CN117433328A - 船舶蒸汽朗肯循环系统及凝水过冷度调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶动力技术领域，提供一种船舶蒸汽朗肯循环系统及凝水过冷度调控方法。船舶蒸汽朗肯循环系统，包括：蒸汽发生装置、汽轮机、直接接触冷凝器和冷却器；直接接触冷凝器包括冷凝区和凝水水箱，冷凝区内设有冷凝水室，凝水水箱内设有凝水加热模块，冷凝区与凝水水箱连通；凝水加热模块包括至少一级换热管层，在凝水加热模块包括多级换热管层的情况下，多级换热管层沿第一方向间隔设置于凝水水箱内；凝水加热模块与蒸汽发生装置连通，冷凝区与汽轮机连通。本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统及凝水过冷度调控方法，能够解决现有技术的船舶蒸汽朗肯循环系统中凝水过冷度调控难度高的缺陷。

Description

船舶蒸汽朗肯循环系统及凝水过冷度调控方法

技术领域

本发明涉及船舶动力技术领域，尤其涉及一种船舶蒸汽朗肯循环系统及凝水过冷度调控方法。

背景技术

船舶动力系统中，通常利用直接接触冷凝器进行热交换。现有技术中的直接接触冷凝器，冷凝水通过喷嘴喷出，经折流板后形成薄水膜，水膜两侧与乏汽直接接触冷凝乏汽。为维持直接接触冷凝器正常稳定工作，维持水膜状态至关重要。

然而相较于陆地固定平台，海洋平台工况多变，冷凝器负荷变化大，在低工况下若依旧采用设计工况冷却水进行冷却，则凝水明显过冷，过冷度增加，凝水中含氧量相应升高，加速凝水给水管路等的腐蚀，影响蒸汽郎肯循环安全可靠性；若在低工况下选择减小冷却水流量，为维持水膜形态，需要关闭部分阀门，冷却水泵流量减小，偏离设计工况，振动噪声增加，且调节能力有限，同时为适应不同工况冷凝需求，需要配置较多阀门控制喷口启闭状态，可靠性及紧凑性均受到影响，同时部分喷嘴关闭将导致水膜分布均匀性被破坏，部分乏汽难以与水膜充分接触冷凝，影响冷凝效果。利用其他设备产生的乏汽或减温减压后的新蒸汽通入冷凝器凝水水箱，可进一步加热凝水至接近饱和温度，进而实现凝水除氧的目的，然而在低工况较高过冷度条件下，所需蒸汽量较大，蒸汽鼓泡冷凝产生噪声较大，如何实现低噪声均匀除氧成为直接接触冷凝器及舰船动力系统设计的关键。

有鉴于此，亟需一种船舶蒸汽朗肯循环系统及凝水过冷度调控方法以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种船舶蒸汽朗肯循环系统及凝水过冷度调控方法，用以解决现有技术的船舶蒸汽朗肯循环系统中凝水过冷度调控难度高的缺陷。

本发明一方面提供一种船舶蒸汽朗肯循环系统，包括：蒸汽发生装置、汽轮机、直接接触冷凝器和冷却器；

所述直接接触冷凝器包括冷凝区和凝水水箱，所述冷凝区内设有冷凝水室，所述凝水水箱内设有凝水加热模块，所述冷凝区与所述凝水水箱连通；

所述凝水加热模块包括至少一级换热管层，在所述凝水加热模块包括多级所述换热管层的情况下，多级所述换热管层沿第一方向间隔设置于所述凝水水箱内，相邻两级所述换热管层中，前一级所述换热管层的出口与后一级所述换热管层的进口连通；

所述汽轮机的蒸汽进口与所述蒸汽发生装置的蒸汽出口连通，所述凝水加热模块的蒸汽进口与所述蒸汽发生装置的蒸汽出口连通，所述冷凝区与所述汽轮机的蒸汽出口连通，所述凝水水箱的冷凝水出口与所述冷却器的冷凝水进口连通，所述凝水水箱的冷凝水出口与所述蒸汽发生装置连通，所述冷却器的冷凝水出口与所述冷凝水室连通。

