CN114537634B - 一种冰区航行船舶专用淡水制取系统及操控方法 - Google Patents

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Abstract

一种冰区航行船舶专用淡水制取系统，包括冰水舱和板式换热器，板式换热器上设置有四个接口，一侧柴油机，另一侧连接冰水舱；第三管路通过分支管路连接温水缓冲舱，分支管路上安装淡水进温水缓冲舱控制阀，分支管路还通过淡水排舷控制阀连接排舷侧；温水缓冲舱的一侧通过第五管路与冰水舱连接，第五管路上依次串联有温水循环泵进口阀、温水循环泵和温水循环泵出口阀，温水缓冲舱的另一侧通过第六管路与用水点连通，第六管路上依次串联有生活水泵进口阀、生活水泵和淡水处理装置，用于在节能减排的前提下解决冰区航行船舶淡水制取及使用问题，并提供了有效的操控方法，为船上人员生产生活提供保障。

Description

一种冰区航行船舶专用淡水制取系统及操控方法
技术领域
本发明涉及船舶操控系统技术领域，尤其是一种冰区航行船舶专用淡水制取系统及操控方法。
背景技术
船舶在远洋航行时，船上船员和工作人员生活会消耗大量淡水。淡水舱储存的淡水不足以支撑船舶自持力期间的淡水需求。往往在航行时启动海水淡化装置，补充大量的淡水。
海水淡化装置产生的淡水虽然满足国家淡水标准的基本要求，但是制取过程中消耗大量的电能，而且单位时间内产生的淡水不多，需要长时间运行才能满足船上人员的生产生活需要。同时海水淡化装置产生的淡水温度较低，使用时需要进行加热，二次消耗能量。
船舶在冰区航行时，外界空气温度极低，海水会排析出盐分而结冰，这些冰中含有极少量的盐分，对于远洋的船舶来说是很好的淡水资源。这些冰块经过处理之后，可以供船上人员生产生活用，极大的提高了船舶的自持力，同时也大大解决船上人员的用水问题。
船舶远洋航行会消耗大量的燃油，船舶在航行时所有的能量来源都是燃油舱储存的燃油，船舶航行需要柴油机提供的动力以及电能，运行中的柴油机会通过冷却系统向外界大量散热，这些热量如果直接排出舷侧，会造成极大的浪费。
现在技术中的船舶建造都积极响应的节能减排号召，如何在节能减排的情况下，使用船舶外部冰块，通过自动控制向船舶提供淡水资源，是船舶设计时需要解决的问题。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种冰区航行船舶专用淡水制取系统及操控方法，从而可以用于在节能减排的前提下解决冰区航行船舶淡水制取及使用问题，并提供了有效的操控方法，为船上人员生产生活提供保障。
本发明所采用的技术方案如下：
一种冰区航行船舶专用淡水制取系统，包括冰水舱和板式换热器，所述板式换热器上设置有四个接口，一侧的两个接口分别连接第一管路和第二管路，所述第一管路分支成两路，并分别通过一号柴油机外界冷却水出机阀和二号柴油机外界冷却水出机阀与一号柴油机和二号柴油机连接，第二管路分支成两路，并分别通过一号柴油机外界冷却水进机阀和二号柴油机外界冷却水进机阀与一号柴油机和二号柴油机连接，所述板式换热器另一侧的两个接口分别连接第三管路和第四管路，第三管路上安装淡水回冰水舱控制阀，并直接与冰水舱上部连通，第四管路与冰水舱的底部连通，并在第四管路上串联有淡水冷却泵和淡水冷却泵进口阀；所述第三管路通过分支管路连接温水缓冲舱，所述分支管路上安装淡水进温水缓冲舱控制阀，所述分支管路还通过淡水排舷控制阀连接排舷侧；所述温水缓冲舱的一侧通过第五管路与冰水舱连接，所述第五管路上依次串联有温水循环泵进口阀、温水循环泵和温水循环泵出口阀，所述温水缓冲舱的另一侧通过第六管路与用水点连通，所述第六管路上依次串联有生活水泵进口阀、生活水泵和淡水处理装置。
其进一步技术方案在于：
