智能海水冷却系统与方法与流程

文档序号:11448428阅读:1718来源:国知局
智能海水冷却系统与方法与流程

本公开大体上涉及海水冷却系统领域,更具体地,涉及一种通过调节热联接至淡水冷却回路的海水冷却回路中的泵速度来控制淡水冷却回路中的温度的系统与方法。



背景技术:

大型航海船只通常由大型内燃机来提供动力,而大型内燃机需要在各种操作条件下进行持续冷却,诸如,例如,在高速巡航、靠近港口时的低速操作,和为避免恶劣天气的全速操作期间。用于实现这种冷却的现有系统通常包括将海水抽入船载换热器中的一个或者多个泵。换热器用于冷却闭合淡水冷却回路,该闭合淡水冷却回路流经并且冷却船只的发动机以及船只上需要冷却的各种其它热负载(例如,空调系统)。

现有海水冷却系统(诸如上面所描述的海水冷却系统)存在的一个缺点是它们通常效率较低。特别是,无论实现关联发动机的充分冷却所需要的海水的量如何,用于将海水抽入这类系统中的泵通常都以恒定的速度运转。因此,如果发动机不需要大量冷却,诸如,当发动机空转或者以低速度运转时,或者如果抽入冷却系统的海水非常冷,那么冷却系统的泵可能会提供比实现充分冷却所必要的水更多的水。因此,浪费了用于驱动泵所增加的一部分燃料。泵可以关闭以节约能量,但是,一旦发动机温度上升到高于可允许的限制,很快将不得不重新启动泵。当然,如果在重新启动泵时发动机仍然空转或者以低速度运转,或者如果在重新启动泵时抽入系统中的海水仍然非常冷,那么一旦发动机温度下降便会很快关闭泵。对泵进行的这种连续启动关闭操作能够施加大量的机械应力在泵和相关联的系统部件上。



技术实现要素:

有鉴于此,有利的是提供一种相对于现有海水冷却系统与方法在效率和燃料节省方面都得到改进的智能海水冷却系统与方法。

根据本公开的一种智能海水冷却系统的示例性实施例包括:第一流体冷却回路,该第一流体冷却回路联接至换热器的第一侧并且联接至热负载;第二流体冷却回路,该第二流体冷却回路联接至换热器的第二侧;用于使流体循环通过第二流体冷却回路的泵;以及连接至泵的控制器。控制器可以监测第一流体冷却回路中的温度,并且可以调节泵的速度以将温度保持在优选工作范围内。如果泵的速度降低到预定义的最小压力泵速度(例如,保持预定义最小系统压力所必要的泵速度),则控制器可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t1。如果计时器t1到期并且温度相对于启动计时器t1的时候尚未增加,则控制器可以将泵的速度降低到低于最小压力泵速度。

一种用于操作智能海水冷却系统的方法的示例性实施例,智能海水冷却系统包括:第一流体冷却回路,该第一流体冷却回路联接至换热器的第一侧并且联接至热负载;第二流体冷却回路,该第二流体冷却回路联接至换热器的第二侧;以及用于使流体循环通过第二流体冷却回路的泵,该方法包括:监测第一流体冷却回路中的温度,并且调节泵的速度以将温度保持在优选工作范围内。如果泵的速度降低到预定义的最小压力泵速度,则该方法可以进一步包括:启动具有预定义持续时间的计时器t1。如果计时器t1到期并且温度相对于启动计时器t1的时候尚未增加,则该方法可以进一步包括:将泵的速度降低到低于最小压力泵速度。

附图说明

现在将参照附图通过示例的方式对所公开的装置的具体实施例进行描述,其中:

图1是图示根据本公开的智能海水冷却系统的示例性实施例的示意图;

图2是图示用于确定利用一个泵还是两个泵来操作本公开的系统的示例性手段的曲线图。

图3是图示根据本公开的用于在减压模式下操作图1所示的智能海水冷却系统的第一示例性方法的流程图;

图4是图示根据本公开的用于在减压模式下操作图1所示的智能海水冷却系统的第二示例性方法的流程图;

图5是图示根据本公开的用于在减压模式下操作图1所示的智能海水冷却系统的第三示例性方法的流程图;

图6是图示根据本公开的用于在减压模式下操作图1所示的智能海水冷却系统的第四示例性方法的流程图;

图7是图示根据本公开的用于在减压模式下操作图1所示的智能海水冷却系统的第五示例性方法的流程图;

图8是图示根据本公开的用于在减压模式下操作图1所示的智能海水冷却系统的第六示例性方法的流程图;

图9是图示根据本公开的用于在减压模式下操作图1所示的智能海水冷却系统的第七示例性方法的流程图;

图10是图示根据本公开的用于在减压模式下操作图1所示的智能海水冷却系统的第八示例性方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图在下文中对本公开的智能海水冷却系统与方法进行更充分地描述,在附图中示出了该系统与方法的示例性实施例。但是,所公开的系统与方法可以体现为许多不同的形式,并且不应该理解为局限于本文中陈述的实施例。确切地说,提供这些实施例是为了使本公开变得全面和完整,并且向本领域的技术人员充分地传达本公开的范围。在附图中,类似的附图标记自始至终都表示类似的元件。

参照图1,示出了示例性智能海水冷却系统10(下文称为“系统10”)的示意图。系统10可以安装在具有需要冷却的一个或者多个发动机11的任何类型的航海船只或者近海平台上。虽然图1中只示出了单个发动机11,但是本领域的普通技术人员应该理解的是,发动机11可以代表可联接至冷却系统10的船只或者平台上的多个发动机或者各种其它负载。

系统10可以包括第一流体冷却回路(下文称为“海水冷却回路12”)和第二流体冷却回路(下文称为“淡水冷却回路14”),该第一流体冷却回路和第二流体冷却回路通过换热器15相互热联接,如下面进一步描述。虽然图1中只示出了单个换热器15,但是可以想到的是,在不脱离本公开的情况下,系统10可以替代地包括用于在海水冷却回路12与淡水冷却回路14之间提供更大热传递的两个或者两个以上的换热器。

系统10的海水冷却回路12可以包括主泵16、二级泵18和备用泵20,虽然可以想到的是,在不脱离本公开的情况下,系统10可以使用更多的或者更少的泵来实施。泵16-20可以由各自的变频驱动器22、24、26(下文称为“vfd22、24、26”)来驱动。虽然泵16-20可以是离心泵,但是可以想到的是,系统10可以替代地或者另外包括各种其它类型的泵,包括但不限于:齿轮泵、螺杆泵、或者多轴螺杆泵、或者其它正排量泵或者其它非正排量泵。

如果系统10包括图1所示的三个泵16-20,那么系统10可以作为所谓的“3×50%”系统来操作,其中,两个泵(例如,泵16、18)同时运转,分别提供系统10中50%的海水压力,而第三泵(例如,泵20)保持空转并且用作备用泵。作为替代方案,如果系统10只包括两个泵(例如,泵16、18),那么系统10可以作为所谓的“2×100%”系统来操作,其中,只有一个泵(例如,泵16)运转以提供系统10中100%的海水压力,而第二泵(例如,泵18)保持空转并且用作备用泵。当然,具有三个泵的系统也可以作为“2×100%”系统来操作,其中,一个泵运转以提供系统中100%的海水压力,而第二泵和第三泵均保持空转并且用作备用泵。

