CN111959733B - 具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统及船舶 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能源动力系统领域，提供一种具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统及船舶。其包括进水口、出水口、海水泵及换热器，换热器安装于进水口与出水口之间，海水泵安装于换热器与进水口之间的连通管路，还包括推进支路，推进支路上安装有支路阀，推进支路的一端与海水泵相连，推进支路的另一端与出水口相连。本发明提供的具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统及船舶，在进出港等极低速航行工况下，船舶需要辅助推进功能，此时海水泵以额定功率运行，在保证换热器冷却水量的前提下，开启推进支路上的支路阀，从进水口进入的其他海水经推进支路从出水口排出，从而实现喷水推进功能，无需额外增加机电系统即可实现船舶的辅助推进功能。

Description

具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统及船舶
技术领域
本发明涉及能源动力系统技术领域，尤其涉及一种具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统及船舶。
背景技术
船舶常用的推进方式主要有两种：螺旋桨推进和喷水推进。其中，螺旋桨推进的可靠性依赖于轴系，但其轴系传动设备多，跨度长，一旦出现故障将导致整个船舶失稳乃至动力丧失；螺旋桨推进机械振动腔，容易出现磨损；低速航向时船舶的可操作性差。喷水推进通过船体内置的水泵进行推进，在低航速下推进效率低，水流在管道内和进水口处存在能量损失。
为了实现船舶低航速下的辅助推进功能，目前常用的方式是采用轮缘驱动辅助推进装置。轮缘驱动辅助推进装置利用可360°回转的推进器，实现船舶低航速下的推进和操纵。用时通过布放机构伸出，实现辅助推进和航向调整；不用时可利用回收机构收回到船内。但该轮缘驱动辅助推进装置需要独立布置一套复杂的机电系统，成本高且占用较大布置空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统及船舶，用以解决现有的船舶推进装置低航速下推进效果差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统，包括进水口、出水口、海水泵及换热器，所述换热器安装于所述进水口与所述出水口之间，所述海水泵安装于所述换热器与所述进水口之间的连通管路，还包括推进支路，所述推进支路上安装有支路阀，所述推进支路的一端与所述海水泵相连，所述推进支路的另一端与所述出水口相连。
其中，所述出水口为矢量喷口。
其中，所述进水口的口径沿海水的流动方向逐渐较小。
其中，所述推进支路与所述换热器并行设置。
其中，所述推进支路集成于所述换热器的内部。
其中，所述支路阀安装在所述推进支路的端部并位于所述换热器内。
其中，所述换热器的外壳的中轴线与所述推进支路的中轴线同轴设置。
除此之外，本发明实施例还提供一种船舶，包括如上所述的具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统。
本发明提供的具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统及船舶，在进出港等极低速航行工况下，船舶需要辅助推进功能，此时海水泵以额定功率运行，在保证换热器冷却水量的前提下，开启推进支路上的支路阀，从进水口进入的其他海水经推进支路从出水口排出，从而实现喷水推进功能，无需额外增加机电系统即可实现船舶的辅助推进功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统的结构示意图；
图2为本发明另一实施例换热器的结构示意图；
图3为图2所示的换热器的A-A剖视图。
图中：1、进水口；2、出水口；3、海水泵；4、换热器；41、换热管；5、推进支路；51、支路阀；6、舰侧阀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”的方向均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明实施例具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统的结构示意图。如图1所示，该船舶通海冷却系统包括进水口1、出水口2、海水泵3、换热器4及推进支路5。换热器4安装在进水口1与出水口2之间，海水泵3安装于换热器4与进水口1之间的连通管路上。推进支路5上安装有支路阀51，推进支路5的进水端与海水泵3相连，推进支路5的出水端与出水口2相连。
