船用锅炉和操作船用锅炉的方法与流程

1.本发明涉及用于将热量从排放气体传递到船舶上的介质的船用锅炉和它的设计。本发明还涉及操作此类船用锅炉的方法。


背景技术：

2.锅炉是众所周知的且用于许多不同的热交换应用中。例如，船用锅炉可布置在船舶上在呈用于推进船舶的一个或多个主发动机(且可能是一个或多个辅助发动机)的形式的排放气体源之后，以从由发动机产生的排放气体回收热量。此类船用锅炉通常称为热量回收船用锅炉。在此类船用锅炉中，传送通过船用锅炉的介质，典型为水，借助于来自传送通过船用锅炉的发动机排放气体的热量来加热，由此典型地产生热水和蒸汽。离开船用锅炉的热水和蒸汽在船舶上用于不同的目的。
3.外出在其中船舶可在相对高的速度下移动且主发动机可在相对高的发动机负载下操作的公海上，呈足以满足船舶上需要的量的热水和蒸汽可借助于由发动机生成的排放气体产生。当船舶在相对低的速度下移动或根本不移动时(其可为当船舶在口岸处或在敏感区中时的情况)，主发动机典型地在相对低的发动机负载下操作或根本不操作。然后，不足量的热水和蒸汽可借助于由发动机生成的排放气体产生。为保证当主发动机在低或零发动机负载下操作时也产生足够的热水和蒸汽，船用锅炉可包括燃烧器，该燃烧器布置成用油和/或气体供给并燃烧油和/或气体以生成燃烧气体来用于产生热水和蒸汽。问题是，来自发动机的排放气体以及来自燃烧器的燃烧气体典型地包含污染物。污染物对环境有害，且在口岸处和在敏感区中尤其是不期望的。
4.kr20160072452公开一种排放热量回收类型的冰系统，其用于为在冷环境中操作的船舶去除甲板上的冰。
5.wo 2012/118382公开一种用于热量的最佳使用的船用系统，该船用系统包括热量生成单元和热量消耗单元。
6.cn 111605667公开一种用于船舶废热利用的系统。
7.cn 111547219公开一种用于再使用船舶冷凝物和废热的装置。


技术实现要素：

8.本发明的目标是提供船用锅炉和操作船用锅炉的方法，其至少部分地解决上文的问题。本发明的基本构思是为船用锅炉提供外部能量来用于产生热水和蒸汽。用于实现上文目标的船用锅炉和方法在所附权利要求书中限定且在下文论述。
9.根据本发明的船用锅炉布置成用于将热量从排放气体或烟道气体或燃烧气体传递到呈锅炉水形式的介质以用于在船舶上产生蒸汽。船用锅炉包括容器、用于使来自第一排放气体源的排放气体接收于容器中的排放气体入口、用于使来自所述第一排放气体源的排放气体从容器排出的第一排放气体出口，以及用于使来自第一排放气体源的排放气体从所述排放气体入口传送到所述第一排放气体出口的器件。船用锅炉还包括用于使介质接收
于容器中的介质入口、用于容纳借助于排放气体加热之后的介质的在所述容器内侧的蒸汽空间、用于使介质从容器排出的介质出口，以及用于使介质从所述介质入口传送到所述介质出口的器件。此外，船用锅炉包括周向(circumferential)壁，该周向壁包括于容器中，来自第一排放气体源的排放气体和介质布置在该周向壁内侧或在该周向壁内以传送。船用锅炉的特征在于，它还包括电加热器，该电加热器用于借助于从功率源供应的电力来加热所述介质。功率源与所述第一排放气体源分离。蒸汽空间布置成容纳借助于电加热器加热之后的介质。
10.因此，根据本发明，某一介质体积由来自第一排放气体源的排放气体或电加热器或由其组合来加热。因此，在根据本发明的船用锅炉中，电加热器与锅炉的其余部分集成以便不需要单独的供给水系统、单独的安全阀、主蒸汽系统、水位控制系统等。
11.待加热的介质是锅炉水，即，具有某一程度的杂质的水。介质在它通过船用锅炉的途中(部分地或完全地)改变相(即，从液相变成气相)。更特别地，介质入口布置成接收至少部分地呈液相(即，呈液态水形式)的介质，而介质出口布置成排出至少部分地呈气相(即，呈蒸汽形式)的介质。
12.蒸汽空间是典型地在容器的顶部部分内的体积，其布置成容纳至少部分地(典型地主要)呈气相的加热的锅炉水。因为一个共同的蒸汽空间(而不是若干单独的蒸汽空间)布置成接收由排放气体、电加热器或其组合来加热的锅炉水，船用锅炉可制成得相对小，具有相对小的占用区。