变频驱动器22-26可以经由通信线路40、42、44操作性地连接至各自的主控制器28、二级控制器30和备用控制器32。各种传感器和监测装置35、37、39,包括但不限于振动传感器、压力传感器、轴承温度传感器、泄漏传感器和其它可能的传感器,可以操作性地安装至泵16、18、20并且经由通信线路34、36、38连接至相应的控制器28、30、32。这些传感器可以用来监测泵16、18、20的健康状态,如下面进一步描述。

控制器28-32可以进一步通过通信线路46相互连接。通信线路46对其它网络而言可以是透明的,从而实现对通信能力的监控。控制器28-32可以配置为控制变频驱动器22-26的运转(因而控制泵16-20的运转)以调节至换热器15的海水流量,如下面进一步描述的。控制器28-32可以是任何合适类型的控制器,包括但不限于比例积分微分(pid)控制器和/或可编程逻辑控制器(plc)。控制器28-32可以包括可配置为接收和存储冷却系统10中各种传感器提供的数据的相应存储单元和处理器(未示出),以在控制器与系统10外面的网络之间传送数据,并且存储和执行用于执行如下所述的本公开的方法步骤的软件指令。

操作者可以在控制器28、变频驱动器22或者其它用户界面处建立多个泵参数。这些泵参数可以包括但不限于:参考速度、参考效率、参考流量、参考压头、参考压力、速度限制、吸入压力限制、排放压力限制、轴承温度限制和振动限制。这些参数可以由泵制造商(诸如,在参考手册中)提供,并且这些参数可以经由通信线路46通过操作者或者外部监控装置输入到控制器28、变频驱动器22或者其它用户界面。作为替代方案,可以想到的是,控制器28、变频驱动器22或者其它用户界面可以用多种不同类型的商售泵的泵参数来进行预编程,并且操作者可以仅指定系统10当前用于加载一组相应的参数的泵的类型。可以进一步想到的是,控制器28或者变频驱动器22可以配置为:在没有任何操作者输入的情况下,自动确定系统10中连接的泵的类型并且加载一组相应的参数。

操作者也可以在控制器28、变频驱动器22或者其它用户界面处建立多个系统参数。这些参数可以包括但不限于:淡水温度范围、变频驱动器马达速度范围、最小压力水平、淡水流量、水热容量系数、热交换器表面积、热传递系数、是否存在三通阀、和环境温度限制。

在控制器28或者变频驱动器22处建立的泵参数和系统参数可以复制到其它控制器30和控制器32和/或其它变频驱动器24和变频驱动器26,诸如,通过通信线路46传输相应的数据。可以自动进行或者在操作者在控制器28、变频驱动器22或者其它用户界面处输入合适的命令后进行参数的这种复制。因此,操作者只需要在单个界面处输入一次参数,而不是如在其它泵系统中一样必须在各个控制器28-32和/或变频驱动器22-26处都输入参数。

通信线路34至通信线路46以及下面描述的通信线路81、通信线路104和通信线路108图示为硬连接。但是,应该理解的是,系统10的通信线路34-46、91、104、108可以体现为各种各样的无线或者硬线连接。例如,通信线路34-46、91、104、108可以使用无线网络(wi-fi)、蓝牙、公用交换电话网(pstn)、卫星网络系统、蜂窝网络(诸如,例如,用于手机短信服务(sms)和分组语音通信的全球移动通信系统(gsm))、用于分组数据和语音通信的通用分组无线业务(gprs)、或者有线数据网络(诸如,例如,用于传输控制协议(tcp)/网际协议(ip)、网络电话(voip)通信等的以太网/因特网)。

海水冷却回路12可以包括用于通过泵16-20从海洋72中抽取水并且使海水循环通过海水冷却回路12的各种管道和管道系统部件(“管道”)50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70,包括换热器15的海水侧,如下面进一步描述的。管道50-70以及下面描述的淡水后冷却回路14和附加系统103、105和107的管道84、86、88、90、92、94、95、97、99和101可以是适用于输送海水的任何类型的刚性或者挠性导管、管线、管子或者管道,并且,由于可以适用于特定应用,所以可以按照任何合适的配置设置在船只或者平台上。

海水冷却回路12可以进一步包括设置在管道68与70中间并且经由通信线路91连接至主控制器28的排出阀89。可以想到的是,由于这些控制器可以自动识别所连接的排出阀89并且可以经由通信线路46自动分发关于该排出阀89的连接的信息,所以排出阀89也可以连接至二级控制器30和/或备用控制器32。排出阀89可以可调节地打开和关闭,以在不改变泵16-20的速度的情况下改变系统10中海水的压力,如下面进一步描述的。在一个非限制示例性实施例中,排出阀89为节流阀。

系统10的淡水冷却回路14可以是闭合流体回路,该闭合流体回路包括流体泵80、以及用于持续抽吸和输送通过换热器15和发动机11的淡水以冷却发动机11的各种管道与部件84、86、88、90、92、94,如下面进一步描述的。淡水冷却回路14可以进一步包括三通阀102,该三通阀102经由通信线路104连接至主控制器28以可控地使淡水冷却回路14中指定量的水绕开换热器15,如下面进一步描述的。

淡水冷却回路14中的温度可以通过主控制器28来测量和监测以有利于冷却系统10的各种控制操作。这种温度测量可以通过操作性地连接至淡水冷却回路14的电阻温度检测器106(下文称为“rtd106”)或者其它温度测量装置来执行。虽然在图1中将电阻温度检测器106图示为测量在发动机11的入口侧的淡水冷却回路14的温度,但是可以想到的是,电阻温度检测器106可以替代地或者另外地测量在发动机11的出口侧的淡水冷却回路14的温度。电阻温度检测器106可以通过通信线路108连接至主控制器28,或者作为替代方案,电阻温度检测器106可以是主控制28的集成船载部件。可以想到的是,由于这些控制器可以自动识别所连接的电阻温度检测器106并且可以经由通信线路46自动分发关于该电阻温度检测器106的连接的信息,所以电阻温度检测器106也可以连接至二级控制器30和/或备用控制器32。

此外,海水冷却回路12可以提供海水给船只或者平台的各种其它系统以有利于这些系统的运行。例如,来自海水冷却回路12的海水可以根据需要提供给灭火系统103、压载控制系统105和/或海水转向系统107中的一种或者多种。虽然在图中未示出,但是可以按照类似的方式接收来自海水冷却回路12的海水的其它海水操作型系统包括,但不限于:污水排污、甲板冲洗、空气调节和淡水生成。

在图1所示的示例性系统10中,可以经由管道95、97、99、101将海水提供给系统103-107,例如,可以在管道66处将系统103-107连接至海水冷却回路12。管道95-101可以具有各种手动或者自动控制的阀(未示出),以便通过期望的方式将海水流引导到系统103-107中。当然,应该理解的是,如果将海水提供给系统103-107,那么会减小通过换热器15的海水流量,这可能会使淡水冷却回路14中的温度上升,除非修改泵16-20的运行。因此,可以通过补偿系统103-107的海水用量的方式来控制泵16-20,如下面更详细描述的。

在系统10的正常运行(下文称为“默认操作模式”)期间,主控制器28和二级控制器30可以命令变频驱动器22和24驱动泵16、18中的至少一个。例如,如果系统100具有2×100%配置,那么可以只驱动泵16、18中的一个;如果系统具有3×50%配置,那么可以驱动泵16、18。为了说明起见,除非另有说明,否则在下文中将系统10描述成具有3x50%配置,泵16、18被同时驱动,而泵20空转并且用作备用泵。

