CN114802690B - 一种船舶冷却系统的排气装置及船舶海水冷却系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种船舶冷却系统的排气装置及船舶海水冷却系统，包括设于船舶冷却系统的管路上的第一排气单元和第二排气单元。第一排气单元包括排气管和第一排气阀，第一排气单元用于使冷却水从冷却系统管路流入排气管后，在管径突变的情况下将游离气体聚集于排气管的顶部并从第一排气阀排出。第二排气单元包括真空管段、第二排气阀、雾化喷嘴，将冷却系统管路中的冷却水雾化后喷入真空管段内，使冷却水中的溶解气体从冷却水中分离后排出。通过将本申请提供的排气装置设于船舶冷却系统中，在船舶冷却系统正常运行、并且不影响用户单元的正常使用的前提下，对船舶冷却系统中的气体进行排放，保证船舶冷却系统的冷却效果。

Description

一种船舶冷却系统的排气装置及船舶海水冷却系统

技术领域

本申请涉及船舶冷却技术领域，具体而言，涉及一种船舶冷却系统的排气装置及船舶海水冷却系统。

背景技术

海水冷却系统是船舶众多系统中的重要系统之一，海水冷却系统将船舶上辅机、空调、机柜及其他设备工作时所产生的热量传导出去。海水冷却系统包括海底门、海水总管、海水泵、阀门、换热器及各用户冷却器等。

现有技术中，海水冷却系统包括闭式循环管路。在往闭式循环管路中加注循环液的同时会将游离态的气体加入至管路内部，并且在闭式循环管路内循环液内还存在溶解于液体中的气体。若闭式循环管路中的气体无法排出，则在海水冷却系统运行过程中，管路内部游离态的气体和溶解于液体中的气体均会聚集在各用户冷却器的顶部，则会造成各用户冷却器的冷却面积减少、各用户的冷却效果降低的问题。

综上所述，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种船舶海水冷却系统，在船舶冷却系统正常运行、并且不影响用户单元的正常使用的前提下，对船舶冷却系统中的气体进行排放。

本申请实施例的第二目的还在于提供一种船舶海水冷却系统。

第一方面，提供了一种船舶冷却系统的排气装置，包括第一排气单元和第二排气单元。

所述排气管连接于冷却系统管路上，所述第一排气阀连接于所述排气管的顶部；所述排气管的管径远大于所述冷却系统管路的管径，用于使冷却水中的游离气体在排放过程中压力突变以向所述排气管的顶部聚集；所述聚集的游离气体自所述第一排气阀排出。

第二排气单元，包括雾化喷嘴、真空管段和第二排气阀；所述雾化喷嘴用于将进入其内部的冷却水进行雾化，并将雾化后的冷却水送入所述真空管段；所述真空管段内处于真空环境，所述真空环境的压力使冷却水中的溶解气体从冷却水中分离；所述第二排气阀设于所述真空管段的出口，用于排出冷却水中的溶解气体。

在一种实施方式中，所述排气管包括进口段、排气段及出口段；所述排气段的管径大于冷却系统中的管路的管径；所述进口段和所述出口段均为变径管，所述进口段的管径由小变大，所述出口段的管径由大变小。

在一种实施方式中，所述第一排气单元有多个，所述第一排气单元均布于船舶冷却系统的管路上，相邻两个所述第一排气单元之间间隔设置。

在一种实施方式中，船舶冷却系统包括用于与冷却水进行热交换的换热单元；至少一个所述第一排气单元设于换热单元的进口处的管路上。

在一种实施方式中，船舶冷却系统还包括通过使用冷却水进行降温冷却的用户单元；至少一个所述第一排气单元设于用户单元的进口处的管路上。

在一种实施方式中，所述第二排气单元还包括设于所述真空管段上的压力表，所述压力表用于检测所述真空管段内的压力值，所述第二排气阀与所述压力表通过控制系统通讯连接；所述控制系统用于在所述压力表检测的压力值大于预定压力时，控制所述第二排气阀打开排气。

