CN210734473U - 应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统；包括海水冷却系统、淡水冷却系统以及电气控制系统；海水冷却系统用于抽取冷却海水对淡水冷却系统中的淡水进行冷却，海水冷却系统包括与海水总管、冷却海水进口管、中央冷却器、海水出口管以及冷却海水回水管；每根冷却海水进口管上均设有一个海水冷却泵；淡水冷却系统用于为船舶供水，并将其换热升温后的热水输送至海水冷却系统进行换热降温；淡水冷却系统包括冷却淡水出口管以及冷却淡水进口管；电气控制系统用于控制整个混合式变频中央冷却系统。本实用新型使用定频泵和变频泵组合，在不同海水温度下使用不同的泵组合形式，可以完美的解决工作量、能耗、成本和利用率之间的关系。

Description

应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统

技术领域

本实用新型涉及船舶用冷却系统，特别涉及应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统。

背景技术

由于极地环境毕竟恶劣，在极地航行的船舶，通常会面临低温环境带来的一系列影响，例如低温外界环境和低温海水，会对船舶自身、船舶设备和系统造成一定的负面影响，严重的可能危及船舶的安全和正常操作。对于极地作业船舶，由于其长期在极地区域作业，更加需要重点考虑这些风险，尽可能的从源头理清可能存在的问题以及解决问题的方式方法。

航行于无限航区的船舶所使用的冷却水系统，其外部冷却海水温度一般设定为不超过32℃，中央冷却淡水温度一般设定为不超过38℃。然而在南极区域，根据长期调研得出海水的最低温度可能低至-2℃，当冷却海水温度过低时，将会导致中央冷却淡水温度也进一步降低，过低的冷却水温度可能会导致设备无法正常运行甚至损毁等情况发生。因此，如果无限航区的船舶需要在极地航行甚至长期作业，必须考虑低温海水对冷却水系统造成的影响。

当外界海水温度发生变化而导致换热温差加大或减小时，需要对应降低或加大流量；当冷却水用户发生变化而导致总换热量加大或减小时，需要对应降低或加大流量。因此，为了保证冷却水系统的正常运行，此时需要通过开启或关闭一定数量的海/淡水冷却泵和阀门来调节冷却海/淡水的流量，通常调节的方法有如下两种：

1通过开闭定频泵和手动阀门来手动调节流量

存在问题：

单台水泵流量较大，较难通过泵的数量和调节阀的开度来完全平衡和设定准确的水量；

一旦海水温度或用户发生变化，均会导致水温发生波动，需要频繁核实温度、开闭泵和调节阀门开度，工作量较大；

当所需水量低于水泵所组合的流量时，浪费大能耗较高；

2通过变频泵和遥控阀来自动调节流量

存在问题：

所有海水冷却泵和淡水冷却泵均为变频控制，所有阀件均为遥控阀，初期投资和后期维护成本较高，变频设备所占体积较大；

虽然可调范围变大，但变频泵的利用率较低。

考虑到上述两个方案已存在的问题，要么是高工作量高能耗下的非精确调节，要么是高成本低利用率的精确调节，均会给运营工作带来较大的困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种使用定频泵和变频泵组合，达到了与全变频泵类似的调整效果，可有效降低船员的工作量，提高了设备的利用率和系统的经济性，而且对船用原有冷却系统的影响较小，可广泛应用于新造船和改造船的极地船舶的混合式变频中央冷却系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统；包括：

一海水冷却系统，用于抽取冷却海水对淡水冷却系统中的淡水进行冷却，海水冷却系统包括与低位海底门以及高位海底门连接的海水总管、与海水总管连接且并联设置的三根冷却海水进口管、与冷却海水进口管连接的至少一个中央冷却器、连接中央冷却器的海水出口管、一端与海水出口管连接另一端与舷侧连接的排舷外管以及与低位海底门、高位海底门分别连接的冷却海水回水管；每根冷却海水进口管上均设有一个海水冷却泵，海水冷却泵位于中央冷却器的前端，其中两个海水冷却泵为定频泵，另外一个海水冷却泵为变频泵；

