具有空气预热功能的船用大功率柴油机冷却水系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具有空气预热功能的船用大功率柴油机冷却水系统，包括循环泵、进气中冷换热器、截止阀、三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ和三通阀Ⅲ，缸套冷却水的进水管路分成以下三路：一路依次通过截止阀、中冷换热器与三通阀Ⅱ相连，三通阀Ⅱ第三端与三通阀Ⅲ第三端相连后与冷却水出水管相通。另一路通过循环泵与缸套相连，还有一路与三通阀Ⅲ相连。本发明专利技术不光可以对柴油机进气进行冷却，还不需要增设电加热装置就能对柴油机进气进行加热，从而使大功率船用柴油机进气的温度扩展到低于－10℃，节能效果显著，大大降低了远洋船舶在极地等低温航行区域航行的运输成本。区域航行的运输成本。区域航行的运输成本。

【技术实现步骤摘要】
具有空气预热功能的船用大功率柴油机冷却水系统


[0001]本专利技术涉及一种船用柴油机冷却水系统，特别涉及一种能在极地低温区域运行，且不需要电加热装置预热输入气缸空气的船用大功率柴油机冷却水系统，属于内燃机及海洋装备


技术介绍

[0002]船用大功率柴油机是指功率≥5000kW的船用柴油机。随着造船技术的不断提升和船舶航行线路的不断拓展，更多的船舶在北冰洋和南极的极地低温区域航行。现有的大多数船用发电机组都是大功率增压中冷柴油机，由于中冷原理，此种情况下柴油机中冷系统只能对进气进行冷却。但在低温航行区域航行时，当进气温度很低的情况下，压缩后的进气温度也低，导致柴油机热效率低，一些情况下甚至无法达到柴油的自燃点，从而导致柴油机无法工作。目前，需在极地低温区域航行的船舶需在机舱增设电加热装置，以提高进入机舱空气的温度。这种结构存在以下弊端：1、机舱的进气量远大于柴油机的进气量，机舱进气加热热量大部分未被柴油机利用，存在较大的能耗浪费；2、加热器需耗电，增加整船电网容量。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种具有空气预热功能的船用大功率柴油机冷却水系统，可在极低温环境下直接使用柴油机缸套冷却水对进气进行加热，使船用大功率柴油机在极低的环境温度条件下都能正常运行。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：一种具有空气预热功能的船用大功率柴油机冷却水系统，包括循环泵、进气中冷换热器、截止阀、三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ和三通阀Ⅲ，缸套冷却水的进水管路分成以下三路：一路通过截止阀与中冷换热器的液体介质输入端相连，中冷换热器的液体介质输出端通过连接管路与三通阀Ⅱ第一端相连，三通阀Ⅱ第二端与三通阀Ⅲ第一端相连，三通阀Ⅱ第三端与三通阀Ⅲ第三端相连后与冷却水出水管相通；另一路冷却水的输入端通过循环泵与缸套相连，缸套冷却的输出端与三通阀Ⅰ第一端相连，三通阀Ⅰ第二端的管路连接截止阀与进气中冷换热器液体介质输入端之间的连接管路，三通阀Ⅰ第三端通过连接管路分别与三通阀Ⅱ第二端及三通阀Ⅲ第一端相连；还有一路与三通阀Ⅲ第二端相连。
[0005]本专利技术的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
[0006]进一步的，被增压器压缩后输出的热气流通过进气管通向中冷换热器的气体介质输入端，中冷换热器的气体介质输出端通过出气管分别通向柴油机各气缸。
[0007]进一步的，所述三通阀Ⅰ和三通阀Ⅱ均为气动三通球阀。所述三通阀Ⅲ为融蜡式温控三通阀。
[0008]本专利技术通过2个气动三通球阀和1个融蜡式温控三通阀各端口通断的不同组合方
式和进气中冷换热器的综合作用，除了在正常气温环境下对柴油机进气进行冷却，还可在极低温环境下直接使用柴油机缸套水对柴油机进气进行加热，可使柴油机在正常环境温度和极低环境温度的全天候条件下都能正常运行。本专利技术不光可以对柴油机进气进行冷却，还不需要增设电加热装置就能对柴油机进气进行加热，从而使大功率船用柴油机进气的温度扩展到低于－10℃，节能效果显著，大大降低了远洋船舶在极地等高寒航行区域航行的运输成本。
[0009]本专利技术的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
[0010]图1是船用大功率柴油机冷却水系统简图；图2是正常气温环境下对柴油机进气进行冷却的冷却水流向图；图3是船用大功率柴油机低负荷运行时的冷却水流向图；图4是远洋船舶在极地等极低环境温度高寒航行区域航行时，船用大功率柴油机运行时的冷却水流向图。
