一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统的制作方法

本发明涉及的一种甲醇动力系统，特别是涉及应用于燃烧发电领域的一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统。

背景技术：

1、甲醇发电是将甲醇作为燃料，通过燃烧产生热能，再利用发电装置将热能转化为电能的一种新型发电方式，其工作原理与燃热发电类似，但是甲醇燃烧后产生的二氧化碳比煤炭等传统燃料少，对环境的污染也比较小；甲醇发电有直接燃烧和转化为氢气后燃烧两种方法，直接燃烧是将甲醇直接喷入燃烧室中，与空气混合后点火燃烧，产生高温高压的热能，再通过透平机械转换为电能，简单易行，而转化为氢气后燃烧需要额外的催化转化设备，造价较高。

2、如中国专利cn202311294218.8说明书公开了缸内直喷甲醇发动机及其燃烧室、燃烧室参数确定方法，燃烧室包括：主体腔室，和排布在主体腔室周围的多个均匀单元，均匀单元包括沿涡流方向，依次排布的第一腔室和第二腔室，沿着涡流方向，通过增加第一腔室和第二腔室延长了燃料的喷射路线，避免了燃料直接打在主体腔室的室壁上快速液化，并且第一腔室和第二腔室对燃料的分离，增加了燃料的喷射束角，提升了燃料的雾化效果；

3、又如中国专利cn202220304691.4说明书公开了一种甲醇发电热风机，包括壳体以及均设置于壳体的甲醇燃烧发电模组、废气输送模组和热风输送模组，废气输送模组的进气口与甲醇燃烧发电模组对接以使得甲醇燃烧发电模组中甲醇燃烧的废气通过废气输送模组排放，热风输送模组包括第一风道以及与第一风道连通的进风口和出风口，废气输送模组至少部分位于第一风道中，本设计能够利用燃烧发电过程中产生的热量对风流加热，起到供暖功能，提高能源利用率，开拓更多功能以满足用户需求。

4、但现有直接燃烧甲醇进行发电的方式也存在部分缺点，如甲醇燃烧不完全时会产生一氧化碳，甲醇在进入燃烧室之前的输送过程容易存在甲醇泄漏问题，这些情况容易造成对环境的污染以及对人员的伤害。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是甲醇燃烧发电的方式容易因甲醇泄漏、燃烧不完全等情况造成对环境的污染以及对人员的伤害。

2、为解决上述问题，本发明提供了一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，包括安装于气垫船上的动力控制系统和甲醇动力装置，动力控制系统包括甲醇供应系统、燃烧发电系统、产物检测系统、报警系统和产物选排系统，甲醇动力装置包括防护箱和甲醇罐，防护箱的内部安装有燃烧发电装置、换热箱和检测箱，燃烧发电装置的内部设有燃烧室，防护箱的外端固定连接有与燃烧室相通的输料管和输气管，输料管远离燃烧发电装置的一端通过输送泵与甲醇罐固定连通，输送泵与甲醇供应系统电性连接，燃烧发电装置的上端固定连接有延伸至燃烧室内的点火装置，燃烧发电装置和点火装置均与燃烧发电系统电性连接；

3、燃烧发电装置和换热箱之间固定连接有转移管一，转移管一的两端分别与输料管、换热箱连通，换热箱和检测箱之间固定连通有转移管二，检测箱的侧端固定连通有延伸至防护箱外侧的主排管，主排管上固定连通有副排管，主排管和副排管上均固定连接有主电控阀门；

4、检测箱包括箱筒，箱筒的内部自上而下依次设有蝶板一、蝶板二、蝶板三和挡环，蝶板一和挡环二者的侧端均与箱筒内壁固定连接，蝶板二和蝶板三滑动连接于箱筒内部，防护箱的内部还安装有位于箱筒下侧的多个气缸，气缸的伸缩端自下而上活动贯穿箱筒下端并延伸至其内侧，蝶板一的下端固定连接有检测器，检测器与产物检测系统电性连接，气缸和主电控阀门均与产物选排系统电性连接。

5、作为本申请的进一步补充，蝶板一、蝶板二和蝶板三均呈蝴蝶状的缺口弧板结构，蝶板一和蝶板三二者的缺口在竖直方向上处于重叠状态，当蝶板一和蝶板三二者与蝶板二接触贴合时，蝶板二对蝶板一和蝶板三二者的缺口均进行封堵。

