一种适用于水下平台的非能动舷外冷却系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于水下平台的非能动舷外冷却系统，涉及水下平台冷却系统领域，包括非能动换热器和淡水循环管路；非能动换热器设置在舷外，竖直布置在耐压壳与轻外壳之间的区域；淡水循环管路设置在舱内；非能动换热器由换热管、第一集水室和第二集水室组成，第一集水室和第二集水室通过接管分别与轻外壳上的进出水口连接，进出水口处安装有滤网；非能动换热器的壳体与第一穿舱件和第二穿舱件相连；淡水循环管路由水箱、淡水泵、冷却用户、阀门和管道连接而成，淡水循环管路的一端连接第一穿舱件，另一端连接第二穿舱件，与非能动换热器构成闭合回路。减少耐压舱内空间的占用，避免海水管道泄漏的风险，降低系统能耗和噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于水下平台的非能动舷外冷却系统
本专利技术涉及水下平台冷却系统领域，尤其是一种适用于水下平台的非能动舷外冷却系统。
技术介绍
水下平台是由各种部件、设备系统或分系统组成的复杂大系统，能够携带多种探测作业设备，可以长周期、全天候地在深海进行海洋科学研究、海洋资源勘探与开采、海洋观测网络建设与运行维护等任务。为了保证水下平台众多的发热设备处于良好的工作状态，需要对动力系统、空调柜机、有害气体综合净化装置等多种设备进行冷却。一种常见的冷却方式是在耐压壳上开设通海口，海水由海水泵引入舱内，在中间换热器内冷却淡水管路中的淡水，再由通海口流出舱外。但是这种冷却方式中海水泵、中间换热器及海水管路等布置于舱内，需要占用大量舱内空间，影响其他设备的布置，而且海水管路存在破损泄露的风险，将影响人员及设备的安全；另外，海水泵的运行噪声及海水的流动噪声会使得冷却系统的噪声较高，同时由于海水管路流向复杂、海水管路流量较大，使得海水泵功耗较大，从而增加系统能耗。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题及技术需求，提出了一种适用于水下平台的非能动舷外冷却系统。本专利技术的技术方案如下：一种适用于水下平台的非能动舷外冷却系统，所述系统包括：非能动换热器和淡水循环管路；所述非能动换热器设置在舷外，竖直布置在耐压壳与轻外壳之间的区域；所述淡水循环管路设置在舱内；所述非能动换热器由换热管、第一集水室和第二集水室组成，所述第一集水室和所述第二集水室分别设置在所述换热管的两侧，所述第一集水室通过接管与所述轻外壳上的进水口连接，所述第二集水室通过接管与所述轻外壳上的出水口连接，所述进水口和所述出水口处安装有滤网；所述非能动换热器的壳体与第一穿舱件和第二穿舱件相连，所述第一穿舱件和所述第二穿舱件用于连接所述耐压壳的壳内与壳外；所述淡水循环管路由水箱、淡水泵、冷却用户、阀门和管道连接而成，所述淡水循环管路的一端连接所述第一穿舱件，另一端连接所述第二穿舱件，与所述非能动换热器构成闭合回路。其进一步的技术方案为：所述非能动换热器为管壳式换热器。其进一步的技术方案为：所述第一集水室和所述第二集水室与所述接管采用流畅的过渡段连接。其进一步的技术方案为：所述淡水循环管路中的阀门包括第一舷侧阀、第二舷侧阀、第一电液球阀、第二电液球阀、温控三通阀、止回阀、水箱截止阀以及设置在冷却用户两侧的截止阀；每个所述冷却用户对应两个截止阀；在所述系统运行时，冷却后的淡水由所述淡水泵送入各个待冷却的用户设备，吸收热量后的淡水汇入输出总管，所述输出总管中的淡水依次经过所述第二电液球阀、所述第二舷侧阀和所述第二穿舱件从上部进入所述非能动换热器的壳侧；淡水通过所述换热管将热量导出到管侧的海水，冷却后的淡水从所述非能动换热器的下部流出，依次经过所述第一穿舱件、所述第一舷侧阀、所述第一电液球阀返回舱内，通过输入总管连接所述淡水泵的入口。其进一步的技术方案为：所述第一舷侧阀和所述第二舷侧阀在所述系统正常运行的条件下常开，在所述非能动换热器故障时关闭。其进一步的技术方案为：所述温控三通阀设置在所述淡水泵的入口前，所述温控三通阀的旁通接口与所述输出总管相连；当所述淡水泵的入口处的温度低于预设阈值时，所述温控三通阀通过调节旁通接口的流量，使得吸收热量后的淡水直接流入所述淡水泵的入口。本专利技术的有益技术效果是：通过将非能动换热器设置在舷外，减少了对耐压舱内空间的占用，另外由于高压海水不会进入耐压舱内，避免了海水管道泄漏的风险，取消了传统的海水系统的海水泵及阀门管道等附件，海水依靠自然循环流动，从而降低了系统的能耗和噪声，系统的海水侧仅有一台非能动换热器和相关管道，取消了海水泵和阀门，使得系统简化，降低了运行维护的要求。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种适用于水下平台的非能动舷外冷却系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。图1是本专利技术实施例提供的一种适用于水下平台的非能动舷外冷却系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：非能动换热器和淡水循环管路。非能动换热器设置在舷外，竖直布置在耐压壳与轻外壳之间的区域，淡水循环管路设置在舱内。