根据本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统，所述换热管层包括中间集管，所述中间集管的两侧分别设有换热管组。

根据本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统，所述中间集管包括第一管段和第二管段，所述换热管组包括多根换热管，所述换热管的入口与所述第一管段连通，所述换热管的出口与所述第二管段连通。

根据本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统，还包括射流泵和凝水泵；

所述凝水水箱的冷凝水出口与所述射流泵的冷凝水入口连通，所述凝水加热模块的冷凝水出口与所述射流泵的工作水入口连通；

所述射流泵的出水口与所述凝水泵的入水口连通，所述凝水泵的出水口与所述冷却器的进水口连通。

根据本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统，所述直接接触冷凝器还包括布气区，所述布气区内设有布气机构，所述汽轮机的蒸汽出口与所述布气区连通，所述布气区与所述冷凝区连通。

根据本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统，所述直接接触冷凝器还包括不凝气回收模块，所述不凝气回收模块包括抽气装置，所述抽气装置的进气端与所述布气区连通。

根据本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统，所述不凝气回收模块还包括疏水装置，所述抽气装置的出气端与所述疏水装置连通，所述疏水装置与所述凝水水箱连通。

根据本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统，还包括鼓泡管，所述鼓泡管的一端位于所述凝水水箱内，所述鼓泡管位于所述水箱内的一端设有多个鼓泡喷嘴。

根据本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统，所述蒸汽发生装置与所述凝水水箱连接的管路上设有控制阀门。

本发明另一方面提供一种基于如上任一项所述的船舶蒸汽朗肯循环系统的凝水过冷度调控方法，包括：

获取所述船舶蒸汽朗肯循环系统的工况信息；

在所述船舶蒸汽朗肯循环系统处于第一工况的情况下，控制所述蒸汽发生装置产生的部分蒸汽通入所述凝水加热模块，并控制鼓泡管对所述凝水水箱鼓入加热气体，将所述凝水水箱中的冷凝水加热至设定温度；

在所述船舶蒸汽朗肯循环系统处于第二工况的情况下，控制鼓泡管对所述凝水水箱鼓入加热气体，将所述凝水水箱中的冷凝水加热至设定温度。

本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统及凝水过冷度调控方法，系统在低工况下运行时，汽轮机产生的乏汽较少，在直接接触冷凝器的冷凝区中，无法将凝水加热至设定温度，此时，可以将蒸汽发生装置产生的部分蒸汽通入凝水加热模块，凝水加热模块中的多级换热管层能够分层级对凝水水箱中的凝水进行加热，使凝水达到设定的过冷度，降低凝水中的含氧量，防止凝水对凝水泵等部件造成汽蚀，并实现低噪声、控制流程简单的过冷度调节。系统在中高工况下运行时，汽轮机产生的乏汽较多，在直接接触冷凝器的冷凝区中，仅利用汽轮机产生的乏汽即可将凝水加热至靠近设定温度的温度值，此时，再采用减温减压蒸汽或乏汽鼓泡加热凝水，即可满足维持凝水过冷度的需求。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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是本发明实施例提供的船舶蒸汽朗肯循环系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的船舶蒸汽朗肯循环系统中直接接触冷凝器的示意图；

图3是本发明实施例提供的船舶蒸汽朗肯循环系统中一级换热管层的示意图；

图4是本发明实施例提供的船舶蒸汽朗肯循环系统中二级换热管层的示意图；

图5是本发明实施例提供的凝水过冷度调控方法的流程示意图。

附图标记：

1、蒸汽发生装置；2、汽轮机；3、直接接触冷凝器；301、布气区；302、冷凝区；303、凝水水箱；304、冷凝水室；305、一级换热管层；306、二级换热管层；307抽气装置；308、疏水装置；4、冷却器；5、射流泵；6、凝水泵；7、鼓泡管；8、控制阀门；9、给水泵；10、换热管组。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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“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。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实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