一淡水冷却系统，用于为柴油机以及辅助系统用户端供水，并将其换热升温后的热水输送至海水冷却系统进行换热降温；淡水冷却系统包括冷却淡水出口管以及冷却淡水进口管，冷却淡水出口管的上端与中央冷却器连接，下端分别于柴油机、辅助系统用户端连接，辅助系统包括三个并联的淡水冷却泵，其中两个淡水冷却泵为定频泵，另外一个淡水冷却泵为变频泵；冷却淡水进口管分别与用户端、柴油机以及中央冷却器连接；

一电气控制系统，用于控制整个混合式变频中央冷却系统；电气控制系统包括主控柜以及与主控柜连接的操作及显示单元、海水冷却泵变频起动器、淡水冷却泵变频起动器、遥控阀控制箱、温控仪。

在本实用新型的一个实施例中，所述海水冷却系统还包括一干坞冷却水进口管，干坞冷却水进口管在海水冷却泵无法为海水冷却系统供水时提供冷却水；干坞冷却水进口管的一端与中央冷却器连接，另一端与外部冷却水管连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述淡水冷却系统还包括一淡水膨胀柜，淡水膨胀柜用于平衡和补充整个淡水冷却系统中的冷却淡水；淡水膨胀柜与外部供水软管连接，淡水膨胀柜的底部设有补水管，补水管与冷却淡水出口管连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述淡水冷却系统还包括一冷却淡水旁通管，冷却淡水旁通管的一端与冷却淡水进口管连接，另一端与冷却淡水出口管连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述淡水冷却系统还包括透气管，透气管的一端与柴油机连接，另一端与淡水膨胀柜，透气管用于将柴油机中的气体输送至淡水膨胀柜。

在本实用新型的一个实施例中，所述淡水冷却系统还包括一淡水温控阀，淡水温控阀设置在冷却淡水出口管上，淡水温控阀可根据出水温度来自动调节通过冷却淡水旁通管的水量。

在本实用新型的一个实施例中，冷却淡水旁通管上设有节流孔板，节流孔板用于在调试时设定旁通的最大水量。

在本实用新型的一个实施例中，所述淡水冷却系统还包括一淡水泄放舱，淡水泄放舱通过泄放管、溢流管与淡水膨胀柜连接，溢流管设置在淡水膨胀柜侧部高位。

在本实用新型的一个实施例中，淡水膨胀柜的顶部设有淡水输送管，淡水输送管与淡水泄放舱连接，淡水输送管连接淡水输送泵，淡水输送管通过淡水输送泵将淡水泄放舱内的淡水输送回淡水膨胀柜。

在本实用新型的一个实施例中，淡水膨胀柜的顶部设有透气管和加药管，透气管用于淡水膨胀柜透气，加药管用于向淡水膨胀柜内添加淡水冷却系统所需的药品。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型使用定频泵和变频泵组合，在不同海水温度下使用不同的泵组合形式，在无限航区高温水域或最大总换热量的情况下，直接使用两台定频泵为系统提供冷却水；当在极地海域低温水域或较低总换热量部分用户开启，热负荷较低的情况下，使用定频泵和变频泵的组合或仅使用变频泵来降低能耗；可适用于航行和作业在无限航区和极地海域的各类船舶，达到了与全变频泵类似的调整效果，可有效降低人员的工作量，提高了设备的利用率和系统的经济性，而且对船用原有冷却系统的影响较小，可广泛应用于新造船和改造船。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型海水冷却系统管系原理图；