在一种实施方式中，所述第二排气单元包括多个，至少一个所述第二排气单元设于冷却水流入换热单元之前的管路上。

根据本申请的第二方面，还提供了一种船舶海水冷却系统，包括如第一方面所述的排气装置，排气装置设于冷却系统管路上。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请的技术方案中，通过将本申请提供的排气装置设于船舶冷却系统中，在船舶冷却系统正常运行、并且不影响用户单元的正常使用的前提下，对船舶冷却系统中的气体进行排放。通过第一排气单元中的排气管的设置，使系统的闭式循环管路中游离气体在经过管径突变后聚集于排气管的顶部，并从第一排气阀排出。通过第二排气单元的设置，使系统的闭式循环管路中溶解气体从冷却水中分离后，从第二排气阀排出。通过本装置的设置，在船舶冷却系统运行过程中，能将管路内的游离气体和溶解气体均排出，避免减少用户单元内的冷却水容量及换热单元内的热交换效率，以保证船舶冷却系统的冷却效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种船舶冷却系统的排气装置的一种布置结构示意图；

图2为图1中船舶冷却系统的排气装置的第一排气单元的结构示意图；

图3为图1中船舶冷却系统的排气装置的第二排气单元的结构示意图。

图中：1、第一排气单元；11、进口段；12、排气段；13、出口段；14、第一排气阀；2、第二排气单元；21、抽真空机构；22、水泵；23、第二电动阀；24、压力表；25、第二排气阀；26、雾化喷嘴；3、过滤器；4、海水循环泵；5、换热单元；6、冷却水循环泵；7、用户单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

根据本申请的第一方面，参见图1，首先提供一种船舶冷却系统的排气装置，包括：

第一排气单元1，设于船舶冷却系统的管路上，包括排气管和第一排气阀14，排气管的管径远大于冷却系统管路管径，第一排气阀14连接于排气管的顶部上。第一排气单元1用于使冷却水中的游离气体在排放过程中压力突变以向排气管的顶部聚集，聚集的游离气体自第一排气阀14排出。第二排气单元2，设于船舶冷却系统的管路上，如图3所示，包括雾化喷嘴26、真空管段、第二排气阀25，雾化喷嘴26用于将进入其内部的冷却水进行雾化，并将雾化后的冷却水送入真空管段。真空管段内处于真空环境，真空环境的压力使冷却水中的溶解气体从冷却水中分离。第二排气阀25设于真空管段的出口，用于排出冷却水中的溶解气体。

需要说明的是，在真空管段上设抽真空机构21，抽真空机构21用于将真空管段内设于真空环境。在一定的温度下，气体在水中的溶解度与压力成正比。因此通过降低压力，使真空管段内设于真空环境，从而降低真空管段内气体在冷却水中的溶解度，通过将冷却水雾化后喷入真空管段内，以将冷却水中的溶解气体从冷却水中分离。

通过将本申请提供的排气装置设于船舶冷却系统中，在船舶冷却系统正常运行、保持不停机，并且不影响用户单元的正常使用的前提下，对船舶冷却系统中的气体进行排放。通过第一排气单元中的排气管的设置，使系统的闭式循环管路中游离气体在经过管径突变后聚集于排气管的顶部，并从第一排气阀排出。通过第二排气单元的设置，使系统的闭式循环管路中溶解气体从冷却水中分离后，从第二排气阀排出。通过本装置的设置，在船舶冷却系统运行过程中，能将管路内的游离气体和溶解气体均排出，避免减少用户单元内的冷却水容量及换热单元内的热交换效率，保持船舶冷却系统的最佳热传递状态，提升用户单元的冷却效果。同时避免船舶冷却系统发生氧腐蚀，延长设备及系统的使用寿命。