泵16、18可以将海水从海洋72中抽取到换热器15、以及其它海水操作型系统103-107中的任何一个海水操作型系统。随着海水流经换热器15,海水可以冷却淡水冷却回路14中同时流经换热器15的淡水。随后,冷却了的淡水流经发动机11并且冷却发动机11。

主控制器28可以经由电阻温度检测器106监测淡水冷却系统14中淡水的温度。主控制器28可以将监测到的温度和预定义温度范围(例如,33至37华氏度)(下文称为“优选工作范围”)进行比较,以便确定发动机11是否充分冷却。如果主控制器28确定监测到的淡水温度超过了或者即将超过优选工作范围,那么主控制器28可以提高变频驱动器22的速度,并且可以下发命令到二次控制器30以提高变频驱动器24的速度。从而,更快地驱动相应的主泵和/或二级泵16、18,并且增加通过海水冷却回路12的海水流量。从而,在换热器15处提供更大的冷却,由此降低淡水冷却回路14中的温度。此外,主控制器28还可以指挥三通阀102调节其位置,从而调节流经换热器15的淡水的量以实现淡水的最佳冷却。

相反,如果主控制器28确定监测到的淡水冷却回路14中淡水的温度低于或者即将低于优选工作范围,那么主控制器28可以减小变频驱动器22的速度,并且可以下发命令到二次控制器30以减小变频驱动器24的速度。从而,更慢地驱动相应的主泵和二级泵16、18,并且减少通过海水冷却回路12的海水流量。从而,在换热器15处提供更小的冷却,由此增加淡水冷却回路14中的温度。此外,主控制器28可以指挥三通阀102调节其位置,从而使淡水冷却回路14中的一些淡水或者全部淡水转向以绕开换热器15以便进一步减少对淡水的冷却。

主控制器28也可以持续地或者周期性地监测系统10的效率,以便确定系统10是否应该在单泵操作与双泵操作之间切换以实现期望的效率。换言之,在某些情况下,只驱动一个泵16或者18而不驱动另一个泵可能更加高效。作为替代方案,驱动泵16、18可能更高效和/或更有必要。主控制器28可以通过将泵16、18的运转速度和预定义“切换点”进行比较来做出这个确定。“切换点”可以是用于确定系统10是否应该从双泵操作切换到单泵操作或者从单泵操作切换到双泵操作的阈值运转速度。例如,如果系统10正在运行泵16、18并且正以小于其最大运转速度的预定百分比来驱动泵16、18,那么主控制器28可以关闭二级泵18而只运行主泵16。反之,如果系统10仅正在运行主泵16并且正以大于其最大运转速度的预定百分比来驱动主泵16,那么主控制器28可以启动二级泵18。

如图2所示,可以通过计算系统效率来确定(在单泵操作与双泵操作之间的)切换点,该系统效率等于系统10中的实际流量“q”与系统的预定最佳流量“qopt”的比值。然后,可以将系统效率和预定值进行比较以确定系统是否应该在单泵操作与双泵操作之间切换。例如,根据图2所示的曲线,当在单泵操作下q/qopt超过了127%时,系统10可以切换至双泵操作以实现更高效运转。同样地,当在双泵操作下q/qopt下降到低于74%时,系统10可以切换至单泵操作。

无论系统10在任何给定时间需要的海水多么少,系统10都可以通过将船只的系统压力保持在预定的(例如,预先计算的)最小压力(下文称为“最小系统压力”)或者以上的方式来运行泵16-20中的一个或者两个。该最小系统压力可以是已经被确定为运行船只的一些或者全部海水操作型系统(诸如,用于冷却发动机和/或用于供应系统103-107)所需要的最小海水压力。作为替代方案,该最小系统压力可以是由操作者指定的某个任意最小值。在任何一种情况下,在系统10的默认运行期间,无论冷却船只的发动机11或者供应其它海水操作型系统103-107同时需要的海水多么少,最小系统压力都可以定义出船只的系统压力的绝对下限值,因而定义出泵速度的绝对下限值。从而,在对海水的需求量突然上升的情况下,使船只的系统压力保持“准备就绪”。船只的系统压力可以通过与船只集成在一起并且独立于系统10的传感器来监测,并且可以经由通信线路传送至系统10。

在某些情况下,诸如,如果系统10在特别冷的水中运行和/或如果发动机11空转或者以减小的速度运行,那么淡水冷却回路14中淡水的温度可能会降低到低于优选工作范围。尽管泵16、18的速度降低到了仅足够维持上述最小系统压力的速度(下文称为“最小压力泵速度”),也可能会发生这种情况。由于泵16、18正在被驱动的速度比冷却发动机11和/或供应海水至其它海水操作型系统103-107所需要的速度更快,所以这种情况可能表示系统10的效率低。因此,为了提高系统10的效率,可能需要在“减压模式”下运行系统10,其中,系统10以减小的速度运行泵16、18,并且使泵16、18的速度降低到低于最小压力泵速度,在某些情况下,完全关闭泵16、18。

根据操作者的偏好以及系统10的特定配置与特征,可以通过多种方式来实施系统10的减压模式。例如,实施系统10的减压模式的方式可以根据系统10是3×50%系统还是2×100%系统而变化。实施方式也可以取决于系统操作者想要完全关闭系统10的一个泵还是两个泵16、18(下文称为“泵停止授权”)。更进一步地,实施方式可以取决于系统10是否配备有系统10的“主动阀控制”(avc)特征、以及系统操作者是否想要利用系统10的主动阀控制特征,如下面更详细描述的。

下面将陈述用于实施系统10的各种减压模式的若干非限制示例性方法,并且相对于图1所示的系统10在图3至图10所示的流程图中对这些非限制示例性方法进行描述。这些减压模式包括可以在3×50%系统中实施的四种减压操作模式的集合、以及可以在2×100%系统中实施的四种减压操作模式的相似集合。各个集合包括无泵停止授权和无主动阀控制的模式、具有泵停止授权但无主动阀控制的模式、无泵停止授权但具有主动阀控制的模式、以及具有泵停止授权和主动阀控制的模式。可以想到的是,可以在诸如系统10的操作者界面中将具有表示这些模式中的一种或者多种的选项的菜单呈现给操作者,并且操作者可以通过选择菜单中的相应选项来启动其中一种模式。除非另有说明,否则所描述的方法可以全部或者部分地由控制器28-32来执行,诸如,通过其处理器来执行各种软件算法。

用于3×50%系统的无泵关闭和无主动阀控制的减压模式

参照图3,示出了图示根据本公开的用于实施系统10的减压操作模式的第一示例性方法的流程图。这种模式可以在3×50%系统(例如,各个泵16、18操作以提供系统10中50%的海水压力)中实施,并且,如果操作者不想停止泵16、18并且如果系统10没有主动阀控制特征(如下所述)或者如果操作者不想利用主动阀控制,那么可以选择这种模式。一般而言,这种模式可以允许船只的系统压力降低到低于最小系统压力,如果认为这种降低是使淡水冷却回路14中淡水的温度回升到优选工作范围内所必需的。