图2为本实用新型淡水冷却系统管系原理图；

图3为本实用新型电气控制系统原理图；

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1、第一海水冷却泵2、第二海水冷却泵3、第三海水冷却泵4、第一压力传感器5、第二压力传感器6、第三压力传感器7、第一中央冷却器 8、第二中央冷却器9、第一温度传感器10、低位海底门遥控阀11、高位海底门遥控阀12、低位海底门海水滤器13、高位海底门海水滤器14、低位海底门回水截止阀15、高位海底门回水截止阀16、舷侧截止阀17、止回阀18、第一干坞截止阀19、干坞通岸接头20、第二干坞截止阀21、冷却海水进口管22、海水出口管23、冷却海水回水管24、干坞冷却水进口管25、低位海底门26、高位海底门27、海水总管40、第一淡水冷却泵41、第二淡水冷却泵42、第三淡水冷却泵43、第四压力传感器44、第五压力传感器45、四六压力传感器46、第二温度传感器47、第三温度传感器48、第四温度传感器49、淡水温控阀50、三通阀51、节流孔板 52、流量调节阀53、淡水输送泵54、淡水膨胀柜55、浮子阀56、低液位开关57、透气管58、加药管59、示流计60、液位计61、截止阀62、高液位开关63、区域总阀64、冷却淡水进口管65、冷却淡水出口管66、冷却淡水旁通管67、补水管68、泄放管69、透气管70、淡水输送管71、溢流管72、淡水泄放舱101、主控柜102、操作及显示单元103、No.2 海水冷却泵变频起动器104、No.2辅助淡水系统淡水冷却泵变频起动器 105、遥控阀控制箱106、温控阀。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1至图3所示，本实用新型公开了应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统；包括海水冷却系统、淡水冷却系统以及电气控制系统。

海水冷却系统用于抽取冷却海水对淡水冷却系统中的淡水进行冷却，海水冷却系统包括与低位海底门25以及高位海底门26连接的海水总管27、与海水总管27连接且并联设置的三根冷却海水进口管21、与冷却海水进口管21连接的至少一个中央冷却器、连接中央冷却器的海水出口管22、一端与海水出口管 22连接另一端与舷侧连接的排舷外管以及与低位海底门25、高位海底门26分别连接的冷却海水回水管23；每根冷却海水进口管21上均设有一个海水冷却泵，海水冷却泵位于中央冷却器的前端，三个海水冷却泵分别为第一海水冷却泵1、第二海水冷却泵2和第三海水冷却泵3，其中第一海水冷却泵1和第三海水冷却泵3为定频泵，第二海水冷却泵2为变频泵；中央冷却器为两个，分别为第一中央冷却器7和第二中央冷却器8。

海水冷却系统还包括一干坞冷却水进口管24，干坞冷却水进口管24在海水冷却泵无法为海水冷却系统供水时提供冷却水；干坞冷却水进口管24的一端与两个中央冷却器连接，另一端与外部冷却水管连接。

淡水冷却系统用于为柴油机(包含主机、辅发电机组柴油机)以及辅助系统用户端供水，并将其换热升温后的热水输送至海水冷却系统进行换热降温；淡水冷却系统包括冷却淡水出口管65以及冷却淡水进口管64，冷却淡水出口管65的上端与两个中央冷却器连接，下端分别于主机、辅发电机组柴油机、辅助系统用户端连接，辅助系统用户端上包括三个并联的淡水冷却泵，三个淡水冷却泵分别为第一淡水冷却泵40、第二淡水冷却泵41和第三淡水冷却泵42，其中第一淡水冷却泵40和第三淡水冷却泵42为定频泵，第二淡水冷却泵41 为变频泵；冷却淡水进口管64分别于辅助系统用户端、柴油机以及中央冷却器连接。

淡水冷却系统还包括一淡水膨胀柜54，淡水膨胀柜54用于平衡和补充整个淡水冷却系统中的冷却淡水；淡水膨胀柜与54外部供水管连接，淡水膨胀柜54的底部设有补水管67，补水管67与冷却淡水出口管65连接。

淡水冷却系统还包括一冷却淡水旁通管66，冷却淡水旁通管66的一端与冷却淡水进口管64连接，另一端与冷却淡水出口管65连接。

淡水冷却系统还包括透气管69，透气管69的一端与主机、辅发电机组柴油机连接，另一端与淡水膨胀柜54，透气管69用于将主机、辅发电机组柴油机中的气体输送至淡水膨胀柜54。