6、作为本申请的进一步补充，检测器位于蝶板二的缺口上侧，且蝶板二的厚度大于检测器的竖直长度，多个气缸呈直线形分布，其中一个气缸位于蝶板三中心位置的正下侧，其余气缸均匀分布于蝶板三缺口的下侧。

7、作为本申请的进一步补充，挡环的上端固定连接有压力传感器，压力传感器与产物选排系统电性连接。

8、作为本申请的进一步补充，蝶板二和蝶板三的侧端均固定连接有一对滑块，箱筒的内壁开设有多个竖滑槽，多个滑块分别滑动连接于多个竖滑槽的内部。

9、作为本申请的进一步补充，换热箱包括箱体以及位于箱体内部的盘管，箱体的外端固定连接有与其内部相通的排水管，排水管位于盘管下侧，盘管的两端以及排水管均贯穿箱体内壁和防护箱直至延伸至防护箱外侧。

10、一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，其使用方法包括以下步骤：

11、s1、启动甲醇供应系统和燃烧发电系统，将甲醇罐中甲醇输送至燃烧室中喷出，同时通过输气管输送空气，在点火装置的启动下，甲醇在燃烧室燃烧产生热能，燃烧发电装置利用热能进行发电；

12、s2、燃烧生成的气体产物通过转移管一进入换热箱中，在换热箱中换热降温后，再通过转移管二进入检测箱中，在检测箱中汇聚并进行co检测；

13、s3、当气体产物中co浓度未超出允许值n1时，将气体产物沿副排管排出，当co浓度超出允许值n1、但小于危险值n2时，其中n1＜n2，将气体产物沿主排管排出进行二次处理，当co浓度超出危险值n2时，关闭甲醇供应系统和燃烧发电系统，并通过报警系统进行异常报警。

14、作为本申请的又一种改进，输料管的外侧套设有防漏罩，防漏罩的首尾两端与输料管外端固定连接，防漏罩的内壁与输料管外壁之间形成气腔，防漏罩和主排管之间固定连通有换气进管和换气出管，换气进管和换气出管上均固定连接有副电控阀门，产物检测系统连接有惰化系统，副电控阀门与惰化系统电性连接。

15、作为本申请的又一种改进的补充，换气进管和主排管的连接处位于副排管和检测箱之间，换气出管和主排管的连接处位于副排管远离检测箱的一侧，主排管上的主电控阀门位于副排管和换气出管管口之间。

16、作为本申请的又一种改进的补充，在步骤s3中，当气体产物中co浓度低于标准值nn时，其中nn＜n1，进行气体置换操作：关闭主排管和副排管上的主电控阀门，打开换气进管和换气出管上的副电控阀门，使检测箱中的气体产物沿换气出管进入防漏罩中，使防漏罩中原有气体逐渐通过换气进管进入主排管中，并沿主排管排出进行二次处理。

17、综上所述，本申请通过对甲醇燃烧的气体产物依次进行换热降温和co浓度检测，一方面通过换热降温操作，对气体产物进行余热利用，提高能源利用率，同时还可降低检测过程中对检测器的高温损伤，随后根据co浓度检测结果，选择合适的排出通道，当co浓度较高时，将其排出并进行二次燃烧处理，减少对环境、人体健康的危害，当其浓度在标准范围内时，可将其通入输料管和防漏罩之间，置换出防漏罩中可能含有甲醇的原有气体，并使其沿主排管排出进行二次处理，减少甲醇泄漏的危险，同时进一步降低对环境、人体健康的危害。

技术特征：

1.一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，其特征在于：包括安装于气垫船上的动力控制系统和甲醇动力装置，所述动力控制系统包括甲醇供应系统、燃烧发电系统、产物检测系统、报警系统和产物选排系统，所述甲醇动力装置包括防护箱(1)和甲醇罐(2)，所述防护箱(1)的内部安装有燃烧发电装置(3)、换热箱(4)和检测箱(5)，所述燃烧发电装置(3)的内部设有燃烧室(303)，所述防护箱(1)的外端固定连接有与燃烧室(303)相通的输料管(301)和输气管(302)，所述输料管(301)远离燃烧发电装置(3)的一端通过输送泵与甲醇罐(2)固定连通，所述输送泵与甲醇供应系统电性连接，所述燃烧发电装置(3)的上端固定连接有延伸至燃烧室(303)内的点火装置，所述燃烧发电装置(3)和点火装置均与燃烧发电系统电性连接；