13.如上文所述，在根据本发明的船用锅炉中，某一介质体积由来自第一排放气体源的排放气体或电加热器或由其组合来加热。由自然循环且不需要循环泵来迫使介质通过船用锅炉。本文中，措辞“从入口传送到出口”和类似物意指“在从入口到出口的方向上传送”且没有必要一直(all the way)从入口和一直到出口。因此，用于传送排放气体的所述器件和用于传送介质的所述器件可(但不需要)在相应的入口和出口之间一直延伸。
14.周向壁可具有任何合适的形状，诸如，具有圆形、椭圆形、多边形、矩形等截面的管的形状。周向壁还可具有任何合适的设计，诸如，是实心的或中空的，和/或具有一致或不一致的厚度。例如，周向壁可为所谓的面板壁，其包括借助于实心壁部分来连接的多个平行管。冷却介质可供给通过这些管以用于冷却传送通过船用锅炉的排放气体。
15.船用锅炉的构件可由任何合适的材料(例如，碳钢、不锈钢或铝)制成。
16.电加热器可具有任何合适的设计。例如，电加热器可为电极加热器。船用锅炉可包括一个或多个额外的电加热器，其用于加热所述介质(可能借助于从所述功率源供应的电力)。
17.用于向电加热器供应电力的功率源可为任何合适设计的。例如，功率源可布置成供应由任何合适的燃料、太阳能功率、风功率、水功率、核能功率或其任何组合所产生的电力。
18.由于功率源与第一排放气体源分离，即使在第一排放气体源不操作时，可用电力供应电加热器，以便允许产生足够的蒸汽和热水。功率源可为“清洁”功率源，使得电加热器的操作(其典型地当船舶在港口处或在敏感区中时发生)引起很少的污染物或没有污染物释放。
19.功率源可与船舶上的任何排放气体源(诸如任何主发动机或辅助发动机)分离。因
此，功率源可没有排放气体排出。
20.用于用电力供应电加热器的功率源可布置在船舶上。然而，根据本发明的一个实施例，所述功率源与船舶分离，例如在岸上。此类实施例允许最大限度地减少由紧接邻近船舶的电加热器的操作所引起的任何污染物。
21.第一排放气体源可为任何合适类型的，诸如辅助发动机、燃烧器或涡轮。然而，根据一个实施例，第一排放气体源包括用于推进船舶的发动机，例如柴油或双燃料主发动机。此类实施例可允许在船舶推进时自动生成蒸汽和热水。
22.船用锅炉可构造成使得用于使排放气体从所述排放气体入口传送到所述第一排放气体出口的所述器件包括第一束管，且用于使介质从所述介质入口传送到所述介质出口的所述器件包括包围所述第一束管的船用锅炉的所述周向壁。
23.管和周向壁可由相同的材料制成以在船用锅炉的操作期间得到基本相同的温度，其可允许船用锅炉中的相对低的热应力。
24.管可具有任何合适的设计，诸如，是直的、弯曲的或者盘绕或螺旋形的并具有圆形或椭圆形或多边形的截面，且管可彼此类似或不同。管可设置有表面扩大元件，诸如，螺旋翅片、板翅片或任何其它合适设计的翅片。
25.管的数量可为两个或更多个，且它们可沿(且可能还平行于)彼此延伸。电加热器的纵向中心轴线可平行或垂直于管延伸。
26.根据该实施例，排放气体在由待加热的介质包绕的管中供给通过船用锅炉，待加热的介质由船用锅炉的所述周向壁包围，且排放气体和介质之间的热交换通过管的壁发生。此类船用锅炉可称为烟管船用锅炉。
27.船用锅炉可构造成使得用于使介质从所述介质入口传送到所述介质出口的所述器件包括一个或多个管，而不是设计为烟管船用锅炉。此外，用于使排放气体从所述排放气体入口传送到所述第一排放气体出口的所述器件可包括包围所述一个或多个管的船用锅炉的所述周向壁。
28.此外这些一个或多个管可具有任何合适的设计，诸如，是直的、弯曲的或者盘绕或螺旋形的并具有圆形或椭圆形或多边形的截面，彼此类似或不同，沿(且可能还平行于)彼此延伸，以及设置有任何合适设计的表面扩大元件。此外在这里，电加热器的纵向中心轴线可平行或垂直于管延伸。
29.根据该实施例，待加热的介质在由来自第一排放气体源的排放气体包绕的管中供给通过船用锅炉，该排放气体由船用锅炉的所述周向壁包围，且排放气体和介质之间的热交换通过管的壁发生。如果介质是水，此类船用锅炉可称为水管船用锅炉。
30.船用锅炉的设计可使得电加热器布置在所述周向壁内侧或由所述周向壁包围。该设计可允许紧凑且有构件效益(effective)的船用锅炉。
31.备选地，船用锅炉的设计可使得电加热器布置在容器中，该容器布置在所述周向壁外侧。此外，容器可与用于使介质从所述介质入口传送到所述介质出口的所述器件连通以允许所述介质在容器和用于使介质从所述介质入口传送到所述介质出口的所述器件之间传递。例如，容器和用于使介质从所述介质入口传送到所述介质出口的所述器件可借助于在容器和用于使介质从所述介质入口传送到所述介质出口的所述器件之间延伸的一个或多个管道来连通，例如，一个管道用于使介质从所述器件供给到容器且另一管道用于使