淡水冷却系统还包括一淡水温控阀49，淡水温控阀49设置在冷却淡水出口管65上，淡水温控阀49可根据温度来自动调节通过冷却淡水旁通管66的水量。

冷却淡水旁通管66上设有节流孔板51，节流孔板51用于在调试时设定旁通的最大水量。

淡水冷却系统还包括一淡水泄放舱72，淡水泄放舱72通过泄放管68、溢流管71与淡水膨胀柜54连接，溢流管71设置在淡水膨胀柜54侧部高位。

淡水膨胀柜54的顶部设有淡水输送管70，淡水输送管70与淡水泄放舱 72连接，淡水输送管70连接淡水输送泵53，淡水输送管70通过淡水输送泵 53将淡水泄放舱72内的淡水输送回淡水膨胀柜54。

淡水膨胀柜54的顶部设有透气管57和加药管58，透气管57用于淡水膨胀柜54透气，加药管58用于向淡水膨胀柜54内添加淡水冷却系统所需的药品。

电气控制系统用于控制整个混合式变频中央冷却系统；电气控制系统包括主控柜101以及与主控柜连接的操作及显示单元102、海水冷却泵变频起动器 103、淡水冷却泵变频起动器104、遥控阀控制箱105、温控仪106。

主控柜101为整个控制系统的核心部分，设计为柜体壁挂式，内部由可编程逻辑控制器与主要电气元器件组成，将本申请冷却系统的控制逻辑输入至可编程逻辑控制器此处的控制逻辑为现有技术，可根据实际需求选择，此处不加赘述；柜体正面有三个指示灯，白色指示灯代表系统运行，绿色指示灯代表电源接通，红色指示灯代表系统故障；通过船用电缆将主控柜101与其他电气控制系统的部件连接操作及显示单元、海水冷却泵变频起动器、淡水冷却泵变频起动器、遥控阀控制箱、温控仪。

操作及显示单元102为系统控制部分，由显示器、处理器和操作单元组成，显示器用于显示系统主操作界面，处理器用于数据储存和处理，操作单元用于工作人员命令的输入；系统主操作界面可显示整个冷却系统的管系原理图，具有显示泵状态及遥控起停、泵主备用选择、显示遥控阀状态及遥控开关、显示压力传感器数值、显示温度传感器数值、报警值设定与报警指示及记录、数据报表及故障分析等功能。通过船用电缆将操作及显示单元102与主控柜101连接，将控制命令输出至主控柜101。

海水冷却泵变频起动器103及淡水冷却泵变频起动器104分别控制海水冷却变频泵和淡水冷却变频泵，设计为柜体壁挂式，内部由变频器与主要电气元器件组成；柜体正面设有用于切换控制模式的遥控/本地切换按钮、用于泵起停控制的起动和停止按钮、用于泵转速控制的速度调整板，以及白色的泵运行指示灯、红色的泵故障指示灯和绿色的系统电源接通指示灯；通过船用电缆将海水冷却泵变频起动器103、淡水冷却泵变频起动器104与主控柜101、海水冷却变频泵以及淡水冷却变频泵连接。

遥控阀控制箱105用于控制低位海底门遥控阀10、高位海底门遥控阀11，设计为柜体壁挂式，柜体正面设有用于切换控制模式的遥控/本地切换按钮、用于遥控阀开关控制的阀开关按钮，以及白色的系统运行指示灯、绿色的系统电源接通指示灯、多个红色遥控阀及系统故障指示灯、多个绿色遥控阀开闭状态指示灯；通过船用电缆将遥控阀控制箱105与主控柜101及遥控阀连接。

温控仪106用于控制温控阀49，设计为柜体壁挂式，柜体正面设有可显示温度数值的数字显示控制面板，并可通过设定值自动调整阀门的开关和开度；通过船用电缆将温控仪106与温控阀49连接，将温度数据输出至主控柜101。