所述冰水舱为船上结构舱室，冰水舱的顶面设置有舱口盖，所述冰水舱内部放入淡水、浮冰和碎冰。
所述冰水舱下方安装有液位计，所述液位计的安装高度高于淡水冷却泵的吸入管口。
所述淡水回冰水舱控制阀和板式换热器之间的第三管路上安装有盐度控制器和一号温度控制器。
所述温水缓冲舱上安装有液位控制器和二号温度控制器。
所述温水缓冲舱安装于船舶的底层，温水缓冲舱的外部包裹有保温材料。
所述用水点包括船上各处的洗手池、淋浴头、甲板冲洗、马桶冲洗、厨房用水。
所述淡水冷却泵进口阀和生活水泵进口阀均采用截止阀。
一种冰区航行船舶专用淡水制取系统的操控方法，包括如下操作步骤：
船舶在航行到海面结冰区域时，船员打开冰水舱的舱口盖，从船外获取大量冰块后投放到冰水舱，同时冰水舱注入淡水，使得冰块与水形成冰水，有利于冰块融化；
船舶航行时，推进柴油机或发电柴油机始终保持运行，柴油机内部滑油管道随即建立稳定压力，稳定压力用来控制相关阀件，完成冷却水系统的接入转换；
船舶航行需要的一号柴油机正常运行，一号柴油机内部滑油建立恒定压力，恒定压力达到控制一号柴油机外界冷却水出机阀和一号柴油机外界冷却水进机阀的开启阈值，一号柴油机外界冷却水出机阀、一号柴油机外界冷却水进机阀打开，柴油机高温冷却水通过一号柴油机外界冷却水出机阀进入板式换热器中，同时淡水冷却泵运行，将冰水舱内淡水泵送到板式换热器，柴油机高温冷却水和冰水舱内淡水在板式换热器中充分换热后，高温冷却水降温后通过一号柴油机外界冷却水进机阀回到一号柴油机内，板式换热器中淡水温度升高，通过淡水出口侧输出板式换热器；
二号柴油机启动投入工作，二号柴油机得到启动指令并正常启动，二号柴油机内部滑油建立恒定压力，恒定压力达到控制二号柴油机外界冷却水出机阀、二号柴油机外界冷却水进机阀的开启阈值，二号柴油机外界冷却水出机阀、二号柴油机外界冷却水进机阀开启，二号柴油机的冷却水和一号柴油机的高温冷却水共同进入板式换热器，与冰水舱内的淡水进行换热，换热后的高温冷却水温度降低，分别通过一号柴油机外界冷却水进机阀、二号柴油机外界冷却水进机阀回至一号柴油机和二号柴油机中；
根据淡水温度和盐度，合适的淡水进入温水缓冲舱待使用；
通过分支管路，换热后进入温水缓冲舱，温水缓冲舱中的淡水经过板式换热器中柴油机高温淡水的加热以及盐度计的探测，已经转换为纯净淡水，船上人员在各用水点开启水龙头用水时，生活水泵自动启动，将温水缓冲舱中淡水通过淡水处理装置的处理后输送至用水点。
在板式换热器内与柴油机高温冷却水换热后的淡水温度升高，一号温度控制器和盐度控制器探测淡水温度和盐度；
当淡水盐度高于规定值时，淡水回冰水舱控制阀、淡水进温水缓冲舱控制阀关闭，淡水排舷控制阀开启，此时淡水排出舷侧；
当淡水盐度低于规定值，同时淡水温度低于设定温度时，淡水排舷控制阀、淡水进温水缓冲舱控制阀关闭，淡水回冰水舱控制阀开启，淡水回至冰水舱，冰水舱在回水的不断加热下，冰块迅速融化，快速获得淡水；
当淡水盐度低于规定值，同时淡水温度高于设定温度时，淡水排舷控制阀、淡水回冰水舱控制阀关闭，淡水进温水缓冲舱控制阀开启，淡水输送至温水缓冲舱，并在温水缓冲舱内储存；
当温水缓冲舱中液位控制器探测到液位较高接近满舱时，淡水进温水缓冲舱控制阀关闭，淡水回冰水舱控制阀开启，将多余的淡水导回至冰水舱。
本发明的有益效果如下：