介质从容器供给到所述器件。在船用锅炉包括多于一个电加热器的情况下，它们可布置在共同的容器中或布置在各自一个容器中。该多个容器可并联或串联连接。
32.如本文中使用的，“连通”和类似物意指“直接地或间接地连通”。
33.操作船用锅炉来将热量从排放气体传递到呈锅炉水形式的介质以用于在船舶上产生蒸汽的发明的方法包括以下步骤：使来自第一排放气体源的排放气体通过船用锅炉的排放气体入口接收于容器中，使来自第一排放气体源的排放气体从排放气体入口传送到船用锅炉的第一排放气体出口，使来自第一排放气体源的排放气体通过第一排放气体出口从容器排出，以及使介质通过船用锅炉的介质入口接收于容器中。发明的方法还包括使介质从介质入口经由船用锅炉的蒸汽空间传送到船用锅炉的介质出口，该蒸汽空间布置成容纳借助于排放气体加热之后的介质。船用锅炉包括周向壁，该周向壁包括于容器中，来自第一排放气体源的排放气体和介质布置在该周向壁内侧以传送。该方法的特征在于还包括以下步骤：用来自功率源的电力供应电加热器，该功率源与所述第一排放气体源分离；借助于所述电加热器加热所述介质；以及使借助于电加热器加热之后的介质接收于蒸汽空间中。
34.可在第一排放气体源(可能仅在低负载下)操作时或仅在第一排放气体源闲置(即，不操作)时用电力供应电加热器。
35.该方法可使得所述功率源设置成与船舶上的任何排放气体源分离。
36.该方法可使得所述功率源设置成与船舶分离，例如在岸上。
37.该方法可使得用于推进船舶的发动机设置为所述第一排放气体源。
38.电加热器可设置在所述周向壁内侧。
39.备选地，电加热器可设置在容器中，该容器布置在所述周向壁外侧，且容器可设置成与用于使介质从所述介质入口传送到所述介质出口的所述器件连通。
40.根据本发明的船用锅炉的不同实施例的上文论述的优点自然可传递到根据本发明的方法的不同实施例。
41.本发明的还有其它的目标、特征、方面和优点将从以下详细描述中以及从图中显现。
附图说明
42.现在将参照所附示意图来更详细地描述本发明，在所附示意图中
43.图1a示意性地(部分地以纵向截面)示出根据第一实施例的发动机、船用锅炉和外部功率源，
44.图1b示出根据第一实施例的船用锅炉的示意性顶视图，
45.图2示意性地(部分地以纵向截面)示出根据第二实施例的发动机、船用锅炉和外部功率源，
46.图3a示意性地(部分地以纵向截面)示出根据第三实施例的发动机、船用锅炉和外部功率源，
47.图3b示出根据第三实施例的船用锅炉的沿图3a中的线a-a的示意性横向截面，
48.图4a示意性地(部分地以纵向截面)示出根据第四实施例的发动机、船用锅炉和外部功率源，
49.图4b示出根据第四实施例的船用锅炉的沿图4a中的线b-b的示意性横向截面，
50.图5示意性地(部分地以纵向截面)示出根据第五实施例的发动机、船用锅炉和外部功率源，
51.图6示意性地(部分地以纵向截面)示出根据第六实施例的发动机、船用锅炉和外部功率源，以及
52.图7示意性地(部分地以纵向截面)示出根据第七实施例的发动机、船用锅炉和外部功率源。
具体实施方式
53.在图1a和图1b中，示出烟管类型的船用锅炉2。船用锅炉2布置在船舶(未示出)上且由管6连接到呈船舶的柴油发动机4a形式的第一排放气体源4，该发动机4a布置成用于推进船舶。由柴油发动机4a生成的排放气体eg1通过管6供给到船用锅炉2以用于排放气体热量回收。船用锅炉2包括碳钢容器8，其继而包括在竖直纵向方向上连续布置的下室或集管10、壳体12和上室或集管14。下室10和壳体12两者具有圆柱形的形式，并且整体地形成，以便具有类似的截面且同心地布置。上室14具有部分圆柱形的形式以及比下室10和壳体12更小的截面。
54.船用锅炉2还包括呈在容器8内侧在碳钢的下管板22和上管板24之间延伸的第一束碳钢管18形式的排放气体传送器件16，这些板形成使壳体12与下室10和上室14分离的壳体12的下壁和上壁。基本类似的管18是直的，具有圆形截面，且平行于彼此和平行于壳体12的纵向中心轴线c延伸。管18布置成使排放气体eg1传送通过容器8，该排放气体eg1通过延伸到下室10中的排放气体入口26由船用锅炉2接收且通过延伸到上室14外的第一排放气体出口28由船用锅炉2排出。当柴油发动机4a运行时，排放气体eg1供给通过排放气体入口26，到下室10中，通过管18，到上室14中，且通过第一排放气体出口28。
