[发明专利]一种船舶冷却系统缩比模型及其工况模拟验证方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶冷却系统，尤其涉及一种船舶冷却系统缩比模型及其工况模拟验证方法，属于船舶冷却系统技术领域。

背景技术

船舶中央冷却系统的工况模拟试验需要达到和船舶实际航行工况下相同外界条件，即试验场地的环境温度、冷却设备及被冷却设备的参数都应与被研究对象相同。

船舶中央冷却系统属于闭式冷却方式，整个冷却系统由海水管路、低温淡水管路和高温淡水管路组成，其热量的交换分两次进行。冷却系统主要有冷却水泵（冷却海水泵、低温冷却淡水泵、高温冷却淡水泵等），冷却器（中央冷却器、缸套水冷却器、滑油冷却器、燃油冷却器等）、膨胀水箱（高温淡水膨胀水箱、低温淡水膨胀水箱等）、冷却设备（高温部件，受热机械设备）、相关管路、阀门、附件和控制系统等组成。

现有技术中，对船用中央冷却系统的研究主要通过理论分析，加上样机验证的方式进行。通过理论知识对中央冷却系统进行研究及改进，制造样机，在现船上或试验场所安装进行验证。

船舶中央冷却系统的工况模拟试验主要是将样机安装在新船或改造船上进行研究。将样机的海、淡水泵及中央冷却器安装在实船上，利用实船本身的主机滑油冷却器、缸套水冷却器、辅机冷却器、空调压缩冷凝器等冷却设备，通过这些冷却设备在船舶不同航行工况及不同季节下的冷却负荷变化，对中央冷却系统的影响来调节样机的运行工况，实现工况模拟试验的目的。

由于船舶冷却系统容量较大，若需要实现与船舶实际航行工况下相同的环境温度及设备容量，势必要在实船上安装该系统，这大大增加了试验费用、试验人力及试验周期。图3为现有技术中船舶冷却系统工况模拟的实船验证流程图，可以看出，验证周期长达9个月以上。

发明内容

本发明需要解决的技术问题在于：现有技术中，由于船舶冷却系统容量较大，若需要实现与船舶实际航行工况下相同的环境温度及设备容量，势必要在实船上安装该系统，导致试验费用高昂、耗费大量人力，及试验周期很长。

本发明采取以下技术方案：

一种船舶冷却系统缩比模型，包括海水冷却管路、淡水冷却管路，中央冷却单元；所述海水冷却管路包括海水池，海水柜，海水加热器，缩比海水泵组单元及相关阀、附件等，所述缩比海水泵组单元是海水冷却管路的循环动力源，海水池中的海水经海水加热器加热后进入海水柜，流入中央冷却单元后排至海水池中；所述淡水冷却管路包括淡水热水柜，缩比淡水泵组单元及相关阀、附件等，所述淡水热水柜设有蒸汽加热盘管，所述缩比淡水泵组单元是淡水冷却管路的循环动力源；海水冷却管路、淡水冷却管路通过中央冷却单元进行换热。

进一步的，所述中央冷却单元是板式换热器。

进一步的，所述船舶冷却系统缩比模型中的泵组单元、中央冷却单元相对于实船的船舶冷却系统按照1:40的比例缩小。

更进一步的，所述海水池的海水容量为800m³，所述淡水热水柜的淡水容量为18m³。

一种上述的船舶冷却系统缩比模型的工况模拟验证方法，海水冷却管路中，缩比海水泵组单元自海水池吸入海水，经过海水加热器进入海水柜，冷却控温至对应季节环境条件下的海水温度,海水泵组单元自海水柜吸入海水，经过中央冷却器与冷却淡水循环回路换热后返回至海水池冷却；淡水冷却管路中，缩比淡水泵组单元自淡水热水柜吸入热水，经过中央冷却单元与海水换热后返回至淡水热水柜，其中，淡水热水柜通过其内的蒸汽加热盘管产生蒸汽量的不同，模拟各种船用发热设备的热负荷。

进一步的，还包括软件模拟验证步骤，所述模拟验证步骤通过软件系统建模，输入工况参数，仿真计算，获得计算结果，并与所述船舶冷却系统缩比模型工况下的制冷参数进行对比、验证。

本发明的有益效果在于：

1）较之实船的工况模拟，大大降低了试验的复杂程度。

2）缩小了试验场地，提高了试验的可行性。

3）试验费用大大降低，人力耗费大大降低。

4）无需实际模拟季节条件，试验周期大大缩短。

5）实船缩比验证与软件模拟计算相结合，提高工况模拟的准确性。

附图说明

图1是现有技术中，对实船的中央冷却系统的工况模拟的循环走向图。

图2是采用本发明船舶冷却系统缩比模型进行工况模拟验证的循环走向图。

图3是现有技术中，对实船的中央冷却系统的工况模拟的流程框图，试验周期大于9个月。

图4是本发明船舶冷却系统缩比模型进行工况模拟验证的流程框图，试验周期仅1周左右。