本发明整体系统布置紧凑、合理，操作方便，用于在节能减排的前提下解决冰区航行船舶淡水制取及使用问题，并提供了有效的操控方法，为船上人员生产生活提供保障。船舶航行时，推进柴油机或发电柴油机始终保持运行，内部滑油管道随即建立稳定压力，该稳定压力可用来控制相关阀件，完成冷却水的出机与进机控制。船上设置冰水舱，在淡水冷却泵的泵送下充分利用柴油机运行时产生的高温，在板式换热器中换热后回流至冰水舱，对冰水舱不断加热，加速冰块融化。同时板式换热器出来的适温淡水经盐度计和温度计探测信号的控制，通过管系中控制阀的导向流至温水缓冲舱中储存。温水缓冲舱中的淡水经过板式换热器中柴油机高温淡水的加热以及盐度计的探测，已经时温度较高的较为纯净淡水。船上人员在各用水点开启水龙头用水时，生活水泵自动启动，将温水缓冲舱中淡水通过淡水处理装置的处理后输送至用水点。
本发明还具备如下优点：
(1)就地取材，充分利用冰区冰块盐度很少的特点，进行冰块融化制取淡水。
(2)制取效率高，通过与柴油机不断换热，对冰水舱进行加热，快速溶解冰块。
(3)绿色减排，充分利用船舶航行时柴油机运行时的散热进行淡水制取，不过多消耗船上能源。
(4)淡水制取过程中可提供适温淡水供船上人员使用，便捷高效。
(5)充分利用船上设备，不需要过多的额外设备，适用性高，实用性较强。
(6)各控制阀在工作期间均为自动控制，减少船员操作，降低操作失误。
(7)创新性使用柴油机滑油压力作为相关阀件的控制源，有效可靠解决了柴油机冷却水的进出机同步问题。
本发明主要涉及的是冰区航行船舶，属于船舶系统领域，特别涉及船舶淡水制取和使用，以及操控方法，本发明可以保证船舶在冰区航行时有足够的温度适宜的淡水供给船员生活使用，同时保证柴油机获得良好的冷却效果，保障船舶安全。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1、冰水舱；2、舱口盖；3、浮冰；4、碎冰；5、淡水；6、液位计；7、第三管路；8、淡水回冰水舱控制阀；9、盐度控制器；10、一号温度控制器；11、板式换热器；12、第一管路；13、第二管路；14、一号柴油机外界冷却水出机阀；15、一号柴油机；16、一号柴油机外界冷却水进机阀；17、二号柴油机外界冷却水出机阀；18、二号柴油机外界冷却水进机阀；19、二号柴油机；20、用水点；21、淡水处理装置；22、第六管路；23、生活水泵；24、生活水泵进口阀；25、液位控制器；26、二号温度控制器；27、温水缓冲舱；28、淡水冷却泵；29、淡水冷却泵进口阀；30、温水循环泵进口阀；31、温水循环泵；32、温水循环泵出口阀；33、第五管路；34、第四管路；35、分支管路；36、淡水进温水缓冲舱控制阀；37、淡水排舷控制阀；38、排舷侧。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本实施例的冰区航行船舶专用淡水制取系统，包括冰水舱1和板式换热器11，板式换热器11上设置有四个接口，一侧的两个接口分别连接第一管路12和第二管路13，第一管路12分支成两路，并分别通过一号柴油机外界冷却水出机阀14和二号柴油机外界冷却水出机阀17与一号柴油机15和二号柴油机19连接，第二管路13分支成两路，并分别通过一号柴油机外界冷却水进机阀16和二号柴油机外界冷却水进机阀18与一号柴油机15和二号柴油机19连接，板式换热器11另一侧的两个接口分别连接第三管路7和第四管路34，第三管路7上安装淡水回冰水舱控制阀8，并直接与冰水舱1上部连通，第四管路34与冰水舱1的底部连通，并在第四管路34上串联有淡水冷却泵28和淡水冷却泵进口阀29；第三管路7通过分支管路35连接温水缓冲舱27，分支管路35上安装淡水进温水缓冲舱控制阀36，分支管路35还通过淡水排舷控制阀37连接排舷侧38；温水缓冲舱27的一侧通过第五管路33与冰水舱1连接，第五管路33上依次串联有温水循环泵进口阀30、温水循环泵31和温水循环泵出口阀32，温水缓冲舱27的另一侧通过第六管路22与用水点20连通，第六管路22上依次串联有生活水泵进口阀24、生活水泵23和淡水处理装置21。