在第一排气单元的一种实施方式中，第一排气单元1串联连接于船舶冷却系统的管路上，能实时对管路中的气体保持持续排气。

在第一排气单元的另一种实施方式中，第一排气单元1并联连接于船舶冷却系统的管路上，并在第一排气单元1所在管路上设置第一电动阀，可以根据具体的工作时间打开第一电动阀，以对船舶冷却系统的管路中气体进行排出。考虑可以根据具体的需要进行控制第一排气单元1的启闭，更加节能。

在一种实施方式中，如图2所示，在第一排气单元1中的排气管包括：进口段11、排气段12及出口段13。排气段12的管径远大于冷却系统中的管路的管径。进口段11、出口段13为变径管，用于将排气管的两端分别与冷却系统中的管路连接。在沿冷却水的流动方向上，进口段11的管径由小变大，出口段13的管径由大变小。在管路中的游离气体沿进口段11流入排气段12后，游离气体均聚集在排气段12的顶部。在冷却水从排气段12沿出口段13流入冷却系统管路中时，游离气体不易从大管径的排气段12流入小管径的出口段13内，因此能起到减少游离气体从排气管内流出的效果，使大多游离气体均从第一排气阀14排出，减少冷却系统中的游离气体。

在一种实施方式中，第一排气单元1有多个，第一排气单元1均布于船舶冷却系统的管路上，相邻两个第一排气单元1之间间隔设置，通过间隔设置多个第一排气单元1，将船舶冷却系统的管路分段进行排气，通过多次排放后将管路中的气体完全排出，提高了排气效果。

在一种实施方式中，船舶冷却系统包括用于与冷却水进行热交换的换热单元5。至少一个第一排气单元1设于冷却水流入换热单元5之前的管路上，考虑减少换热单元5内的气体，以增加冷却水在换热单元5内的热交换率。

在一种实施方式中，船舶冷却系统还包括通过使用冷却水进行降温冷却的用户单元7。至少一个第一排气单元1设于冷却水流入用户单元7之前的管路上，考虑减少用户单元7内的气体，增加用户单元7内的冷却水量，以保证用户单元7的冷却效率。

在一种实施方式中，如图3所示，第二排气单元2还包括设于真空管段上的压力表24，压力表24用于检测真空管段内的压力值，第二排气阀25与压力表24通过控制系统通讯连接。控制系统用于在压力表24检测的压力值大于预定压力时，控制第二排气阀25打开排气。

在第二排气单元的一种实施方式中，第二排气单元2串联连接于船舶冷却系统的管路上，能实时对管路中的气体保持持续排气。

在第二排气单元的另一种实施方式中，第二排气单元2并联连接于船舶冷却系统的管路上，并在第二排气单元所在管路上设置第二电动阀23，可以根据具体的工作时间打开第二电动阀23，以对船舶冷却系统的管路中气体进行排出。考虑可以根据具体的需要进行控制第二排气单元2的启闭，更加节能。在第二排气单元2的出水口设置水泵22，以将排气后的冷却水排出第二排气单元至船舶冷却系统的管路中。

在一种实施方式中，第二排气单元2包括多个，通过多个第二排气单元2，将船舶冷却系统的管路分段进行排气，通过多次排放后将管路中的气体完全排出，提高了排气效果。至少一个第二排气单元2设于冷却水流入换热单元5之前的管路上。考虑在进入换热器之前将溶解气体进行排出，以避免换热单元5中气体过多影响热量交换的效果。

需要说明的是，第一排气阀和第二排气阀采用的排气阀包括与管路连接并向上伸出的气道，气道与排气阀的阀腔连通。在气道的顶部设置排气口，排气口在浮筒的作用下处于关闭状态，浮筒随阀腔内的水面升降。

当气体进入排气阀的阀腔内，气体会顺着气道向上爬，最终聚集在排气口处。随着阀体内气体增加，压力上升，当气体压力大于预设压力值时，气体使腔内水面下降，排气阀中的浮筒也随水位一起下降，使排气口打开进行排气，反之排气口关闭。