实施例1

海水冷却系统的主要流程如下：

参见图1所示，机舱内设有一只低位海底门25和高位海底门26，低位海底门通过低位海底门遥控阀10、低位海底门海水滤器12、蝶阀和相应的海水管路接至海水总管27，高位海底门通过高位海底门遥控阀11、高位海底门海水滤器13、蝶阀和相应的海水管路接至海水总管27，冷却海水可由任意一个海底门进入海水总管27；当任意一个海底门格栅或海水滤器被杂物或碎冰堵住后，可遥控关闭相对应的海底门遥控阀，转而通过未封堵的海底门供水至海水总管27；低位海底门为冰区海底门，按相应的规范要求进行设计和建造，此处不加赘述。

海水总管27上并联设有三根冷却海水进口管21，三根冷却海水进口管21 分别接至三台海水冷却泵，在无限航区高温水域或最大总换热量的情况下，即设计工况下，常用任意两台海水冷却泵，另外一台作为备用，当其中一台海水冷却泵故障时，电气控制系统将通过主控柜101自动起动备用海水冷却泵来为系统提供冷却海水；在极地海域低温水域或较低总换热量情况下，即部分用户开启，热负荷较低的情况下，将优先直接使用变频泵和定频泵组合的型式来为系统提供冷却海水，当海水温度或总换热量进一步降低的情况下，可仅使用变频泵来为系统提供冷却海水。

打开冷却海水进口管21上的截止阀和第一海水冷却泵1，海水总管27内的冷却海水通过第一海水冷却泵1进入系统，再通过冷却海水进口管21将海水送至第一中央冷却器7和第二中央冷却器8；第一海水冷却泵1出口的冷却海水进口管21上设有第一压力传感器4，当第一海水冷却泵1故障导致出口压力低于设定值时，将反馈信号至主控柜101，主控柜101将自动起动预先指定的备用泵；第二海水冷却泵2出口的冷却海水进口管21上设有第二压力传感器5；第三海水冷却泵3出口的冷却海水进口管21上设有第三压力传感器6；第二海水冷却泵2、第二压力传感器5和第三海水冷却泵3、第三压力传感器6 为类似原理，此处不加赘述。

冷却海水一分为二，通过两根冷却海水进口管21分别供至第一中央冷却器7和第二中央冷却器8的海水侧接口，与冷却淡水侧进行间接换热后，冷却海水的温度提高，最终通过两根冷却海水出口管22汇总后排出；排出总管上设有第一温度传感器9，当检测到出口冷却海水温度低于设定温度时，将反馈信号至主控柜101，主控柜101将根据已设定好的程序来自动判断是否需要自动减少运行泵的数量，或降低变频泵的转速；当检测到出口冷却海水温度高于设定温度时，将反馈信号至主控柜101，主控柜101将根据已设定好的程序来自动判断是否需要自动增加运行泵的数量，或提高变频泵的转速。

汇总后的冷却海水出口管22一分为三，其中一根支管接至舷侧，另外两根支管分别接至低位海底门25和高位海底门26。

接至舷侧的冷却海水出口管22上设有舷侧截止阀16，冷却海水将通过海水出口管22排至舷外，海水出口管22上设有止回阀17，防止海水倒灌进入海水出口管22。

接至低位、高位海底门的冷却海水出口管22上分别设有低位海底门回水截止阀14或高位海底门回水截止阀15，冷却海水将通过冷却海水回水管23 排至低位海底门或高位海底门，用于加热海底门内的低温海水，避免进入海水总管27内的海水温度过低或结冰，冷却海水回水管23上设有止回阀，防止海水倒灌进入冷却海水回水管23。

当船舶处于干坞情况下，由于两个海底门内无水，海水冷却泵无法为海水冷却系统提供冷却海水，设有一路干坞冷却水进口管24连接外部为中央冷却器提供冷却水；将外部冷却水软管接至干坞通岸接头19，关闭三台海水冷却泵出口的截止阀，打开第一干坞截止阀18和第二干坞截止阀20，干坞冷却水通过干坞冷却水进口管24进入第一中央冷却器7和第二中央冷却器8。