冰水舱1为船上结构舱室，冰水舱1的顶面设置有舱口盖2，冰水舱1内部放入淡水5、浮冰3和碎冰4。
冰水舱1下方安装有液位计6，液位计6的安装高度高于淡水冷却泵28的吸入管口。
淡水回冰水舱控制阀8和板式换热器11之间的第三管路7上安装有盐度控制器9和一号温度控制器10。
温水缓冲舱27上安装有液位控制器25和二号温度控制器26。
温水缓冲舱27安装于船舶的底层，温水缓冲舱27的外部包裹有保温材料。
用水点20包括船上各处的洗手池、淋浴头、甲板冲洗、马桶冲洗、厨房用水。
淡水冷却泵进口阀29和生活水泵进口阀24均采用截止阀。
本实施例的冰区航行船舶专用淡水制取系统的操控方法，包括如下操作步骤：
船舶在航行到海面结冰区域时，船员打开冰水舱1的舱口盖2，从船外获取大量冰块后投放到冰水舱1，同时冰水舱1注入淡水5，使得冰块与水形成冰水，有利于冰块融化；
船舶航行时，推进柴油机或发电柴油机始终保持运行，柴油机内部滑油管道随即建立稳定压力，稳定压力用来控制相关阀件，完成冷却水系统的接入转换；
船舶航行需要的一号柴油机15正常运行，一号柴油机15内部滑油建立恒定压力，恒定压力达到控制一号柴油机外界冷却水出机阀14和一号柴油机外界冷却水进机阀16的开启阈值，一号柴油机外界冷却水出机阀14、一号柴油机外界冷却水进机阀16打开，柴油机高温冷却水通过一号柴油机外界冷却水出机阀14进入板式换热器11中，同时淡水冷却泵28运行，将冰水舱1内淡水泵送到板式换热器11，柴油机高温冷却水和冰水舱1内淡水在板式换热器11中充分换热后，高温冷却水降温后通过一号柴油机外界冷却水进机阀16回到一号柴油机15内，板式换热器11中淡水温度升高，通过淡水出口侧输出板式换热器11；
二号柴油机19启动投入工作，二号柴油机19得到启动指令并正常启动，二号柴油机19内部滑油建立恒定压力，恒定压力达到控制二号柴油机外界冷却水出机阀17、二号柴油机外界冷却水进机阀18的开启阈值，二号柴油机外界冷却水出机阀17、二号柴油机外界冷却水进机阀18开启，二号柴油机19的冷却水和一号柴油机15的高温冷却水共同进入板式换热器11，与冰水舱1内的淡水进行换热，换热后的高温冷却水温度降低，分别通过一号柴油机外界冷却水进机阀16、二号柴油机外界冷却水进机阀18回至一号柴油机15和二号柴油机19中；
根据淡水5温度和盐度，合适的淡水5进入温水缓冲舱27待使用；
通过分支管路35，换热后进入温水缓冲舱27，温水缓冲舱27中的淡水经过板式换热器11中柴油机高温淡水的加热以及盐度计的探测，已经转换为纯净淡水，船上人员在各用水点20开启水龙头用水时，生活水泵23自动启动，将温水缓冲舱27中淡水通过淡水处理装置21的处理后输送至用水点20。
在板式换热器11内与柴油机高温冷却水换热后的淡水温度升高，一号温度控制器10和盐度控制器9探测淡水5温度和盐度；
当淡水盐度高于规定值时，淡水回冰水舱控制阀8、淡水进温水缓冲舱控制阀36关闭，淡水排舷控制阀37开启，此时淡水排出舷侧；
当淡水盐度低于规定值，同时淡水温度低于设定温度时，淡水排舷控制阀37、淡水进温水缓冲舱控制阀36关闭，淡水回冰水舱控制阀8开启，淡水回至冰水舱1，冰水舱1在回水的不断加热下，冰块迅速融化，快速获得淡水；
当淡水盐度低于规定值，同时淡水温度高于设定温度时，淡水排舷控制阀37、淡水回冰水舱控制阀8关闭，淡水进温水缓冲舱控制阀36开启，淡水输送至温水缓冲舱27，并在温水缓冲舱27内储存；
当温水缓冲舱27中液位控制器25探测到液位较高接近满舱时，淡水进温水缓冲舱控制阀36关闭，淡水回冰水舱控制阀8开启，将多余的淡水导回至冰水舱1。
本发明的具体结构和功能如下：
主要包括冰水舱1、板式换热器11、温水缓冲舱27、淡水处理装置21、淡水冷却泵28、温水循环泵31、生活水泵23以及连接管系。