非能动换热器由第一集水室1、第二集水室2和换热管3组成，第一集水室1和第二集水室2分别设置在换热管3的两侧，第一集水室1通过接管4与轻外壳上的进水口连接，第二集水室2通过接管4与轻外壳上的出水口连接，进水口和出水口处安装有滤网5，非能动换热器的壳体与第一穿舱件6和第二穿舱件7相连，第一穿舱件6和第二穿舱件7用于连接耐压壳的壳内与壳外。第一穿舱件6位于第二穿舱件7的下方。非能动换热器的壳体内设置有至少一个换热管3。在进水口和出水口处安装滤网5，可以防止杂质进入流道。非能动换热器在运行中，冷却淡水从上至下流过壳程，海水在竖直的管程中，海水与淡水换热之后温度升高、密度变小，与舷外温度较低的海水之间形成密度差，密度差产生的驱动力驱动海水向上流动，形成自然循环。淡水不断地将热量传递给管程中的海水，海水在密度差的作用下不断流动，从进水口进入第一集水室1，通过换热管3进入第二集水室2，然后从出水口排出。淡水循环管路由水箱、淡水泵8、冷却用户、阀门和管道连接而成，淡水循环管路的一端连接第一穿舱件6，另一端连接第二穿舱件7，与非能动换热器构成闭合回路。淡水泵8驱动淡水流过舱内各冷却用户，吸收热量后的淡水通过第二穿舱件7从舷外的非能动换热器的上部进入壳程，将热量传递给海水后流出非能动换热器，从第一穿舱件6返回舱内至淡水泵8的入口，开始下一循环。可选的，非能动换热器为管壳式换热器。可选的，第一集水室1和第二集水室2与接管4采用流畅的过渡段连接。第一集水室1和第二集水室2与接管4采用流畅的过渡段连接，可以减小流动阻力，提高海水自然循环的能力，另外，接管4可以适当扩大管径。可选的，淡水循环管路中的阀门包括第一舷侧阀9、第二舷侧阀10、第一电液球阀11、第二电液球阀12、温控三通阀13、止回阀14、水箱截止阀15以及设置在冷却用户两侧的截止阀，每个冷却用户对应两个截止阀，示例性的，图1中示出了两个冷却用户，其中冷却用户1两侧对应第一截止阀16和第二截止阀17，冷却用户2两侧对应第三截止阀18和第四截止阀19。在系统运行时，冷却后的淡水由淡水泵8送入各个待冷却的用户设备(冷却用户1、冷却用户2等)，吸收热量后的淡水汇入输出总管，输出总管中的淡水依次经过第二电液球阀12、第二舷侧阀10和第二穿舱件7从上部进入非能动换热器的壳侧；淡水通过换热管3将热量导出到管侧的海水，冷却后的淡水从非能动换热器的下部流出，依次经过第一穿舱件6、第一舷侧阀9、第一电液球阀11返回舱内，通过输入总管连接淡水泵8的入口。第一舷侧阀9和第二舷侧阀10在系统正常运行的条件下常开，在非能动换热器故障时关闭。当非能动换热器发生破损泄露等故障，立即关闭第一舷侧阀9和第二舷侧阀10，防止舱外的高压海水进入舱内的淡水管路。可选的，温控三通阀13设置在淡水泵8的入口前，温控三通阀13的旁通接口与输出总管相连。当淡水泵8的入口处的温度低于预设阈值时，温控三通阀13通过调节旁通接口的流量，使得吸收热量后的淡水直接流入淡水泵8的入口。温控三通阀13的旁通接口与输出总管相连，吸收热量后的淡水可以不经过舷外的非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于水下平台的非能动舷外冷却系统，其特征在于，所述系统包括：非能动换热器和淡水循环管路；所述非能动换热器设置在舷外，竖直布置在耐压壳与轻外壳之间的区域；所述淡水循环管路设置在舱内；所述非能动换热器由换热管、第一集水室和第二集水室组成，所述第一集水室和所述第二集水室分别设置在所述换热管的两侧，所述第一集水室通过接管与所述轻外壳上的进水口连接，所述第二集水室通过接管与所述轻外壳上的出水口连接，所述进水口和所述出水口处安装有滤网；所述非能动换热器的壳体与第一穿舱件和第二穿舱件相连，所述第一穿舱件和所述第二穿舱件用于连接所述耐压壳的壳内与壳外；所述淡水循环管路由水箱、淡水泵、冷却用户、阀门和管道连接而成，所述淡水循环管路的一端连接所述第一穿舱件，另一端连接所述第二穿舱件，与所述非能动换热器构成闭合回路。

【技术特征摘要】
1.一种适用于水下平台的非能动舷外冷却系统，其特征在于，所述系统包括：非能动换热器和淡水循环管路；所述非能动换热器设置在舷外，竖直布置在耐压壳与轻外壳之间的区域；所述淡水循环管路设置在舱内；所述非能动换热器由换热管、第一集水室和第二集水室组成，所述第一集水室和所述第二集水室分别设置在所述换热管的两侧，所述第一集水室通过接管与所述轻外壳上的进水口连接，所述第二集水室通过接管与所述轻外壳上的出水口连接，所述进水口和所述出水口处安装有滤网；所述非能动换热器的壳体与第一穿舱件和第二穿舱件相连，所述第一穿舱件和所述第二穿舱件用于连接所述耐压壳的壳内与壳外；所述淡水循环管路由水箱、淡水泵、冷却用户、阀门和管道连接而成，所述淡水循环管路的一端连接所述第一穿舱件，另一端连接所述第二穿舱件，与所述非能动换热器构成闭合回路。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述非能动换热器为管壳式换热器。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一集水室和所述第二集水室与所述接管采用流畅的过渡段连接。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述淡水循...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝潘，夏彬，陈康，肖友军，张万良，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32