船舶中央冷却系统的设计

《船舶中央冷却系统的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、船舶中央冷却系统的设计三孙培廷肖跃军（大连海事大学轮机工程学院）（大连远洋运输公司科研处）黄连中马宝生（大连海事大学轮机工程学院）G商要］通过对由德国建造的现代化船舶“未来船舶”屮央冷却系统的分析,指出了该系统中存在的问题和温度可控性的不足;建立了现代船舶柴油机冷却系统应满足的条件;逬而提出了一种新型的集成式船舶中央冷却系统的设计方案，并分析其工作性能及其对船舶主机工作性能的影响矢键词：船舶柴油机;中央冷却系统中图法分类号:U6641814现代柴油机船舶动力装置普遍采用中央冷却系统，对主柴油机和其他辅助设备进行冷却，以保证装賈安全可靠地工作一个良好的中央冷却

2、系统其设计应能满足下列基本要求首先，船舶主柴油机、辅助柴油机和各种被冷却设备放出的热量必须能顺利地传递给舷外海水在中央冷却系统中,通常是由一个高温冷却回路对主柴油机进行冷却，其余设备由一个低温冷却回路来冷却;增压空气的冷却要满足两方面的要求：即在高负荷工况下对增压空勻进行充分的冷却，保证气缸进气暈，以改善柴油机的动力性和经济性;在部分负荷工况下,要适当提高进入柴汕机的空气的温度，以改善部分负荷下缸内的燃烧和柴油机的热状态买次，应根据柴油机的负荷大小对冷却气缸套和气缸盖的高温冷却回路中的冷却水流量和港度进行有效的控制，防止在低负荷下过度冷却，以限制燃烧室部件的

3、热负荷和防止气缸套的低温硫酸腐蚀，并保持柴油机冷却水出口温度不变,在现代船舶柴油机中该温度一般为85C”.第三，冷却系统的控制系统应保证在全负荷工作范围内可靠地控制，减小冷却系统中的温度波动第四，系统设计应简单、可靠，减少管路和阀件，简化和减少控制系统，以达到祠少故障，提高安全可靠性的目的本文衽对德国“未来船舶”的中央冷却系统分析研究的基砒上,设计一种中央冷却系统，以适应现代船舶动力装置的要求1冷却系统设计的环境条件对于无限航区的船舶，海水和环境空气温度变化都很大海水的温度变化范围一般为三国家教委留学回国人员基金资助项冃（859805）;交通部教育经费资助自

4、选项目（1370224）收稿日期:1998-05-05孙培廷:男，1959年生■教授2°C〜32°C,增压器入口处空气温度变化范围为&C〜40C但是,当海水温度达32°C,空气温度为4()°C时,船舶全速航行，即船舶主柴汕机在全负荷下工作的情况极少，因此，冷却系纸2“未来船舶”的中央冷却系统图1NORASIASAMANTA"的中央冷却系统由德国HDW船厂建造的“未来船舶”普遍采用中央冷却系统，该系列船舶中的集装箱船舶NORASASAMANTA”的中央冷却系统的组成如图1所示该中央冷却系统具有如下特点高温冷却回路和低温冷却回路相互独立，但是公庄一个中央冷却器，

5、因此，中央冷却器分为两部分;注柴油机和第一级增压空气冷却器并联，由高温回路渎水泵提供淡水冷却，此后，一部分高温淡水经中央冷却器冷却，与经旁通管路回流的部分淡水通过一个三通阀后相混合，达到所需温度，形成封闭的冷却叵路;在低温回路中，辅柴油机、滑油冷却器、第二级增压空气冷却器及其他换热器都是并列布置，由低浴淡水泵提供淡水冷却，冷却水进口温度由三通阀讷行恒温控制；在第二级增压空气冷却器的管路中，採此管路中的冷却水流量进行节流，保证高负荷工况下对增压空气充分冷却，增大进气量，而在低负荷工况下，通过节流减小冷却强度，适当提高进气温度,改善柴汕机的热状态和综合经济性由系

6、统布胃可见，高温冷却回路中三通阀前的淡水温度取决于中央冷却器的冷却效果因此直接受到环境海水温度的影响在中央冷却器中对海水与淡水之间的温差有所限制，一般不允许超过25°C,在以32°C海水温度为设计环境条件时，对应的阀前淡水温度为57°C由于主柴油机淡水出口温度为85°C,机中淡水温差不超过15°C,即柴油机进口淡水温度为70°C.为了实现这一进口温度，必须将来自中央冷却器的57「C的淡水与来自普遍通管路的85°C的淡水通过三通阀进行混合当采用线性特性的三通阀时，所对应的阀门开度为46%这意味着，在主柴油机的全部负荷变化范围内三通阀的调节控制工作范围只有54%

7、的阀匚行程随船舶航行环境条件的变化,当舷外海水温度达到5°C时，中央冷却器的淡水出口温捜将只在30C为了使主柴油机的工作状态及热负荷保持不变，在全负荷工况下冷却水进□汝水温度仍然应保持为7()°C,对应的三通阀应处于73%的行程位置这时，对应柴油机的员荷变化范围，三通控制阀的调节控制工作范围只有阀门全部行程的27%.由以上分析计算可见，该中央冷却系统的温度控制性能欠佳，待别是船舶航行在环境温©1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsresented.http://www.

8、cnki.net3集成式中央冷却系统图2示出了以上述