冰水舱1为船上结构舱室，具有较大容积，可以储存外界冰以及一定的淡水。
冰水舱1上部甲板上开有舱口盖2，可以在需要加冰的时候开启，工作时关闭。
冰水舱1下方设置有液位计6，安装高度高于淡水冷却泵28吸入管口。
板式换热器11共四个接口，一侧的两个接口分别连接柴油机冷却水出口管和柴油机冷却水进口管，另外一侧的两个接口分别连接淡水冷却泵28的出口管和淡水出口管(即第三管路7)。
温水缓冲舱27为船上结构舱室，尽量位于船舶底层，外部包覆保温材料。主要作用是可以缓冲来自板式换热器11的温热淡水，保障生活水泵23供水压力稳定。
温水缓冲舱27上设置有液位控制器25和二号温度控制器26，其中液位控制器25安装略高于二号温度控制器26，可以保证二号温度控制器26有效探测舱中水温。同时液位控制器25高于生活水泵23进水管开口。
淡水处理装置21可将温水缓冲舱27中淡水进行处理，净化淡水。
淡水冷却泵28进口通过淡水冷却泵进口阀29连接冰水舱1的出水口，并连接板式换热器11的淡水进水口。
温水循环泵31的进口侧通过温水循环泵进口阀30连接温水缓冲舱27，出口侧通过温水循环泵出口阀32连接冰水舱1上部。温水循环泵31的主要作用是将温水缓冲舱27中水泵送至冰水舱1中。
生活水泵23进水口侧通过生活水泵进口阀24连接温水缓冲舱27，出水侧连接淡水处理装置21。生活水泵23主要作用将温水泵送至各用水点20。
用水点20包含船上各处的洗手池，淋浴头，甲板冲洗，马桶冲洗，厨房用水等船上需要淡水的地方。
一号柴油机外界冷却水出机阀14为该柴油机滑油压力控制的自动阀，控制外界冷却水出一号柴油机15。
一号柴油机外界冷却水进机阀16为该柴油机滑油压力控制的自动阀，控制外界冷却水回一号柴油机15。
二号柴油机外界冷却水出机阀17该柴油机滑油压力控制的自动阀，控制外界冷却水出二号柴油机19。
二号柴油机外界冷却水进机阀18为该柴油机滑油压力控制的自动阀，控制外界冷却水回二号柴油机19。
淡水回冰水舱控制阀8为一号温度控制器10、盐度控制器9、液位控制器25、二号温度控制器26联合控制的自动阀，控制板式换热器11出水回冰水舱1。
淡水排舷控制阀37控制板式换热器11出水排舷。
淡水进温水缓冲舱控制阀36为一号温度控制器10、盐度控制器9、液位控制器25、二号温度控制器26联合控制的自动阀，控制板式换热器11出水进温水缓冲舱27。
淡水冷却泵进口阀29为截止阀，控制冰水舱1水进入淡水冷却泵28。
温水循环泵进口阀30为二号温度控制器26控制的自动阀，控制温水缓冲舱27中的水进入温水循环泵31。
温水循环泵出口阀32为二号温度控制器26控制的自动阀，控制温水循环泵31的水进入冰水舱1。
生活水泵进口阀24为截止阀，在生活水泵23故障检修时，可断开温水缓冲舱27和生活水泵23的连接。
一号温度控制器10安装在板式换热器11淡水出口侧，可连续探测并将出水温度转换为模拟量输出。
盐度控制器9安装在板式换热器11淡水出口侧，可连续探测并将出水盐度转换为模拟量输出。
液位计6安装在冰水舱1底部，可连续探测并将冰水舱液位转换为模拟量输出；
液位控制器25安装在温水缓冲舱27底部，可连续探测并将温水舱内部液位转换为模拟量输出。
二号温度控制器26安装在温水缓冲舱27底部，可连续探测并将温水舱温度转换为模拟量输出。
实际使用过程中：
本发明以两台柴油机为例进行说明，同时可以尽可能多的接入船上柴油机，达到更好的效果。
船舶在航行到海面结冰区域时，船员打开冰水舱1的舱口盖2，从船外获取大量冰块后投放到冰水舱1。同时冰水舱1注入半舱淡水，使得冰块与水形成冰水，有利于冰块融化。
船舶航行时，推进柴油机或发电柴油机始终保持运行，柴油机内部滑油管道随即建立稳定压力，该稳定压力可用来控制相关阀件，完成冷却水系统的接入转换。
