耐冲击海水冷却器及耐冲击海水冷却系统

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耐冲击海水冷却器及耐冲击海水冷却系统
申请号	CN202211427790.2	申请日	2022-11-14	公开(公告)号	CN115743497A	公开(公告)日	2023-03-07
申请人	中国船舶重工集团公司第七一九研究所;			发明人	魏志国; 邱志强; 张克龙; 柯志武; 王苇; 柯汉兵; 李邦明; 李勇; 肖颀; 邹振海;
摘要	本发明涉及船舶冷却技术领域，提供一种耐冲击海水冷却器及耐冲击海水冷却系统。上述的耐冲击海水冷却器，包括：壳体为柔性壳体，壳体在海水的冲击下可沿自身的长度方向延伸，壳体沿长度方向延伸的两端分别设有第一进液口和第一出液口；多个柔性换热管设置于壳体内，每个柔性换热管的进口与第一进液口连通，每个柔性换热管的出口与第一出液口连通，每个柔性换热管包括多个依次连接的弯曲部，在海水的冲击下，柔性换热管能够沿自身的长度方向延伸。上述的耐冲击海水冷却器，在海水冲击时，柔性换热管和壳体沿自身的长度方向延伸，以吸收海水的冲击能量，从而可以在不增加换热管壁厚的情况下，保证换热管的强度。
权利要求	1.一种耐冲击海水冷却器，其特征在于，包括：壳体，所述壳体为柔性壳体，所述壳体在海水的冲击下能够沿自身的长度方向延伸，所述壳体沿长度方向延伸的两端分别设有第一进液口和第一出液口，其中，所述第一进液口用于注入海水，所述第一出液口用于排出海水；多个柔性换热管，多个所述柔性换热管设置于所述壳体内，每个所述柔性换热管的进口与所述第一进液口连通，每个所述柔性换热管的出口与所述第一出液口连通，其中，每个所述柔性换热管包括多个依次连接的弯曲部，在海水的冲击下，所述柔性换热管能够沿自身的长度方向延伸。 2.根据权利要求1所述的耐冲击海水冷却器，其特征在于，所述柔性换热管为螺旋形柔性换热管。 3.根据权利要求1所述的耐冲击海水冷却器，其特征在于，所述柔性换热管为波浪形柔性换热管。 4.根据权利要求1‑3中任一项所述的耐冲击海水冷却器，其特征在于，还包括多个第一肋片，每个所述柔性换热管的外壁设有多个所述第一肋片。 5.根据权利要求4所述的耐冲击海水冷却器，其特征在于，还包括多个第二肋片，每个所述柔性换热管的内壁设有多个所述第二肋片，所述第二肋片与所述第一肋片错开设置。 6.根据权利要求5所述的耐冲击海水冷却器，其特征在于，所述第一肋片和所述第二肋片远离所述柔性换热管的一端呈尖端。 7.根据权利要求1所述的耐冲击海水冷却器，其特征在于，所述壳体包括第一壳体、第二壳体和挠性接管，所述第一壳体设有所述第一进液口，所述第二壳体设有所述第一出液口，所述第一壳体与所述第二壳体通过所述挠性接管连通，以在海水的冲击下，所述壳体能够沿自身的长度方向延伸。 8.根据权利要求7所述的耐冲击海水冷却器，其特征在于，还包括：第二进液口，设置于所述第一壳体，所述第二进液口用于注入介质；第二出液口，设置于所述第二壳体，所述第二出液口用于排出所述介质。 9.根据权利要求1所述的耐冲击海水冷却器，其特征在于，还包括：进液集箱和出液集箱，所述进液集箱和所述出液集箱分别设置于所述壳体的两端，并与所述壳体连通，其中，所述进液集箱设有所述第一进液口，所述出液集箱设有所述第一出液口。 10.一种耐冲击海水冷却系统，其特征在于，包括管路、泵和权利要求1‑9中任一项所述的耐冲击海水冷却器，所述管路与所述耐冲击海水冷却器的所述第一进液口连通，所述泵设置于所述管路。
说明书全文	耐冲击海水冷却器及耐冲击海水冷却系统技术领域 [0001] 本发明涉及船舶冷却系统技术领域，尤其涉及一种耐冲击海水冷却器及耐冲击海水冷却系统。背景技术 [0002] 在船舶动力系统中存在大量耐冲击海水冷却器，绝大多数冷却器换热管内为高压海水，换热管外为低压淡水，由于冷却器换热管内的海水压力直接作用在管壁上，对换热管结构强度提出较高要求，现有普通圆管只能通过增加换热管的壁厚来强化结构，由此导致换热管管壁导热热阻增大，降低了换热能力，同时也增大了耐冲击海水冷却器的体积，造成了空间浪费。发明内容 [0003] 本发明提供一种耐冲击海水冷却器及耐冲击海水冷却系统，用以解决现有技术中耐冲击海水冷却器需要增大换热管的壁厚来强化结构的缺陷。 [0004] 本发明提供一种耐冲击海水冷却器，包括：壳体，所述壳体为柔性壳体，所述壳体在海水的冲击下能够沿自身的长度方向延伸，所述壳体沿长度方向延伸的两端分别设有第一进液口和第一出液口，其中，所述第一进液口用于注入海水，所述第一出液口用于排出海水；多个柔性换热管，多个所述柔性换热管设置于所述壳体内，每个所述柔性换热管的进口与所述第一进液口连通，每个所述柔性换热管的出口与所述第一出液口连通，其中，每个所述柔性换热管包括多个依次连接的弯曲部，在海水的冲击下，所述柔性换热管能够沿自身的长度方向延伸。 [0005] 根据本发明提供的一种耐冲击海水冷却器，所述柔性换热管为螺旋形柔性换热管。 [0006] 根据本发明提供的一种耐冲击海水冷却器，所述柔性换热管为波浪形柔性换热管。 [0007] 根据本发明提供的一种耐冲击海水冷却器，还包括多个第一肋片，每个所述柔性换热管的外壁设有多个所述第一肋片。 [0008] 根据本发明提供的一种耐冲击海水冷却器，还包括多个第二肋片，每个所述柔性换热管的内壁设有多个所述第二肋片，所述第二肋片与所述第一肋片错开设置。 [0009] 根据本发明提供的一种耐冲击海水冷却器，所述第一肋片和所述第二肋片远离所述柔性换热管的一端呈尖端。 [0010] 根据本发明提供的一种耐冲击海水冷却器，所述壳体包括第一壳体、第二壳体和挠性接管，所述第一壳体设有所述第一进液口，所述第二壳体设有所述第一出液口，所述第一壳体与所述第二壳体通过所述挠性接管连通，以在海水的冲击下，所述壳体能够沿自身的长度方向延伸。 [0011] 根据本发明提供的一种耐冲击海水冷却器，还包括：第二进液口，设置于所述第一壳体，所述第二进液口用于注入介质；第二出液口，设置于所述第二壳体，所述第二出液口用于排出所述介质。 [0012] 根据本发明提供的一种耐冲击海水冷却器，还包括：进液集箱和出液集箱，所述进液集箱和所述出液集箱分别设置于所述壳体的两端，并与所述壳体连通，其中，所述进液集箱设有所述第一进液口，所述出液集箱设有所述第一出液口。 [0013] 本发明还提供一种耐冲击海水冷却系统，包括管路、泵和如上所述的耐冲击海水冷却器，所述管路与所述耐冲击海水冷却器的所述第一进液口连通，所述泵设置于所述管路。 [0014] 本发明提供的耐冲击海水冷却器，通过将壳体设置为柔性壳体、换热管设置为柔性换热管，且柔性换热管包括多个弯曲部，在海水冲击时，弯曲部延展，从而使柔性换热管沿自身的长度方向延伸，以吸收海水的冲击能量，从而可以在不增加换热管壁厚的情况下，保证换热管的强度，提高了海水冷却器的耐冲击能力，避免了将换热管壁厚增大后，导致换热管换热能力差、冷却器体积大的问题出现。附图说明 [0015] 为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0016] 图1是本发明提供的耐冲击海水冷却器的结构示意图； [0017] 图2是图1中示出的柔性换热管的结构示意图； [0018] 图3是本发明提供的耐冲击海水冷却系统的结构示意图； [0019] 附图标记： [0020] 10：柔性换热管；11：第一肋片；12：第二肋片；100：壳体；110：第一壳体；120：挠性接管；130：第二壳体；101：第一进液口；102：第一出液口；103：进液集箱；104：出液集箱；105：第二进液口；106：第二出液口；200：泵；300：管路。具体实施方式 [0021] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。 [0022] 本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。 [0023] 下面结合图1‑图3描述本发明的耐冲击海水冷却器及耐冲击海水冷却系统。 [0024] 如图1所示，在本发明的实施例中，耐冲击海水冷却器包括：壳体100和多个柔性换热管10。壳体100为柔性壳体，其在海水的冲击下能够沿自身的长度方向延伸，壳体100沿长度方向延伸的两端分别设有第一进液口101和第一出液口102，其中，第一进液口101用于注入海水，第一出液口102用于排出海水。多个柔性换热管10设置于壳体100内，每个柔性换热管10的进口与第一进液口101连通，每个柔性换热管10的出口与第一出液口102连通，其中，每个柔性换热管10包括多个依次连接的弯曲部，在海水的冲击下，柔性换热管10能够沿自身的长度方向延伸。 [0025] 具体来说，在船舶行进过程中，由于洋流、浪涌等作用会对耐冲击海水冷却器产生冲击，在现有技术中，海水冷却器的换热管为刚性直管，刚性直管与耐冲击海水冷却器的壳体刚性连接，在海水的冲击下，刚性直管不会发生弹性形变，极易造成海水冷却器结构破坏。 [0026] 在本实施例中，海水由第一进液口101进入各柔性换热管10内，由于壳体100为柔性壳体，在海水的冲击下，壳体100能够沿自身的长度方向延伸，从而吸收海水的冲击能量，以减小海水对壳体100的冲击力。在海水进入柔性换热管10内时，由于换热管为柔性换热管10，且具有多个弯曲部，在海水的冲击下，弯曲部受力延展，从而使柔性换热管10可沿自身的长度方向延伸，在柔性换热管10沿其自身的长度方向延伸时，壳体100也能够沿自身的长度方向延伸，从而不会对柔性换热管10的延伸产生约束。在柔性换热管10和壳体100沿各自的长度方向延伸时，壳体100和柔性换热管10可吸收海水的冲击能量，进而减小了海水对壳体100和柔性换热管10的冲击，提高了壳体100和柔性换热管10的强度，避免了海水对耐冲击海水冷却器结构造成损坏。 [0027] 进一步地，在本实施例中，壳体100的至少部分段具有挠性，以使壳体100可在海水的冲击下能够沿自身的长度方向延伸。 [0028] 进一步地，在本实施例中，柔性换热管10可以为螺旋形柔性换热管或波浪形柔性换热管。 [0029] 本发明实施例提供的耐冲击海水冷却器，通过将壳体设置为柔性壳体、换热管设置为柔性换热管，且柔性换热管包括多个弯曲部，在海水冲击时，弯曲部延展，从而使柔性换热管沿自身的长度方向延伸，以吸收海水的冲击能量，从而可以在不增加换热管壁厚的情况下，保证换热管的强度，提高了海水冷却器的耐冲击能力，避免了将换热管壁厚增大后，导致换热管换热能力差、冷却器体积大的问题出现。 [0030] 可选地，在本发明的实施例中，柔性换热管10为螺旋形柔性换热管或波浪形柔性换热管。 [0031] 具体来说，在现有技术中，换热管多为圆形直管，且为刚性管，刚性直管在海水的冲击下，不会沿自身的长度方向延伸，进而无法吸收海水的冲击能，从而在换热管管壁较薄的情况下，极易发生损坏，需要通过增加换热管的壁厚来提高换热管的强度。在将换热管的壁厚增加后相应地其换热能力会出现一定程度的下降。 [0032] 在本实施例中，将柔性换热管10设计为螺旋形换热管或波浪形换热管，使其具有多个弯曲部，在海水进入柔性换热管10内时，在海水的冲击下，弯曲部延展，柔性换热管10沿自身的长度方向延伸，从而能够吸收海水的冲击能，减小海水对柔性换热管10的冲击力，进而提高了柔性换热管10的强度，使其在不增加壁厚的情况下也能够提高强度，保证了柔性换热管10的换热能力，提高了耐冲击海水冷却器的冷却能力。 [0033] 如图2所示，在本发明的一个实施例中，耐冲击海水冷却器还包括多个第一肋片11。每个柔性换热管10的外壁均设有多个第一肋片11。 [0034] 具体来说，在柔性换热管10的外壁设置多个第一肋片11，能够增加柔性换热管10的强度，提高柔性换热管10的承压能力，保证其在大压差下的结构完整性，同时可对柔性换热管10表面附近的流体起到诱导绕流的作用，构成扩展表面，增大传热面积，强化耐冲击海水冷却器的换热能力，减小耐冲击海水冷却器的体积。 [0035] 可选地，第一肋片11的形状可以为矩形、三角形等多种形状。 [0036] 进一步地，在本实施例中，每个第一肋片11远离柔性换热管10的一端呈尖端。 [0037] 具体来说，在本实施例中，每个第一肋片11为三角形结构，该三角形结构的边与柔性换热管10连接，从而起到增强柔性换热管10强度的作用。第一肋片11远离柔性换热管10的一端为尖端，尖端可减小第一肋片11对壳体100内空间的占有率，便于第一肋片11排布，同时能够减小对进入壳体100内的介质的阻力，便于介质在壳体100内流动，以提高介质与柔性换热管10内海水的热交换能力。 [0038] 如图2所示，在本发明的一个实施例中，耐冲击海水冷却器还包括多个第二肋片12。每个柔性换热管10的内壁设有多个第二肋片12，第二肋片12与第一肋片11错开设置。 [0039] 具体来说，在柔性换热管10的内壁设置多个第二肋片12，能够增加柔性换热管10的强度，提高柔性换热管10的承压能力，保证其在大压差下的结构完整性，同时可对柔性换热管10表面附近的流体起到诱导绕流的作用，构成扩展表面，增大传热面积，强化耐冲击海水冷却器的换热能力，减小耐冲击海水冷却器的体积。 [0040] 在柔性换热管10的内壁设置第二肋片，并将第二肋片12与第一肋片11错开设置，可对柔性换热管10管壁承压能力差的位置进行补偿，使柔性换热管10承压能力均匀，避免在海水的冲击下，柔性换热管10的某个位置强度较差，发生局部破损。 [0041] 进一步地，在本发明的实施例中，每个第二肋片12远离柔性换热管10的一端呈尖端。 [0042] 具体来说，在本实施例中，每个第二肋片12为三角形结构，该三角形结构的边与柔性换热管10连接，从而起到增强柔性换热管10强度的作用。第二肋片12远离柔性换热管10的一端为尖端，尖端能够减小对进入柔性换热管10内的海水的阻力，便于海水在柔性换热管10内流动，以提高海水与壳体100内介质的热交换能力。进一步地，由于海水中具有较多的海生物，将第二肋片12的一端设置为尖端，可降低海生物在第二肋片12上的附着力，避免海生物在柔性换热管10内生长，进而将海水流道堵塞，降低耐冲击海水冷却器的换热能力。 [0043] 如图1所示，在本发明的实施例中，壳体100包括第一壳体110、挠性接管120和第二壳体130，第一壳体110设有第一进液口101，第二壳体130设有第一出液口102，第一壳体110与第二壳体130通过挠性接管120连通，以在海水的冲击下，壳体100能够沿自身的长度方向延伸。 [0044] 具体来说，将壳体100分为第一壳体110和第二壳体130，两个壳体通过挠性接管120连接，使壳体100具有柔性，在柔性换热管10沿自身的长度方向延伸时，壳体100也能够沿自身的长度方向延伸，进行位移补偿，并吸收海水的冲击能，以避免壳体100在海水冲击下发生损坏。 [0045] 进一步地，将壳体100的部分设置为挠性接管120，第一壳体110和第二壳体130为刚性结构，相对于壳体100整体采用柔性结构来讲，增大了壳体100的强度。 [0046] 如图1所示，在本发明的实施例中，耐冲击海水冷却器还包括：进液集箱103和出液集箱104。进液集箱103和出液集箱104分别设置于壳体100的两端，并与壳体100连通，其中，进液集箱103设有第一进液口101，出液集箱104设有第一出液口102。 [0047] 具体来说，海水由第一进液口101进入进液集箱103，然后再进入各柔性换热管10内，流经出液集箱104后由第一出液口102排出。 [0048] 进一步地，如图1所示，在本发明的实施例中，耐冲击海水冷却器还包括第二进液口105和第二出液口106。第二进液口105设置于第一壳体110，第二进液口105用于注入介质，第二出液口106设置于第二壳体130，第二出液口106用于排出介质。 [0049] 具体来说，海水由第一进液口101进入柔性换热管10内，温度较高的介质由第二进液口105进入壳体100内，温度较高的介质与海水发生热交换后，介质由第二出液口106排出，海水由第一出液口102排出。 [0050] 如图3所示，本发明实施例还提供了一种耐冲击海水冷却系统，包括泵200、管路300和耐冲击海水冷却器。管路300与耐冲击海水冷却器的第一进液口101连接，泵200设置于管路300。 [0051] 具体来说，泵200和耐冲击海水冷却器弹性安装在船体上，以避免在海水的冲击下，将泵200和耐冲击海水冷却器损坏。泵200将海水泵送至耐冲击海水冷却器的柔性换热管10内，海水与耐冲击海水冷却器壳体100内的温度较高的介质发生热交换后，吸收热量的海水由耐冲击海水冷却器的第一出液口102排入海水中。在本实施例中，在海水进入壳体100内时，在海水的冲击下，柔性换热管10和壳体100发生弹性形变，二者沿各自的长度方向发生延伸，以吸收海水的冲击能，避免壳体100和柔性换热管10损坏。进一步地，在壳体100和柔性换热管10沿各自的长度方向延伸时，可有效抑制泵200运行时因振动产生的噪声，从而降低耐冲击海水冷却系统运行时产生的噪声。 [0052] 本发明实施例提供的耐冲击海水冷却系统，通过设置耐冲击海水冷却器，可将海水的冲击能吸收，进而在不增加换热管壁厚的情况下，保证换热管的强度，解决了现有技术中因增大换热管的壁厚导致换热管换热能力下降以及耐冲击海水冷却器体积增大的问题出现；同时，壳体和柔性换热管沿各自的长度方向延伸时可有效抑制泵运行时因振动产生的噪声，降低了耐冲击海水冷却系统的噪声。 [0053] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。