本发明实施例提供的具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统，利用原有船舶冷却系统，无需增加复杂的机电设备，通过低航速下海水泵3的剩余功率推进船舶。具体地，船舶在低航速下运行时，通海冷却系统的热负荷比较低，此时海水泵3处于低功率运行状态即可满足需求，当海水泵3仍以额定功率运行时，在保证换热器4的冷却水量的前提下，开启推进支路5上的支路阀51，从进水口1进入的其他海水经推进支路5从出水口2排出，从而实现喷水推进功能。该船舶通海冷却系统，借助推进支路5减少流体阻力，增大海水流量，无需额外增加机电系统即可实现船舶的辅助推进功能。
在上述实施例的基础上，该具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统的出水口2为矢量喷口。借助矢量喷口实现推力的矢量化，提高船舶通海冷却系统的喷水推进效能。
另外，该具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统的进水口1口径沿海水的流动方向逐渐减小，由此，提高海水的进水量，同时还能减小进水口1处的海水能量损失，为提供更好的推进力创造条件。
在上述任一项实施例的基础上，如图1所示，推进支路5与换热器4并行设置。进水口1和海水泵3之间以及换热器4与出水口2之间分别安装有舰侧阀6，推进支路5的一端与海水泵3的出水口相连，另一端与出水口2处的舰侧阀6相连。也即推进支路5与换热器4并联设置在海水泵3与出水口2之间。
在另一实施例中，为了减小新增推进支路5占用的孔径和布设难度，将推进支路5集成于换热器4的内部。图2为本发明另一实施例换热器的结构示意图，如图2所示，推进支路5进水端设置的支路阀51同样位于换热器4的内部，换热管41布设在推进支路5的周围。使用时，进入换热器4内的海水一部分进入换热管41内，另一部分进入推进支路5。支路阀51在需要的时候开启，其他情况下关闭。本发明实施例提供的具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统，无需增设新的管路系统，经估算，若原换热器的直径为D，推进支路5的需求通径为d，在保证相同换热面积的前提下，改进后的换热器直径增大为
Figure BDA0002612052490000051
即可满足推进支路5的集成布置，对原船舶通海冷却系统的总体布置影响较小。比如，原换热器的直接为1m，推进支路5的需求通径为0.4m，在保证换热面积相同的前提下，改进后的换热器直径为1.044m，换热器的直径仅增大了4.4％。由此，仅通过略微增大换热器的尺寸即可实现系统布设，无需额外增设推进支路5，便于系统布置。
图3为图2所示的换热器的A-A剖视图，如图3所示，推进支路5位于换热器4的中心，推进支路5的中轴线与换热器4外壳的中轴线重合，换热器4内的换热管41均匀布设在推进支路5的外围。
本发明实施例还提供了一种船舶，使用如上所述的具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统，借由船舶通海冷却系统为船体提供推进力。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统，包括进水口、出水口、海水泵及换热器，所述换热器安装于所述进水口与所述出水口之间，所述海水泵安装于所述换热器与所述进水口之间的连通管路，其特征在于，还包括推进支路，所述推进支路上安装有支路阀，所述推进支路的一端与所述海水泵相连，所述推进支路的另一端与所述出水口相连；所述推进支路与所述换热器并行设置；
所述推进支路集成于所述换热器的内部；所述支路阀安装在所述推进支路的端部并位于所述换热器内；所述换热器的换热管布设于所述推进支路的周围；在保证所述换热器与未集成所述推进支路时具有相同换热面积的前提下，所述换热器的直径为
Figure FDA0003300982690000011
其中，D为未集成所述推进支路时满足散热条件的换热器直径，d为所述推进支路的需求通径。
2.根据权利要求1所述的具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统，其特征在于，所述出水口为矢量喷口。
3.根据权利要求1所述的具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统，其特征在于，所述进水口的口径沿海水的流动方向逐渐较小。
4.根据权利要求1所述的具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统，其特征在于，所述换热器的外壳的中轴线与所述推进支路的中轴线同轴设置。
5.一种船舶，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的具有辅助推进功能的船舶通海冷却系统。
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