同时，船舶航行需要的一号柴油机15正常运行，柴油机内部滑油建立恒定压力。该滑油压力达到控制一号柴油机外界冷却水出机阀14、一号柴油机外界冷却水进机阀16的开启阈值，一号柴油机外界冷却水出机阀14、一号柴油机外界冷却水进机阀16打开。柴油机高温冷却水通过一号柴油机外界冷却水出机阀14进入板式换热器11。同时柴油机该滑油压力控制淡水冷却泵28运行，将冰水舱1内淡水泵送到板式换热器11，柴油机高温冷却水和冰水舱1内淡水在板式换热器11中充分换热后，高温冷却水降温后通过一号柴油机外界冷却水进机阀16回到一号柴油机15内。板式换热器11中淡水温度升高，通过淡水出口侧输出板式换热器11。
此时，如果二号柴油机19需要启动投入工作，二号柴油机19得到启动指令并正常启动，二号柴油机19内部滑油建立恒定压力。该滑油压力达到控制二号柴油机外界冷却水出机阀17、二号柴油机外界冷却水进机阀18的开启阈值，二号柴油机外界冷却水出机阀17、二号柴油机外界冷却水进机阀18开启。二号柴油机19的冷却水和一号柴油机15的高温冷却水共同进入板式换热器11与冰水舱1内的淡水进行换热，换热后的高温冷却水温度降低，分别通过一号柴油机外界冷却水进机阀16、二号柴油机外界冷却水进机阀18回至一号柴油机15和二号柴油机19中。
在板式换热器11内与柴油机高温冷却水换热后的淡水温度升高，一号温度控制器10和盐度控制器9探测淡水温度和盐度。
当淡水盐度高于规定值时，淡水回冰水舱控制阀8、淡水进温水缓冲舱控制阀36关闭，淡水排舷控制阀37开启，此时淡水排出舷侧。
当淡水盐度低于规定值，同时淡水温度低于设定温度时，淡水排舷控制阀37、淡水进温水缓冲舱控制阀36关闭，淡水回冰水舱控制阀8开启，淡水回至冰水舱。冰水舱1在回水的不断加热下，冰块迅速融化，快速获得淡水；
当淡水盐度低于规定值，同时淡水温度高于设定温度时，淡水排舷控制阀37、淡水回冰水舱控制阀8关闭，淡水进温水缓冲舱控制阀36开启，淡水输送至温水缓冲舱27，并在温水缓冲舱27内储存。
当温水缓冲舱27中液位控制器25探测到液位较高接近满舱时，淡水进温水缓冲舱控制阀36关闭，淡水回冰水舱控制阀8开启，将多余的淡水导回至冰水舱1。
温水缓冲舱27中的淡水经过板式换热器11中柴油机高温淡水的加热以及盐度计的探测，已经转换为纯净淡水。船上人员在各用水点20开启水龙头用水时，生活水泵23自动启动，将温水缓冲舱27中淡水通过淡水处理装置21的处理后输送至用水点20。
由于船上用水点很多，温水缓冲舱27储存每个用水点在用水高峰期用水时间不一致，可能导致温水缓冲舱27中淡水液位不能及时补充修正。所以本发明同时提供一种优化方法，控制温水缓冲舱27中温水量。
设定第i个用水点单位时间内用水量为fi，用水高峰期用水系数为δi，则全船用水高峰期总用水量为
Figure BDA0003545965380000111
假定淡水通过淡水进温水缓冲舱控制阀36单位时间内进入温水舱的流量为V0，淡水通过淡水回冰水舱控制阀29回至冰水舱的流量为V1。则有如下关系：
(一)若
Figure BDA0003545965380000112
小于V0，则调大淡水回冰水舱控制阀29的开启量，减小淡水进温水缓冲舱控制阀36的开启量，直到
Figure BDA0003545965380000113
趋于V0；
(二)若
Figure BDA0003545965380000114
大于V0，则关闭淡水回冰水舱控制阀29，加大淡水进温水缓冲舱控制阀36的开启量，使得V0趋于
Figure BDA0003545965380000115
保证温水缓冲舱中温水量用水高峰期可以满足船上人员使用。
