[發明專利]一種大深度自然循環常壓式海水交換系統

有效

• 申請號: 201910261069.2
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN109987206B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 葉效偉;董海杰;俞圣杰;周念福
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心（中國船舶重工集團公司第七0二研究所）
• 主分類號: B63G8/00
• 分類號: B63G8/00
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發明公開了一種大深度自然循環常壓式海水交換系統，涉及大潛深載人裝備領域，將原來布置在耐壓結構內部的耐壓液艙放置到耐壓結構外，將傳統的引入耐壓結構內的高壓海水轉變為常壓海水或瞬態高壓海水引入耐壓結構內，增加安全性；該系統利用常壓海水泵即可將廢水排出耐壓結構外，降低海水排出耐壓結構外時的功耗，利用管路高度差及載人潛水器或潛艇的航行運動，形成用新鮮海水替換廢棄海水的自然循環，降低海水代換功耗，利用耐壓液艙和耐壓結構內部的空氣形成的閉式循環平衡海水導入和排出時耐壓結構內的壓力環境，消除壓力平衡的額外功耗，從而可以安全高效、低能耗的實現耐壓結構內大容量海水的供應和排出。

技術領域

本發明涉及大潛深載人裝備領域，尤其是一種大深度自然循環常壓式海水交換系統。

背景技術

目前，潛艇或者載人潛水器正在往大深度方向發展，潛艇及載人潛水器在運行過程中需要從外界向耐壓結構內導入大量海水用于淡化、洗滌及設備冷卻等，并將使用過的海水導入到耐壓結構外。目前，潛艇或載人潛水器使用的海水資源主要通過海水背壓，將高壓海水經過一系列管路和閥組導入到耐壓結構內；完成作業任務后的海水通過高壓海水泵或高壓氣體產生更大的背壓導出到舷外。上述方式存在如下問題：

(1)進入耐壓結構的海水屬于高壓海水，需要在耐壓結構內設置耐壓水艙，高壓海水進艙增加了使用的危險性，尤其是在大深度環境中。

(2)大深度環境下，通過高壓海水泵或高壓空氣將使用后的海水排出舷外，能量消耗較高，排出效率比較低，且無法大容量使用。

(3)海水的導入和排出，影響耐壓結構內氣體壓力環境的變化，需要通過空壓機或其他手段對耐壓結構內的壓力進行平衡，額外消耗能量。

發明內容

本發明人針對上述問題及技術需求，提出了一種大深度自然循環常壓式海水交換系統，將原來布置在耐壓結構內部的耐壓液艙放置到耐壓結構外，通過耐壓液艙與耐壓結構形成的閉式循環系統可以安全高效、低能耗的實現耐壓結構內大容量海水的供應和排出。

本發明的技術方案如下：

一種大深度自然循環常壓式海水交換系統，用于深海載人裝備，該系統包括：進水管路、耐壓液艙、排水管路、海水進艙管路、廢水排出管路、空氣平衡管路、凈水液艙和廢水液艙，進水管路、耐壓液艙和排水管路均設置在深海載人裝備的耐壓結構外部，凈水液艙和廢水液艙均設置在耐壓結構內部，凈水液艙用于為耐壓結構內部的海水用戶供給凈水，廢水液艙用于回收耐壓結構內部的海水用戶產生的廢水；

進水管路包括進水總管和進水總管閥，進水總管設置在耐壓液艙的上部并與耐壓液艙形成高度差，進水總管的艏端聯通耐壓結構外部海水、艉端聯通耐壓液艙的頂部的一個位置，進水總管閥設置在進水總管上并控制進水總管的啟閉；

排水管路包括排水總管和排水總管閥，排水總管設置在耐壓液艙的下部并與耐壓液艙形成高度差，排水總管的艏端聯通耐壓液艙的底部、艉端聯通耐壓結構外部海水，排水總管閥設置在排水總管上并控制排水總管的啟閉；

海水進艙管路包括進水支管、進水支管閥和瞬態減壓器，瞬態減壓器設置在凈水液艙的內部，進水支管貫穿耐壓結構，進水支管的艏端聯通排水總管、艉端聯通瞬態減壓器，進水支管閥設置在進水支管上并控制進水支管的啟閉；

廢水排出管路包括排水支管、排水支管閥和常壓排水泵，排水支管貫穿耐壓結構，排水支管的艏端聯通廢水液艙、艉端聯通進水總管，常壓排水泵設置在耐壓結構內部的排水支管上并用于排出廢水液艙中的廢水，排水支管閥設置在排水支管上并控制排水支管的啟閉；

空氣平衡管路包括氣體管路、氣管閥和氣體干燥裝置，氣體管路貫穿耐壓結構，氣體管路的一端連接在耐壓液艙的頂部的另一個位置并聯通耐壓液艙內部的氣體、另一端連接在耐壓結構上并聯通耐壓結構內部的氣體，氣體干燥裝置設置在耐壓結構內部的氣體管路上并用于干燥氣體，氣管閥設置在氣體管路上并控制氣體管路的啟閉。