CN114030584A - 一种海水和淡水并用的水冷系统及包含其的纯电拖轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海水和淡水并用的水冷系统，包括海水冷却管路以及淡水冷却管路，所述海水冷却管路为开放式管路，包括进水口和出水口，所述进水口与大海相通，所述出水口伸向外部，所述淡水冷却管路为封闭管路，所述海水冷却管路和所述淡水冷却管路均流经冷却器，并且在所述冷却器内进行热交换；所述海水冷却管路流经空调机组，和/或所述淡水冷却管路流经电器设备。本发明还公开了一种纯电拖轮。本发明使用海水冷却淡水，再通过淡水冷却各电气设备，从而实现设备的冷却，淡水对管道和设备的腐蚀轻微，可以不必使用高耐腐蚀的管道，降低成本，也节约维修费用。

Description

一种海水和淡水并用的水冷系统及包含其的纯电拖轮

技术领域

本发明属于船舶技术领域，具体涉及一种海水和淡水并用的水冷系统及包含其的纯电拖轮。

背景技术

船舶安全地在海面上航行离不开内部的设备运转和人员的操控，设备运转一边消耗能源一边又产生大量的热量，如果不及时将设备降温，设备温度一旦超过承受阀值，将引发设备停机，严重威胁着船舶的安全航行。在炎热的夏日，船舶上人员的工作生活也需要将温度降至适合活动的温度，保证对船舶良好操纵。

现有船舶中，一般直接采用海水降温的方式进行降温，将海水抽入管道，依次流经需要降温的设备中，最后将海水重新排入大海，由于海水成分复杂，对管道和设备的腐蚀非常严重，需要采用特制的管道而且需要对设备和管道定期进行检查，一套海水降温管路的成本很高。

发明内容

本发明针对目前的不足，提出一种海水和淡水并用的水冷系统及包含其的纯电拖轮。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种海水和淡水并用的水冷系统，其特征在于，包括海水冷却管路以及淡水冷却管路，所述海水冷却管路为开放式管路，包括进水口和出水口，所述进水口与大海相通，所述出水口伸向外部，所述淡水冷却管路为封闭管路，所述海水冷却管路和所述淡水冷却管路均流经冷却器，并且在所述冷却器内进行热交换。

所述海水冷却管路流经空调机组，和/或所述淡水冷却管路流经电器设备。

优选地，所述海水冷却管路包括海水总管以及从所述海水总管分流出的若干海水支管，所述海水总管上设置海水冷却泵，所述海水支管流经所述冷却器以及空调机组。

优选地，所述淡水冷却管路包括依次首尾相连的循环冷却管、动力管以及设备冷却管；

所述循环冷却管流经所述冷却器；

所述动力管上设置淡水冷却泵；

所述设备冷却管流经电器设备，且所述设备冷却管回水端和所述循环冷却管连接，实现所述淡水冷却管路封闭循环。

优选地，所述淡水冷却管路还包括补水管，所述补水管连接至蓄水箱，所述补水管上设置低温淡水膨胀柜。

优选地，所述设备冷却管回水端还与所述动力管连接，所述动力管、循环冷却管以及设备冷却管交汇于一处，并在该处设置三通温控阀。

优选地，所述三通温控阀设定温度为35℃-40℃。

本发明还公开了一种纯电拖轮，其特征在于：由主甲板分隔为上层空间和下层空间，所述上层空间包括若干上功能仓，所述下层空间包括若干下功能仓、电池仓以及辅设备仓，所述主甲板两侧下方设置隧道，所述海水冷却管道从所述辅设备仓沿着所述隧道延伸至所述电池仓、所述下功能仓以及所述上功能仓。

优选地，所述下功能仓包括舵桨舱、集控室，所述舵桨舱内设置推进机，所述集控室设有直流配电板、集控室空调外机；所述电池仓内设置有若干电池仓空调机，所述海水冷却管路流经所述集控室空调外机、电池仓空调机；所述淡水冷却管流经推进机、直流配电板。

优选地，所述上功能区包括驾驶室、充电设备间，所述充电设备间内设置充电移相变压器，所述驾驶室设置中央空调装置，所述海水冷却管路流经所述中央空调装置；所述淡水冷却管流经充电移相变压器。