在用水低峰时段，温水缓冲舱27中淡水温度由于向外界不断散热，舱内淡水温度降低，此时温水缓冲舱27内第二温度控制器26探测到舱内淡水温度降低时，控制温水循环泵进口阀30、温水循环泵出口阀32开启，并启动温水循环泵31，将温水缓冲舱27中低温淡水回驳至冰水舱1。同时打开淡水进温水缓冲舱控制阀36，将与柴油机高温冷却水换热后的淡水注入温水缓冲舱27，直到温水缓冲舱27内淡水温度达到设定值。第二温度探测器26探测温度后控制温水循环泵进口阀30、温水循环泵出口阀32关闭，并关闭温水循环泵31。同时液位控制器25在探测到舱内液位较高时关闭淡水进温水缓冲舱控制阀36，温水缓冲舱处于待命供水状态。
由于存在淡水因盐度高排舷和淡水进入温水储存舱不断被消耗的原因，冰水舱1中淡水逐渐减少，此时液位计6将探测的液位输送至控制控制箱中，通过报警系统提醒船员及时向冰水舱1中加冰、加水，保证冰水舱1淡水充足。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种冰区航行船舶专用淡水制取系统，其特征在于：包括冰水舱(1)和板式换热器(11)，所述板式换热器(11)上设置有四个接口，一侧的两个接口分别连接第一管路(12)和第二管路(13)，所述第一管路(12)分支成两路，并分别通过一号柴油机外界冷却水出机阀(14)和二号柴油机外界冷却水出机阀(17)与一号柴油机(15)和二号柴油机(19)连接，第二管路(13)分支成两路，并分别通过一号柴油机外界冷却水进机阀(16)和二号柴油机外界冷却水进机阀(18)与一号柴油机(15)和二号柴油机(19)连接，所述板式换热器(11)另一侧的两个接口分别连接第三管路(7)和第四管路(34)，第三管路(7)上安装淡水回冰水舱控制阀(8)，并直接与冰水舱(1)上部连通，第四管路(34)与冰水舱(1)的底部连通，并在第四管路(34)上串联有淡水冷却泵(28)和淡水冷却泵进口阀(29)；所述第三管路(7)通过分支管路(35)连接温水缓冲舱(27)，所述分支管路(35)上安装淡水进温水缓冲舱控制阀(36)，所述分支管路(35)还通过淡水排舷控制阀(37)连接排舷侧(38)；所述温水缓冲舱(27)的一侧通过第五管路(33)与冰水舱(1)连接，所述第五管路(33)上依次串联有温水循环泵进口阀(30)、温水循环泵(31)和温水循环泵出口阀(32)，所述温水缓冲舱(27)的另一侧通过第六管路(22)与用水点(20)连通，所述第六管路(22)上依次串联有生活水泵进口阀(24)、生活水泵(23)和淡水处理装置(21)。
2.如权利要求1所述的一种冰区航行船舶专用淡水制取系统，其特征在于：所述冰水舱(1)为船上结构舱室，冰水舱(1)的顶面设置有舱口盖(2)，所述冰水舱(1)内部放入淡水(5)、浮冰(3)和碎冰(4)。
3.如权利要求1所述的一种冰区航行船舶专用淡水制取系统，其特征在于：所述冰水舱(1)下方安装有液位计(6)，所述液位计(6)的安装高度高于淡水冷却泵(28)的吸入管口。
4.如权利要求1所述的一种冰区航行船舶专用淡水制取系统，其特征在于：所述淡水回冰水舱控制阀(8)和板式换热器(11)之间的第三管路(7)上安装有盐度控制器(9)和一号温度控制器(10)。
5.如权利要求1所述的一种冰区航行船舶专用淡水制取系统，其特征在于：所述温水缓冲舱(27)上安装有液位控制器(25)和二号温度控制器(26)。
6.如权利要求1所述的一种冰区航行船舶专用淡水制取系统，其特征在于：所述温水缓冲舱(27)安装于船舶的底层，温水缓冲舱(27)的外部包裹有保温材料。
7.如权利要求1所述的一种冰区航行船舶专用淡水制取系统，其特征在于：所述用水点(20)包括船上各处的洗手池、淋浴头、甲板冲洗、马桶冲洗、厨房用水。