在选择了这种减压操作模式后,在步骤200中,系统10可以发送消息至船只的发动机控制室或者其它监控区域,该消息请求对启用减压操作授权。然后,在步骤205中,发动机控制室中的工作人员可以基于各种考虑因素决定是否提供这种授权。这些考虑因素可以包括,但不限于:工作人员是否预知系统10中对海水的近期需求量,诸如,用于冷却发动机11或者用于供应船只的一个或者多个海水操作型系统103-107。

如果发动机控制室中的工作人员拒绝了对启用减压操作授权,那么,在步骤210中,可以阻止系统10启动减压模式,并且系统10可以根据上述的默认操作模式继续运行,其中,将最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。

作为替代方案,如果发动机控制室中的工作人员提供了对启用系统10的减压操作的授权,那么,在步骤215中,系统10可以按照大体上与上述默认操作模式相同的方式继续运行,但是不会将最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。具体地,如果淡水冷却回路14中淡水的温度已经下降到低于优选工作范围,并且,响应于这种温度下降,已经关闭了泵18并且已经将泵16的速度降低到最小压力泵速度,那么,在本方法的步骤220中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t1。

如果在计时器t1到期之前淡水冷却回路14中的温度开始增加,那么系统10可以重复本方法的步骤215。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式继续运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t1到期并且淡水冷却系统14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤255中,如果必要的话,系统10可以使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度。因此,最小系统压力不再被系统10用来规定泵16的绝对最小速度。相反,系统10可以使泵16的速度进一步降低到预定义的“最小安全泵速度”,如果对于促进淡水冷却回路14中淡水温度的增加而言这种降低是必需的。该“最小安全泵速度”可以是某个速度,低于该速度,泵16可能会面临发生故障(例如,成穴)的风险,或者可以是低于最小压力泵速度的某个其它预定义最小速度。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,但是,无论冷却船只的发动机11或者供应其它海水操作型系统103-107同时需要的海水多么少,都使用最小安全泵速度来规定泵16的绝对最小速度。

如果,当使用最小安全泵速度来规定泵16、18的绝对最小速度时,淡水冷却回路14中的温度增加并且重新进入优选工作范围内,那么系统10可以重复本方法的步骤215。然后,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

通过以上述的方式使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度,相对于默认操作模式,可以提高系统10的效率,这是因为泵16不太可能会被驱动得比冷却发动机11和/或供应海水至其它海水操作型系统103-107所需要的速度更快。此外,由于与许多传统海水冷却系统的情况一样不会反复关闭和重新启动泵16来调节发动机温度,所以可以延长泵16与相关系统部件的工作寿命。

用于3×50%系统的具有泵关闭但无主动阀控制的示例性减压模式

参照图4,示出了图示根据本公开的用于实施系统10的减压操作模式的第二示例性方法的流程图。这种模式可以在3×50%系统(例如,各个泵16、18操作以提供系统10中50%的海水压力)中实施,并且,如果操作者想要授权停止泵16、18并且如果系统10没有主动阀控制特征(如下所述)或者如果操作者不想利用主动阀控制,那么可以选择这种模式。一般而言,这种模式可以允许船只的系统压力降低到低于最小系统压力,并且可以进一步允许关闭一个或者两个泵16、18,如果认为这种降低和/或关闭是使淡水冷却回路14中淡水的温度回升到优选工作范围内所必需的。

在选择了这种减压操作模式后,在步骤300中,系统10可以发送消息至船只的发动机控制室或者其它监控区域,该消息请求对启用减压操作授权。然后,在本方法的步骤305中,发动机控制室中的工作人员可以基于各种考虑因素决定是否提供这种授权。这些考虑因素可以包括,但不限于:工作人员是否预知系统10中对海水的近期需求量,诸如,用于冷却发动机11或者用于供应船只的一个或者多个海水操作型系统103-107。

如果发动机控制室中的工作人员拒绝了对启用减压操作授权,那么,在步骤310中,可以阻止系统10启动减压模式,并且系统10可以根据上述的默认操作模式继续运行,其中,最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。

作为替代方案,如果发动机控制室中的工作人员提供了对启用系统10的减压操作的授权,那么,在步骤315中,系统10可以按照大体上与上述默认操作模式相同的方式继续运行,但是不会将最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。具体地,如果淡水冷却回路14中淡水的温度已经下降到低于优选工作范围,并且,响应于这种温度下降,已经关闭了泵18并且已经将剩余的泵16的速度降低到最小压力泵速度,那么,在步骤320中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t1。

如果在计时器到期之前淡水冷却回路14中的温度开始增加,那么系统10可以重复步骤315。系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t1到期并且淡水冷却系统14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤325中,如果必要的话,系统10可以使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度。因此,最小系统压力不再被系统10用来规定泵16的绝对最小速度。相反,系统10可以使泵16的速度进一步降低到预定义的“最小安全泵速度”,如果对于促进淡水冷却回路14中淡水温度的增加而言这种降低是必需的。该“最小安全泵速度”可以是某个速度,低于该速度,泵16可能会面临发生故障(例如,成穴)的风险,或者可以是低于最小压力泵速度的某个其它预定义最小速度。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,但是,无论冷却船只的发动机11或者供应其它海水操作型系统103-107同时需要的海水多么少,都使用最小安全泵速度来规定泵16的绝对最小速度。

如果将泵16的速度一直降低到最小安全泵速度以试图增加淡水冷却回路14中淡水的温度,那么,在步骤330中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t2。

如果在计时器t2到期之前淡水冷却回路14中的温度已经增加但是尚未上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤325,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小安全泵速度。在该最小安全泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t2。然而,如果在计时器t2到期之前淡水冷却回路14中的温度上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤315,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在该最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t2到期并且淡水冷却回路14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤335中,系统10可以关闭剩余的泵16。因此,如果对于促进淡水冷却回路14中淡水温度的增加而言这种降低是必需的,那么可以进一步降低船只的系统压力。

如果在步骤335中关闭剩余的工作泵16之后淡水冷却回路14中的温度增加并且重新进入优选工作范围内,那么,在步骤340中,系统10可以重新启动泵16,并且可以重复步骤325。泵16的速度最初设置为在其关闭之前设置的速度。因此,可以重新建立系统10的单泵操作,直到淡水冷却回路14中的温度和/或系统10的效率保证重新启动泵18或者再次保证关闭泵16。

通过以上述的方式使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度并且必要时关闭泵16,相对于默认操作模式,可以提高系统10的效率,这是因为泵16不太可能会被驱动得比冷却发动机11和/或供应海水至其它海水操作型系统103-107所需要的速度更快。此外,由于允许泵16在关闭之前以相对于许多传统海水冷却系统更低的速度运行,所以相对减小了关闭和重新启动泵16的频率,从而延长了泵16与相关系统部件的工作寿命。

用于3×50%系统的具有主动阀控制但无泵关闭的示例性减压模式

参照图5,示出了图示根据本公开的用于实施系统10的减压操作模式的第三示例性方法的流程图。这种模式可以在3×50%系统(例如,各个泵16、18操作以提供系统10中50%的海水压力)中实施。如果操作者不想停止泵16、18但是想要利用如下面进一步描述的系统10的主动阀控制特征,那么可以选择这种模式。一般而言,这种模式可以允许船只的系统压力降低到低于最小系统压力,如果认为这种降低是使淡水冷却回路14中淡水的温度回升到优选工作范围内所必需的,并且可以进一步允许部分地关闭系统10的排出阀89,以便在不进一步降低泵16、18的速度的情况下进一步减小通过系统10的海水流量。