优选地，所述电池仓空调机包括电池仓第一空调机、电池仓第二空调机以及电池仓第三空调机；所述集控室空调外机包括集控室第一空调外机、集控室第二空调外机；所述冷却器有两个分别为第一冷却器和第二冷却器；

所述海水冷却管路包括流经所述电池仓第二空调机的第一海水支管、流经所述电池仓第三空调机的第二海水支管、流经所述集控室第一空调外机的第三海水支管、流经所述集控室第二空调外机的第四海水支管、流经所述中央空调装置的第五海水支管、流经所述第一冷却器的第六海水支管、流经所述第二冷却器的第七海水支管、流经所述电池仓第一空调机的第八海水支管；

所述排水口包括第一排水口和第二排水口，所述第一、二、三、四海水支管汇集到所述第一排水口；所述第五、六、七、八海水支管汇集到所述第二排水口；

所述第一、二、三、四、五海水支管由穿设在所述隧道内的管路引出。

上述技术方案可以得到以下有益效果：

1）、该系统使用海水冷却淡水，再通过淡水冷却各电气设备，从而实现设备的冷却，淡水对管道和设备的腐蚀轻微，可以不必使用高耐腐蚀的管道，降低成本，也节约维修费用。

2）、该系统中的海水冷却管路为开放式冷却，而淡水冷却管路为闭式冷却，利用取之不尽的海水来冷却有限的循环淡水。

3）、将温控阀放置在淡水冷却管路中，通过内部伺服机构调节水量，从而实现系统的恒温。

4）、在纯电拖轮中，冷却系统从辅设备仓出发，冷却管路延伸到主甲板上下功能仓，对功能仓中的电器设备和空凋设备进行冷却，管路延伸过程中使用管道隧道的形式实现，将管路放置在隧道中，而不与其他设备碰撞，管道隧道设置在主甲板两侧下方，不占用其他设备布置空间，整体结构紧凑。

附图说明

图1是海水冷却管路的示意图。

图2是淡水冷却管路的示意图。

图中：

1、进水口，2、海水总管，21、海水冷却泵，3、第一海水支管，31、电池仓第二空调机，4、第二海水支管，41、电池仓第三空调机，5、第三海水支管，51、集控室第一空调外机，6、第四海水支管，61、集控室第二空调外机，7、第五海水支管，71、中央空调装置，8、第六海水支管，81、第一冷却器，9、第七海水支管，91、第二冷却器，10、第八海水支管，101、电池仓第一空调机，111、第一排水口，12、循环冷却管，13、动力管，131、淡水冷却泵，14、设备冷却管，141、充电移相变压器，142、直流配电板，143、推进机，15、补水管，151、低温淡水膨胀柜，152、浮子阀，16、三通温控阀，A、辅设备仓，B、电池仓，C、集控室，D、充电设备间，E、舵桨舱，F、驾驶室，Z、主甲板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

实施例1

如图1-2所示，本发明公开了一种综合运用海水冷却和淡水冷却的水冷系统，包括海水冷却管路以及淡水冷却管路，海水冷却管路为开放式管路，包括进水口1和出水口111、112，进水口1与大海相通，出水口111、112伸向外部，淡水冷却管路为封闭管路，海水冷却管路和淡水冷却管路均流经冷却器81、91，并且在冷却器内进行热交换。以取之不尽的海水来冷却有限的淡水，再以淡水进行不耐腐蚀的部分设备的冷却，同时，海水进行耐腐蚀设备的降温冷却，达到高效降温、节能环保的目的。

海水冷却管路流经空调机组，空凋机组为耐腐蚀设备，可直接采用海水冷却。淡水冷却管路流经电器设备，电器设备为不耐腐蚀设备，而且不易于检修，采用淡水冷却管路冷却，可减少检修次数。

海水冷却管路包括海水总管2以及从海水总管2分流出的若干海水支管，海水总管2上设置海水冷却泵21，海水支管流经冷却器81、91以及空调机组。海水冷却泵21将海水从进水口1泵送到海水冷却管路各处，其中，海水进入冷却器81、91和淡水进行热交换，带走淡水中的热量，最后由出水口排出海水冷却管路；海水进入空调机组，直接对空调机组进行降温。