8.如权利要求1所述的一种冰区航行船舶专用淡水制取系统，其特征在于：所述淡水冷却泵进口阀(29)和生活水泵进口阀(24)均采用截止阀。
9.一种冰区航行船舶专用淡水制取系统的操控方法，其特征在于：包括如下操作步骤：
船舶在航行到海面结冰区域时，船员打开冰水舱(1)的舱口盖(2)，从船外获取大量冰块后投放到冰水舱(1)，同时冰水舱(1)注入淡水(5)，使得冰块与水形成冰水，有利于冰块融化；
船舶航行时，推进柴油机或发电柴油机始终保持运行，柴油机内部滑油管道随即建立稳定压力，稳定压力用来控制相关阀件，完成冷却水系统的接入转换；
船舶航行需要的一号柴油机(15)正常运行，一号柴油机(15)内部滑油建立恒定压力，恒定压力达到控制一号柴油机外界冷却水出机阀(14)和一号柴油机外界冷却水进机阀(16)的开启阈值，一号柴油机外界冷却水出机阀(14)、一号柴油机外界冷却水进机阀(16)打开，柴油机高温冷却水通过一号柴油机外界冷却水出机阀(14)进入板式换热器(11)中，同时淡水冷却泵(28)运行，将冰水舱(1)内淡水泵送到板式换热器(11)，柴油机高温冷却水和冰水舱(1)内淡水在板式换热器(11)中充分换热后，高温冷却水降温后通过一号柴油机外界冷却水进机阀(16)回到一号柴油机(15)内，板式换热器(11)中淡水温度升高，通过淡水出口侧输出板式换热器(11)；
二号柴油机(19)启动投入工作，二号柴油机(19)得到启动指令并正常启动，二号柴油机(19)内部滑油建立恒定压力,恒定压力达到控制二号柴油机外界冷却水出机阀(17)、二号柴油机外界冷却水进机阀(18)的开启阈值，二号柴油机外界冷却水出机阀(17)、二号柴油机外界冷却水进机阀(18)开启，二号柴油机(19)的冷却水和一号柴油机(15)的高温冷却水共同进入板式换热器(11)，与冰水舱(1)内的淡水进行换热，换热后的高温冷却水温度降低，分别通过一号柴油机外界冷却水进机阀(16)、二号柴油机外界冷却水进机阀(18)回至一号柴油机(15)和二号柴油机(19)中；
根据淡水(5)温度和盐度，合适的淡水(5)进入温水缓冲舱(27)待使用；
通过分支管路(35)，换热后进入温水缓冲舱(27)，温水缓冲舱(27)中的淡水经过板式换热器(11)中柴油机高温淡水的加热以及盐度计的探测，已经转换为纯净淡水，船上人员在各用水点(20)开启水龙头用水时，生活水泵(23)自动启动，将温水缓冲舱(27)中淡水通过淡水处理装置(21)的处理后输送至用水点(20)。
10.如权利要求9所述的一种冰区航行船舶专用淡水制取系统的操控方法，其特征在于：
在板式换热器(11)内与柴油机高温冷却水换热后的淡水温度升高，一号温度控制器(10)和盐度控制器(9)探测淡水(5)温度和盐度；
当淡水盐度高于规定值时，淡水回冰水舱控制阀(8)、淡水进温水缓冲舱控制阀(36)关闭，淡水排舷控制阀(37)开启，此时淡水排出舷侧；
当淡水盐度低于规定值，同时淡水温度低于设定温度时，淡水排舷控制阀(37)、淡水进温水缓冲舱控制阀(36)关闭，淡水回冰水舱控制阀(8)开启，淡水回至冰水舱(1)，冰水舱(1)在回水的不断加热下，冰块迅速融化，快速获得淡水；
当淡水盐度低于规定值，同时淡水温度高于设定温度时，淡水排舷控制阀(37)、淡水回冰水舱控制阀(8)关闭，淡水进温水缓冲舱控制阀(36)开启，淡水输送至温水缓冲舱(27)，并在温水缓冲舱(27)内储存；
当温水缓冲舱(27)中液位控制器(25)探测到液位较高接近满舱时，淡水进温水缓冲舱控制阀(36)关闭，淡水回冰水舱控制阀(8)开启，将多余的淡水导回至冰水舱(1)。
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