55.此外，船用锅炉2包括布置在容器8内侧的炉具30以及在壳体12内侧在船用锅炉的上管板24和炉具30之间延伸的第二束碳钢管34。基本类似的管34是直的，具有圆形截面，且平行于彼此和平行于壳体12的纵向中心轴线c延伸。管34布置成使来自呈布置在炉具30内侧的燃油燃烧器(未示出)形式的第二排放气体源的排放气体eg2在排放气体eg2通过布置在上管板24处的第二排放气体出口36离开船用锅炉2之前传送通过壳体12。
56.船用锅炉2的壳体12用介质填充，介质在这里是锅炉水(本文中也只是称为水)，其通过介质入口38供给到壳体12中。锅炉水可具有不同的特性，且根据en锅炉标准，它可满足下文的要求。
57.在25℃处的ph10.5-12.0总硬度《0.02mmol/l总碱度1-15mmol/l氧化硅(sio4)浓度《80mg/l磷酸盐(po4)10-20mg/l氧《0.02mg/l直接传导率《1500μs/cm
58.壳体12用锅炉水填充达到水位l，且蒸汽空间s形成在水体积上方在水位l和壳体12的上壁之间。在发动机4的操作期间，排放气体eg1供给通过管18。此外，如果燃油燃烧器
运行，排放气体eg2供给通过管34。水包绕管18、管34和炉具30且围绕管18、管34和炉具30流动，且因为水比排放气体eg1和eg2更冷，热量从排放气体通过炉具和管的壁传递到水，该水加热且转变为蒸汽，蒸汽在它通过介质出口40离开船用锅炉2之前收集于蒸汽空间s中。当然，由于蒸汽的速度，还将存在少量的液态水在蒸汽空间s中且通过介质出口40离开船用锅炉2，该液态水与蒸汽混合。因此，壳体12(包括其周向壁42)用作用于使介质从介质入口38传送到介质出口40的器件32。因为壳体12、管18和管34由相同的材料制成且全部暴露于共同的水体积，它们的温度将相差相对小，其将在船用锅炉中引起相对有限的热应力。
59.船用锅炉2还包括呈电极加热器形式的电加热器44、柱形容器46、入口管道48和出口管道50，这些管道在壳体12和容器46之间延伸且流体地连接壳体12和容器46。电加热器44延伸到柱形容器46中，电加热器44的纵向中心轴线基本平行于壳体12的纵向中心轴线c和容器46的纵向中心轴线延伸。电加热器44布置成连接到布置在岸上(例如在港口中)的外部功率源52，并且当船舶不移动且发动机4a不操作或在低负载下操作时用电力供应。
60.柱形容器46用水填充，该水从壳体12通过入口管道48供给到容器46中。在电加热器44的操作期间，热量从电加热器44传递到水，该水加热且呈水和蒸汽的混合物的形式从容器46通过出口管道50供给到壳体12中的蒸汽空间s。加热的水通过介质出口40离开船用锅炉2。来自壳体12的水由自然循环来供给通过容器46。
61.当船舶外出在海上时，发动机4a典型地在操作中，且借助于来自发动机4a的排放气体eg1生成蒸汽。如果借助于来自发动机4a的排放气体eg1没有生成足够量的蒸汽，也可操作燃油燃烧器以用于借助于来自燃油燃烧器的排放气体eg2生成额外的蒸汽。然而，当船舶在例如港口中闲置时，因为船舶不发生推进，发动机4a可不操作。此外，燃油燃烧器也可不操作，以便最大限度地减少在港口中释放有害污染物。不过，在船舶上，可仍需要蒸汽，且可仍有必要产生蒸汽。然后，电加热器44可连接到外部功率源52以在港口中最少地释放污染物的情况下借助于电加热器44产生所需要的蒸汽。
62.因此，在船用锅炉2中，可借助于来自柴油发动机的排放气体、来自燃油燃烧器的排放气体和电加热器生成热水和蒸汽。电加热器与锅炉的其余部分集成以便不需要单独的供给水系统、蒸汽空间、蒸汽管道或单独的安全阀。因为对于电加热器来说不需要单独的蒸汽空间，它可制成得相对小，具有相对小的占用区。这允许紧凑且有成本效益的船用锅炉。
63.在图2中，示出烟管类型的另一船用锅炉54。船用锅炉54与图1a和图1b中的船用锅炉2非常类似，且在下文将聚焦于船用锅炉54的区别特征。船用锅炉54包括布置在柱形容器46中的多个(这里是三个)电加热器44。电加热器44延伸到柱形容器46中，电加热器44的相应的纵向中心轴线基本垂直于壳体12的纵向中心轴线c且基本平行于容器46的纵向中心轴线延伸。电加热器44布置成连接到布置在岸上的外部功率源52以用电力供应。
