一种南极磷虾船货舱冷却系统的制作方法

文档序号:15444622发布日期:2018-09-14 23:12阅读:724来源:国知局

本实用新型涉及货舱冷却系统,特别涉及一种在极地作业南极磷虾船货舱冷却系统。



背景技术:

现有技术一的技术方案如下:

直接蒸发排管冷却,制冷剂流经压缩机、冷凝器和储液器后,被输送至各舱来冷却舱内的空气,进而实现冷却货舱和货物的功能。

通常使用几组并行的回路,每个回路单独设置膨胀阀和关断阀。采用此种方式造价会比较便宜,冷却排管的安装面即是热量进入的表面,同时由于排管内液体的蓄冷作用,在进出货的时候也能保持货舱一定的冷却。

现有技术一的缺点如下:

第一、直接蒸发排管冷却有如下缺点:

第二、舱内的温度依靠自然对流,温度较难控制均匀;

第三、很难调节和维修各通路的正确制冷量;

第四、由于舱盖下方不能安装排管,因此舱盖下方的温度较高;

第五、每个通路有压降限制要求,长度不得超过限制;

第六、排管的耗材大,重量较重;

第七、排管的数量大,有极大的泄漏风险,会导致制冷剂的泄漏,且不便修理;

第八、结霜会影响排管的传热效率,为了保证舱温需要降低蒸发压力。

现有技术二的技术方案如下:

盐水盘管冷却循环系统,将制冷剂限制在专用的制冷机室内,先使用制冷剂来降低盐水的温度,然后盐水被输送至各舱来冷却舱内的空气,进而实现冷却货舱和货物的功能。

使用一组紧凑的盘管来代替安装在壁上和顶上的排管,电动风机使得空气经盘管循环,用风管送风至货舱内部,再依靠风机的进口负压作用经风管回到风机。空气流经风管和货舱时,吸收了渗入热和货物热,再回至盘管被盐水进行冷却。

现有技术二的缺点如下:

第一、盐水盘管冷却循环系统有如下缺点:

第二、由于采用了二次换热间接制冷的形式,制冷设备需要达到的蒸发温度更低;

第三、设备要求更高,系统更复杂,初投资变大;

第四、在不同的货舱维持不同的温度,需要保持不同通路的不同压力问题;

第五、货舱内使用强制通风,易使货物丢失水分而发生干耗;

第六、由于风管吹出风的温度过低,进出货时系统将不能工作。

船上运输的冷藏货物一般可分为两大类:一类是以水果为代表的冷却食品;另一类是以冻结的肉类为代表的冷冻食品;冷藏货舱的温度范围一般为-29℃至+15℃,装运货物的种类不同,维持的温度也不同。温度的维持精度,载运冻品时为±5℃。

对于南极磷虾船而言,由于南极磷虾属于高品质的货物,因此保证冻品的品质极为重要。在查询了大量的研究论文,经过了长期的讨论和走访之后,结合本船的主要货物类型和总的布置情况,最终分为三个冷藏货舱,且三个货舱分为不同的大小和不同的温度;考虑到以后装载货物的多样性,其中有两个货舱还是变温舱,可根据不同货物的装载设定不同的温度,极大的提高了货舱的利用效率和经济性。

货舱冷却的不同配置,将会直接影响到船舶的设备选型、系统设计、布置情况、初期投资和营运成本等关键因素,因此选用核实的货舱冷却方式显得尤为重要。

南极磷虾船作为一条现代化的捕捞加工船,其在不同的工况和外部环境温度下所需的制冷量有所不同,由于货物的装载种类分为冻虾、冻鱼和虾粉,且各类货物的生产量随着时间和捕捞计划有可能随时改变,因此各舱所需的制冷量也有所差异;随着外部环境温度的变化,需要处理的外部环境渗入热及货物冷却所需的冷却量也不相同。