在选择了这种减压操作模式后,在步骤400中,系统10可以发送消息至船只的发动机控制室或者其它监控区域,该消息请求对启用减压操作授权。然后,在步骤405中,发动机控制室中的工作人员可以基于各种考虑因素决定是否提供这种授权。这些考虑因素可以包括,但不限于:工作人员是否预知系统10中对海水的近期需求量,诸如,用于冷却发动机11或者用于供应船只的一个或者多个海水操作型系统103-107。

如果发动机控制室中的工作人员拒绝了对启用减压操作授权,那么,在步骤410中,可以阻止系统10启动减压模式,并且系统10可以根据上述的默认操作模式继续运行,其中,最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。

作为替代方案,如果发动机控制室中的工作人员提供了对启用系统10的减压操作的授权,那么,在步骤415中,系统10可以按照大体上与上述默认操作模式相同的方式继续运行,但是不会将最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。具体地,如果淡水冷却回路14中淡水的温度已经下降到低于优选工作范围,并且,响应于这种温度下降,已经关闭了泵18并且已经将剩余的泵16的速度降低到最小压力泵速度,那么,在步骤420中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t1。

如果在计时器t1到期之前淡水冷却回路14中的温度开始增加,那么系统10可以重复步骤415。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式继续运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t1到期并且淡水冷却系统14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤425中,如果必要的话,系统10可以使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度。因此,最小系统压力不再被系统10用来规定泵16的绝对最小速度。相反,系统10可以使泵16的速度进一步降低到预定义的“最小安全泵速度”,如果对于促进淡水冷却回路14中淡水温度的增加而言这种降低是必需的。该“最小安全泵速度”可以是某个速度,低于该速度,泵16可能会面临发生故障(例如,成穴)的风险,或者可以是低于最小压力泵速度的某个其它预定义最小速度。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,但是,无论冷却船只的发动机11或者供应其它海水操作型系统103-107同时需要的海水多么少,都使用最小安全泵速度来规定泵16的绝对最小速度。

如果将泵16的速度一直降低到最小安全泵速度以试图增加淡水冷却回路14中淡水的温度,那么,在步骤430中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t2。

如果在计时器t2到期之前淡水冷却回路14中的温度已经增加但是尚未上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤425,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小安全泵速度。在该最小安全泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t2。然而,如果在计时器t2到期之前淡水冷却回路14中的温度上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤415,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在该最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t2到期并且淡水冷却回路14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤435中,系统10可以实施主动阀控制,从而可以操纵排出阀89以控制淡水冷却回路14中淡水的温度。例如,可以逐渐关闭排出阀89,以在不进一步降低泵16的工作速度的情况下逐渐减小/限制系统10的海水冷却回路12中的海水流量。海水流量的这种减小可能会引起经由换热器15对淡水冷却回路14中淡水的冷却的降低。因此,当泵16继续以最小安全泵速度运行或者以高于最小安全泵速度的速度运行时,可以稳定或者提高淡水冷却回路14中的温度。当然,应该理解的是,由于在运行泵16时必须使一定量的海水流经系统10,所以对排出阀89的可允许关闭程度有一定限制(下文称为“最大闭合度”)。应该进一步理解的是,也可以逐渐打开排出阀89以便增大海水冷却回路12中的海水流量,从而经由换热器15提高淡水冷却回路14中的冷却。

如果在步骤435中实施主动阀控制之后淡水冷却回路14中的温度增加并且重新进入优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤415。然后,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

通过以上述的方式使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度,相对于默认操作模式,可以提高系统10的效率,这是因为泵16不太可能会被驱动得比冷却发动机11和/或供应海水至其它海水操作型系统103-107所需要的速度更快。此外,由于与许多传统海水冷却系统的情况一样不会反复关闭和重新启动泵16来调节发动机温度,所以可以延长泵16与相关系统部件的工作寿命。此外,通过在不运行或者不关闭泵16、18的情况下控制淡水冷却回路14中淡水的温度,系统10的主动阀控制特征进一步提高了系统10的效率,并且延长了泵16、18的寿命。

用于3×50%系统的具有泵关闭和主动阀控制的示例性减压模式

参照图6,示出了图示根据本公开的用于实施系统10的减压操作模式的第四示例性方法的流程图。这种模式可以在3×50%系统(例如,各个泵16、18操作以提供系统10中50%的海水压力)中实施。如果操作者想要授权停止泵16、18并且想要利用如下面进一步描述的系统10的主动阀控制特征,那么可以选择这种模式。一般而言,这种模式可以允许船只的系统压力降低到低于最小系统压力,可以允许部分地关闭系统10的排出阀89以在不进一步降低泵16、18的情况下进一步减小流经系统10的海水流量,并且可以进一步允许关闭一个或者两个泵16、18,如果认为这种降低和/或关闭是使淡水冷却回路14中淡水的温度回升到优选工作范围内所必需的。

在选择了这种减压操作模式后,在步骤500中,系统10可以发送消息至船只的发动机控制室或者其它监控区域,该消息请求对启用减压操作授权。然后,在步骤505中,发动机控制室中的工作人员可以基于各种考虑因素决定是否提供这种授权。这些考虑因素可以包括,但不限于:工作人员是否预知系统10中对海水的近期需求量,诸如,用于冷却发动机11或者用于供应船只的一个或者多个海水操作型系统103-107。

如果发动机控制室中的工作人员拒绝了对启用减压操作授权,那么,在步骤510中,可以阻止系统10启动减压模式,并且系统10可以根据上述的默认操作模式继续运行,其中,最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。

作为替代方案,如果发动机控制室中的工作人员提供了对启用系统10的减压操作的授权,那么,在步骤515中,系统10可以按照大体上与上述默认模式相同的方式继续运行,但是不会将最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。具体地,如果淡水冷却回路14中淡水的温度已经下降到低于优选工作范围,并且,响应于这种温度下降,已经关闭了泵18并且已经将剩余泵16的速度降低到最小压力泵速度,那么,在步骤520中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t1。

如果在计时器到期之前淡水冷却回路14中的温度开始增加,那么系统10可以重复步骤515。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在最小压力泵速度时,可以重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t1到期并且淡水冷却系统14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤525中,如果必要的话,系统10可以使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度。因此,最小系统压力不再被系统10用来规定泵16的绝对最小速度。相反,系统10可以使泵16的速度进一步降低到预定义的“最小安全泵速度”,如果对于促进淡水冷却回路14中淡水温度的增加而言这种降低是必需的。该“最小安全泵速度”可以是某个速度,低于该速度,泵16可能会面临发生故障(例如,成穴)的风险,或者可以是低于最小压力泵速度的某个其它预定义最小速度。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,但是,无论冷却船只的发动机11或者供应其它海水操作型系统103-107同时需要的海水多么少,都使用最小安全泵速度来规定泵16的绝对最小速度。

如果将泵16的速度一直降低到最小安全泵速度以试图增加淡水冷却回路14中淡水的温度,那么,在步骤530中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t2。