现有技术概况：

动力系统是船舶的重要组成，为船舶提供必需的推进动力及电力供给，蒸汽朗肯循环是常见的船舶动力系统形式，冷凝器是蒸汽朗肯循环中最为重要的设备之一，通过冷却介质(通常为冷却水)对排出汽轮机的乏汽进行冷凝，并通过凝水、给水等输运模块将冷凝水输运至蒸汽发生装置，进而完成整个循环。相较于陆上蒸汽朗肯循环，海洋平台动力系统对紧凑性、安全性、隐身性等方面具有更高要求。传统管壳式冷凝器体积重量大，占据大量宝贵舱室空间，同时由于乏汽冲刷等作用，换热管存在腐蚀风险。直接接触冷凝器通过冷却水与乏汽直接接触冷凝的方式，换热系数较管壳式换热器提升至少一个数量级，具有换热系数高、体积重量小、安全可靠性高等突出优势，十分适用于船舶等海洋平台动力系统。

针对船舶动力系统直接接触冷凝器低工况运行时，采用关闭部分喷嘴方式来减少冷却水的量，此过程中，需要控制的阀门数量较多，一方面控制困难、调控范围有限，同时控制策略复杂，安全可靠性下降，另一方面冷却水泵低工况运行振动噪声增强，且由于液膜分布不均匀，乏汽难以完全冷凝；而直接采用新蒸汽或减温减压后蒸汽鼓泡除氧方式在动力系统低工况运行时，蒸汽消耗量大、鼓泡及汽泡冷凝溃灭产生振动噪声强。本发明提出了一种船舶蒸汽朗肯循环系统及凝水过冷度调控方法，梯级综合利用新蒸汽/乏汽加热冷凝器凝水水箱中凝水。

下面结合图1至图5描述本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统及凝水过冷度调控方法。

如图1所示，本发明提供一种船舶蒸汽朗肯循环系统，包括：蒸汽发生装置1、汽轮机2、直接接触冷凝器3和冷却器4；

直接接触冷凝器3包括冷凝区302和凝水水箱303，冷凝区302内设有冷凝水室304，凝水水箱303内设有凝水加热模块，冷凝区302与凝水水箱303连通；

凝水加热模块包括至少一级换热管层，在凝水加热模块包括多级换热管层的情况下，多级换热管层沿第一方向间隔设置于凝水水箱303内，相邻两级换热管层中，前一级换热管层的出口与后一级换热管层的进口连通；

汽轮机2的蒸汽进口与蒸汽发生装置1的蒸汽出口连通，凝水加热模块的蒸汽进口与蒸汽发生装置1的蒸汽出口连通，冷凝区302与汽轮机2的蒸汽出口连通，凝水水箱303的冷凝水出口与冷却器4的冷凝水进口连通，凝水水箱303的冷凝水出口与蒸汽发生装置1连通，冷却器4的冷凝水出口与冷凝水室304连通。

其中，冷凝水室304可采用直接接触冷凝器水室布置，在水室内，由喷嘴喷出的冷却水经过折流板后，形成垂直下降的液膜，液膜分布于整个水室，蒸汽向下流动过程中与液膜直接接触，发生冷凝。

本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统及凝水过冷度调控方法，系统在低工况下运行时，汽轮机2产生的乏汽较少，在直接接触冷凝器3的冷凝区302中，无法将凝水加热至设定温度，此时，可以将蒸汽发生装置1产生的部分蒸汽通入凝水加热模块，凝水加热模块中的多级换热管层能够分层级对凝水水箱中的凝水进行加热，对凝水水箱303中的凝水进行加热，使凝水达到设定的过冷度，降低凝水中的含氧量，防止凝水对凝水泵6等部件造成汽蚀，并实现低噪声、控制流程简单的过冷度调节。系统在中高工况下运行时，汽轮机2产生的乏汽较多，在直接接触冷凝器3的冷凝区302中，仅利用汽轮机2产生的乏汽即可将凝水加热至靠近设定温度的温度值，此时，再采用减温减压蒸汽或乏汽鼓泡加热凝水，即可满足维持凝水过冷度的需求。

