船舶蒸汽动力系统及船舶的制作方法

本发明涉及船舶动力系统，尤其涉及一种船舶蒸汽动力系统及船舶。

背景技术：

1、船舶蒸汽动力系统是利用锅炉产生的蒸汽推动汽轮机做功，从而将热能转换为机械能或电能，供给船舶推进动力或日常用电的系统。船舶蒸汽动力系统一般包含四大系统：蒸汽子系统、汽轮机组、循环水子系统和凝给水子系统。其中，循环水子系统是将海水引入汽轮机冷凝器，对完成做功的蒸汽乏汽进行冷却，使其冷凝为凝水的子系统。

2、当前的基于海水直接冷却的船舶蒸汽动力系统主要存在如下问题：冷凝器采用管壳式换热器，管壳式换热器是一种间壁式换热器，换热端差大，冷凝器真空维持难度大，控制复杂，易诱发系统流量压力不稳定波动，威胁系统运行安全。

技术实现思路

1、本发明提供一种船舶蒸汽动力系统及船舶，用以解决现有技术中管壳式换热器换热端差大、真空维持难度大的缺陷。

2、本发明提供一种船舶蒸汽动力系统，包括：蒸汽管路、直混冷凝器、第一管路、蒸汽发生器和第二管路，所述直混冷凝器和所述蒸汽发生器通过所述第一管路和所述第二管路组成循环回路，所述蒸汽管路的入口与所述蒸汽发生器连接，所述蒸汽管路的出口与所述直混冷凝器连接，所述蒸汽管路用于流通蒸汽；其中，所述直混冷凝器内设有第一混合工质，所述第一混合工质的等效比热容大于水的等效比热容，所述第一混合工质与所述蒸汽接触后转变为第二混合工质，所述蒸汽发生器用于将所述第二混合工质转变为所述第一混合工质，其中，所述第一混合工质的浓度大于所述第二混合工质的浓度。

3、根据本发明提供的一种船舶蒸汽动力系统，所述第一混合工质为无机盐与水的混合物。

4、根据本发明提供的一种船舶蒸汽动力系统，所述直混冷凝器包括：壳体，与所述第一管路连通；多个喷柱，设置于所述壳体内，每个所述喷柱具有腔体，所述腔体与所述第二管路连通，每个所述喷柱的表面设有多个喷嘴，所述喷嘴与所述腔体连通。

5、根据本发明提供的一种船舶蒸汽动力系统，还包括回热器，所述回热器设置于所述第一管路和所述第二管路。

6、根据本发明提供的一种船舶蒸汽动力系统，还包括冷却器，用于设置于船体的外表面，所述冷却器设置于所述第二管路，并位于所述回热器与所述直混冷凝器之间。

7、根据本发明提供的一种船舶蒸汽动力系统，还包括冷却水管路，所述冷却水管路的一端与所述冷却器连接，所述冷却水管路的另一端与海水直通。

8、根据本发明提供的一种船舶蒸汽动力系统，还包括至少一个增压泵，所述增压泵设置于所述第一管路。

9、根据本发明提供的一种船舶蒸汽动力系统，所述直混冷凝器还包括：进气管段和出液管段，所述进气管段与所述出液管段均与所述壳体连通，所述进气管段与所述蒸汽管路连通，所述出液管段与所述第一管路连通。

10、根据本发明提供的一种船舶蒸汽动力系统，还包括汽轮机，设置于所述蒸汽管路。

11、本发明还提供一种船舶，包括如上所述的船舶蒸汽动力系统。

12、本发明提供的船舶蒸汽动力系统，通过设置直混冷凝器，直混冷凝器中设置第一混合工质，利用第一混合工质的等效比热容大于水的等效比热容的特性，第一混合工质与水发生水合反应时，大量吸收热量，提高了船舶蒸汽动力系统的传热效率，减小了换热端差，且直混冷凝器的真空度易于控制，保证了船舶蒸汽动力系统安全运行；同时，直混冷凝器体积约为管壳式换热器的体积的一半，利于舱室有限空间内的布置。

技术特征：

1.一种船舶蒸汽动力系统，其特征在于，包括：蒸汽管路、直混冷凝器、第一管路、蒸汽发生器和第二管路，所述直混冷凝器和所述蒸汽发生器通过所述第一管路和所述第二管路组成循环回路，所述蒸汽管路的入口与所述蒸汽发生器连接，所述蒸汽管路的出口与所述直混冷凝器连接，所述蒸汽管路用于流通蒸汽；

2.根据权利要求1所述的船舶蒸汽动力系统，其特征在于，所述第一混合工质为无机盐与水的混合物。

3.根据权利要求1所述的船舶蒸汽动力系统，其特征在于，所述直混冷凝器包括：

4.根据权利要求1所述的船舶蒸汽动力系统，其特征在于，还包括回热器，所述回热器设置于所述第一管路和所述第二管路。

5.根据权利要求4所述的船舶蒸汽动力系统，其特征在于，还包括冷却器，用于设置于船体的外表面，所述冷却器设置于所述第二管路，并位于所述回热器与所述直混冷凝器之间。

6.根据权利要求5所述的船舶蒸汽动力系统，其特征在于，还包括冷却水管路，所述冷却水管路的一端与所述冷却器连接，所述冷却水管路的另一端与海水直通。

7.根据权利要求1所述的船舶蒸汽动力系统，其特征在于，还包括至少一个增压泵，所述增压泵设置于所述第一管路。

8.根据权利要求3所述的船舶蒸汽动力系统，其特征在于，所述直混冷凝器还包括：进气管段和出液管段，所述进气管段与所述出液管段均与所述壳体连通，所述进气管段与所述蒸汽管路连通，所述出液管段与所述第一管路连通。

9.根据权利要求1所述的船舶蒸汽动力系统，其特征在于，还包括汽轮机，设置于所述蒸汽管路。

10.一种船舶，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的船舶蒸汽动力系统。

技术总结
本发明涉及船舶动力系统技术领域，提供一种船舶蒸汽动力系统及船舶。上述的船舶蒸汽动力系统，包括：蒸汽管路、直混冷凝器、第一管路、蒸汽发生器和第二管路，直混冷凝器和蒸汽发生器通过第一管路和第二管路组成循环回路，蒸汽管路的入口与蒸汽发生器连接，蒸汽管路的出口与直混冷凝器连接，直混冷凝器内设有第一混合工质，第一混合工质的等效比热容大于水的等效比热容。上述的船舶蒸汽动力系统，利用第一混合工质的等效比热容大于水的等效比热容的特性，第一混合工质与水发生水合反应时，大量吸收热量，提高了船舶蒸汽动力系统的传热效率，减小了换热端差，且直混冷凝器的真空度易于控制，保证了船舶蒸汽动力系统安全运行。

技术研发人员：杨小虎,赵振兴,张克龙,肖颀,刘子平,代路,李少丹,李邦明,何涛,陈列,徐广展,宋苹,黄崇海,陈凯
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一九研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15