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[發(fā)明專利]基于定溫?fù)交煜到y(tǒng)的間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)海水換熱器有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201910769247.2 申請(qǐng)日: 2019-08-20
公開(kāi)(公告)號(hào): CN110332826B 公開(kāi)(公告)日: 2021-08-06
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 張智博;林楓;李貝貝;張曉云;馬正軍;劉文文;何彬 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0三研究所
主分類號(hào): F28C3/04 分類號(hào): F28C3/04;F28F27/02;G01M15/14
代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109 代理人: 牟永林
地址: 150036 黑龍江*** 國(guó)省代碼: 黑龍江;23
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 基于 定溫 系統(tǒng) 循環(huán) 燃?xì)廨啓C(jī) 海水 換熱器
【說(shuō)明書(shū)】:

基于定溫?fù)交煜到y(tǒng)的間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)海水換熱器,涉及燃?xì)廨啓C(jī)海水換熱器領(lǐng)域。為解決現(xiàn)有海水換熱器的冷卻能力隨海水量和海水溫度波動(dòng)變化,溫度不固定,導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)試間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)在標(biāo)準(zhǔn)海洋環(huán)境下真實(shí)的船用燃?xì)廨啓C(jī)性能,在對(duì)比時(shí)影響比較的準(zhǔn)確性和客觀公正性的問(wèn)題。定溫?fù)交煜到y(tǒng)的輸出端上設(shè)有一號(hào)溫度傳感器,并與海水轉(zhuǎn)熱器的輸入口固定連接,海水轉(zhuǎn)熱器的輸入口設(shè)有球閥,定溫?fù)交煜到y(tǒng)的循環(huán)輸出端上設(shè)有二號(hào)溫度傳感器,并與海水轉(zhuǎn)熱器的輸出口固定連接,海水轉(zhuǎn)熱器輸出口上設(shè)有球閥,定溫?fù)交煜到y(tǒng)的一個(gè)輸入端與熱水管連接,定溫?fù)交煜到y(tǒng)的另一個(gè)輸入端與冷凝水管連接。本發(fā)明適用于間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)海水換熱器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)海水換熱器領(lǐng)域,具體涉及基于定溫?fù)交煜到y(tǒng)的間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)海水換熱器。

背景技術(shù)

燃?xì)廨啓C(jī)是一種典型的常規(guī)燃料動(dòng)力裝置,它具有體積小、功率大、重量輕和啟動(dòng)快等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在航空、電力、艦船和天然氣輸送等工業(yè)核心領(lǐng)域中。間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)在簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的基礎(chǔ)上通過(guò)增加中間冷卻器,優(yōu)化了熱力循環(huán)方式,可降低空氣進(jìn)入高壓壓氣機(jī)的溫度,降低高壓壓氣機(jī)耗功,是以最小的改動(dòng)、最簡(jiǎn)潔的技術(shù)途徑提高功率,快速獲得一型大功率燃?xì)廨啓C(jī)的最佳手段。海水換熱器是間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)外循環(huán)換熱系統(tǒng)的核心部件,其作用為使用低溫海水帶走內(nèi)循環(huán)中高溫淡水的熱量,最終起到降低低壓壓氣機(jī)后空氣溫度的作用。一般情況時(shí),對(duì)海水換熱器入口溫度沒(méi)有特殊要求。但是,對(duì)于船用燃?xì)廨啓C(jī),在研制階段,需要將入口溫度控制在定值,如我國(guó)海軍條件規(guī)定的27℃或美國(guó)海軍條件規(guī)定的32℃,以更好的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)海洋環(huán)境下真實(shí)的船用燃?xì)廨啓C(jī)性能。因此,有必要為間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)海水換熱器設(shè)計(jì)專門(mén)的定溫?fù)交煜到y(tǒng)。

對(duì)間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)的研究主要集中在以下幾個(gè)方面:一是間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)的型號(hào)研制,如美國(guó)海軍指定Rollse-Royce公司、AlliedSignal公司和CAE電子公司共同開(kāi)發(fā)了WR-21型燃機(jī);歐盟多國(guó)在第6框架下研制了新概念高壓比間冷航空發(fā)動(dòng)機(jī); GE公司聯(lián)合瑞典沃爾沃航發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)公司、意大利Avion公司、日本三井住友公司研制了間冷式重型燃?xì)廨啓C(jī)LMS-100等。二是間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)性能優(yōu)化分析研究,如 R.C.Wilcock等人論證了提高渦輪進(jìn)口溫度對(duì)間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)性能的影響;劉順隆等人對(duì)ICR循環(huán)總體與系統(tǒng)進(jìn)行了分析研究并用高階偏差法計(jì)算分析了ICR燃?xì)廨啓C(jī)的變工況性能等。三是間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)或關(guān)鍵部件的仿真技術(shù)研究,如駱平平采用容積慣性法在Matlab/Simulink仿真平臺(tái)上建立了間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)仿真模型;王建請(qǐng)采用面向?qū)ο竽K化建模的方法,建立了間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)仿真模型,并對(duì)比分析了不同間冷度情況下的運(yùn)行特性;文超柱等人開(kāi)發(fā)除了間冷器設(shè)計(jì)程序,可設(shè)計(jì)并分析間冷器多個(gè)截面的溫度、壓力、速度、局部傳熱系數(shù)等參數(shù)的分布和變化趨勢(shì);黃育先基于Easy5仿真平臺(tái)建立了簡(jiǎn)單循環(huán)和間冷回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的仿真模型,分別對(duì)其進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)特性分析,并將兩種循環(huán)方式下進(jìn)行了比較,最后對(duì)間冷回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性的研究,并初步對(duì)不同循環(huán)方式下的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行了控制策略方面的探索。雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者和企事業(yè)單位已開(kāi)展了大量研究,但從公開(kāi)資料中看,尚無(wú)針對(duì)海水換熱器的定溫?fù)交煜到y(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。

目前間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)海水換熱器普遍存在的問(wèn)題是:冷卻能力隨海水量和海水溫度波動(dòng)變化,海水換熱器入口溫度不固定,導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)試間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)在標(biāo)準(zhǔn)海洋環(huán)境下真實(shí)的船用燃?xì)廨啓C(jī)性能。在不同型號(hào)的間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行關(guān)鍵性能比較時(shí),由于所處海洋環(huán)境溫度不同,只能通過(guò)性能折算方法進(jìn)行比對(duì)計(jì)算。但對(duì)于間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī),性能折算方法尚不成熟,無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),造成性能比較時(shí)的不確定因素過(guò)多,影響比較的準(zhǔn)確性和客觀公正性。

綜上所述,現(xiàn)有的間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)海水換熱器的冷卻能力隨海水量和海水溫度波動(dòng)變化,海水換熱器入口溫度不固定,導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)試間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)在標(biāo)準(zhǔn)海洋環(huán)境下真實(shí)的船用燃?xì)廨啓C(jī)性能,只能利用現(xiàn)有的性能折換算法對(duì)不同型號(hào)的間冷循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行關(guān)鍵性能的對(duì)比計(jì)算,計(jì)算出的結(jié)果沒(méi)有統(tǒng)一得標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量,影響比較的準(zhǔn)確性和客觀公正性。

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