一种港作拖轮用发电柴油机舷侧冷却系统

技术领域

本发明涉及港作拖轮技术领域，具体为一种港作拖轮用发电柴油机舷侧冷却系统。

背景技术

港口拖船主要用来拖带大型船只或浮动建筑物，帮助其靠离码头或者移泊等，也可以用做交通船，在港口扮演着非常重要的角色。港作拖轮航行时发电柴油机的高效运行离不开完善的冷却装置，用发电柴油机功率一般150—180KW，功率较小热负荷不大，由于航行期间才使用，所以港作拖轮仅需要考虑航行时的柴油机冷却问题。传统的船用柴油机冷却方式一般为两种，一种是开式海水冷却，一种是中央冷却系统：用高温淡水冷却柴油机缸套和缸盖,后用低温淡水冷却淡水热交换器内的高温淡水,最后用海水泵抽海水送入海淡水热交换器冷却低温淡水；

这两种形式都有舷外水进入机舱管系，舷外水携带的垃圾和水生物也会随着水流进入设备，容易造成流道内表面集聚污垢，堵塞滤器和冷却器，影响柴油机冷却效果。而且舷外水具有腐蚀性，增加设备损坏速度。

为了克服传统冷却方式的弊端，有些挖泥工程船开始使用舷外冷却器，舷外冷却器直接安装在轮船水线以下的船体表面上，柴油机排出的高温淡水进入冷却器，依靠船舶舷外水带走热量，达到冷却柴油机淡水的目的，这种冷却方式，舷外水不用进入机舱管系，避免传统冷却系统带来的腐蚀和垃圾堵塞设备等弊端，特别是经常在浅水区域作业的工程船，舷外冷却器是满足柴油机冷却的理想选择；

但这种方式也存在一些问题，舷外冷却器容易沉积水中的浮游生物，降低了传热效果；可靠性差，舷外冷却器有被碰撞、挤压的风险，一旦破漏，维修困难；舷外冷却器安装在水线以下的船体表面，破坏了船体原外表面的完整性和光滑性，增大船体阻力，降低船舶航速。

发明内容

本发明的目的在于提供一种港作拖轮用发电柴油机舷侧冷却系统，以解决上述背景技术中提出传统冷却系统容易沉积水中的浮游生物和垃圾，降低了传热效果；海水有腐蚀性，对设备和管系产生腐蚀，降低设备可靠性差；舷外冷却器安装在水线以下的船体表面，有被碰撞、挤压的风险，而且破坏了船体原外表面的完整性和光滑性，增大船体阻力，降低船舶航速的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种港作拖轮用发电柴油机舷侧冷却系统，包括高温淡水循环、低温淡水循环、海水/淡水热交换；

高温淡水循环：包括发电柴油机1、淡水膨胀水箱2、高温淡水泵3、恒温三通阀4、淡水热交换器5以及高温淡水管系；高置淡水膨胀水箱2的作用是用于放气、补水、投添加剂和提压头；恒温三通阀4的作用是根据柴油机淡水温度自动调节旁通管系的流量，进而调节进入淡水热交换器5的水量，可以在一定范围内自动调整发电柴油机高温淡水的温度；淡水热交换器5是发电柴油机1自带的内置部件，发电柴油机1运行时会不断产生热量，高温淡水吸收发电柴油机1热量后，被高温淡水泵3送至淡水热交换器5，将热量传给低温淡水，降温后的高温淡水回到柴油机1进行冷却，从而保持发电柴油机1温度在合适范围内；

低温淡水循环：包括低温淡水泵6、水泵吸入阀7、截止阀8以及低温淡水管系，低温淡水泵6通过水泵吸入阀7把低温淡水从舷侧淡水舱9抽出来，泵入淡水热交换器5内，吸收高温淡水的热量，通过截止阀8把变热的低温淡水送到舷侧淡水舱循环9冷却，降温后的低温淡水回到淡水热交换器5，从而保持高温淡水在合适温度范围；

海水/淡水热交换：包括舷侧淡水舱9、低液位报警器10、透气管12以及舷侧热交换面11；低液位报警器10作用是能在液位降低到设定报警值后发出报警，提醒值班人员及时补水；透气管12的作用是避免抽吸的时候形成负压，注入的时候行政正压而导致舱柜变形；舷侧淡水舱9的外侧是舷外海水，舷侧淡水舱9内为低温循环淡水，由于舱内低温淡水吸收了高温淡水的温度，其温度比海水温度高，通过舷侧热交换面11将热量传导给舷外流动的海水，从而使低温淡水保持在适当温度。

