CN112298516A - 串联式多介质单流程式集中冷却中心 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种串联式多介质单流程式集中冷却中心，具有一个连接冷却水进口的U型管热流体换热区和一个连接冷却水出口的冷凝区，所述U型管热流体换热区位于集中冷却中心的前侧，所述冷凝区位于集中冷却中心的后侧；所述U型管热流体换热区与所述冷凝区位串接在一起，形成采用同一种冷却水介质冷却的串联式结构，用于同时完成两种工质的热量交换，其中前侧的U型管热流体换热区用于液体介质进行冷却，后侧的冷凝区域用于乏汽的冷却。本发明由于将两个换热设备集中为一体，因此能够减少船舶换热装置的复杂程度，减少换热设备所需要的安装空间及维修空间，减少***管路所占用的空间；减少设备数量有利于提高船舶换热装置的整体可靠性。

Description

串联式多介质单流程式集中冷却中心

技术领域

本发明涉及一种适用于船舶动力装置及船载电站***，尤其是一种多介质单流程式集中冷却中心。

背景技术

随着船舶行业的发展，船舶电力***、动力推进***、滑油循环***等各***复杂程度与功率等级的上升，船舶对于换热装置的需要不断增加。传统的布置中，各种介质均采用独立的换热设备进行冷却。例如调节油采用冷油器进行冷却，工质水采用冷水器进行冷却，冷凝器采用冷凝器进行冷却。在船舶舱室面积相同的情况下，多种换热装置的采用将会占用大量的舱室空间，使得舱室设备的布置与排布遇到较大的困难。设备数量的增加也将为相关设备的舱内维修带来较大的困难。对于小型化、集成化要求较高的船舶而言，传统的离散式换热设备设计已经无法满足与日增加的换热需求。

总上所述，需要提出一种能够对乏汽及调节油或工质水同时进行冷却的设备，串联式多介质单流程集中冷却中心。该设备的采用能够极大的提高换热设备的小型化及集成程度，降低换热设备的设计复杂性、减小***管路布置的复杂程度，充分利用舱室内部空间。

目前国内外无“串联式多介质单流程集中冷却中心”。

发明内容

本发明所要解决的问题是提出一种串联式多介质单流程集中冷却中心，用于同时冷却汽轮发电机组的乏汽以及一种液态工作介质(如淡水与滑油)的冷却中心。集中冷却中心的采用能够极大的提升换热装置小型化率、集成化率，降低换热装置的体积与管路***的复杂程度。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种串联式多介质单流程式集中冷却中心，具有一个连接冷却水进口的U型管热流体换热区和一个连接冷却水出口的冷凝区，所述U型管热流体换热区位于集中冷却中心的前侧，所述冷凝区位于集中冷却中心的后侧；所述U型管热流体换热区与所述冷凝区位串接在一起，形成采用同一种冷却水介质冷却的串联式结构，用于同时完成两种工质的热量交换，其中前侧的U型管热流体换热区用于液体介质进行冷却，后侧的冷凝区域用于乏汽的冷却。

进一步，所述U型管热流体换热区域的液体介质为调节油或淡水。

进一步，所述U型管热流体换热区包括前端盖壳体、U型管，所述前端盖壳体内通过U型管支承板固定连接U型管，U型管上设有热流体出口管和热流体入口管。

进一步，所述U型管中间设有连接U型管支承板的中间隔板，所述中间隔板将所述U型管热流体换热区域分隔为入口腔室与出口腔室两个部分，其中，入口腔室与出口腔室之间采用U型管进行连接，入口腔室内的热流体能够通过U型管流向出口腔室。

进一步，所述冷凝区包括冷凝区壳体、冷凝管、后端盖，所述冷凝区壳体右侧通过后管板固定连接后端盖，冷凝区壳体上部设有扩压腔，所述扩压腔上端设有乏汽进口，下部连接凝水箱，所述凝水箱下端设有凝水出口，所述冷凝区壳体内通过冷凝管支承板固定连接冷凝管。

进一步，所述冷凝区壳体的左侧通过前管板固定连接前端盖壳体。

本发明的有益效果是：

本发明采用串联式多介质单流程集中冷却中心代替原有的离散式换热装置具有以下优点：

1.由于集中冷却中心将两个换热设备集中为一体，因此能够减少船舶换热装置的复杂程度，减少换热设备所需要的安装空间及维修空间，减少***管路所占用的空间；

2.减少设备数量有利于提高船舶换热装置的整体可靠性。集中冷却中心的使用减少了换热设备的数量与种类，因此使得船舶换热装置的整体可靠性、维修性、保障性、安全性等得到了明显的提升。若在单条船舶上采用多台并联式集冷却中心。在单台设备故障的情况下，其余冷却中心也能保证整体***能够保持低限度的正常运行，而不会彻底失去对于某类型工作介质的冷却功能；

3.有助于提高冷却设备的小型化、轻量化、集成化，为船舶的舱室设计与配置提供更多的方案选择。

附图说明

图1是本发明的串联式多介质单流程式集中冷却中心结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的串联式多介质单流程式集中冷却中心，采用串联式结构，将两个冷却部套集中并采用同一种冷却水介质冷却的技术方案。其中：U型管热流体换热区位于集中冷却中心的前侧，冷凝区位于集中冷却中心的后侧。U型管热流体换热区域用于进行液体工作介质的换热，如调节油及淡水。冷凝区用于进行凝气的换热。