具体实施方式
[0011]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0012]如图1所示，本实施例包括循环泵1、中冷换热器2、截止阀3、三通阀Ⅰ4、三通阀Ⅱ5和三通阀Ⅲ6，缸套冷却水的进水管路10分成以下三路：一路通过截止阀3与中冷换热器2的液体介质输入端21相连，中冷换热器的液体介质输出端22通过连接管路与三通阀Ⅱ第一端51相连，三通阀Ⅱ第二端52与三通阀Ⅲ第一端61相连，三通阀Ⅱ第三端53与三通阀Ⅲ第三端63相连后与冷却水出水管20相通。另一路通过循环泵1与缸套冷却水的输入端71相连，缸套冷却水输出端72与三通阀Ⅰ第一端41相连，三通阀Ⅰ第二端42的管路连接截止阀3与液体介质输入端21之间的连接管路，三通阀Ⅰ第三端43通过连接管路分别与三通阀Ⅱ第二端52及三通阀Ⅲ第一端61相连。
[0013]还有一路与三通阀Ⅲ第二端63相连。
[0014]被增压器压缩后输出的热气流通过进气管30通向中冷换热器2的气体介质输入端23，中冷换热器2的气体介质输出端24通过出气管40分别通向柴油机各气缸。
[0015]三通阀Ⅰ4和三通阀Ⅱ5均为气动三通球阀，通过控制器指令改变气动三通球阀的三个端口通断状态；三通阀Ⅲ6为融蜡式温控三通阀，通过水温来控制融蜡式温控三通阀三个端口通断状态，从而达到改变冷却水的流向的目的。截止阀3可电动或手动进行启闭操作。
[0016]图2所示为船舶在正常气温的区域运行，环境温度＞0℃，船用柴油机控制系统检测到工作负荷大于20%。此时进气温度较高，进气经增压器压缩后温度可达200℃左右，需要中冷换热器2进行冷却使温度降到50℃以下。截止阀3和各三通阀开闭状态如下：截止阀3全开，三通阀Ⅰ第一端41与三通阀Ⅰ第三端43相通，三通阀Ⅱ第一端51与三通阀Ⅱ第三端53相通。冷却水从冷却出水管10进入后分成两路，一路通过截止阀3进入中冷换热器2，对增压后空气进行进行冷却，从中冷换热器2的液体介质输出端22输出的冷却水再通过三通阀Ⅱ第
一端51与三通阀Ⅱ第三端53进入冷却水出水管20。另一路通过循环泵1打出的冷却水从缸套冷却水的输入端71进入缸套7内冷却缸套7，缸套冷却水输出端72排出的冷却水通过三通阀Ⅰ第一端41与三通阀Ⅰ第三端43进入三通阀Ⅲ6，三通阀3为温控阀，三通阀Ⅲ第一端61的冷却水进口温度低于60℃时，三通阀Ⅲ第一端61与三通阀Ⅲ第二端62相通，冷却水通过循环泵1再次进入进行柴油机气缸套30冷却形成循环回路。当进口温度高于60℃时，三通阀Ⅲ第一端61与三通阀Ⅲ第三端63通，冷却水进入冷却出水管20排出。图2中一处
×
表示三通阀Ⅰ第二端42和中冷换热器2的液体介质输入端21不通，另一处
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表示液体介质输出端22与三通阀Ⅱ第一端51不通，以及三通阀Ⅲ第二端61与截止阀3亦处于不通状态。如图3所示，船舶在正常区域低负荷运行时，船用柴油机控制系统检测到工作负荷小于于20%，由于增压器效率低且增压压力低，增压后进气温度一般在80℃以下，此时无需对缸套7的进气进行冷却或加热。截止阀3和各三通阀开闭状态如下：截止阀3关闭，三通阀Ⅰ第一端41与三通阀Ⅰ第三端43相通，三通阀Ⅱ第一端51与三通阀Ⅱ第三端53相通。冷却水从冷却水进水管10直接通过循环泵1，进入缸套7对其冷却，缸套7排水后通过三通阀Ⅰ第一端41到三通阀Ⅰ第三端43，再进入三通阀Ⅲ第一端61，根据三通阀Ⅲ第一端61的进口温度来确定是通过三通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有空气预热功能的船用大功率柴油机冷却水系统，其特征在于：包括循环泵、进气中冷换热器、截止阀、三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ和三通阀Ⅲ，缸套冷却水的进水管路分成以下三路：一路通过截止阀与中冷换热器的液体介质输入端相连，中冷换热器的液体介质输出端通过连接管路与三通阀Ⅱ第一端相连，三通阀Ⅱ第二端与三通阀Ⅲ第一端相连，三通阀Ⅱ第三端与三通阀Ⅲ第三端相连后与冷却水出水管相通；另一路通过循环泵与缸套冷却水输入端相连，缸套冷却水输出端与三通阀Ⅰ第一端相连，三通阀Ⅰ第二端的管路连接截止阀与液体介质输入端之间的连接管路，三通阀Ⅰ第三端通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋大伟，丁乐中，李俊鹏，
申请(专利权)人：中船动力有限公司，
类型：发明
国别省市：