在本实施例中，海水进水口1设有两个，海水冷却泵21也设置两个，一备一用，也可以在压力较低时同时开启，保证海水冷却管路内的水压。

淡水冷却管路包括依次首尾相连的循环冷却管12、动力管13以及设备冷却管14。

同上文所述一致地，循环冷却管12流经冷却器81、91，和海水冷却管路进行热量交换，流出冷却器81、91的淡水温度较低，动力管13上设置淡水冷却泵131，低温淡水被泵送至动力管13，随后进入设备冷却管14，设备冷却管14流经电器设备，且设备冷却管回水端和循环冷却管12连接，实现淡水冷却管路封闭循环。

淡水冷却泵131也设置两个，一备一用，一个损坏时，另一个可马上投入使用。

淡水冷却管路还包括补水管15，补水管15连接至蓄水箱，补水管15上设置低温淡水膨胀柜151。在淡水循环过程中，会产生一定的蒸发和其他损耗，补水管15可以进行及时补充，低温淡水膨胀柜151的进水口处连接浮子阀152，能及时向柜内补充低温淡水。

设备冷却管回水端还与动力管13连接，动力管13、循环冷却管12以及设备冷却管14交汇于一处，并在该处设置三通温控阀16，较高温的设备冷却管14、较低温循环冷却管12中和温度后，流入动力管13。三通温控调节阀16对动力管13的温度进行检测，保证淡水温度在设定范围内，本实施例中三通温控阀16设定温度为35℃-40℃。如果超过该温度，则增大循环冷却管12流量，如果低于该温度，则增大设备冷却管14回水端的流量，始终保持水温在合适范围内，进一步保证冷却的可靠性。

实施例2

继续参考图1-2，在实施例1的基础上，本发明还公开了一种纯电拖轮，由主甲板Z分隔为上层空间和下层空间，上层空间包括若干上功能仓，下层空间包括若干下功能仓、电池仓B以及辅设备仓A，主甲板Z两侧下方设置隧道，水冷系统的海水冷却泵21和淡水冷却泵131均设置在辅设备舱A内，海水冷却管道以及淡水冷却管道从辅设备仓A沿着隧道延伸至电池仓B、下功能仓以及上功能仓。拖轮的整体结构紧凑，不占用多余的空间。

下功能仓包括舵桨舱E、集控室C，舵桨舱E内设置推进机143，集控室设有直流配电板142、集控室空调外机；电池仓B内设置有若干电池仓空调机，海水冷却管路流经集控室空调外机、电池仓空调机；淡水冷却管流经推进机143、直流配电板142。

上功能区包括驾驶室F、充电设备间D，充电设备间D内设置充电移相变压器141，驾驶室F设置中央空调装置71，海水冷却管路流经中央空调装置71；淡水冷却管流经充电移相变压器141。

同一舱室会同时设置海水冷却和淡水冷却，根据装置的耐腐蚀情况实行有针对性的冷却方案，高效安全。

在本发明中，该拖轮采用纯电驱动，相应地设置电池舱B，为了防止电池仓发热，单独设置了电池仓空调机。电池仓空调机包括电池仓第一空调机101、电池仓第二空调机31以及电池仓第三空调机41；集控室空调外机包括集控室第一空调外机51、集控室第二空调外机61；冷却器有两个分别为第一冷却器81和第二冷却器91。船舶上设置各种作用不同、位置不同的空调机组。

海水冷却管路包括流经电池仓第二空调机31的第一海水支管3、流经电池仓第三空调机42的第二海水支管4、流经集控室第一空调外机51的第三海水支管5、流经集控室第二空调外机61的第四海水支管6、流经中央空调装置71的第五海水支管7、流经第一冷却器81的第六海水支管8、流经第二冷却器91的第七海水支管9、流经电池仓第一空调机101的第八海水支管10；

海水冷却管路排水口包括第一排水口111和第二排水口112，第一、二、三、四海水支管汇集到第一排水口；第五、六、七、八海水支管汇集到第二排水口；将多根支管的排水口均匀地分散到两处进行排水，保证排水效果。

