海水集中换热器冷却水供应方法及船舶与流程

本发明是关于船舶数字化控制，特别是关于一种海水集中换热器冷却水供应方法及船舶。

背景技术：

1、船舶通海冷却系统是保证船舶动力以及其他辅助性装置安全可靠运行的重要系统，它将柴油机、发电机、推进电机、淡水泵、滑油系统、空调系统等在运行中产生的热量通过海水带走，使得相关设备的高温部套件温度保持在设计工作范围内，防止设备因过热降额、停机保护乃至损坏，保证设备安全稳定工作。

2、船舶通海冷却系统经历了开式、半封闭式以及全封闭式集中冷却等发展过程。现代大型船舶普遍采用集中式通海冷却系统，其主要由海水回路、海水集中换热器、淡水回路等构成，其工作原理是利用海水泵将海水输送到海水集中换热器冷却淡水回路，再由淡水冷却发电机、推进电机、滑油、空调冷却剂等。采用集中冷却方式，海水只在海水集中换热器中进行热交换，而不与其他换热器进行热交换，能够缩短并简化通海冷却系统管路，从而有效降低因管路腐蚀泄露产生的风险，提高了系统及设备的安全可靠性。

3、提升船舶能效是现代船舶发展的主要目标之一，船舶通海冷却系统节能是提升能效的重要手段。在海水集中换热器热侧流量一定的情况下，应有足够的冷却水将热侧淡水冷却到要求温度，使其能够进一步冷却相应淡水用户。但是现有集中式冷却系统的海水泵能耗过高，且无法根据实际需求对海水泵进行启泵或停机。

4、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种海水集中换热器冷却水供应方法及船舶，其仅依赖测量海水集中换热器热侧淡水出口温度即能实现海水换热器供水方式的切换，且在船舶海水集中换热器实际运行过程中对淡水出口温度临界值进行在线校正，从而能够根据实际需求对海水泵进行启泵或停机。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种海水集中换热器冷却水供应方法，应用于一种海水集中换热器冷却水供应系统，所述系统包括控制器、供电开关、温度传感器以及依次连接的海水泵、海水集中换热器和淡水回路，所述方法包括：步骤s100，获取海水集中换热器的淡水出水口临界温度；步骤s200，获取淡水出水口的第一出水温度；步骤s300，判断是否启动海水泵或停运海水泵；步骤s400，当海水泵由运行转为停运后，获取淡水出口的第二出水温度，判断是否满足再次启动条件；步骤s500，若满足，启动海水泵，按照第一预设公式更新淡水出水口临界温度；步骤s600，若不满足，按照第二预设公式更新淡水出水口临界温度。步骤s700，返回步骤s300。在本发明的一实施方式中，温度传感器设置于所述第三管路上。

3、在本发明的一实施方式中，步骤s100包括：步骤s101，统计预设航速下淡水回路的淡水流量和总热负荷；步骤s102，获取所述海水泵停运时依靠动压头驱动的自流流量；步骤s103，获取所述海水集中换热器的第一总传热系数和海水温度；步骤s104，获取所述海水泵启动后的泵流流量；步骤s105，根据所述泵流流量和所述海水温度，生成所述淡水出水口临界温度。

4、在本发明的一实施方式中，步骤s200包括：步骤s201，所述温度传感器测量所述淡水出水口的所述第一出水温度；步骤s202，所述控制器获取所述第一出水温度。

5、在本发明的一实施方式中，步骤s300包括：步骤s301，预设第一条件和第二条件；步骤s302，当满足所述第一条件时，所述控制器控制所述海水泵运行；步骤s303，当满足所述第二条件时，所述控制器控制所述海水泵停止运行。

6、在本发明的一实施方式中，步骤s400包括：步骤s401，当所述海水泵由运行转为停止运行后，所述温度传感器测量所述淡水出水口的第二出水温度；步骤s402，所述控制器获取所述第二出水温度；步骤s403，所述控制器判断是否满足再次启动条件。

7、在本发明的一实施方式中，再次启动条件为：

8、tout*＞tb；

9、其中，tout*为第二出水温度，tb为淡水出水口设计温度。

10、在本发明的一实施方式中，第一预设公式为：

11、ta(u)＝ta(u)–xδt；

12、其中，ta(u)为淡水出水口临界温度，是船舶航速u的函数，δt为温差余量，x为系数，且x≤1。

13、在本发明的一实施方式中，第二预设公式为：

14、ta(u)＝ta(u)+x(tb-δt-tout*)；

15、其中，ta(u)淡水出水口临界温度，tb为淡水回路淡水设计温度，tout*为第二出水温度，δt为温差余量，x为系数，且x≤1。

16、第二方面，本发明提供了一种船舶，包括一种海水集中换热器冷却水供应系统，所述系统采用如上所述的海水集中换热器冷却水供应方法。

17、与现有技术相比，根据本发明的海水集中换热器冷却水供应方法及船舶，仅依赖测量海水集中换热器热侧淡水出口温度即能实现海水换热器供水方式的切换，且在船舶海水集中换热器实际运行过程中对淡水出口温度临界值进行在线校正，从而能够根据实际需求对海水泵进行启泵或停机。

技术特征：

1.一种海水集中换热器冷却水供应方法，应用于一种海水集中换热器冷却水供应系统，所述系统包括控制器、供电开关、温度传感器以及依次连接的海水泵、海水集中换热器和淡水回路，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的海水集中换热器冷却水供应方法，其特征在于，所述步骤s100包括：

3.如权利要求1所述的海水集中换热器冷却水供应方法，其特征在于，所述步骤s200包括：

4.如权利要求1所述的海水集中换热器冷却水供应方法，其特征在于，所述步骤s300包括：

5.如权利要求1所述的海水集中换热器冷却水供应方法，其特征在于，所述步骤s400包括：

6.如权利要求5所述的海水集中换热器冷却水供应方法，其特征在于，所述再次启动条件为：

7.如权利要求1所述的海水集中换热器冷却水供应方法，其特征在于，所述第一预设公式为：

8.如权利要求1所述的海水集中换热器冷却水供应方法，其特征在于，所述第二预设公式为：

9.一种船舶，其特征在于，包括一种海水集中换热器冷却水供应系统，所述系统采用如权利要求1-8任一项所述的海水集中换热器冷却水供应方法。

技术总结
本发明公开了一种海水集中换热器冷却水供应方法及船舶，应用于一种海水集中换热器冷却水供应系统，所述系统包括控制器、供电开关、温度传感器以及依次连接的海水泵、海水集中换热器和淡水回路，所述方法包括：步骤S100，获取海水集中换热器的淡水出水口临界温度；步骤S200，获取淡水出水口的第一出水温度；步骤S300，判断是否启动海水泵或停运海水泵；步骤S400，当海水泵由运行转为停运后，获取淡水出口的第二出水温度。本发明实施例的技术方案仅依赖测量海水集中换热器热侧淡水出口温度即能实现海水换热器供水方式的切换，且在船舶海水集中换热器实际运行过程中对淡水出口温度临界值进行在线校正，从而能够根据实际需求对海水泵进行启泵或停机。

技术研发人员：庞杰,柯汉兵,刘春林,刘子平,王瑞奇,王俊荣,邹振海,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