因此,在保证功能的前提下,如何科学的设计本船的货舱冷却系统,有效的保证货物的品质和降低能耗,也是本船的设计重难点。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便、冷却效果好、安全性高的南极磷虾船货舱冷却系统。

为达到上述目的,本实用新型的技术方案如下:

一种南极磷虾船货舱冷却系统,所述货舱冷却系统包括:

一设置在货舱内的冷风机室,冷风机室内部设有冷风机,冷风机的出口设有冷风机盘管,冷风机室的上部侧面上设有回风格栅;

一设置在货舱底部上的地板,地板为通风地板,地板由若干个通风通道组成,地板的表面上设有若干个与通风通道导通的小孔;通风通道与冷风机的出口接通。

在本实用新型的一个实施例中,所述冷风机盘管与外部氨制冷管路连接。

在本实用新型的一个实施例中,所述冷风机室内部设有氨气探头和应急排风机。

在本实用新型的一个实施例中,所述通风通道横向等间距设置。

通过上述技术方案,本实用新型的有益效果是:

本实用新型结构简单、使用冷风机将冷风均匀送至货舱内的各处,比直接蒸发排管的冷却方式更易控制舱内温度,使得舱内的温度更加的均衡,冷却的速度也更快。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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。

图1为本实用新型结构示意图;

图2为图1中A的放大图;

图3为本实用新型布置图;

图中数字和字母所表示的相应部件名称:

10、货舱20、货物30、冷风机室31、回风格栅40、地板41、通风通道42、小孔50、冷风机51、冷风机盘管。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本实用新型。

考虑到货舱所载货物的冷藏要求,结合规范、布置和经济性等因素,冷藏货舱冷却系统的确定流程依次为确定制冷剂的工质,冷却方式和冷却系统布置。

1、确定制冷剂工质

根据上述发明目的,选用制冷剂工质按照如下原则:

第一、对环境的影响,是否破坏臭氧层和加剧温室效应。

第二、优良的热力性能。

第三、安全性,如无毒,不可燃。

第四、系统的耐久性,包括热力学、化学稳定性与材料以及材料、润滑油的相容性等。

第五、制造成本低,生产工艺简单,便于管理等。

臭氧层的破坏和全球气候变暖是当前全球所面临的主要环境问题;由于制冷、空调、热泵行业广泛采用的全卤化氯(溴)氟化烃类物质(CFC)及含氢的氯氟化烃类物质(HCFC)对臭氧层有破坏作用以及产生温室效应,使全世界的制冷、空调、与热泵行业面临严重的挑战。

从近10年替代物的发展看,无论从理论上或从实践上,很难找到一种完全理想的替代物(臭氧消耗潜能ODP=0,温室效应指数GWP值低(100以下),高效,安全,与价格不贵的高润滑性的油互溶等。为了替代原先使用的CFC或HCFC制冷剂,往往存在多种解。在许多替代物中,只有更好,很难说最好。究竟如何选择替代物,必须因地制宜。

航运业在替代物的转轨工作中,必须面临一种选择。应该根据自身特点、条件以及实际需要,全面平衡安全、环境、能效、投入等诸多方面,从技术与经济上作出折中考虑,以达到优化平衡。

以往的渔船,一般采用制冷剂R22,R22作为单一工质,在性能和后期维护方面还是有一定的优势。R22虽然对环境的破坏较CFC类小,但如长期大量向大气中排放,也将产生严重后果。这类物质目前可以作为短期过渡制冷剂使用。

氨(NH3)在-45℃以上蒸发温度下有很好的制冷效率,但是其冷凝器比较大,换热管采用不锈钢或钛管成本高,舱内碳钢管寿命比较短,氨充注量大且有毒,泄漏可能对人体造成危害,必须单独为其设置独立舱室,小型渔船一般很难为此牺牲巨大的鱼舱容积。

为了保证性能和应对作业区域的环保要求,我们最终确定采用氨作为本船的制冷剂工质。

2、确定冷却方式

根据上述发明目的,选择合适的货舱冷却方式按照如下三个原则:

