[发明专利]一种基于分离式热管的集成自流冷却装置

说明书

本申请涉及一种基于分离式热管的集成自流冷却装置，其包括：连接于舱壁外侧的换热壳体，其内部设有同外部空间隔绝的换热腔，且其上设有连通舱壁内侧和所述换热腔的工质进口与工质出口；热交换管束，其设于所述换热壳体内，且两端管口均穿过所述换热壳体外壁并连通外部空间，以在所述换热腔内形成与换热腔隔绝的冷却流道。实现直接将热源介质的热量排至外部水环境中，达到降温冷却热源介质的目的，其结构简单且不占用舱内空间，显著降低冷却过程中的能耗，同时，避免了相关技术中使用循环泵等器件，不会对舱室和水域造成噪声污染。

技术领域

本申请涉及流体换热技术领域，特别涉及一种基于分离式热管的集成自流冷却装置。

背景技术

船舶和海洋平台等均设置有冷却系统，其功能是将动力系统做功、空调和电气等设备工作过程中产生的热量导出舷外，以维持装置和设备的正常运行。出于防腐和安全性考虑，通常采用闭式循环对设备进行直接冷却，直接冷却介质通常为洁净淡水，再利用换热器将淡水热量传递至环境空气或冷却水。传统的冷却系统主要包括引水口、循环泵、换热器、排出口和管路及附件等。冷却介质经引水口由循环泵增压泵入换热器，在换热器中与热源介质(闭式回路内洁净淡水)完成热量交换后排出。

传统冷却系统所有设备均布置于舱内，占用大量舱室空间。冷却介质由引水口从舷外引水进入舱内，完成换热后经排出口排出舷外，导致系统管道长度增加、流阻增大，需配置循环泵对介质进行增压以克服系统阻力。如此配置的冷却系统重量较大，复杂程度较高，不利于减轻系统整体重量和提高舱室空间利用率，且将降低给定排水量下的有效负载能力。采用循环泵进行强迫循环，增加了系统运行时的功率消耗，同时水泵振动向环境传播，将对舱室和水域造成噪声污染。

发明内容

本申请实施例提供一种基于分离式热管的集成自流冷却装置，以解决相关技术中作为冷却介质的外部水流需要配置动力设备以实现在换热器与外部环境中进行循环，影响舱室内空间利用以及造成振动、噪声污染的问题。

一种基于分离式热管的集成自流冷却装置，其包括：

蒸发器，其内设有热源换热腔，所述热源换热腔上设有介质进口与介质出口，所述热源换热腔内设有多根内含热管工质的蒸发段换热管，且所述蒸发段换热管两端管口延伸至所述蒸发器外壁；

设于舱壁外侧的换热壳体，其内部设有同外部空间隔绝的工质换热腔，所述工质换热腔的顶端与底端分别设有连通舱壁内侧空间的工质进口与工质出口，且所述工质出口处于所述蒸发段换热管底端管口的上方；

第一管道，其连通所述蒸发段换热管的顶端管口和所述工质进口，以供所述蒸发段换热管内的热管工质吸热蒸发后进入所述工质换热腔内；

第二管道，其连通所述蒸发段换热管的底端管口和所述工质出口，以供所述工质换热腔内冷凝的热管工质回流至所述蒸发段换热管内。

一些实施例中，所述换热壳体内间隔设有多根热交换管束，所述热交换管束两端管口均穿过所述换热壳体外壁并连通外部空间，以在所述工质换热腔内形成与工质换热腔隔绝的冷却流道。

一些实施例中，所述热交换管束布设方向平行于船体航行方向。

一些实施例中，所述换热壳体至少包括：

两个端板，其间隔连接于舱壁外壁；

罩壳，其连接于两所述端板远离舱壁的一端，同所述端板、舱壁围设形成所述工质换热腔，且其在船体航行方向上呈流线型曲面结构。

一些实施例中，所述罩壳的端部在船体航行方向上延伸至所述端板的两端外并形成流入腔、流出腔，所述流入腔与所述流出腔远离所述端板的一端分别设有流入口与流出口；

所述流入腔内设有至少一个入口导流板，通过所述入口导流板在垂直舱壁的方向上形成两个导流腔，且靠近所述舱壁的所述导流腔在接近所述端板的方向上截面积逐渐减小。