[發明專利]一種船舶鼓泡除氧裝置

在審

• 申請號: 201911008433.0
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110701600A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 柯志武;肖頎;茍金瀾;陳凱;黃崇海;李勇;龐杰;魏志國;王俊榮
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: F22D1/50
• 分類號: F22D1/50;C02F1/20;B63H21/02
• 代理公司: 11002 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 譚云

本發明涉及船舶蒸汽動力技術領域，提供一種船舶鼓泡除氧裝置，包括相連通的供氣管和鼓泡管，鼓泡管包括多級，多級鼓泡管首、尾依次連通并構成樹狀分形結構；上一級鼓泡管的流通面積等于與其相連的下一級各個鼓泡管的流通面積之和；在鼓泡管內填充有多孔材料；本發明通過在各級鼓泡管內填充多孔材料，并將各級鼓泡管依次連接成樹狀分形結構，確保了蒸汽在各級鼓泡管內流量分配的均勻性，減小了管路的局部劇烈振動及由此產生的噪音，使得蒸汽噴注均勻，實現了對冷凝水的均勻加熱，并避免了“水擊”現象的發生，從而確保了對冷凝水進行鼓泡除氧的效果。

技術領域

本發明涉及船舶蒸汽動力技術領域，尤其涉及一種船舶鼓泡除氧裝置。

背景技術

目前，蒸汽動力系統為提高效率，一般采用凝汽式汽輪機，在凝汽器內產生較高真空，而由于凝汽器內漏入空氣和補水含氧量較高，為防止熱力設備以及閥門等附件腐蝕，提高凝汽器換熱效率，運行時需要對循環使用的冷凝水進行除氧，其中，熱力除氧是最常用的一種除氧方式。

為節約船舶寶貴的作業空間，在船舶蒸汽動力系統中不單獨設置除氧器，采用在冷凝器對應的熱井內通入乏汽的鼓泡除氧方案。通過在具有一定真空度和較低過冷度的冷凝水中通入壓力和溫度較高的蒸汽，以用于加熱冷凝水，使得冷凝水溫度接近飽和，并使得熱井的汽液界面處水蒸氣的分壓接近飽和，進而使得冷凝水中的氣體(包含氧氣)被析出，以實現除氧功能。

在傳統鼓泡裝置設計中，蒸汽由鼓泡管孔或者通過縫隙通入熱井的凝水空間，形成水下射流，并通過蒸汽直接接觸的方式加熱凝水。該方案結構簡單、便于實施，但主要存在如下不足之處：

(1)蒸汽噴注加熱對噴注參數敏感，采用鼓泡管孔或縫隙對冷凝水進行噴注加熱時，存在加熱不均勻的問題，從而影響整體的除氧效果；

(2)由于蒸汽壓力遠大于凝汽器的真空壓力，噴注噪聲明顯，同時蒸汽向熱井中的冷凝水中噴注時，會產生較大冷凝潰滅噪聲，增加凝汽器失效風險，并且影響船舶安靜性；

(3)在蒸汽噴注流量較低時，容易引起冷凝水倒灌，形成“水擊”現象，從而造成顯著噪聲，甚至導致設備損壞。

在學位論文《基于節流降壓原理的低噪聲排氣流道設計研究》中，指出了通過設置多級節流孔板，減小排氣壓力，以有效降低噴注噪聲的除氧方式，但是，這種除氧方式主要針對水下不溶氣體的排氣情況，對于蒸汽鼓泡并未涉及。盡管采用節流孔板可以一定程度上降低噪聲，但采用多級節流孔板所需管路較長，并且采用節流孔板局部壓力劇烈變化，這會導致鼓泡管本身振動較大，同樣會產生振動噪聲，采用小孔噴注同樣會產生局部壓力劇烈變化導致振動等問題。

在申請號為201620263151.0的專利文件“一種鼓泡除氧凝汽器”中，通過采用蛇形蒸汽盤管作為蒸汽入口管路，并在蒸汽盤管上設置出氣孔，以進行鼓泡除氧，這可以一定程度增加對凝結水加熱的均勻度，但是難以消除作業過程中產生的振動噪聲，并防止“水擊”現象的發生。

由此可見，在現有的船舶蒸汽動力系統中，在對熱井中的冷凝水進行鼓泡除氧時，如何消除蒸汽的噴注噪音和振動，并有效防止“水擊”現象的發生，這是當前急需要解決的技術問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的是提供一種船舶鼓泡除氧裝置，用以解決在對船舶熱井中的冷凝水進行鼓泡除氧時，存在蒸汽噴注噪音和振動，并容易發生“水擊”現象的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種船舶鼓泡除氧裝置，包括相連通的供氣管和鼓泡管，所述鼓泡管包括多級，多級所述鼓泡管首、尾依次連通并構成樹狀分形結構；上一級所述鼓泡管的流通面積等于與其相連的下一級各個所述鼓泡管的流通面積之和；在所述鼓泡管內填充有多孔材料。