[发明专利]一种大深度自然循环常压式海水交换系统

说明书

本发明公开了一种大深度自然循环常压式海水交换系统，涉及大潜深载人装备领域，将原来布置在耐压结构内部的耐压液舱放置到耐压结构外，将传统的引入耐压结构内的高压海水转变为常压海水或瞬态高压海水引入耐压结构内，增加安全性；该系统利用常压海水泵即可将废水排出耐压结构外，降低海水排出耐压结构外时的功耗，利用管路高度差及载人潜水器或潜艇的航行运动，形成用新鲜海水替换废弃海水的自然循环，降低海水代换功耗，利用耐压液舱和耐压结构内部的空气形成的闭式循环平衡海水导入和排出时耐压结构内的压力环境，消除压力平衡的额外功耗，从而可以安全高效、低能耗的实现耐压结构内大容量海水的供应和排出。

技术领域

本发明涉及大潜深载人装备领域，尤其是一种大深度自然循环常压式海水交换系统。

背景技术

目前，潜艇或者载人潜水器正在往大深度方向发展，潜艇及载人潜水器在运行过程中需要从外界向耐压结构内导入大量海水用于淡化、洗涤及设备冷却等，并将使用过的海水导入到耐压结构外。目前，潜艇或载人潜水器使用的海水资源主要通过海水背压，将高压海水经过一系列管路和阀组导入到耐压结构内；完成作业任务后的海水通过高压海水泵或高压气体产生更大的背压导出到舷外。上述方式存在如下问题：

(1)进入耐压结构的海水属于高压海水，需要在耐压结构内设置耐压水舱，高压海水进舱增加了使用的危险性，尤其是在大深度环境中。

(2)大深度环境下，通过高压海水泵或高压空气将使用后的海水排出舷外，能量消耗较高，排出效率比较低，且无法大容量使用。

(3)海水的导入和排出，影响耐压结构内气体压力环境的变化，需要通过空压机或其他手段对耐压结构内的压力进行平衡，额外消耗能量。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种大深度自然循环常压式海水交换系统，将原来布置在耐压结构内部的耐压液舱放置到耐压结构外，通过耐压液舱与耐压结构形成的闭式循环系统可以安全高效、低能耗的实现耐压结构内大容量海水的供应和排出。

本发明的技术方案如下：

一种大深度自然循环常压式海水交换系统，用于深海载人装备，该系统包括：进水管路、耐压液舱、排水管路、海水进舱管路、废水排出管路、空气平衡管路、净水液舱和废水液舱，进水管路、耐压液舱和排水管路均设置在深海载人装备的耐压结构外部，净水液舱和废水液舱均设置在耐压结构内部，净水液舱用于为耐压结构内部的海水用户供给净水，废水液舱用于回收耐压结构内部的海水用户产生的废水；

进水管路包括进水总管和进水总管阀，进水总管设置在耐压液舱的上部并与耐压液舱形成高度差，进水总管的艏端联通耐压结构外部海水、艉端联通耐压液舱的顶部的一个位置，进水总管阀设置在进水总管上并控制进水总管的启闭；

排水管路包括排水总管和排水总管阀，排水总管设置在耐压液舱的下部并与耐压液舱形成高度差，排水总管的艏端联通耐压液舱的底部、艉端联通耐压结构外部海水，排水总管阀设置在排水总管上并控制排水总管的启闭；

海水进舱管路包括进水支管、进水支管阀和瞬态减压器，瞬态减压器设置在净水液舱的内部，进水支管贯穿耐压结构，进水支管的艏端联通排水总管、艉端联通瞬态减压器，进水支管阀设置在进水支管上并控制进水支管的启闭；

废水排出管路包括排水支管、排水支管阀和常压排水泵，排水支管贯穿耐压结构，排水支管的艏端联通废水液舱、艉端联通进水总管，常压排水泵设置在耐压结构内部的排水支管上并用于排出废水液舱中的废水，排水支管阀设置在排水支管上并控制排水支管的启闭；

空气平衡管路包括气体管路、气管阀和气体干燥装置，气体管路贯穿耐压结构，气体管路的一端连接在耐压液舱的顶部的另一个位置并联通耐压液舱内部的气体、另一端连接在耐压结构上并联通耐压结构内部的气体，气体干燥装置设置在耐压结构内部的气体管路上并用于干燥气体，气管阀设置在气体管路上并控制气体管路的启闭。