进一步的，系统仅以舷侧舱壁作为海水和淡水热交换面11，使淡水通过外舱壁和舷外流动的海水进行热量交换，冷却淡水，省去了传统冷却系统的海水泵、滤器、海水/淡水热交换器及其海水管系，舷外海水和垃圾不能进入机舱管系，循环淡水的水质稳定，传热效果好，避免冷却器及其管系的堵塞和腐蚀；

进一步的，航行期间要确保舷侧淡水舱9水位正常，在舷侧淡水舱9内安装一套低液位报警器10，当舷侧淡水舱9水位降低到设定报警值后，会产生声光报警，提醒值班人员及时补水。

进一步的，当普通船舶停航靠码头时，由于舷外海水流动性差，导致舷侧冷却系统的冷却效果不足，港作拖轮靠码头都是拉电缆接用岸电，港作拖轮上的发电柴油机停止不用，不需要考虑靠码头时的冷却问题，仅需要考虑拖轮航行时(航行时才需要发电柴油机运行)的冷却问题，该发电柴油机舷侧冷却系统适合拖轮使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.该港作拖轮用发电柴油机舷侧冷却系统，仅以舷侧舱壁作为海水、淡水热交换面，舷外海水不能接触任何设备及管系，避免舷外海生物及垃圾堵塞滤器、海水泵、冷却器及其管路，港作拖轮常年作业的海域海水浑浊，泥沙、水生物和其他垃圾很多，传统的冷却方式会将垃圾带入机舱管系，导致滤器和冷却器堵塞，影响设备运行安全。新型的舷侧冷却形式其舷外水不进入机舱管系，循环淡水的水质稳定，传热效果好，避免冷却器及其管系的堵塞。

2.该港作拖轮用发电柴油机舷侧冷却系统，避免设备的腐蚀，由于舷外海水具有腐蚀性，传统冷却方式会导致冷却器、管系及其阀件的腐蚀。新型的舷侧冷却形式其舷外水不与设备及其附件接触，避免了设备的腐蚀。

3.该港作拖轮用发电柴油机舷侧冷却系统，节约成本，和传统的中央淡水冷却系统相比，舷侧冷却形式结构简单，安装方便，取消了舷外冷却器水泵送系统，省去了舷外水管路、低温淡水热交换器、海水泵和滤器，成本明显降低。由于舷侧冷却形式可避免设备的腐蚀，节约了每年更换冷却器、管路、阀件、密封件和防腐锌块等备件的费用。

4.该港作拖轮用发电柴油机舷侧冷却系统，节省人力，传统的冷却形式需要频繁的拆卸清洗，一般每个月都要拆洗滤器一次；每季度清通热交换器一次；每三至六个月要更换腐蚀锌块；每年都有海水泵故障维修，管系腐蚀穿孔需要电焊焊补等等，耗费工时，影响船舶正常作业。改造之后的舷侧冷却形式，可以大大减少这些常规的维护保养，节省不少人工，船员可以把精力放在其他重要设备的维护保养上。

5.该港作拖轮用发电柴油机舷侧冷却系统，节能降耗，和传统的中央冷却系统相比，舷侧冷却器减少了一台海水泵，减少发电机负荷，相应的减少了部分燃油的消耗。柴油机工作时冷却水和滑油出机温度有所提高，减少机件热应力，燃烧热效率高更高，油耗率降低。相比于同类型其他船，

6.该港作拖轮用发电柴油机舷侧冷却系统，可靠性高，此次的技术改进很好地解决原设计的腐蚀和结垢缺陷。舷侧冷却形式不需要在船舶水线以下的船体表面上安装舷外冷却器，不用担心舷外冷却器被碰撞和挤压导致破损，增加可靠性。不会破坏船体原外表面的完整性，不会增加船体阻力，不影响航速。

附图说明

图1为本发明拖轮冷却系统原理图结构示意图。

图中：1发电柴油机、2淡水膨胀水箱、3高温淡水泵、4恒温三通阀、5淡水热交换器、6低温淡水泵、7水泵吸入阀、8截止阀、9舷侧淡水舱、10低液位报警器、11舷侧热交换面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种港作拖轮用发电柴油机舷侧冷却系统，包括。