如果在计时器t2到期之前淡水冷却回路14中的温度已经增加但是尚未上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤525,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小安全泵速度。在该最小安全泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t2。然而,如果在计时器t2到期之前淡水冷却回路14中的温度上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤515,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在该最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t2到期并且淡水冷却回路14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤535中,系统10可以启动主动阀控制,从而可以操纵排出阀89以控制淡水冷却回路14中淡水的温度。例如,可以逐渐关闭排出阀89,以在不进一步降低泵16的工作速度的情况下逐渐减小/限制系统10的海水冷却回路12中的海水流量。海水流量的这种减小可能会引起经由换热器15对淡水冷却回路14中淡水的冷却的降低。因此,当泵16继续以最小安全泵速度运行或者以高于最小安全泵速度的速度运行时,可以稳定或者提高淡水冷却回路14中的温度。当然,应该理解的是,由于在运行泵16时必须使一定量的海水流经系统10,所以对排出阀89的可允许关闭程度有一定限制(下文称为“最大闭合度”)。应该进一步理解的是,也可以逐渐打开排出阀89以便增大海水冷却回路12中的海水流量,从而经由换热器15提高淡水冷却回路14中的冷却。

如果在实施主动阀控制期间将排出阀89关闭至最大闭合度以试图增加淡水冷却回路14中淡水的温度,那么,在步骤540中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t3。

如果在计时器t3到期之前淡水冷却回路14中的温度已经增加但是尚未上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤535,从而利用主动阀控制继续运行,直到排出阀89再次关闭至最大闭合度。在该最大闭合度时,将会重置并且重新启动计时器t3。然而,如果在计时器t3到期之前淡水冷却回路14中的温度上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤515,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在该最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t3到期并且淡水冷却回路14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤545中,系统10可以完全关闭剩余的工作泵16。因此,可以进一步降低船只的系统压力,如果对于促进淡水冷却回路14中淡水温度的增加而言这种降低是必需的。

如果在步骤545中关闭剩余的工作泵16之后淡水冷却回路14中的温度增加了并且重新进入优选工作范围内,那么,在步骤550中,系统10可以重新启动泵16,并且可以重复步骤535。泵16的速度最初设置为在其关闭之前设置的速度。因此,可以重新建立具有主动阀控制的系统10的单泵操作,直到淡水冷却回路14中的温度和/或系统10的效率保证重新启动泵18或者再次保证关闭泵16。

通过以上述的方式使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度并且必要时关闭泵16,相对于默认操作模式而言,可以提高系统10的效率,这是因为泵16不太可能会被驱动得比冷却发动机11和/或供应海水至其它海水操作型系统103-107所需要的速度更快。此外,由于在关闭泵16之前允许泵16以相对于许多传统海水冷却系统更低的速度运行,所以相对减小了关闭和重新启动泵16的频率,从而延长了泵16与相关系统部件的工作寿命。此外,通过在不运行或者不关闭泵16、18的情况下控制淡水冷却回路14中淡水的温度,系统10的主动阀控制特征进一步提高了系统10的效率,并且延长了泵16、18的寿命。

用于2×100%系统的无泵关闭且无主动阀控制的示例性减压模式

参照图7,示出了图示根据本公开的用于实施系统10的减压操作模式的第五示例性方法的流程图。这种模式可以在2×100%系统(例如,只有泵16操作以提供系统10中100%的海水压力)中实施。如果操作者不想停止泵16并且如果系统10没有主动阀控制特征(如下所述)或者如果操作者不想利用主动阀控制,那么可以选择这种模式。一般而言,这种模式可以允许船只的系统压力降低到低于最小系统压力,如果认为这种降低是将淡水冷却回路14中淡水的温度上升到优选工作范围内所必需的。

在选择了这种减压操作模式后,在本示例性方法的步骤600中,系统10可以发送消息至船只的发动机控制室或者其它监控区域,该消息请求对启用减压操作授权。然后,在步骤605中,发动机控制室中的工作人员可以基于各种考虑因素决定是否提供这种授权。这些考虑因素可以包括,但不限于:工作人员是否预知系统10中对海水的近期需求量,诸如,用于冷却发动机11或者用于供应船只的一个或者多个海水操作型系统103-107。

如果发动机控制室中的工作人员拒绝了对启用减压操作授权,那么,在步骤610中,可以阻止系统10启动减压模式,并且系统10可以根据上述的默认操作模式继续运行,其中,最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。

作为替代方案,如果发动机控制室中的工作人员提供了对启用系统10的减压操作的授权,那么,在步骤615中,系统10可以按照大体上与上述默认模式相同的方式继续运行,但是不会将最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。具体地,如果淡水冷却回路14中淡水的温度已经下降到低于优选工作范围,并且,响应于这种温度下降,已经将泵16的速度降低到最小压力泵速度,那么,在步骤620中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t1。

如果在计时器t1到期之前淡水冷却回路14中的温度开始增加,那么系统10可以重复步骤615。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式继续运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t1到期并且淡水冷却系统14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤625中,如果必要的话,系统10可以使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度。因此,最小系统压力不再被系统10用来规定泵16的绝对最小速度。相反,系统10可以使泵16的速度进一步降低到预定义的“最小安全泵速度”,如果对于促进淡水冷却回路14中淡水温度的增加而言这种降低是必需的。该“最小安全泵速度”可以是某个速度,低于该速度,泵16可能会面临发生故障(例如,成穴)的风险,或者可以是低于最小压力泵速度的某个其它预定义最小速度。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,但是,无论冷却船只的发动机11或者供应其它海水操作型系统103-107同时需要的海水多么少,都使用最小安全泵速度来规定泵16的绝对最小速度。

如果,当使用最小安全泵速度来规定泵16的绝对最小速度时,淡水冷却回路14中的温度增加并且重新进入优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤615。然后,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

通过以上述的方式使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度,相对于默认操作模式,可以提高系统10的效率,这是因为泵16不太可能会被驱动得比冷却发动机11和/或供应海水至其它海水操作型系统103-107所需要的速度更快。此外,由于与许多传统海水冷却系统的情况一样不会反复关闭和重新启动泵16来调节发动机温度,所以可以延长泵16与相关系统部件的工作寿命。

用于2×100%系统的具有泵关闭但无主动阀控制的示例性减压模式

参照图8,示出了图示根据本公开的用于实施系统10的减压操作模式的第六示例性方法的流程图。这种模式可以在2×100%系统(例如,只有泵16操作以提供系统10中100%的海水压力)中实施。如果操作者想要授权停止泵16并且如果系统10没有主动阀控制特征(如下所述)或者如果操作者不想利用主动阀控制,那么可以选择这种模式。一般而言,这种模式可以允许船只的系统压力降低到低于最小系统压力,并且可以进一步允许关闭泵16,如果认为这种降低和/或关闭是使淡水冷却回路14中淡水的温度回升到优选工作范围内所必需的。

在选择了这种减压操作模式后,在步骤700中,系统10可以发送消息至船只的发动机控制室或者其它监控区域,该消息请求对启用减压操作授权。然后,在步骤705中,发动机控制室中的工作人员可以基于各种考虑因素决定是否提供这种授权。这些考虑因素可以包括,但不限于:工作人员是否预知系统10中对海水的近期需求量,诸如,用于冷却发动机11或者用于供应船只的一个或者多个海水操作型系统103-107。

如果发动机控制室中的工作人员拒绝了对启用减压操作授权,那么,在步骤310中,可以阻止系统10启动减压模式,并且系统10可以根据上述的默认操作模式继续运行,其中,最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。

作为替代方案,如果发动机控制室中的工作人员提供了对启用系统10的减压操作的授权,那么,在步骤715中,系统10可以按照大体上与上述默认模式相同的方式继续运行,但是不会将最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。具体地,如果淡水冷却回路14中淡水的温度已经下降到低于优选工作范围,并且,响应于这种温度下降,已经将泵16的速度降低到最小压力泵速度,那么,在步骤720中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t1。