串联式多介质单流程集中冷却中心可同时完成两种工质的热量交换，其中前侧的U型管区域能够用于液体介质进行冷却，后侧的冷凝器区域能够用于乏汽的冷却。

实施例中：该冷却中心包括前端盖壳体1、热流体出口管2、中间隔板3、U型管支承板4、U型管5、热流体入口管6、前管板7、冷凝区壳体8、扩压腔9、冷凝管10、冷凝管支承板11、后管板12、后端盖13、凝水箱14、凝水出口15。冷凝区壳体8的左侧通过前管板7固定连接前端盖壳体1，右侧通过后管板12固定连接后端盖13，冷凝区壳体8上部设有扩压腔9，扩压腔9上端设有乏汽进口，下部连接凝水箱14，凝水箱14下端设有凝水出口15，冷凝区壳体8内通过冷凝管支承板11固定连接冷凝管10；前端盖壳体1内通过U型管支承板4固定连接U型管5，U型管5中间设有连接U型管支承板4的中间隔板3，U型管5上设有热流体出口管2和热流体入口管6。

冷却水从最左侧的冷却水入口进入前端盖壳体。流经U型管换热区，此时冷却水位于冷凝区壳体8侧，热流***于U型管5侧。与U型管5内的热流体进行换热后通过前管板7进入冷凝区壳体8内。此时冷却水在冷凝区壳体8侧，乏汽在冷凝区壳体8侧。在冷凝区壳体8中与乏气进行充分换热后从后管板12流出并进入后端盖13内，并最后从冷却水出口流出。

在U型管换热区内，热流体通过热流体入口进行储液腔，储液腔使用隔板进行分隔，分别分隔为入口腔室与出口腔室两个部分。入口腔室与出口腔室之间采用U型管进行连接。入口腔室内的热流体能够通过U型管流向出口腔室。U型管采用支承板进行固定及连接。

凝气从上部的乏汽进口进入凝气冷却区，凝气冷却区内的冷凝管采用支承板进行固定，以防止乏汽冲击引起的管束振动及结构破坏，乏汽在冷凝器区内完成冷凝后转换为凝水进入凝水箱，并通过凝水出口流出集中冷却中心。

该串联式多介质单流程集中冷却中心与常规冷凝器设计思路差异主要体现在串联式结构的采用。

首先将冷凝管与支承板之间进行串管，并采用定距管对支承板进行固定随后将冷凝管逃入已经组装完成的冷凝区壳体中，完成管板的安装热胀安装。在前后管板上分别安装前端盖壳体及后端盖组件。其后进行U型管换热器的安装，将U型管、出入口腔室、U型管支撑板之间进行组装。其中U型管与出入口腔室之间为胀接连接的方式。将U型管冷却组件整体放入前端盖壳体预留的开孔位置并使用螺栓进行固定即可完成串联式多介质单流程是集中冷却中心的安装。

Claims (6)

1.一种串联式多介质单流程式集中冷却中心，具有一个连接冷却水进口的U型管热流体换热区和一个连接冷却水出口的冷凝区，其特征在于：所述U型管热流体换热区位于集中冷却中心的前侧，所述冷凝区位于集中冷却中心的后侧；所述U型管热流体换热区与所述冷凝区位串接在一起，形成采用同一种冷却水介质冷却的串联式结构，用于同时完成两种工质的热量交换，其中前侧的U型管热流体换热区用于液体介质进行冷却，后侧的冷凝区域用于乏汽的冷却。

2.根据权利要求1所述的串联式多介质单流程式集中冷却中心，其特征在于：所述U型管热流体换热区域的液体介质为调节油或淡水。

3.根据权利要求1所述的串联式多介质单流程式集中冷却中心，其特征在于：所述U型管热流体换热区包括前端盖壳体、U型管，所述前端盖壳体内通过U型管支承板固定连接U型管，U型管上设有热流体出口管和热流体入口管。

4.根据权利要求3所述的串联式多介质单流程式集中冷却中心，其特征在于：所述U型管中间设有连接U型管支承板的中间隔板，所述中间隔板将所述U型管热流体换热区域分隔为入口腔室与出口腔室两个部分，其中，入口腔室与出口腔室之间采用U型管进行连接，入口腔室内的热流体能够通过U型管流向出口腔室。

5.根据权利要求1所述的串联式多介质单流程式集中冷却中心，其特征在于：所述冷凝区包括冷凝区壳体、冷凝管、后端盖，所述冷凝区壳体右侧通过后管板固定连接后端盖，冷凝区壳体上部设有扩压腔，所述扩压腔上端设有乏汽进口，下部连接凝水箱，所述凝水箱下端设有凝水出口，所述冷凝区壳体内通过冷凝管支承板固定连接冷凝管。

6.根据权利要求1所述的串联式多介质单流程式集中冷却中心，其特征在于：所述冷凝区壳体的左侧通过前管板固定连接前端盖壳体。

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