淡水冷却系统的主要流程如下：

如图2中，主机和辅发电机组柴油机，根据所选用的柴油机冷却系统特性来确定柴油机的低温淡水供水方式，若柴油机内部已设有机带低温淡水冷却泵，则无需为其考虑动力供水，由其内部的低温淡水泵从淡水冷却系统管路直接吸入冷却淡水，反之则需要考虑动力供水；其他用户的冷却淡水由三台辅助系统淡水冷却泵提供。

冷却淡水出口管65一分为四，其中一根小支管接至淡水膨胀柜54，一根支管直接接至主机，另外两根支管通过一只三通阀50，分别接至辅发电机组柴油机和辅助系统。

接至淡水膨胀柜54底部的补水管67用于平衡和补充整个淡水冷却系统中的冷却淡水；当系统内淡水膨胀时，淡水可通过补水管67进入淡水膨胀柜54；当系统内淡水缺少时，淡水可通过补水管67进入淡水冷却系统内即冷却淡水出口管65。

接至主机的冷却淡水出口管65上设有一只截止阀63，分成两路分别去冷却完两台主机后再次汇成一路冷却淡水进口管64，管路上设有一只截止阀63，用于统一开启和关闭两台主机的冷却淡水；各主机的进口管上各设有一只截止阀和一只温度计，出口管上各设有一只流量调节阀52和一只温度计，便于随时观测进出水温度和调节冷却淡水的流量；当主机在运行时，其机体内部冷却系统所含的气体，可通过透气管69分别排至淡水膨胀柜54；当主机在维护时，机体内部的冷却淡水，可使用内部水泵通过泄放管68泄放至淡水泄放舱内。

接至辅发电机组柴油机的冷却淡水出口管65上设有一只截止阀63，分成两路分别去冷却完两台辅发电机组柴油机后再次汇成一路冷却淡水进口管64，管路上设有一只截止阀63，用于统一开启和关闭两台辅发电机组柴油机的冷却淡水；各辅发电机组柴油机的进口管上各设有一只截止阀和一只温度计，出口管上各设有一只流量调节阀52和一只温度计，便于随时观测进出水温度和调节冷却淡水的流量；当辅发电机组柴油机在运行时，其机体内部冷却系统所含的气体，可通过透气管69分别排至淡水膨胀柜54；当辅发电机组柴油机在维护时，机体内部的冷却淡水，可使用内部水泵通过泄放管68泄放至淡水泄放舱内。

接至辅助系统的冷却淡水出口管65一分为三，分别接至三台辅助系统淡水冷却泵，在无限航区高温水域或最大总换热量的情况下，即设计工况下，常用任意两台淡水冷却泵，另外一台作为备用，当其中一台淡水冷却泵故障时，电气控制系统将通过主控柜101自动起动备用淡水冷却泵来为系统提供冷却淡水；在极地海域低温水域或较低总换热量情况下，即部分用户开启，热负荷较低的情况下，将优先直接使用变频泵和定频泵组合的型式来为系统提供冷却淡水，当淡水温度或总换热量进一步降低的情况下，可仅使用变频泵来为系统提供冷却淡水。

打开冷却淡水支管上的截止阀和第一淡水冷却泵40，冷却淡水出口管65 内的冷却淡水通过第一淡水冷却泵40进入冷却淡水出口管65；第一淡水冷却泵40出口的冷却淡水出口管65上设有第四压力传感器43，当第一淡水冷却泵40故障导致出口压力低于设定值时，将反馈信号至主控柜101，主控柜101将自动起动预先指定的备用泵；第二淡水冷却泵41出口的冷却淡水出口管65上设有第五压力传感器44；第三淡水冷却泵42出口的冷却淡水出口管65上设有第第六压力传感器45，第二淡水冷却泵41、第五压力传感器44和第三淡水冷却泵42、第六压力传感器45为类似原理，此处不加赘述。

