随着原油价格的上涨，燃料消耗占船舶营运成本的比例也随之增高，同时为了缓解温室效应，降低CO2的排放量，海上环境保护委员会会议制定并且通过了有关EEDI的决议，节能减排已经成为我国船舶行业发展的必然趋势。　　通过对国内外船舶动力系统余热利用发展现状的分析研究可知，在船舶主机后加装余热回收系统，能够有效地减少柴油机因排气和冷却损失的能量，提高整体能量的利用率。本文从柴油机迪塞尔循环、蒸汽轮机郎肯循环原理的角度出发，分别阐述了两个循环的运行特点，得出了柴油机-蒸汽轮机联合循环的热效率要优于两个循环单独运行的分别从余热锅炉、蒸汽轮机的参数的匹配来研究余热系统蒸汽发电单元，对余热蒸汽发电单元方案的选配具有深刻的指导意义。　　本文针对以MAN公司生产的6S50ME-C8.2型柴油机为主机的余热回收系统，根据传热学、工程热力学的相关知识，将大系统简化为余热蒸汽发电单元，并提出两种方案，分别为双压方案（即余热锅炉产生高压过热蒸汽与低压饱和蒸汽）单压方案（即余热锅炉只产生低压饱和蒸汽），并详细阐述了两种方案的工作原理，以及系统的给水方式以及预热方式。对蒸汽发电单元的方案匹配提供了理论依据。　　本文通过针对蒸汽发电单元提出的两种方案对余热锅炉展开设计计算，阐述了余热锅炉各主要参数的确定，以及基本的热力计算理论，计算得出了单双压下余热锅炉的热力、烟气阻力、汽水阻力的参数汇总，并根据这些参数确定了两种方案下余热锅炉各受热面的管束布置图，进而得出两种方案下余热锅炉的本体结构剖面图，余热锅炉的方案设计计算是计算蒸汽轮机性能的关键。　　本文针对单双压方案下余热锅炉的设计计算对蒸汽轮机展开热力计算，在双压产汽方案下，提出汽轮机两种通流结构的布置；在单压产汽方案下提出一种通流结构的布置，并对两种通流结构展开热力计算，最后对蒸汽轮机三种通流结构做功能力进行了对比分析。　　本文针对单双压产汽方案下的余热锅炉、蒸汽轮机设计工况的热力计算，考虑到船舶在航行过程中一般会偏离设计值，即船舶主机是变工况运行，所以根据船舶主机变工况参数分别对余热锅炉、蒸汽轮机变工况展开计算，并针对蒸汽轮机两种配汽方案发电功率及经济性进行对比，对船舶动力系统余热蒸汽发电单元实际运行有关键作用。