根据管道穿设的难易程度，第一、二、三、四、五海水支管由穿设在隧道内的管路引出，第八海水支路穿过舱壁延伸到电池仓第一空调机，海水冷却泵和冷却器均在辅设备仓内，第六、七海水支路仅在辅设备仓A内延伸，管道距离短，能量消耗少，有利于设备排布。

以上所述均为本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的原理前提下，对本发明的各种等价形式的修改均属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种海水和淡水并用的水冷系统，其特征在于：包括海水冷却管路以及淡水冷却管路，所述海水冷却管路为开放式管路，包括进水口和出水口，所述进水口与大海相通，所述出水口伸向外部，所述淡水冷却管路为封闭管路，所述海水冷却管路和所述淡水冷却管路均流经冷却器，并且在所述冷却器内进行热交换；所述海水冷却管路流经空调机组，和/或所述淡水冷却管路流经电器设备。

2.根据权利要求1所述的一种海水和淡水并用的水冷系统，其特征在于：所述海水冷却管路包括海水总管以及从所述海水总管分流出的若干海水支管，所述海水总管上设置海水冷却泵，所述海水支管流经所述冷却器以及空调机组。

3.根据权利要求2所述的一种海水和淡水并用的水冷系统，其特征在于：所述淡水冷却管路包括依次首尾相连的循环冷却管、动力管以及设备冷却管；

所述循环冷却管流经所述冷却器；

所述动力管上设置淡水冷却泵；

所述设备冷却管流经电器设备，且所述设备冷却管回水端和所述循环冷却管连接，实现所述淡水冷却管路封闭循环。

4.根据权利要求3所述的一种海水和淡水并用的水冷系统，其特征在于：所述淡水冷却管路还包括补水管，所述补水管连接至蓄水箱，所述补水管上设置低温淡水膨胀柜。

5.根据权利要求3所述的一种海水和淡水并用的水冷系统，其特征在于：所述设备冷却管回水端还与所述动力管连接，所述动力管、循环冷却管以及设备冷却管交汇于一处，并在该处设置三通温控阀。

6.根据权利要求5所述的一种海水和淡水并用的水冷系统，其特征在于：所述三通温控阀设定温度为35℃-40℃。

7.一种纯电拖轮，其特征在于：由主甲板分隔为上层空间和下层空间，所述上层空间包括若干上功能仓，所述下层空间包括若干下功能仓、电池仓以及辅设备仓，所述主甲板两侧下方设置隧道，所述海水冷却管道从所述辅设备仓沿着所述隧道延伸至所述电池仓、所述下功能仓以及所述上功能仓。

8.根据权利要求7所述的一种纯电拖轮，其特征在于：所述下功能仓包括舵桨舱、集控室，所述舵桨舱内设置推进机，所述集控室设有直流配电板、集控室空调外机；所述电池仓内设置有若干电池仓空调机，所述海水冷却管路流经所述集控室空调外机、电池仓空调机；所述淡水冷却管流经推进机、直流配电板。

9.根据权利要求7或8所述的一种纯电拖轮，其特征在于：所述上功能区包括驾驶室、充电设备间，所述充电设备间内设置充电移相变压器，所述驾驶室设置中央空调装置，所述海水冷却管路流经所述中央空调装置；所述淡水冷却管流经充电移相变压器。

10.根据权利要求9所述的一种纯电拖轮，其特征在于：所述电池仓空调机包括电池仓第一空调机、电池仓第二空调机以及电池仓第三空调机；所述集控室空调外机包括集控室第一空调外机、集控室第二空调外机；所述冷却器有两个分别为第一冷却器和第二冷却器；

所述海水冷却管路包括流经所述电池仓第二空调机的第一海水支管、流经所述电池仓第三空调机的第二海水支管、流经所述集控室第一空调外机的第三海水支管、流经所述集控室第二空调外机的第四海水支管、流经所述中央空调装置的第五海水支管、流经所述第一冷却器的第六海水支管、流经所述第二冷却器的第七海水支管、流经所述电池仓第一空调机的第八海水支管；

所述排水口包括第一排水口和第二排水口，所述第一、二、三、四海水支管汇集到所述第一排水口；所述第五、六、七、八海水支管汇集到所述第二排水口；

所述第一、二、三、四、五海水支管由穿设在所述隧道内的管路引出。

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