在辅助系统淡水冷却泵的进口冷却淡水出口管65上设有第二温度传感器 46，便于实时监测和比对经过冷却后的冷却淡水出口管65内冷却淡水的温度。

在辅助系统淡水冷却泵的出口冷却淡水出口管65上设有第三温度传感器 47，便于实时监测和比对经过辅助系统淡水冷却泵后的冷却淡水出口管65内冷却淡水的温度；另外，此温度还可用作电气控制系统内的编程输入条件，用于计算辅助系统进、出口冷却淡水的温差，进而控制运行海水冷却泵的数量，或改变海水冷却变频泵的转速。

将冷却淡水送至各辅助系统的各用户端，各用户端的进口管上各设有一只截止阀和一只温度计，出口管上各设有一只流量调节阀52和一只温度计，便于随时观测进出水温度和调节冷却淡水的流量；各设备根据其使用功能、同时使用工况和布置区域来考虑集中提供冷却淡水，并在区域进口总管和出口总管上各设有一只区域总阀63，用于在特殊情况下统一开启和关闭本区域内所有设备的冷却淡水。

在辅助系统各用户端的出口总管上设有第四温度传感器48，便于实时监测和比对经过辅助系统各用户后的冷却淡水进口管64内冷却淡水的温度；另外，此温度还可用作电气控制系统内的编程输入条件，用于计算辅助系统进、出口冷却淡水的温差，进而控制运行淡水冷却泵的数量，或改变淡水冷却变频泵的转速。

冷却淡水经过各设备如主机、辅发电机组柴油机和辅助系统的换热器后，相继汇入冷却淡水进口管64；冷却淡水进口管64一分为二，其中一根支管接至淡水温控阀49，另外一根支管分别接至第一中央冷却器7和第二中央冷却器 8。

接至淡水温控阀49的冷却淡水旁通管66，用于旁通至中央冷却器的淡水流量，由温控阀49内部根据设定温度来自动调节通过冷却淡水旁通管66的水量；在冷却淡水旁通管66上设有节流孔板51，用于在调试时设定旁通的最大水量。

接至两台中央冷却器的冷却淡水进口管64，其中冷却淡水一分为二，通过两根冷却淡水进口管64分别供至第一中央冷却器7和第二中央冷却器8的淡水侧接口，与冷却海水侧进行间接换热后，冷却淡水的温度降低，最终通过两根冷却淡水出口管65汇总后排出；排出总管上设有淡水温控阀49，此阀有一个感温包、两个进口和一个出口，分别为旁通进口用于连接冷却淡水旁通管66、冷却进口用于连接淡水冷却进口管64和冷却出口用于连接淡水冷却出口管 65；当感温包检测到出口管路中冷却淡水温度高于设定温度时，将反馈信号至温控仪106，通过温控仪106控制淡水温控阀49自动减小旁通进口的开度和加大冷却进口的开度；当感温包检测到出口管路中冷却淡水温度低于设定温度时，将反馈信号至温控仪106，通过温控仪106控制淡水温控阀49自动加大旁通进口的开度和减小冷却进口的开度；主控柜101可接受来自于温控仪106的温度信号和阀的状态信号，也可直接调整设定温度。

从淡水温控阀49出来的冷却淡水，再一次分流后流向各用户，如此循环完成淡水冷却系统。

另外，淡水冷却系统内还设有一只淡水膨胀柜54，除了连接上述提及的补水管67和透气管57、69以外，该膨胀柜54还设有其他辅助系统和设备，具体如下：

侧部高位设有浮子阀55、淡水输送管70和截止阀，当淡水膨胀柜54低液位时，浮子阀55自动打开为其供水，当液位正常后浮子阀55自动关闭停止供水，截止阀也可用于手动加水；侧部低位设有低液位开关56，当液位较低时，可提供报警信号至电气控制系统；侧部高高位设有溢流管71，当液位高高位时，多余的淡水会进入溢流管71内，再接至泄放管68，可通过管路上的示流计59 实时观测到溢流状态。

底部设有截止阀，可手动将淡水膨胀柜54内的淡水通过泄放管68放泄至淡水泄放舱。

顶部设有透气管57，用于淡水膨胀柜54透气；顶部设有加药管58，用于向淡水膨胀柜54内添加淡水系统所需的药品；顶部设有淡水输送管70和截止阀，用于通过淡水输送泵53将淡水泄放舱内的淡水输送回淡水膨胀柜54。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统，其特征在于，包括：