根据本申请的第二方面，还提供了一种船舶海水冷却系统，包括如第一方面的排气装置，排气装置设于冷却系统管路上。

船舶海水冷却系统包括闭式循环管路。在闭式循环管路上设有换热单元5、冷却水进水管、用户单元7、冷却水循环泵6及冷却水回流管等。

换热单元5为换热器，具体的选取板式换热器，换热器的出水口通过冷却水进水管与用户单元7的进水口连接，换热器用于将冷却水进行冷却后排出，冷却后的冷却水输送至用户单元7内对用户单元7内的设备进行冷却。从用户单元7流出的冷却水通过冷却水回流管再次输送至换热器内再次冷却。冷却水循环泵6设于冷却水回流管上，以使冷却水在闭式循环管路中循环使用。

在一种实施方式中，换热器内包括冷却水流道及海水流道，冷却水流道的进水口与冷却水回流管连通，冷却水流道的出水口与冷却水进水管连通，冷却水流道中的冷却水与海水流道中的海水进行热交换。

在一种实施方式中，船舶海水冷却系统还包括海水冷却机构，海水冷却机构包括海水进水管、海水出水管及海水循环泵4。海水循环泵4连接于海水进水管上，用于将海水依次抽入海水进水管、换热器的海水流道中，冷却水在换热器内热交换后再经海水出水管排出。

在一种实施方式中，在海水进水管上设置过滤器3，将海水进行过滤，防止海水中的杂质及海洋生物抽入海水冷却机构内。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种船舶冷却系统的排气装置，其特征在于，包括：

第一排气单元，包括排气管和第一排气阀；所述排气管连接于冷却系统管路上，所述第一排气阀连接于所述排气管的顶部；所述排气管的管径远大于所述冷却系统管路的管径，用于使冷却水中的游离气体在排放过程中压力突变以向所述排气管的顶部聚集；所述聚集的游离气体自所述第一排气阀排出；

所述排气管包括进口段、排气段及出口段；所述排气段的管径大于冷却系统中的管路的管径；所述进口段和所述出口段均为变径管，所述进口段的管径由小变大，所述出口段的管径由大变小；

第二排气单元，包括雾化喷嘴、真空管段和第二排气阀；所述雾化喷嘴用于将进入其内部的冷却水进行雾化，并将雾化后的冷却水送入所述真空管段；所述真空管段内处于真空环境，所述真空环境的压力使冷却水中的溶解气体从冷却水中分离；所述第二排气阀设于所述真空管段的出口，用于排出冷却水中的溶解气体；

所述第二排气单元还包括设于所述真空管段上的压力表，所述压力表用于检测所述真空管段内的压力值，所述第二排气阀与所述压力表通过控制系统通讯连接；所述控制系统用于在所述压力表检测的压力值大于预定压力时，控制所述第二排气阀打开排气；

所述第二排气单元包括多个，至少一个所述第二排气单元设于冷却水流入换热单元之前的管路上。

2.根据权利要求1所述的船舶冷却系统的排气装置，其特征在于，所述第一排气单元有多个，所述第一排气单元均匀布置于船舶冷却系统的管路上，相邻两个所述第一排气单元之间间隔设置。

3.根据权利要求2所述的船舶冷却系统的排气装置，其特征在于，船舶冷却系统包括用于与冷却水进行热交换的换热单元；至少一个所述第一排气单元设于换热单元的进口处的管路上。

4.根据权利要求2所述的船舶冷却系统的排气装置，其特征在于，船舶冷却系统还包括通过使用冷却水进行降温冷却的用户单元；至少一个所述第一排气单元设于用户单元的进口处的管路上。

5.一种船舶海水冷却系统，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的排气装置，所述排气装置设于冷却系统管路上。

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