2.根据权利要求1所述的一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，其特征在于：所述蝶板一(52)、蝶板二(53)和蝶板三(54)均呈蝴蝶状的缺口弧板结构，所述蝶板一(52)和蝶板三(54)二者的缺口在竖直方向上处于重叠状态，当所述蝶板一(52)和蝶板三(54)二者与蝶板二(53)接触贴合时，所述蝶板二(53)对蝶板一(52)和蝶板三(54)二者的缺口均进行封堵。

3.根据权利要求2所述的一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，其特征在于：所述检测器(56)位于蝶板二(53)的缺口上侧，且蝶板二(53)的厚度大于检测器(56)的竖直长度，多个所述气缸(12)呈直线形分布，其中一个所述气缸(12)位于蝶板三(54)中心位置的正下侧，其余所述气缸(12)均匀分布于蝶板三(54)缺口的下侧。

4.根据权利要求2所述的一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，其特征在于：所述挡环(55)的上端固定连接有压力传感器，所述压力传感器与产物选排系统电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，其特征在于：所述蝶板二(53)和蝶板三(54)的侧端均固定连接有一对滑块(57)，所述箱筒(51)的内壁开设有多个竖滑槽(5101)，多个所述滑块(57)分别滑动连接于多个竖滑槽(5101)的内部。

6.根据权利要求1所述的一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，其特征在于：所述换热箱(4)包括箱体(41)以及位于箱体(41)内部的盘管(42)，所述箱体(41)的外端固定连接有与其内部相通的排水管(43)，所述排水管(43)位于盘管(42)下侧，所述盘管(42)的两端以及排水管(43)均贯穿箱体(41)内壁和防护箱(1)直至延伸至防护箱(1)外侧。

7.根据权利要求1所述的一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，其特征在于：所述输料管(301)的外侧套设有防漏罩(6)，所述防漏罩(6)的首尾两端与输料管(301)外端固定连接，所述防漏罩(6)的内壁与输料管(301)外壁之间形成气腔，所述防漏罩(6)和主排管(8)之间固定连通有换气进管(71)和换气出管(72)，所述换气进管(71)和换气出管(72)上均固定连接有副电控阀门，所述产物检测系统连接有惰化系统，所述副电控阀门与惰化系统电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，其特征在于：所述换气进管(71)和主排管(8)的连接处位于副排管(9)和检测箱(5)之间，所述换气出管(72)和主排管(8)的连接处位于副排管(9)远离检测箱(5)的一侧，所述主排管(8)上的主电控阀门位于副排管(9)和换气出管(72)管口之间。

10.根据权利要求8所述的一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，其特征在于：在步骤s3中，当气体产物中co浓度低于标准值nn时，其中nn＜n1，进行气体置换操作：关闭主排管(8)和副排管(9)上的主电控阀门，打开换气进管(71)和换气出管(72)上的副电控阀门，使检测箱(5)中的气体产物沿换气出管(72)进入防漏罩(6)中，使防漏罩(6)中原有气体逐渐通过换气进管(71)进入主排管(8)中，并沿主排管(8)排出进行二次处理。

技术总结本发明涉及应用于燃烧发电领域的一种用于气垫船的高安全性甲醇动力系统，通过对甲醇燃烧的气体产物依次进行换热降温和CO浓度检测，一方面通过换热降温操作，对气体产物进行余热利用，提高能源利用率，同时还可降低检测过程中对检测器的高温损伤，随后根据CO浓度检测结果，选择合适的排出通道，当CO浓度较高时，将其排出并进行二次燃烧处理，减少对环境、人体健康的危害，当其浓度在标准范围内时，可将其通入输料管和防漏罩之间，置换出防漏罩中可能含有甲醇的原有气体，并使其沿主排管排出进行二次处理，减少甲醇泄漏的危险，同时进一步降低对环境、人体健康的危害。技术研发人员：张昱旸,周佩琪,陈君,朱刚,陈燕辉,季雪薇受保护的技术使用者：捷方新能源科技（江苏）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18