[發明專利]一種并聯式分區自適應流量調節冷卻系統

有效

• 申請號: 202011212278.7
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112414173B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 夏俊杰;韓燦峰;孟海波;余志庭;鄭開元;趙宏博;李俊益;馮雪佳
• 申請（專利權）人: 武漢第二船舶設計研究所（中國船舶重工集團公司第七一九研究所）
• 主分類號: F28D7/10
• 分類號: F28D7/10;F28F27/00;F28F9/007
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 唐勇

本申請涉及一種并聯式分區自適應流量調節冷卻系統，屬于傳熱傳質技術領域，包括：管殼式換熱器，其內部設有呈并聯設置的冷卻腔室，冷卻腔室內均設有流通第一流體的換熱管，管殼式換熱器的入口和出口設有測量第一流體的流量計及溫度測量儀；自適應流量調節單元，其設置在管殼式換熱器的入口內，包括圍成圓環形結構的若干翼面；電動水泵，其與管殼式換熱器的入口連接，電動水泵用于向管殼式換熱器內注入第一流體；電氣柜，電氣柜內設有控制器和變頻器，控制器分別與流量計、溫度測量儀和變頻器電連接，變頻器與電動水泵電連接。本申請的自適應流量調節單元可以自適應調節進入管殼式換熱器內不同并聯分區第一流體的流量。

技術領域

本申請涉及傳熱傳質技術領域，特別涉及一種并聯式分區自適應流量調節冷卻系統。

背景技術

管殼式換熱器是目前工業應用最廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流板等部件組成，可采用不銹鋼、普通碳鋼、紫銅或其它有色金屬作為材料。操作時，一種流體由一端封頭接管進入，經過換熱管，從另一端封頭的接管流出，稱之為管程；另一種流體由殼體的一個接管進入，從殼體上的另一接管流出，稱之為殼程。換熱管作為冷熱流體傳熱的關鍵部件，其結構和型式不斷優化。

隨著新型高效換熱管的不斷出現，管殼式換熱器的應用范圍不斷擴大。在熱力發電、石油化工、海洋平臺和船舶動力等領域廣泛采用各種管殼式換熱器。熱源流體包括蒸汽、高溫煙氣、高溫淡水、潤滑油等。冷源通常根據應用環境就地取材，常用的冷源流體有空氣、河水、海水等。以海洋船舶動力系統為例，其中三種典型的熱交換設備有冷凝器、潤滑油冷卻器、淡水冷卻器，其熱源流體分別為蒸汽、潤滑油和淡水，且熱源流體溫度各不相同，這三種熱交換設備的冷源均可采用海水。

相關技術中，傳統的船舶動力系統通常根據用戶和流體不同分別設置專用換熱器，如對汽輪用戶機組設置冷凝器，對潤滑冷卻裝置設置潤滑油冷卻器，對電源機柜等設置海水-淡水換熱器。為保證各換熱器正常工作，還應分別配置海水泵、閥門和相應的管路系統。如此一來，導致換熱器設備眾多、管路系統復雜，不利于減輕船舶整體重量，且占用船舶大量空間。由于換熱器設備重量直接影響船舶排水量、航速和操縱性能，而提高換熱器空間利用率對于船舶艙室布置尤其重要。

發明內容

本申請實施例提供一種并聯式分區自適應流量調節冷卻系統，以解決相關技術中相關技術中船舶上使用的換熱器設備眾多、管路系統復雜，不利于減輕船舶整體重量，且占用船舶大量空間的問題。

本申請實施例提供了一種并聯式分區自適應流量調節冷卻系統，包括：

管殼式換熱器，其內部設有多個并聯設置的冷卻腔室，所述冷卻腔室內均設有流通第一流體的換熱管，所述管殼式換熱器的入口和出口設有測量第一流體的流量計及溫度測量儀；

自適應流量調節單元，其設置在所述管殼式換熱器的入口內，包括圍成圓環形結構的若干翼面，若干所述翼面受到第一流體的來流作用自適應旋轉，以調節所述管殼式換熱器多個冷卻腔室上游流道的流通面積，實現自動調節進入換熱管內的第一流體的流量；

電動水泵，所述電動水泵與所述管殼式換熱器的入口連接，所述電動水泵用于向所述管殼式換熱器內注入第一流體；

電氣柜，所述電氣柜內設有控制器和變頻器，所述控制器分別與流量計、溫度測量儀和變頻器電連接，所述變頻器與所述電動水泵電連接，以調節所述電動水泵的轉速，使電動水泵的出口流量在較寬范圍內可調。

在一些實施例中：所述管殼式換熱器的側壁上連通有向冷卻腔室內通入第二流體的熱源機組，所述熱源機組的入口和出口均設有與所述控制器連接的流量計及溫度測量儀。

在一些實施例中：若干所述翼面兩端的翼型截面均設有旋轉軸，相鄰的兩個翼面之間通過旋轉軸轉動連接，若干所述翼面兩端的旋轉軸在同一圓環上，且若干所述翼面沿所述管殼式換熱器的軸線圓周均布排列。