本实施例中：

高温淡水循环、低温淡水循环、海水/淡水热交换；

高温淡水循环：包括发电柴油机1、淡水膨胀水箱2、高温淡水泵3、恒温三通阀4、淡水热交换器5以及高温淡水管系；高置淡水膨胀水箱2的作用是用于放气、补水、投添加剂和提压头；恒温三通阀4的作用是根据柴油机淡水温度自动调节旁通管系的流量，进而调节进入淡水热交换器5的水量，可以在一定范围内自动调整发电柴油机高温淡水的温度；淡水热交换器5是发电柴油机1自带的内置部件，发电柴油机1运行时会不断产生热量，高温淡水吸收发电柴油机1热量后，被高温淡水泵3送至淡水热交换器5，将热量传给低温淡水，降温后的高温淡水回到柴油机1进行冷却，从而保持发电柴油机1温度在合适范围内；

低温淡水循环：包括低温淡水泵6、水泵吸入阀7、截止阀8以及低温淡水管系，低温淡水泵6通过水泵吸入阀7把低温淡水从舷侧淡水舱9抽出来，泵入淡水热交换器5内，吸收高温淡水的热量，通过截止阀8把变热的低温淡水送到舷侧淡水舱循环9冷却，降温后的低温淡水回到淡水热交换器5，从而保持高温淡水在合适温度范围；

海水/淡水热交换：包括舷侧淡水舱9、低液位报警器10、透气管12以及舷侧热交换面11；低液位报警器10作用是能在液位降低到设定报警值后发出报警，提醒值班人员及时补水；透气管12的作用是避免抽吸的时候形成负压，注入的时候行政正压而导致舱柜变形；舷侧淡水舱9的外侧是舷外海水，舷侧淡水舱9内为低温循环淡水，由于舱内低温淡水吸收了高温淡水的温度，其温度比海水温度高，通过舷侧热交换面11将热量传导给舷外流动的海水，从而使低温淡水保持在适当温度。

系统仅以舷侧舱壁作为海水和淡水的热交换面11，使淡水通过外舱壁和舷外流动的海水进行热量交换，冷却淡水，省去了海水泵、滤器、海水/淡水热交换器及其海水管系，舷外海水不能进入机舱管系，循环淡水的水质稳定，传热效果好，避免冷却器及其管系的堵塞和腐蚀；

当普通船舶停航靠码头时，由于舷外海水流动性差，导致舷侧冷却系统的冷却效果不足，港作拖轮靠码头都是拉电缆接用岸电，港作拖轮上的发电柴油机停止不用，不需要考虑靠码头时的冷却问题，仅需要考虑拖轮航行时(航行时才需要发电柴油机运行)的冷却问题，该发电柴油机舷侧冷却系统适合拖轮使用

本发明提供的一种港作拖轮用发电柴油机舷侧冷却系统的工作原理如下：

(1)高温淡水循环：高置淡水膨胀水箱2的作用是用于放气、补水、投添加剂和提压头；恒温三通阀4的作用是根据柴油机淡水温度自动调节冷却水流量；淡水热交换器5是发电柴油机1自带的内置部件，发电柴油机1运行时会不断产生热量，高温淡水吸收发电柴油机1热量后，被高温淡水泵3送至淡水热交换器5，将热量传给低温淡水，降温后的高温淡水回到柴油机1进行冷却，从而保持发电柴油机1温度在合适范围内；

(2)低温淡水循环：低温淡水泵6通过水泵吸入阀7把低温淡水从舷侧淡水舱9抽出来，泵入淡水热交换器5内，吸收高温淡水的热量，通过截止阀8把变热的低温淡水送到舷侧淡水舱循环9冷却，降温后的低温淡水回到淡水热交换器5，从而保持高温淡水在合适温度范围；

(3)海水/淡水热交换：舷侧淡水舱9的外侧是舷外海水，舷侧淡水舱9内为低温循环淡水，由于舱内低温淡水吸收了高温淡水的温度，其温度比海水温度高，通过舷侧热交换面11将热量传导给舷外流动的海水，从而使低温淡水保持在适当温度。

拖轮发电柴油机功率一般150-180KW，热负荷小，当船舶航行时，舷外海水流动，冷却效果好。港作拖轮靠码头都是拉电缆接用岸电，发电柴油机不运行，不需要冷却，所以仅仅需要考虑航行时的冷却问题，舷侧冷却形式非常适合港作拖轮使用。

系统仅以舷侧舱壁作为海水和淡水的热交换面11，使淡水通过外舱壁和舷外流动的海水进行热量交换，冷却淡水，省去了海水泵、滤器、海水/淡水热交换器及其海水管系，舷外海水不能进入机舱管系，循环淡水的水质稳定，传热效果好，避免冷却器及其管系的堵塞和腐蚀。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。