64.在图3a和图3b中，示出烟管类型的另一船用锅炉56。船用锅炉56与图1a和图1b中的船用锅炉2非常类似，且在下文将聚焦于船用锅炉56的区别特征。船用锅炉56包括多个(这里是两个)电加热器44，但没有柱形容器46、入口管道48和出口管道50。替代地，电加热器44延伸到壳体12中以便由周向壁42包围，电加热器44的纵向中心轴线基本平行于壳体12的纵向中心轴线c延伸。电加热器44布置成连接到布置在岸上的外部功率源52以用电力供应。因此，电加热器44由与管18和34相同的水体积包绕，在电加热器44的操作期间，热量传递到该水体积。
65.在图4a和图4b中，示出烟管类型的另一船用锅炉58。船用锅炉58与图3a和图3b中的船用锅炉56非常类似，且在下文将聚焦于船用锅炉58的区别特征。电加热器44延伸到壳体12中，电加热器44的相应的纵向中心轴线基本垂直于壳体12的纵向中心轴线c延伸。
66.在图5中，示出烟管类型的另一船用锅炉60。船用锅炉60与图2中的船用锅炉54非常类似，且在下文将聚焦于船用锅炉60的区别特征。船用锅炉60包括分别布置在相应的柱形容器62和64中的多个(这里是两个)电加热器44，其经由中间管道66流体串联连接。入口管道48流体地连接壳体12和容器62，而出口管道50流体地连接容器64和壳体12。电加热器44延伸相应的柱形容器62和64，其中电加热器44的相应的纵向中心轴线基本垂直于壳体12的纵向中心轴线c且分别基本平行于容器62和64的相应的纵向中心轴线延伸。
67.在图6中，示出烟管类型的另一船用锅炉68。船用锅炉68与图5中的船用锅炉60非常类似，且在下文将聚焦于船用锅炉68的区别特征。船用锅炉68包括分别布置在相应的柱形容器62和64中的多个(这里是两个)电加热器44，其经由入口管道70和出口管道72流体并联连接，这些管道分支以便连接到柱形容器62和64两者。入口管道70流体地连接壳体12与容器62和64，且出口管道72流体地连接容器62和64与壳体12。
68.在图7中，示出水管类型的船用锅炉74。船用锅炉74布置在船舶(未示出)上且由管76连接到呈船舶的柴油发动机4a形式的第一排放气体源，该发动机4a布置成用于推进船舶。由柴油发动机4a生成的排放气体eg1通过管76供给到船用锅炉74以用于排放气体热量回收。船用锅炉74包括碳钢容器78，其继而包括在竖直纵向方向上连续布置的下室或集管80、壳体82和上室或集管84。下室80、壳体82和上室84(其在这里也用作蒸汽空间s)全部具有圆柱形的形式，并且整体地形成，以便具有类似的截面且同心地布置。
69.船用锅炉74还包括在下管板88和上管板90之间延伸的一束管86，这些板形成壳体82的下壁和上壁，使壳体82与下室80和上室84分离。管86形成用于使介质(这里是水和蒸汽)传送通过壳体82的器件92，水通过延伸到下室80中的介质入口94由船用锅炉74接收，且蒸汽和热水在通过延伸到上室84外的介质出口96从船用锅炉74排出之前收集于蒸汽空间s中。
70.壳体82布置成使排放气体eg1传送通过船用锅炉74，该排放气体eg1通过延伸到壳体82的下部部分中的排放气体入口98由船用锅炉74接收且通过延伸到壳体82的上部部分外的排放气体出口100从船用锅炉74排出。壳体82的周向壁102用作用于使排放气体eg1从排放气体入口98传送到排放气体出口100的器件104。
71.在柴油发动机4a和船用锅炉74的操作期间，排放气体eg1供给通过壳体82。在壳体82内侧，排放气体eg1包绕管86且围绕管86流动。此外，水从介质入口94供给且供给到管86中，且因为水比排放气体eg1更冷，热量从排放气体eg1通过管86的壁传递到管86中的水，该水加热且呈蒸汽或者水和蒸汽的混合物的形式经由蒸汽空间s通过介质出口96离开船用锅炉74。
72.船用锅炉74还包括呈电极加热器形式的三个电加热器44、柱形容器46、入口管道106和出口管道108，这些管道在壳体82和容器46之间延伸且流体地连接壳体82和容器46。电加热器44延伸到柱形容器46中，电加热器44的相应的纵向中心轴线基本垂直于壳体82的纵向中心轴线c且基本平行于容器46的纵向中心轴线延伸。电加热器44布置成连接到布置在岸上(例如在港口中)的外部功率源52，并且当船舶不移动且发动机4a不操作或在低负载
