[發明專利]用于水下平臺的蓄熱式冷卻系統及其使用方法

有效

• 申請號: 202010311329.5
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111516832B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 仝潘;肖友軍;蔣竹凌;張萬良;夏彬;陳康
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;F24H1/10;F24H9/18;F28D7/08;F28D20/00
• 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

1.一種用于水下平臺的蓄熱式冷卻系統，包括淡水管路（1）和海水管路（2），其特征在于：所述淡水管路（1）和海水管路（2）匯交于換熱器（3）；

所述淡水管路（1）的結構為：包括淡水泵（12），淡水泵（12）輸入端與換熱器（3）輸出端相連，淡水泵（12）輸出端依次連接有發熱設備（13）和蓄熱箱（15），蓄熱箱（15）輸出端經管道（10）連回至淡水泵（12）的輸入端；所述管道（10）上串聯連接有截止閥一（16）和截止閥二（19），位于截止閥一（16）和截止閥二（19）之間的管道（10）上連接有兩個支路，一個支路連接至換熱器（3）對應的輸入端且該支路上安裝有截止閥三（17），另一個支路連接至發熱設備（13）與蓄熱箱（15）之間的管路上且該支路上安裝有截止閥四（18）。

2.如權利要求1所述的用于水下平臺的蓄熱式冷卻系統，其特征在于：所述發熱設備（13）和蓄熱箱（15）上共同并聯有旁路（20），旁路（20）上安裝有截止閥五（14）。

3.如權利要求1所述的用于水下平臺的蓄熱式冷卻系統，其特征在于：所述換熱器（3）和淡水泵（12）之間的管路上經旁支路連接有水箱（11）。

4.如權利要求1所述的用于水下平臺的蓄熱式冷卻系統，其特征在于：所述蓄熱箱（15）的結構為：包括箱體（151），貫穿箱體（151）兩側壁安裝有換熱管（153）；所述箱體（151）兩側壁外部均安裝有集水室（152），換熱管（153）兩端管口分別與兩側的集水室（152）貫通；所述箱體（151）內部填充有蓄熱材料（154），位于箱體（151）內部的換熱管（153）容納于蓄熱材料（154）中。

5.如權利要求4所述的用于水下平臺的蓄熱式冷卻系統，其特征在于：所述換熱管（153）在箱體（151）內蛇形迂回布置，換熱管（153）一端管口位于箱體（151）一側側壁的下方，換熱管（153）另一端管口位于箱體（151）另一側側壁的上方；

所述換熱管（153）的結構為：包括間隔平行設置的多根直管（1531），單根直管（1531）兩端分別與相鄰的直管（1531）端頭通過彎管（1532）連通，位于兩側的兩根直管（1531）各有一個端頭與箱體（151）側壁上的集水室（152）連通；所述直管（1531）圓周壁面上均勻延伸有多個翅片（1533）。

6.如權利要求4所述的用于水下平臺的蓄熱式冷卻系統，其特征在于：所述蓄熱材料（154）頂平面與箱體（151）內頂面之間存在間隔；所述箱體（151）頂部間隔安裝有排氣管（156）和補料管（157），箱體（151）底部安裝有泄放管（155）；所述排氣管（156）、補料管（157）和泄放管（155）上均安裝有隔離閥（158）；所述箱體（151）的材質為保溫材料。

7.如權利要求1所述的用于水下平臺的蓄熱式冷卻系統，其特征在于：所述發熱設備（13）為相互并聯的多個待冷卻用戶。

8.如權利要求1所述的用于水下平臺的蓄熱式冷卻系統，其特征在于：所述海水管路（2）的結構為：包括海水泵（23），海水泵（23）輸入端連通至海水入口，海水泵（23）輸出端連至換熱器（3）的輸入端，換熱器（3）對應的輸出端連通至海水出口；所述海水泵（23）與海水入口之間的管路上、和換熱器（3）與海水出口之間的管路上均安裝有舷側閥（22），位于舷側閥（22）外部的管路與水下平臺艙體之間安裝有穿艙件（21）。

9.如權利要求1所述的用于水下平臺的蓄熱式冷卻系統，其特征在于：所述換熱器（3）包括兩對輸入輸出端；其中一對輸入輸出端連接在淡水管路（1）中，另一對輸入輸出端連接在海水管路（2）中。

10.一種利用權利要求2所述的用于水下平臺的蓄熱式冷卻系統的使用方法，其特征在于：包括如下步驟：

第一步：海水管路（2）關閉，即舷側閥（22）關閉時，截止閥三（17）和截止閥五（14）關閉，截止閥一（16）和截止閥二（19）開啟；在淡水泵（12）作用下，淡水經發熱設備（13）后流入蓄熱箱（15）側壁下端的集水室（152），淡水從下端的集水室（152）流至箱體（151）內部的換熱管（153）內，淡水沿著換熱管（153）迂回流動的同時與箱體（151）內部的蓄熱材料（154）進行換熱，淡水從上端的集水室（152）流出并依次流經截止閥二（19）、截止閥一（16）后回至淡水泵（12）的輸出端構成循環，完成發熱設備（13）與蓄熱材料（154）之間的換熱；并通過截止閥四（18）進行蓄熱箱（15）內淡水流量的調節；

第二步：海水管路（2）開啟，即兩個舷側閥（22）均開啟時，截止閥五（14）、截止閥四（18）和截止閥三（17）均開啟，截止閥二（19）關閉；在淡水泵（12）的作用下，淡水經發熱設備（13）的同時，同步流經與發熱設備（13）并聯的蓄熱箱（15），淡水依次經截止閥四（18）、截止閥三（17）后流至換熱器（3）上與淡水管路（1）相對應的輸入端，經冷卻的淡水從對應的輸出端流回淡水泵（12），構成循環通路；同步地，外部海水經海水入口、對應舷側閥（22）流至換熱器（3）上與海水管路（2）相對應的輸入端，經換熱升溫的海水從對應的輸出端流出，海水經另一舷側閥（22）和海水出口后回至海中；在該過程中，淡水管路（1）中的淡水與海水管路（2）中的海水換熱，蓄熱箱（15）內部的蓄熱材料（154）與淡水管路（1）中的淡水換熱，從而恢復蓄熱能力。