在本发明实施例中，换热管层包括中间集管，中间集管的两侧分别设有换热管组10。将蒸汽发生装置1产生的部分高温蒸汽通入凝水加热模块后，蒸汽进入换热管层的换热管组，并与凝水水箱303中的凝水进行热交换，从而加热凝水，降低凝水的过冷度。

具体地，本实施例中，凝水加热模块包括两级换热管层，分别为一级换热管层305和二级换热管层306。一级换热管层305设置于二级换热管层306的上方(此时第一方向为竖向)，蒸汽在一级换热管层305中主要进行蒸汽冷凝加热，蒸汽冷凝加热后，具备一定温度品位的高压冷凝水进入二级换热管层306中，并与凝水水箱303中的凝水进行水/水换热。

可以预见的是，在一些实施例中，凝水加热模块还可以仅包括一级换热管层，也可以包括三级或三级以上换热管层，根据实际需求设置即可，本发明对此不做具体限定。

如图2和图3所示，在本发明具体的实施例中，中间集管包括第一管段和第二管段，换热管组10包括多根换热管，换热管的进气端与第一管段连通，换热管的出气端与第二管段连通。每级换热管层中，蒸汽进入第一管段后，分别进入位于第一管段两侧的各个换热管中，再由各个换热管的出口端进入第二管段内，并进入下一级换热管层305(此时蒸汽可能会冷凝为液相，形成高压凝水)的中间集管或排出。蒸汽在换热管中与凝水水箱303中的凝水间壁式换热，起到对凝水加热的效果。

如图2和图3所示，本实施例中，换热管组10中的各个换热管的形状均为U型，两侧的各个换热管能够遍布凝水水箱303的截面，以起到与凝水充分换热的技术效果。

在一些实施例中，还以将换热管组10中的各个换热管设置为其他形状，如盘管结构等，依照凝水水箱303具体的截面形状(通常为方形或圆形)进行设置，便于覆盖凝水水箱303的整个截面即可。

本实施例中，位于最上层的一级换热管层305采用圆形通道，且一级换热管层305中换热管的直径大于二级换热管层306中换热管的直径。能够防止换热过于剧烈导致凝水在换热管层的换热管表面过冷沸腾。其原理为：由于此处的一级换热管层305采用换热效果较差的粗管路，其换热量有限，在加热凝水过程中不容易产生剧烈过冷沸腾。

本实施例中，每级换热管层的换热管组10中，位于外侧的换热管的内径大于位于内侧的换热管的内径。由于位于外侧的换热管中，蒸汽的移动路径较长，位于内侧的换热管中，蒸汽的移动路径较短，通过如上设置，能够使得蒸汽在换热管中的流速均匀，提升换热效果。

进一步地，本实施例中，二级换热管层306中的各个换热管的管径小于一级换热管层305中的各个换热管的管径。由于二级换热管层306中多为凝水，换热能力较一级换热管层中冷凝相变显著降低，故此处减小二级换热管层306中换热管的管径以强化换热手段，提升换热效果。

在本发明实施例中，船舶蒸汽朗肯循环系统还包括射流泵5和凝水泵6；凝水水箱303的冷凝水出口与射流泵5的冷凝水入口连通，凝水加热模块的冷凝水出口与射流泵5的工作水入口连通；射流泵5的出水口与凝水泵6的入水口连通，凝水泵6的出水口与冷却器4的进水口连通。通过在凝水水箱303的上层利用凝水加热模块加热凝水，大幅提高凝水水箱303中的凝水温度，降低凝水的过冷度，新蒸汽经凝水加热模块换热后，冷凝成较低温度高压凝水，再通过射流泵5进一步引射凝水增压，使得凝水泵6入口处凝水压力升高，从而降低凝水泵6气蚀损坏风险。