下操作时用电力供应。
73.柱形容器46用水填充，该水从壳体82通过入口管道106供给到容器46中。在电加热器44的操作期间，热量从电加热器44传递到水，该水加热且呈水和蒸汽的混合物的形式从容器46通过出口管道108供给到壳体82。加热的水在它通过介质出口96离开船用锅炉74之前收集于蒸汽空间s中。来自壳体82的水由自然循环来供给通过容器46。
74.当船舶外出在海上时，发动机4a典型地在操作中，且借助于来自发动机4a的排放气体eg1生成蒸汽。然而，当船舶在例如港口中闲置时，因为船舶不发生推进，发动机4a可不操作。不过，在船舶上，可仍需要蒸汽，且可仍有必要产生蒸汽。然后，电加热器44可连接到外部功率源52以在港口中最少地释放污染物的情况下借助于电加热器44产生所需要的蒸汽和热水。
75.本发明的上文描述的实施例应仅看作是示例。本领域技术人员认识到，所论述的实施例可在不偏离发明构思的情况下以多个方式变化和组合。
76.例如，根据本发明的锅炉可包括任何数量的电加热器，即，一个、两个、三个或更多个。在多于一个电加热器的情况下，电加热器可为相同类型或不同类型的。
77.锅炉的电加热器可布置在锅炉的壳体内或壳体外侧，即，在外部容器内。在多个电加热器的情况下，组合是可能的，即，它们中的一个或多个可布置在壳体内且它们的其余部分可布置在壳体外侧。
78.此外，在多个电加热器的情况下，它们中的全部或一些可布置在共同的外部容器中或在相应的外部容器中。
79.在多个外部容器的情况下，这些可并联、串联或单独地流体地连接到锅炉的壳体。其任何组合也是可能的。
80.锅炉的电加热器可在任何合适的方向上(例如，平行或垂直于锅炉的壳体的纵向中心轴线c)纵向地延伸。在多个电加热器的情况下，组合是可能的，即，它们中的一个或多个可平行于壳体的纵向中心轴线c纵向地延伸且它们的其余部分可垂直于壳体的纵向中心轴线c纵向地延伸。
81.在锅炉包括用于容纳一个或多个电加热器的一个或多个外部容器的情况下，这些一个或多个外部容器可在任何合适的方向以及相同的方向或不同的方向上(诸如，平行或垂直于锅炉的壳体的纵向中心轴线c)纵向地延伸。
82.此外，在锅炉包括用于容纳一个或多个电加热器的一个或多个外部容器的情况下，这些一个或多个外部容器可具有任何合适的设计以及相同的设计或不同的设计。因此，外部容器不需要是圆柱形的，而是可具有任何合适的截面，诸如，多边形截面。
83.自然，锅炉的其它构件也可具有除了图中示出的以外的备选设计。
84.锅炉的构件不需要由碳钢制成，而是可由其它材料(诸如，铝或不锈钢)制成。
85.上文设计的备选方案的组合是可能的。
86.用于用电力供应电加热器的功率源不需要布置在港口中，而是可布置在另外某处(在陆地上或不在)。例如，功率源可为布置在船舶上的“清洁”功率源，例如太阳能功率源。
87.烟管类型的船用锅炉不需要包括炉具和用于传送来自布置在炉具内侧的燃烧器的排放气体的从炉具延伸的管。此外，烟管类型的船用锅炉不需要布置成接收来自发动机的排放气体。例如，船用锅炉可布置成接收来自呈燃烧器形式的第一排放气体源的排放气
体，该燃烧器可能可布置在炉具内侧，该炉具继而布置在船用锅炉的容器内侧。参照图1，此类船用锅炉将没有排放气体入口26、下室10、管18、上室14和排放气体出口28。
88.应强调的是，已省略与本发明不相关的细节的描述，并且图只是示意性的且不是根据比例来绘制的。还应说的是，图中的一些比其它更简化。因此，一些构件可在一个图中示出而在另一图中省去。最后，如本文中使用的，前缀“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“水平”、“竖直”等仅用来区别不同的构件，且不造成关于相对定位或定向的要求。

技术特征：