第一、能够稳定的控制舱内的温度,以保证不同舱内货物的品质。

第二、必须足够安全。

第三、兼顾前期投资和运营的经济性。

采用的强制空气循环,使用冷风机将冷风均匀送至舱内的各处,比直接蒸发排管的冷却方式更易控制舱内温度,使得舱内的温度更加的均衡,冷却的速度也更快。

《钢制海洋渔船建造规范2015》对氨的使用有一整套的要求,涵盖了对制冷设备、受压容器、管路、辅助设备、安全设备、监控和报警等安全措施,极大的提高了使用氨作为制冷剂的安全性。同时,考虑到泄漏和安全的风险,不采用排管直接冷却的形式,大大减少了制冷机室外部管路的长度,外部管路越少,泄漏风险越小。

为了保证系统的经济性,采用直接蒸发的形式可有效的降低制冷压缩机的蒸发温度,不需要选用超低温的压缩机,系统也更为简易,大大的降低了设备投资和运营的费用。

经过仔细核实和不断推敲,最终决定采用空气经直接蒸发盘管循环冷却的方式。

3、确定冷却系统的布置

在确定了制冷剂工质和冷却形式后,货舱的冷却系统的布置成为重中之重,再好的系统配置方案如果在布置上无法实现或者存在问题,系统也难以有效的完成既定的目标和要求。

从安全的角度来考虑,设置单独的冷风机室,氨制冷管路仅通往此舱室,同时在此舱室内设有氨气探头和应急排风机,检测到氨气泄漏后排风机自动开启,将氨气排至室外。

从装货的角度来考虑,如果顶部或侧面设有风管,会占用装货的空间,加之顶部还有装卸货用的行车,也会影响到行车的正常运行,因此考虑不在顶部和侧面设置风管。

货舱内部气流的循环一般为顶部送风,依靠冷空气的重力自然沉降来完成,但是由于顶部没有条件设置送风管,可以考虑从底部送风和顶部回风。由于货舱的底部需要堆放货物无法设置独立的风管,因此考虑底部设置通风地板,地板有一定的强度能够承受货物的重力,同时地板下方为架空设计,可作为风道使用,地板上均布的小孔用于通风。

综上所述,本实用新型南极磷虾船货舱冷却系统包括设置在货舱10内的冷风机室30以及设置在货舱10底部上的地板40;冷风机室30内部设有冷风机50,冷风机50的出口设有冷风机盘管51,冷风机盘管51与外部氨制冷管路连接,冷风机室30的上部侧面上设有回风格栅31;地板40为通风地板,地板40由若干个通风通道41组成,通风通道41纵向等间距设置(根据实际需要其也可以采用其它方式设置,如:完全架空设置仅依靠小型支柱来支撑通风地板,只要能够达到和冷风机的出口接通目的即可,此处不加赘述),地板40的表面上设有若干个与通风通道41导通的小孔42;通风通道41与冷风机50的出口接通。

本实用新型在冷风机室30内部设有氨气探头和应急排风机,当氨气探头检测到氨气泄漏后,应急排风机自动开启,将氨气排至室外,提高了安全性;氨气探头根据规范的单位面积要求来设置,应急排风机的具体安装位置此处不做限定,其只要能将泄漏的氨气排至室外即可。

本实用新型的工作原理如下:

冷风机50在运行时入口为负压,货舱10顶部的热空气会被此负压抽吸,经过回风格栅31而进入冷风机室30,被冷风机50出口的冷风机盘管51进行冷却;冷风机50的出口为正压,经冷却的冷空气被冷风机50送入货舱10底部地板40的通风通道41内,再从地板40顶部的小孔42送出;冷空气向上流动过程中与货舱10内的货物20或空气进行热交换,升温后变成热空气到达货舱10的顶部;顶部的热空气再被冷风机50吸入,如此循环,达到货舱10和货物20冷却的效果。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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