如图1所示，在本发明实施例中，直接接触冷凝器3还包括布气区301，布气区301内设有布气机构，汽轮机2的蒸汽出口与布气区301连通，布气区301与冷凝区302连通。具体地，布气机构包括间隔设置的多块布气板，能够将经汽轮机2的蒸汽出口送出的乏汽均匀地分布至冷凝区302内，以便起到更好的直接接触换热效果，在冷凝区302内，和冷凝水室304的冷却水水膜及与冷却器4连接的喷嘴喷射而出的冷却水水膜直接接触冷凝，冷凝后的凝水在凝水水箱303中汇集。

如图1所示，在本发明实施例中，直接接触冷凝器3还包括不凝气回收模块，不凝气回收模块包括抽气装置307，抽气装置307的进气端与布气区301连通。由于经汽轮机2的蒸汽出口送出的乏汽中包含有部分不凝气体，通过设置不凝气回收模块，能够利用抽气装置307将布气区301上层空间积累的不凝气体(以及部分蒸汽)排出至舱内。

在一些实施例中，还可以在抽气装置307的内部设置小型冷凝器，将不凝气体中混杂的蒸汽进行冷凝，防止蒸汽进入舱内。

如图1所示，在本发明进一步的实施例中，不凝气回收模块还包括疏水装置308，抽气装置307的出气端与疏水装置308连通，疏水装置308与凝水水箱303连通。通过设置疏水装置308，能够识别汽、水，从而达到自动阻汽排水的目的，以便于将冷凝水排入凝水水箱303。

如图1所示，在本发明实施例中，船舶蒸汽朗肯循环系统还包括鼓泡管7，鼓泡管7的一端位于凝水水箱303内，鼓泡管7位于水箱内的一端设有多个鼓泡喷嘴。具体地，本实施例中，鼓泡管7设置于凝水加热模块的下方(具体为二级换热管层306的下方)。系统在高工况下运行时，汽轮机2产生的乏汽较多，在直接接触冷凝器3的冷凝区302中，仅利用汽轮机2产生的乏汽即可将凝水加热至靠近设定温度(通常为饱和温度)的温度值，此时，再通过鼓泡管7对凝水水箱303中通入减温减压蒸汽或乏汽对凝水进行鼓泡加热，即可满足维持凝水过冷度的需求。

如图1所示，在本发明实施例中，蒸汽发生装置1与凝水水箱303连接的管路上设有控制阀门8。当检测到系统处于低工况下，可以开启蒸汽发生装置1与凝水水箱303连接的管路上设置的控制阀门8，将蒸汽发生装置1产生的部分蒸汽通入凝水加热模块以对凝水水箱303中的凝水进行加热。

在一些实施例中，还可以在蒸汽发生装置1与凝水水箱303连接的管路上设置压力检测装置和温度检测装置，以监测通入凝水水箱303中的蒸汽的压力。还可以在凝水装置中设置温度检测装置，通过检测凝水水温，以对凝水的过冷度进行检测。

通过以上实施方式的描述可知，本发明提供的船舶蒸汽朗肯循环系统至少具备如下优点：

(1)、能够梯级综合利用新蒸汽和/或乏汽加热凝水水箱303中凝水，取代通过阀门调节直接接触冷凝器3喷嘴启闭方案，在实现凝水水箱303过冷度维持的前提下，取消了复杂的阀门控制等，减小阀门所占体积，同时控制简单，安全可靠性得到提升，同时采用该方案，凝水泵6等冷却水泵可维持在设计工况运行，避免凝水泵6等冷却水泵偏工况运行，降低凝水泵6等冷却水泵振动噪声；