1.一种用于将热量从排放气体(eg1、eg2)传递到呈锅炉水形式的介质以用于在船舶上产生蒸汽的船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)，所述船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)包括容器(8、78)、用于使来自第一排放气体源(4)的排放气体(eg1)接收于所述容器(8、78)中的排放气体入口(26、98)、用于使来自所述第一排放气体源(4)的排放气体(eg1)从所述容器(8、78)排出的第一排放气体出口(28、100)、用于使来自所述第一排放气体源(4)的排放气体(eg1)从所述排放气体入口(26、98)传送到所述第一排放气体出口(28、100)的器件(16、104)、用于使所述介质接收于所述容器(8、78)中的介质入口(38、94)、用于容纳借助于所述排放气体(eg1、eg2)加热之后的所述介质的在所述容器(8、78)内侧的蒸汽空间(s)、用于使所述介质从所述容器(8、78)排出的介质出口(40、96)、用于使所述介质从所述介质入口(38、94)传送到所述介质出口(40、96)的器件(32、92)，以及包括于所述容器(8、78)中的周向壁(42、102)，来自所述第一排放气体源(4)的排放气体(eg1)和所述介质布置在所述周向壁(42、102)内侧以传送，其特征在于还包括电加热器(44)，所述电加热器(44)用于借助于从功率源(52)供应的电力来加热所述介质，所述功率源(52)与所述第一排放气体源(4)分离，所述蒸汽空间(s)布置成容纳借助于所述电加热器(44)加热之后的所述介质。2.根据权利要求1所述的船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)，其中，所述功率源(52)与所述船舶上的任何排放气体源分离。3.根据前述权利要求中任一项所述的船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)，其中，所述功率源(52)与所述船舶分离。4.根据前述权利要求中任一项所述的船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)，其中，所述功率源(52)布置在岸上。5.根据前述权利要求中任一项所述的船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)，其中，所述第一排放气体源(4)包括用于推进所述船舶的发动机(4a)。6.根据前述权利要求中任一项所述的船用锅炉(2、54、56、58、60、68)，其中，用于使排放气体(eg1)从所述排放气体入口(26)传送到所述第一排放气体出口(28)的所述器件(16)包括第一束管(18)，且用于使所述介质从所述介质入口(38)传送到所述介质出口(40)的所述器件(32)包括包围所述第一束管(18)的所述船用锅炉(2、54、56、58、60、68)的所述周向壁(42)。7.根据权利要求1-5中任一项所述的船用锅炉(74)，其中，用于使所述介质从所述介质入口(94)传送到所述介质出口(96)的所述器件(92)包括一个或多个管(86)，且用于使排放气体(eg1)从所述排放气体入口(98)传送到所述第一排放气体出口(100)的所述器件(104)包括包围所述一个或多个管(86)的所述船用锅炉(74)的所述周向壁(102)。8.根据前述权利要求中任一项所述的船用锅炉(56、58)，其中，所述电加热器(44)布置在所述周向壁(42)内侧。9.根据权利要求1-7中任一项所述的船用锅炉(2、54、60、68、74)，其中，所述电加热器(44)布置在容器(46、62、64)中，所述容器(46、62、64)布置在所述周向壁(42、102)外侧，所述容器(46、62、64)与用于使所述介质从所述介质入口(38、94)传送到所述介质出口(40、96)的所述器件(16、104)连通。10.一种操作船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)来将热量从排放气体(eg1、eg2)传递到呈锅炉水形式的介质以用于在船舶上产生蒸汽的方法，包括
