界二氧化碳作为研究最广泛的流体之一，具有以下几个特点：