[發明專利]一種船舶多機共用雙真空虹吸自流冷凝器

在審

• 申請號: 202110684907.4
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113418403A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 楊元龍;孫玲
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: F28B1/02
• 分類號: F28B1/02;F28B7/00;F28F9/00;F28B9/10;F28B9/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;王杰

本發明涉及一種船舶多機共用雙真空虹吸自流冷凝器，包括主冷凝器和輔冷凝器，主冷凝器的殼體采用船體雙層甲板結構構建而成，主冷凝器內部利用船體隔板圍成輔冷凝器；主冷凝器和輔冷凝器采用管殼式換熱器結構，包括橫向貫穿主冷凝器和輔冷凝器的傳熱管束，管內冷卻介質為海水，殼側介質為汽輪機做完功的乏汽；主冷凝器下部設置共用凝水熱井；輔冷凝器底部連接虹吸管，虹吸管布置于傳熱管束與熱井的中間區域；主冷凝器和輔冷凝器分別與殼體外部配置的抽氣系統連接，使主冷凝器的真空度高于輔冷凝器。本發明能夠實現推進和發電汽輪機用冷凝器的共用集成，具備船殼結構共型、雙真空集成、海水自流冷卻、凝水虹吸自流、乏汽回熱等綜合優點。

技術領域

本發明涉及船舶蒸汽動力系統設計技術領域，具體涉及一種船舶多機共用雙真空虹吸自流冷凝器。

背景技術

在蒸汽動力船舶中，配置多套推進汽輪機組和發電汽輪機組，保證船舶航行推進動力和電力負荷需求，冷凝器是冷卻推進和發電汽輪機做完功的乏汽并為汽輪機出口提供真空條件，保障推進和發電汽輪機熱效率，提升全船油料裝載量和長期續航力。

為實現推進和發電汽輪機組冷凝器的真空運行條件，每套冷凝器配置一套海水泵、抽氣器、凝水泵及附屬管路系統，主、輔海水泵為推進和發電汽輪機冷凝器各自提供冷卻乏汽的海水冷源，主、輔抽氣器是各自抽取冷凝器中汽氣混合物，輔凝水泵是將汽發汽輪機的輔冷凝器的輔凝水輸送至推進汽輪機的主冷凝器中，主凝水泵是將主、輔凝水回送至汽水循環系統中。傳統的蒸汽動力系統設計也帶來了冷凝器體積重量大、輔助設備多、熱效率低等實船特點，數量較多的大體積冷凝器在實船布置上占用較多的艙室空間，考慮大量的海水泵、凝水泵等附屬設備和管路，更給有限空間的艙室總體布置帶來較大的困難。往往實船冷凝器和附屬設備布置區域環境惡劣，造成了冷凝器熱效率比實際設計狀態偏低，也不利于人員操作運維的可達性需求。

因此，針對在狹窄船用環境下主汽輪機和汽輪發電機用冷凝器的配置數量多、體積結構大、熱效率低、能耗損失高等難題，亟需提出一種船舶多機共用一體化冷凝器，提升裝船布置的艙室空間利用率，提高熱力系統熱效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的在狹窄船用環境下主汽輪機和汽輪發電機用冷凝器的配置數量多、體積結構大、熱效率低、能耗損失高等問題，提供一種船舶多機共用雙真空虹吸自流冷凝器，它能夠實現推進和發電汽輪機用冷凝器的共用集成，具備船殼結構共型、雙真空集成、海水自流冷卻、凝水虹吸自流、乏汽回熱等綜合優點，也為相關船舶動力系統的總體設計儲備技術。

本發明為解決上述提出的技術問題所采用的技術方案為：

一種船舶多機共用雙真空虹吸自流冷凝器，包括主冷凝器和輔冷凝器，所述主冷凝器的殼體采用船體雙層甲板結構構建而成，主冷凝器內部利用船體隔板圍成所述輔冷凝器；所述主冷凝器和輔冷凝器采用管殼式換熱器結構，包括橫向貫穿主冷凝器和輔冷凝器的傳熱管束，管內冷卻介質為海水，殼側介質分別為推進汽輪機和發電汽輪機做完功的乏汽；所述主冷凝器下部設置共用凝水熱井；所述輔冷凝器底部連接虹吸管，所述虹吸管布置于傳熱管束與熱井的中間區域；所述主冷凝器和輔冷凝器分別與殼體外部配置的抽氣系統連接，使主冷凝器的真空度高于輔冷凝器。

上述方案中，所述傳熱管束采用直管布置方式，一端與海水進口連通、另一端與海水出口連通；所述傳熱管束固定安裝于管板上。

上述方案中，所述殼體靠近主冷凝器的一側設置所述海水進口，靠近輔冷凝器的一側設置所述海水出口。

上述方案中，所述管板豎直安裝于所述殼體內部，所述傳熱管束沿豎向呈陣列分布于殼體上部。

上述方案中，所述主冷凝器上部殼體設置推進汽輪機乏汽進口和抽氣口，所述輔冷凝器上部殼體設置發電汽輪機乏汽進口和抽氣口。

上述方案中，所述熱井底部設置若干豎直的擋流板，緩解船體搖擺時熱井內水位晃蕩。