(2)、通过设置直接接触冷凝器3，能够避免新蒸汽直接排放进入凝水水箱303，从而避免由于巨大压差产生的鼓泡噪声。同时，利用新蒸汽冷凝后形成的高压凝水引射直接接触冷凝器3凝水水箱303出口凝水，进一步提升凝水压力，降低凝水泵6汽蚀风险；

(3)、通过新蒸汽支路上的调节阀开度控制器控制电动调节阀开度，在设计工况下阀门完全关闭，提升系统转换效率，在偏工况运行时阀门开启，按需提供新蒸汽，避免蒸汽过量。

下面就本发明提供的凝水过冷度调控方法进行说明，下文描述的凝水过冷度调控方法与上文描述的船舶蒸汽朗肯循环系统可相互对应参照。

如图5所示，本发明还提供一种基于如上实施例所述的船舶蒸汽朗肯循环系统的凝水过冷度调控方法，包括：

S510、获取船舶蒸汽朗肯循环系统的工况信息；

S520、在船舶蒸汽朗肯循环系统处于第一工况的情况下，控制蒸汽发生装置1产生的部分蒸汽通入凝水加热模块，并控制鼓泡管7对凝水水箱303鼓入加热气体，将凝水水箱303中的冷凝水加热至设定温度；在船舶蒸汽朗肯循环系统处于第二工况的情况下，控制鼓泡管7对凝水水箱303鼓入加热气体，将凝水水箱303中的冷凝水加热至设定温度。

需要说明的是，上述第一工况具体指低工况，上述第二工况具体指中高工况。具体实施过程中，可以通过来获取蒸汽朗肯循环系统的工况信息。

下面基于上述的船舶蒸汽朗肯循环系统对本发明提供的凝水过冷度调控方法进行具体说明。请参照图1至图4。

系统在设计工况(中高工况)下运行时，高温高压新蒸汽支路(蒸汽发生装置1与凝水加热模块连接的管路)上的电动调节阀关闭，蒸汽发生装置1产生的高温高压蒸汽流入汽轮机2，在汽轮机2内做功，将内能转化为动能，用于提供船舶推进动力及全船用电，做功后的汽轮机2乏汽流入直接接触冷凝器3，经布气区301内设置的分布板均匀分布后，进入直接接触冷凝器3的冷凝区302，在冷凝区302内，乏汽与经冷凝器水室及与冷却器4连接的喷嘴喷射而出的冷却水水膜直接接触冷凝，冷凝后的凝水在凝水水箱303中汇集，由鼓泡管7对凝水水箱303中鼓入的减温减压蒸汽或乏汽鼓泡将凝水加热至满足需求的过冷度。再通过凝水水箱303的凝水出口流出，依次经过射流泵5(此时不工作，仅为流通作用)、凝水泵6，此后，大部分凝水通过冷却水分支管路流入冷却器4，在冷却器4的作用下，凝水却后作为冷却水流入冷凝器水室，小部分凝水进一步经过给水泵9增压后流入蒸汽发生装置1，用以在蒸汽发生装置1中生成蒸汽。

在偏离设计工况下，如动力系统低工况运行时，仅依靠减温减压蒸汽或乏汽鼓泡加热已经难以满足加热凝水水箱303中的凝水、调节过冷度的需求。此时，控制高温高压新蒸汽支路(蒸汽发生装置1与凝水加热模块连接的管路)上的电动调节阀开启，将蒸汽发生装置1产生的部分高温高压新蒸汽通入位于凝水水箱303中的凝水加热模块中，通过一级换热管层305(主要开展蒸汽冷凝加热过程)及二级换热管层306(主要开展水/水换热过程)于凝水水箱303的上层加热凝水。同时，减温减压蒸汽或乏汽经鼓泡管7于凝水水箱303的下层进行鼓泡加热进一步调节凝水过冷度，高温高压新蒸汽冷凝后形成的高压凝水通入射流泵5的工作水入口，用于引射直接接触冷凝器3出口流出的凝水，提升凝水压力，降低凝水泵6汽蚀风险。

