[實用新型]船舶柴油機循環冷卻系統

無效

• 申請號: 200720041291.4
• 申請日: 2007-08-01
• 公開（公告）號: CN201065781Y
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 劉兵;張敖定;陳紀賽;秦海艷
• 申請（專利權）人: 南京中船綠洲環保設備工程有限責任公司
• 主分類號: F01P3/18
• 分類號: F01P3/18
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 姚姣陽

技術領域

本實用新型屬于船舶建造技術領域，具體的說是船舶柴油機循環冷卻系統。

背景技術

船用板式冷卻器板片改用鈦或鎳基合金之后，開始仍然是用每臺柴油機配置兩臺冷卻器，用海水分別對滑油和缸套水進行單獨循環冷卻的方法，但結構上未作任何改進。為了減低設備造價，鈦材板片的厚度只有0.5mm，甚至更薄。同時還把板片波紋形狀由正弦波形改為三角波形，力求達到較高的總傳熱系數，提高傳熱效率，減少冷卻器所需要的傳熱面積和鈦材消耗。因此在板片沖壓成形時，鈦板的彎曲比較嚴重。鈦材和鎳基合金對于冷作硬化是相當敏感的，尤其是板片波形的波峰和波谷部位幾乎成為尖角以后，使得板片在沖壓成形時就經受了一次嚴重的冷作硬化。當設備維修消除泄漏時一旦發生過度夾緊的情況，板片的各接觸點就會造成局部的凹坑，使金屬材料在這些點上發生第二次變形和冷作硬化。當這種過度的擠壓變形超過材料承受能力時，就會發生板片開裂，從而使海水滲漏到被冷卻介質中，隨著缸套水或滑油的循環，侵入柴油機，威脅其安全。即便是僅僅更換幾片破裂的板片，經濟損失也相當可觀。

為了絕對避免海水因鈦板冷卻器板片開裂漏入柴油機造成嚴重損失，國外推出了一種被稱之為“中央冷卻系統”的船舶柴油機循環冷卻系統，中央冷卻系統把全船上所有的柴油機以及其他凡需要用海水冷卻的相同介質滑油及淡水等集中起來，總體考慮其冷卻問題，甚至把海水淡化裝置也納入到這個系統中。如圖1所示，由柴油機21、22、23……排出的熱缸套水分別被引入到板式冷卻器24、26、28……熱滑油則被引入到板式冷卻器25、27、29……，這幾個板式冷卻器的板片都是用不銹鋼板制作的。它們的冷卻介質都不用海水而是淡水。冷淡水由淡水泵212從冷水箱210C泵到不銹鋼板式冷卻器24～29對柴油機缸套水及滑油進行冷卻。被冷卻的缸套水和滑油引回原柴油機進行循環冷卻和循環潤滑。淡水冷卻水受熱后集中引入熱淡水箱210H，并由熱水泵211泵入中心冷卻器214，此中心冷卻器的板片由鈦板制作，其傳熱負荷相當于各不銹鋼板式冷卻器24～29的總和，其冷卻介質用海水。海水泵213將海水泵入中心冷卻器214，受熱后直排舷外。熱淡水被海水冷卻后引回冷水箱210C，參與板式冷卻器24～29的循環冷卻。在這樣一套船舶中央冷卻系統中，由柴油機流出的熱缸套水和滑油只與冷卻淡水進行熱交換而沒有與海水直接進行熱交換。因此確保了即使在鈦板中心冷卻器板片不慎發生開裂的情況下，也可避免海水侵入柴油機的危險。

但這種中央冷卻系統也存在如下缺陷：(1)很不經濟：①為了嚴防海水因維修操作不當導致板片開裂時侵入柴油機，該中央冷卻系統采用了先用淡水冷卻缸套水和滑油，再用海水冷卻淡水的兩級冷卻方式。由于增加了以淡水作冷卻介質的中間循環冷卻環節，使系統所需總冷卻面積加了一倍。若原本整條船只需要1000m²冷卻器，在采用該中央冷卻系統后，卻要配置2000m²以上的冷卻器總面積。這種冷卻面積重復配置導致了整個冷卻系統總投資的明顯增大。②該中央冷卻系統中設置的一臺關鍵設備鈦板中心冷卻器，其冷卻面積超過各臺不銹鋼板式冷卻器冷卻面積的總和。這臺設備的價格十分昂貴，更加增大了該中央冷卻系統的初次投資。③由于該中央冷卻系統只考慮了用兩級循環冷卻方法把海水和柴油機徹底隔離而沒有對船用板式冷卻器的結構作任何改進。當船用板式冷卻器因墊片材料發生松弛而泄漏時，維修人員還會因心理上唯恐不密封而使板片發生過度夾緊的情況。鈦板板片仍有可能會開裂，從而還會給船東造成較大的經濟損失。(2)海水泄漏而侵入柴油機的安全隱患實際上沒有徹底消除，盡管該中央冷卻系統采用了兩級循環冷卻使海水與柴油機隔離，但由于中心冷卻器在結構上未作任何改進，一旦發生泄漏，仍有可能因對板片進行過度夾緊而造成其開裂，此時海水會漏入與其進行熱交換的淡水中，使冷卻淡水中的氯離子濃度慢慢上升。這種冷卻水在不銹鋼冷卻器中會使不銹鋼板片發生點狀穿孔腐蝕(點蝕)和墊片與板片接觸部位的縫隙腐蝕。因此海水(氯離子水)同樣會慢慢地侵入柴油機。采用中央冷卻系統后，海水泄漏而侵入柴油機的安全隱患實際上沒有徹底消除，只是使其進程變得比較緩慢而已。(3)巨型的中心冷卻器維修困難，而且板片存在著被裝拆損壞的危險性：中心冷卻器一塊板片的冷卻面積最大可達到1.88m²，而且其鈦板的厚度只有0.5mm甚至更薄，在船上維修，特別是更換墊片時，由于板片的剛性太差，操作稍有不慎，就會使其變形，甚至損壞，所以維修相當困難，而且存在著損壞板片的危險性。

發明內容