一种吸沙船用水冷柴油发电机组冷却系统

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种吸沙船用水冷柴油发电机组冷却系统。

背景技术

传统的船用柴油发电机组采用高低温水双循环冷却系统，低温冷却水直接采用海水或内河水作为冷却介质。海水或河水由柴油机海水泵吸入到柴油机低温管路后，依次冷却空冷器、热交换器等，最后流出柴油机。

但是，吸沙船在内河、近海使用较多，吸沙作业时，河水、海水含沙量急剧上升，大量的泥沙进入柴油机后，易造成柴油机板式热交换器、海水泵的堵塞，降低了换热效率的同时，缩短了热交换器、海水泵的维修更换周期，严重影响了柴油机的使用性能。此外，发电机组采用水冷电机时，柴油机还需要给水冷电机提供冷却水，原柴油机本体上的海水泵流量已不能满足分水要求。传统的船用柴油发电机组冷却系统方案已不能满足吸沙船的作业环境。

发明内容

综合考虑泥沙大、水冷电机分水等因素，为了解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种吸沙船用水冷柴油发电机组冷却系统。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种吸沙船用水冷柴油发电机组冷却系统，水冷柴油发电机组冷却系统具有流量、扬程大的外置式海水泵，用以满足大泥沙环境和电机分水的要求；所述外置式海水泵的输出端连通柴油机上的海水进口Ⅲ，并在柴油机的自由端设置有用以通过皮带驱动外置式海水泵的皮带轮；所述的外置海水泵通过柴油机驱动海水泵，将舷外海水抽入到冷却系统；进入柴油机内的海水通过分水结构将海水一份为二：一路经分水结构分水至发电机海水管路，用以冷却发电机；另一路进入柴油机的海水管路，冷却中冷器后流出柴油机进入管壳式热交换器，与此同时柴油机的高温淡水也从柴油机流出至管壳式热交换，在管壳式热交换器内部完成高温淡水的冷却后再返回柴油机，冷却柴油机内的高温部件；海水从管壳式热交换器流出后再与发电机流出的海水汇合，一起排出至舷外。

所述的管壳式热交换器具有两个进口：海水进口Ⅰ、淡水进口Ⅰ，且所述的海水进口Ⅰ、淡水进口Ⅰ均与柴油机上的海水出口Ⅰ、淡水出口Ⅰ连通。

本发明提出的一种吸沙船用水冷柴油发电机组冷却系统，在原柴油发电机组的基础上，使用流通性、适用性更好的管壳式热交换器以及流量、扬程更大的外置海水泵，并为解决海水泵的驱动问题，柴油机自由端加装皮带轮，使用皮带驱动大流量海水泵；对海水泵后的冷却水管路重新设计，并增加柴油机至水冷电机的低温水管路；大大增加了发电机组在内河、近海等泥沙较大环境下的适应性。

附图说明

图1为吸沙船用水冷发电机组冷却系统图。

图2本发明中发电机组海水管路结构示意图。

图3本发明中分水结构的示意图。

图4 本发明中海水泵的结构示意图。

图5 本发明中柴油机驱动海水泵装置的结构示意图。

图6 本发明中管壳式热交换器的结构示意图。

图中：1、柴油机，2、水冷发电机，3、管壳式热交换器，4、外置式海水泵，5、皮带轮，6、分水结构，7、发动机海水管路，8、海水滤器，9、舷外，10、海水进口Ⅰ，11、淡水进口Ⅰ,12、海水出口Ⅰ，13、淡水出口Ⅰ，14、淡水进口Ⅱ，15、海水出口Ⅱ，16、海水进口Ⅲ，17、分水装置，18、分水孔板,19、密封垫片。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明加以说明。