如果在计时器到期之前淡水冷却回路14中的温度开始增加,那么系统10可以重复步骤715。系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t1到期并且淡水冷却系统14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤725中,如果必要的话,系统10可以使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度。因此,最小系统压力不再被系统10用来规定泵16的绝对最小速度。相反,系统10可以使泵16的速度进一步降低到预定义的“最小安全泵速度”,如果对于促进淡水冷却回路14中淡水温度的增加而言这种降低是必需的。该“最小安全泵速度”可以是某个速度,低于该速度,泵16可能会面临发生故障(例如,成穴)的风险,或者可以是低于最小压力泵速度的某个其它预定义最小速度。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,但是,无论冷却船只的发动机11或者供应其它海水操作型系统103-107同时需要的海水多么少,都使用最小安全泵速度来规定泵16的绝对最小速度。

如果将泵16的速度一直降低到最小安全泵速度以试图增加淡水冷却回路14中淡水的温度,那么,在步骤730中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t2。

如果在计时器t2到期之前淡水冷却回路14中的温度已经增加但是尚未上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤725,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小安全泵速度。在该最小安全泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t2。然而,如果在计时器t2到期之前淡水冷却回路14中的温度上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤715,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在该最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t2到期并且淡水冷却回路14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤735中,系统10可以完全关闭泵16。因此,可以进一步降低船只的系统压力(即相对于单泵操作而言),如果对于促进淡水冷却回路14中淡水温度的增加而言这种降低是必需的。

如果在关闭泵16之后淡水冷却回路14中的温度增加并且重新进入优选工作范围内,那么,在步骤740中,系统10可以重新启动泵16,并且可以重复步骤715。因此,可以重新建立系统10的单泵操作,并且系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在该最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

通过以上述的方式使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度并且必要时关闭泵16,相对于默认操作模式而言可以提高系统10的效率,这是因为泵16不太可能会被驱动得比冷却发动机11和/或供应海水至其它海水操作型系统103-107所需要的速度更快。此外,由于在关闭泵16之前允许泵16以相对于许多传统海水冷却系统更低的速度运行,所以相对减小了关闭和重新启动泵16的频率,从而延长了泵16与相关系统部件的工作寿命。

用于2×100%系统的具有主动阀控制但无泵关闭的示例性减压模式

参照图9,示出了图示根据本公开的用于实施系统10的减压操作模式的第七示例性方法的流程图。这种模式可以在2×100%系统(例如,只有泵16操作以提供系统10中100%的海水压力)中实施。如果操作者不想停止泵16但是想要利用如下面进一步描述的系统10的主动阀控制特征,那么可以选择这种模式。一般而言,这种模式可以允许船只的系统压力降低到低于最小系统压力,如果认为这种降低是使淡水冷却回路14中淡水的温度回升到优选工作范围内所必需的,并且可以进一步允许部分地关闭系统10的排出阀89,以便在不进一步降低泵16的速度的情况下进一步减小通过系统10的海水流量。

在选择了这种减压操作模式后,在步骤800中,系统10可以发送消息至船只的发动机控制室或者其它监控区域,该消息请求对启用减压操作授权。然后,在步骤805中,发动机控制室中的工作人员可以基于各种考虑因素决定是否提供这种授权。这些考虑因素可以包括,但不限于:工作人员是否预知系统10中对海水的近期需求量,诸如,用于冷却发动机11或者用于供应船只的一个或者多个海水操作型系统103-107。

如果发动机控制室中的工作人员拒绝了对启用减压操作授权,那么,在步骤810中,可以阻止系统10启动减压模式,并且系统10可以根据上述的默认操作模式继续运行,其中,最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。

作为替代方案,如果发动机控制室中的工作人员提供了对启用系统10的减压操作的授权,那么,在步骤815中,系统10可以按照大体上与上述默认模式相同的方式继续运行,但是不会将最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。具体地,如果淡水冷却回路14中淡水的温度已经下降到低于优选工作范围,并且,响应于这种温度下降,已经将泵16的速度降低到最小压力泵速度,那么,在步骤820中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t1。

如果在计时器t1到期之前淡水冷却回路14中的温度开始增加,那么系统10可以重复步骤815。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式继续运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t1到期并且淡水冷却系统14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤825中,如果必要的话,系统10可以使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度。因此,最小系统压力不再被系统10用来规定泵16的绝对最小速度。相反,系统10可以使泵16的速度进一步降低到预定义的“最小安全泵速度”,如果对于促进淡水冷却回路14中淡水温度的增加而言这种降低是必需的。该“最小安全泵速度”可以是某个速度,低于该速度,泵16可能会面临发生故障(例如,成穴)的风险,或者可以是低于最小压力泵速度的某个其它预定义最小速度。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,但是,无论冷却船只的发动机11或者供应其它海水操作型系统103-107同时需要的海水多么少,都使用最小安全泵速度来规定泵16的绝对最小速度。

如果泵16的速度一直降低到最小安全泵速度以试图增加淡水冷却回路14中淡水的温度,那么,在步骤830中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t2。

如果在计时器t2到期之前淡水冷却回路14中的温度已经增加但是尚未上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤825,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小安全泵速度。在该最小安全泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t2。然而,如果在计时器t2到期之前淡水冷却回路14中的温度上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤815,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在该最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t2到期并且淡水冷却回路14中淡水的温度尚未增加,那么,在本示例性方法的步骤835中,系统10可以实施主动阀控制,从而可以操纵排出阀89以控制淡水冷却回路14中淡水的温度。例如,可以逐渐关闭排出阀89,以在不进一步降低泵16的速度的情况下逐渐减小/限制系统10的海水冷却回路12中的海水流量。海水流量的这种减小可能会引起经由换热器15对淡水冷却回路14中淡水的冷却的降低。因此,当泵16继续以最小安全泵速度运行或者以高于最小安全泵速度的速度运行时,可以稳定或者提高淡水冷却回路14中的温度。当然,应该理解的是,由于在泵16运行时必须使一定量的海水流经系统10,所以对排出阀89的可允许关闭程度有一定限制(下文称为“最大闭合度”)。应该进一步理解的是,也可以逐渐打开排出阀89以便增大海水冷却回路12中的海水流量,从而经由换热器15提高淡水冷却回路14中的冷却。

如果在步骤835中实施了主动阀控制之后淡水冷却回路14中的温度增加了并且重新进入优选工作范围内,那么系统10可以重复本方法的步骤815。然后,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

通过以上述的方式使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度,相对于默认操作模式,可以提高系统10的效率,这是因为泵16不太可能会被驱动得比冷却发动机11和/或供应海水至其它海水操作型系统103-107所需要的速度更快。此外,由于与许多传统海水冷却系统的情况一样不会反复关闭和重新启动泵16来调节发动机温度,所以可以延长泵16与相关系统部件的工作寿命。此外,通过在不运行或者不关闭泵16的情况下控制淡水冷却回路14中淡水的温度,系统10的主动阀控制特征进一步提高了系统10的效率,并且延长了泵16的寿命。