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 (10)

1.一种船舶蒸汽朗肯循环系统，其特征在于，包括：蒸汽发生装置、汽轮机、直接接触冷凝器和冷却器；

所述直接接触冷凝器包括冷凝区和凝水水箱，所述冷凝区内设有冷凝水室，所述凝水水箱内设有凝水加热模块，所述冷凝区与所述凝水水箱连通；

所述凝水加热模块包括至少一级换热管层，在所述凝水加热模块包括多级所述换热管层的情况下，多级所述换热管层沿第一方向间隔设置于所述凝水水箱内，相邻两级所述换热管层中，前一级所述换热管层的出口与后一级所述换热管层的进口连通；

所述汽轮机的蒸汽进口与所述蒸汽发生装置的蒸汽出口连通，所述凝水加热模块的蒸汽进口与所述蒸汽发生装置的蒸汽出口连通，所述冷凝区与所述汽轮机的蒸汽出口连通，所述凝水水箱的冷凝水出口与所述冷却器的冷凝水进口连通，所述凝水水箱的冷凝水出口与所述蒸汽发生装置连通，所述冷却器的冷凝水出口与所述冷凝水室连通。

2.根据权利要求1所述的船舶蒸汽朗肯循环系统，其特征在于，所述换热管层包括中间集管，所述中间集管的两侧分别设有换热管组。

3.根据权利要求2所述的船舶蒸汽朗肯循环系统，其特征在于，所述中间集管包括第一管段和第二管段，所述换热管组包括多根换热管，所述换热管的入口与所述第一管段连通，所述换热管的出口与所述第二管段连通。

4.根据权利要求1所述的船舶蒸汽朗肯循环系统，其特征在于，还包括射流泵和凝水泵；

所述凝水水箱的冷凝水出口与所述射流泵的冷凝水入口连通，所述凝水加热模块的冷凝水出口与所述射流泵的工作水入口连通；

所述射流泵的出水口与所述凝水泵的入水口连通，所述凝水泵的出水口与所述冷却器的进水口连通。

5.根据权利要求1所述的船舶蒸汽朗肯循环系统，其特征在于，所述直接接触冷凝器还包括布气区，所述布气区内设有布气机构，所述汽轮机的蒸汽出口与所述布气区连通，所述布气区与所述冷凝区连通。

6.根据权利要求5所述的船舶蒸汽朗肯循环系统，其特征在于，所述直接接触冷凝器还包括不凝气回收模块，所述不凝气回收模块包括抽气装置，所述抽气装置的进气端与所述布气区连通。

7.根据权利要求6所述的船舶蒸汽朗肯循环系统，其特征在于，所述不凝气回收模块还包括疏水装置，所述抽气装置的出气端与所述疏水装置连通，所述疏水装置与所述凝水水箱连通。

8.根据权利要求1所述的船舶蒸汽朗肯循环系统，其特征在于，还包括鼓泡管，所述鼓泡管的一端位于所述凝水水箱内，所述鼓泡管位于所述水箱内的一端设有多个鼓泡喷嘴。

9.根据权利要求1所述的船舶蒸汽朗肯循环系统，其特征在于，所述蒸汽发生装置与所述凝水水箱连接的管路上设有控制阀门。

10.一种基于权利要求1至9任一项所述的船舶蒸汽朗肯循环系统的凝水过冷度调控方法，其特征在于，包括：

获取所述船舶蒸汽朗肯循环系统的工况信息；

在所述船舶蒸汽朗肯循环系统处于第一工况的情况下，控制所述蒸汽发生装置产生的部分蒸汽通入所述凝水加热模块，并控制鼓泡管对所述凝水水箱鼓入加热气体，将所述凝水水箱中的冷凝水加热至设定温度；

在所述船舶蒸汽朗肯循环系统处于第二工况的情况下，控制鼓泡管对所述凝水水箱鼓入加热气体，将所述凝水水箱中的冷凝水加热至设定温度。