如图1所示，一种吸沙船用水冷柴油发电机组冷却系统，水冷柴油发电机组冷却系统具有流量、扬程大的外置式海水泵4，用以满足大泥沙环境和电机分水的要求；所述外置式海水泵4的输出端连通柴油机上的海水进口Ⅲ16，并在柴油机的自由端设置有用以通过皮带驱动外置式海水泵的皮带轮5；所述的外置海水泵4通过柴油机驱动海水泵，将舷外海水抽入到冷却系统；进入柴油机内的海水通过分水装置6将海水一份为二：一路经分水装置分水至发电机海水管路7，用以冷却发电机2；另一路进入柴油机的海水管路，冷却中冷器后流出柴油机进入管壳式热交换器3，与此同时柴油机的高温淡水通过淡水出口Ⅰ13从柴油机流出至管壳式热交换器3，在管壳式热交换器3内部完成高温淡水的冷却后再返回柴油机1，冷却柴油机1内的高温部件；海水从管壳式热交换器流出后再与发电机流出的海水汇合，一起排出至舷外9。

所述的管壳式热交换器具有两个进口：海水进口Ⅰ、淡水进口Ⅰ，且所述的海水进口Ⅰ、淡水进口Ⅰ均与柴油机上的海水出口Ⅰ、淡水出口Ⅰ连通。

具体的冷却系统原理如下：结合图4，所述的外置式海水泵4通过柴油机驱动海水泵装置（附图5）驱动，将舷外海水抽入到冷却系统；海水先经过粗滤器过滤掉砂砾、水草等较大杂质后，进入发电机组海水管路（附图2）以及分水装置（附图3）将海水一分为二，一路经分水装置（附图3）分水至发电机海水管路，冷却发电机绕组；一路进入柴油机海水管路，冷却中冷器后流出柴油机进入管壳式热交换器（附图6），于此同时柴油机的高温淡水也从柴油机流出至管壳式热交换（附图6），在管壳式热交换器（附图6）内部完成高温淡水的冷却后再返回柴油机，冷却柴油机缸套等高温部件。海水从管壳式热交换器（附图6）流出后再与发电机流出的海水汇合，一起排出至舷外。详见吸沙船用水冷发电机组冷却系统图（附图1）。

所述发电机组海水管路包含柴油机海水管路和发电机海水管路。该管路进出口为法兰连接，管路之间通过滚口及橡胶皮套连接；冷却管路依次为柴油机海水进口、发电机机分水口、空冷器、柴油机海水出口、管壳式热交换器、最后与发电机海水出口汇合排出舷外。

所述柴油机分水结构（附图3）是调节柴油机向发电机分水流量及压力的结构，该结构主要包含分水装置17、分水孔板18、发电机分水管路7以及密封垫片19；其中的分水装置为法兰结构，通过焊插方式与柴油机海水主管路连接，另一端为法兰结构与发电机分水管路连接，其上有三块筋板能起到加强、固定作用；其中的分水孔板是一个中心有孔的法兰，通过改变中心孔的大小可以调节柴油机向发电机分水的流量及压力；其中的发电机分水管路为法兰结构，一端与分水孔板、分水装置连接，另一端与发电机海水进水口连接；此外，分水装置、分水孔板、发电机分水管路三者之间使用垫片密封，可有效防止漏水。通过柴油机分水结构（附图3）可以调节柴油机向发电机分水的流量及压力，使进入发电机的海水参数处于发电机的允许范围。

所述大流量外置海水泵（附图4）通过柴油机前输出皮带轮驱动（附图5），通过匹配计算柴油机皮带轮与海水泵皮带轮的节圆直径比，使海水泵的流量、扬程处于最优状态，还可随柴油机的转速的变化而变化，大大提高海水泵对柴油机不同转速工况的性能匹配及适应性。此外，相对于电动海水泵，减轻安装工作同时还可降低成本。

所述柴油机驱动海水泵装置（附图5）是专门为驱动外置海水泵特殊设计的。海水泵皮带轮安装于柴油机自由端，与通过长螺栓本别与柴油机过渡法兰、输出法兰、减震器、曲轴相连，结构简单，性能稳定，可以有效解决外置海水泵（附图4）的驱动问题。

所述管壳式热交换器（附图6）为合金铜质，可耐海水腐蚀。相对于柴油机本体上的板式热交互器，海水流通截面积显著提高，能有效防止泥沙的堵塞。

此冷却系统的实施，能有效避免管壳式热交换器、海水泵的堵塞，大大增加了柴油机在内河、近海等泥沙大较大环境下的适应性。