一海水冷却系统，用于抽取冷却海水对淡水冷却系统中的淡水进行冷却，海水冷却系统包括与低位海底门以及高位海底门连接的海水总管、与海水总管连接且并联设置的三根冷却海水进口管、与冷却海水进口管连接的至少一个中央冷却器、连接中央冷却器的海水出口管、一端与海水出口管连接另一端与舷侧连接的排舷外管以及与低位海底门、高位海底门分别连接的冷却海水回水管；每根冷却海水进口管上均设有一个海水冷却泵，海水冷却泵位于中央冷却器的前端，其中两个海水冷却泵为定频泵，另外一个海水冷却泵为变频泵；

一淡水冷却系统，用于为柴油机以及辅助系统用户端供水，并将其换热升温后的热水输送至海水冷却系统进行换热降温；淡水冷却系统包括冷却淡水出口管以及冷却淡水进口管，冷却淡水出口管的上端与中央冷却器连接，下端分别与柴油机和辅助系统用户端连接，辅助系统包括三个并联的淡水冷却泵，其中两个淡水冷却泵为定频泵，另外一个淡水冷却泵为变频泵；冷却淡水进口管分别与用户端、柴油机以及中央冷却器连接；

一电气控制系统，用于控制整个混合式变频中央冷却系统；电气控制系统包括主控柜以及与主控柜连接的操作及显示单元、海水冷却泵变频起动器、淡水冷却泵变频起动器、遥控阀控制箱、温控仪。

2.根据权利要求1所述的应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统，其特征在于，所述海水冷却系统还包括一干坞冷却水进口管，干坞冷却水进口管在海水冷却泵无法为海水冷却系统供水时提供冷却水；干坞冷却水进口管的一端与中央冷却器连接，另一端与外部冷却水软管连接。

3.根据权利要求1所述的应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统，其特征在于，所述淡水冷却系统还包括一淡水膨胀柜，淡水膨胀柜用于平衡和补充整个淡水冷却系统中的冷却淡水；淡水膨胀柜与外部供水管连接，淡水膨胀柜的底部设有补水管，补水管与冷却淡水出口管连接。

4.根据权利要求1所述的应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统，其特征在于，所述淡水冷却系统还包括一冷却淡水旁通管，冷却淡水旁通管的一端与冷却淡水进口管连接，另一端与冷却淡水出口管连接。

5.根据权利要求3所述的应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统，其特征在于，所述淡水冷却系统还包括透气管，透气管的一端与柴油机连接，另一端与淡水膨胀柜，透气管用于将柴油机中的气体输送至淡水膨胀柜。

6.根据权利要求4所述的应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统，其特征在于，所述淡水冷却系统还包括一淡水温控阀，淡水温控阀设置在冷却淡水出口管上，淡水温控阀可根据出水温度来自动调节通过冷却淡水旁通管的水量。

7.根据权利要求4或6所述的应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统，其特征在于，冷却淡水旁通管上设有节流孔板，节流孔板用于在调试时设定旁通的最大水量。

8.根据权利要求3所述的应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统，其特征在于，所述淡水冷却系统还包括一淡水泄放舱，淡水泄放舱通过泄放管、溢流管与淡水膨胀柜连接，溢流管设置在淡水膨胀柜侧部高位。

9.根据权利要求8所述的应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统，其特征在于，淡水膨胀柜的顶部设有淡水输送管，淡水输送管与淡水泄放舱连接，淡水输送管连接淡水输送泵，淡水输送管通过淡水输送泵将淡水泄放舱内的淡水输送回淡水膨胀柜。

10.根据权利要求9所述的应用于极地船舶的混合式变频中央冷却系统，其特征在于，淡水膨胀柜的顶部设有透气管和加药管，透气管用于淡水膨胀柜透气，加药管用于向淡水膨胀柜内添加淡水冷却系统所需的药品。

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