使来自第一排放气体源(4)的排放气体(eg1)通过所述船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)的排放气体入口(26、98)接收于容器(8、78)中，使来自所述第一排放气体源(4)的排放气体(eg1)从所述排放气体入口(26、98)传送到所述船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)的第一排放气体出口(28、100)，使来自所述第一排放气体源(4)的排放气体(eg1)通过所述第一排放气体出口(28、100)从所述容器(8、78)排出，使所述介质通过所述船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)的介质入口(38、94)接收于所述容器(8、78)中，使所述介质从所述介质入口(38、94)经由所述船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)的蒸汽空间(s)传送到所述船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)的介质出口(40、96)，所述蒸汽空间(s)布置成容纳借助于所述排放气体(eg1、eg2)加热之后的所述介质，所述船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)包括周向壁(42、102)，所述周向壁(42、102)包括于所述容器(8、78)中，来自所述第一排放气体源(4)的排放气体(eg1)和所述介质布置在所述周向壁(42、102)内侧以传送，其特征在于还包括用来自功率源(52)的电力供应电加热器(44)，所述功率源(52)与所述第一排放气体源(4)分离；借助于所述电加热器(44)加热所述介质；以及使借助于所述电加热器(44)加热之后的所述介质接收于所述蒸汽空间(s)中。11.根据权利要求10所述的方法，包括使所述功率源(52)设置成与所述船舶上的任何排放气体源分离。12.根据权利要求10-11中任一项所述的方法，包括使所述功率源(52)设置在岸上。13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，包括使用于推进所述船舶的发动机(4a)设置为所述第一排放气体源(4)。14.根据权利要求10-13中任一项所述的方法，包括使所述电加热器(44)设置在所述周向壁(42、102)内侧。15.根据权利要求10-13中任一项所述的方法，包括使所述电加热器(44)设置在布置于所述周向壁(42、102)外侧的容器(46、62、64)中，以及使所述容器(46、62、64)设置成与用于使所述介质从所述介质入口(38、94)传送到所述介质出口(40、96)的所述器件(16、104)连通。

技术总结
提供一种用于将热量从排放气体(EG1、EG2)传递到呈锅炉水形式的介质以用于在船舶上产生蒸汽的船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)以及操作此类船用锅炉的方法。船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)包括容器(8、78)、用于接收来自第一排放气体源(4)的排放气体(EG1)的排放气体入口(26、98)、用于排出来自所述第一排放气体源(4)的排放气体(EG1)的第一排放气体出口(28、100)，以及用于使来自第一排放气体源(4)的排放气体(EG1)从所述排放气体入口(26、98)传送到所述第一排放气体出口(28、100)的器件(16、104)。船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)还包括用于接收介质的介质入口(38、94)、用于容纳借助于排放气体(EG1、EG2)加热之后的介质的在所述容器(8、78)内侧的蒸汽空间(S)、用于排出介质的介质出口(40、96)，以及用于使介质从所述介质入口(38、94)传送到所述介质出口(40、96)的器件(32、92)。船用锅炉(2、54、56、58、60、68、74)的特征在于还包括电加热器(44)，其用于借助于从功率源(52)供应的电力来加热所述介质，该功率源(52)与所述第一排放气体源(4)分离，所述蒸汽空间(S)布置成容纳借助于电加热器(44)加热之后的介质。器(44)加热之后的介质。器(44)加热之后的介质。


技术研发人员：郑剑武
受保护的技术使用者：阿法拉伐股份有限公司
技术研发日：2021.09.21
技术公布日：2023/6/26