用于2×100%系统的具有泵关闭和主动阀控制的示例性减压模式

参照图10,示出了图示根据本公开的用于实施系统10的减压操作模式的第八示例性方法的流程图。这种模式可以在2×100%系统(例如,只有泵16操作以提供系统10中100%的海水压力)中实施。如果操作者想要授权停止泵16并且想要利用如下面进一步描述的系统10的主动阀控制特征,那么可以选择这种模式。一般而言,这种模式可以允许船只的系统压力降低到低于最小系统压力,可以允许部分地关闭系统10的排出阀89以在不进一步降低泵16的速度的情况下进一步减小流经系统10的海水流量,并且可以进一步允许关闭泵16,如果认为这种降低或关闭是使淡水冷却回路14中淡水的温度回升到优选工作范围内所必需的。

在选择了这种减压操作模式后,在步骤900中,系统10可以发送消息至船只的发动机控制室或者其它监控区域,该消息请求对启用减压操作授权。然后,在步骤905中,发动机控制室中的工作人员可以基于各种考虑因素决定是否提供这种授权。这些考虑因素可以包括,但不限于:工作人员是否预知系统10中对海水的近期需求量,诸如,用于冷却发动机11或者用于供应船只的一个或者多个海水操作型系统103-107。

如果发动机控制室中的工作人员拒绝了对启用减压操作授权,那么,在步骤910中,可以阻止系统10启动减压模式,并且系统10可以根据上述的默认操作模式继续运行,其中,最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。

作为替代方案,如果发动机控制室中的工作人员提供了对启用系统10的减压操作的授权,那么,在步骤915中,系统10可以按照大体上与上述默认模式相同的方式继续运行,但是不会将最小系统压力保持在绝对下限值以规定泵速度。具体地,如果淡水冷却回路14中淡水的温度已经下降到低于优选工作范围,并且,响应于这种温度下降,已经将泵16的速度降低到最小压力泵速度,那么,在步骤920中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t1。

如果在计时器到期之前淡水冷却回路14中的温度开始增加,那么系统10可以重复步骤915。系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t1到期并且淡水冷却系统14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤925中,如果必要的话,系统10可以使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度。因此,最小系统压力不再被系统10用来规定泵16的绝对最小速度。相反,系统10可以使泵16的速度进一步降低到预定义的“最小安全泵速度”,如果对于促进淡水冷却回路14中淡水温度的增加而言这种降低是必需的。该“最小安全泵速度”可以是某个速度,低于该速度,泵16可能会面临发生故障(例如,成穴)的风险,或者可以是低于最小压力泵速度的某个其它预定义最小速度。因此,系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,但是,无论冷却船只的发动机11或者供应其它海水操作型系统103-107同时需要的海水多么少,都使用最小安全泵速度来规定泵16的绝对最小速度。

如果将泵16的速度一直降低到最小安全泵速度以试图增加淡水冷却回路14中淡水的温度,那么,在步骤930中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t2。

如果在计时器t2到期之前淡水冷却回路14中的温度已经增加但是尚未上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤925,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小安全泵速度。在该最小安全泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t2。然而,如果在计时器t2到期之前淡水冷却回路14中的温度上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤915,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在该最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t2到期并且淡水冷却回路14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤935中,系统10可以启动主动阀控制,从而可以操纵排出阀89以控制淡水冷却回路14中淡水的温度。例如,可以逐渐关闭排出阀89,以在不进一步降低泵16的工作速度的情况下逐渐减小/限制系统10的海水冷却回路12中的海水流量。海水流量的这种减小可能会引起经由换热器15对淡水冷却回路14中淡水的冷却的降低。因此,当泵16继续以最小安全泵速度运行或者以高于最小安全泵速度的速度运行时,可以稳定或者提高淡水冷却回路14中的温度。当然,应该理解的是,由于在运行泵16时必须使一定量的海水流经系统10,所以对排出阀89的可允许关闭程度有一定限制(下文称为“最大闭合度”)。应该进一步理解的是,也可以逐渐打开排出阀89以便增大海水冷却回路12中的海水流量,从而经由换热器15提高淡水冷却回路14中的冷却。

如果在实施主动阀控制期间将排出阀89关闭到最大闭合度以试图增加淡水冷却回路14中淡水的温度,那么,在步骤940中,系统10可以启动具有预定义持续时间(例如,5分钟)的计时器t3。

如果在计时器t3到期之前淡水冷却回路14中的温度已经增加但是尚未上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤935,从而利用主动阀控制继续运行,直到排出阀89再次关闭至最大闭合度。在该最大闭合度时,将会重置并且重新启动计时器t3。然而,如果在计时器t3到期之前淡水冷却回路14中的温度上升到优选工作范围内,那么系统10可以重复步骤915,从而按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在该最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

作为替代方案,如果计时器t3到期并且淡水冷却回路14中淡水的温度尚未增加,那么,在步骤945中,系统10可以完全关闭泵16。因此,可以进一步降低船只的系统压力(即相对于单泵操作而言),如果对于促进淡水冷却回路14中淡水温度的增加而言这种降低是必需的。

如果在步骤945中关闭泵16之后淡水冷却回路14中的温度增加并且重新进入优选工作范围内,那么,在步骤950中,系统10可以重新启动泵16,并且可以重复步骤915。因此,可以重新建立系统10的单泵操作,并且系统10可以按照大体上与默认模式相同的方式运行,直到泵速度再次下降到最小压力泵速度。在该最小压力泵速度时,将会重置并且重新启动计时器t1。

通过以上述的方式使泵16的速度降低到低于最小压力泵速度并且必要时关闭泵16,相对于默认操作模式而言可以提高系统10的效率,这是因为泵16不太可能会被驱动得比冷却发动机11和/或供应海水至其它海水操作型系统103-107所需要的速度更快。此外,由于在关闭泵16之前允许泵16以相对于许多传统海水冷却系统更低的速度运行,所以相对减小了关闭和重新启动泵16的频率,从而延长了泵16与相关系统部件的工作寿命。此外,通过在不运行或者不关闭泵16的情况下控制淡水冷却回路14中淡水的温度,系统10的主动阀控制特征进一步提高了系统10的效率,并且延长了泵16的寿命。

这里使用的术语“计算机”和“控制器”可以包括任何基于处理器或者基于微处理器的系统,包括:使用微控制器的系统、精简指令集电路(risc)、专用集成电路(asic)、逻辑电路和能够执行本文中描述的功能的任何其它电路或者处理器。上述示例只是示例性的,并不用来以任何方式限制术语“计算机”和“控制器”的定义和/或含义。

上述的“计算机”和/或“控制器”可以执行存储在一个或者多个存储元件中的一组指令,以便处理输入数据。若期望或者需要,存储元件还可以存储数据或者其它信息。存储元件可以实施为处理机内的信息源或者物理存储元件。

这组指令可以包括指导作为处理机的上述计算机和/或控制器执行具体操作(诸如本公开的各个实施例的方法和过程)的各种命令。这组指令可以是软件程序的形式。该软件可以是各种形式的,诸如系统软件或者应用软件。而且,该软件可以是单独的程序的集合、较大程序内的程序模块、或者程序模考的一部分的形式。该软件还可以包括面向对象编程形式的模块化编程。处理机对输入数据的处理可以响应于用户命令、或者响应于先前处理的结果、或者响应于另一处理机发出的请求。

如这里使用的术语“软件”包括存储在存储器中以供计算机执行的任何计算机程序,这类存储器包括随机存取(ram)存储器、只读(rom)存储器、eprom存储器、电可擦写可编程只读(eeprom)存储器和非易失性ram(nvram)存储器。上述的存储器类型只是示例性的,并不由此局限于可用于存储计算机程序的这类存储器。

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