江苏新扬子造船有限公司 江苏靖江 214532
摘要：在当前船舶与海洋工程的建设中，冷却系统的应用也越来越重要，受到了专业人士的高度重视，但是在这方面的内容上，相关研究力度有所缺乏，且必要的文献资料也有所遗缺，为冷却系统的设计和选型带来了极大的不便。
关键词：冷却系统 船舶 海洋工程 应用
在船舶与海洋工程的装备动力单元上，冷却系统是重要的构成，其能够为整个系统的热平衡系统提供必要的支持，保证系统可以正常的运转。在设计与选择工作上，整个装备作业是否能够取得圆满的成绩，这一点至关重要。为了在船舶和海洋工程的应用上，提升冷却系统的质量，本文通过对船舶与海洋工程中常用的冷却系统进行详细的分析和介绍，希望能为相关工作人员，起到一些积极的参考作用。
1.船舶与海洋工程中常用的冷却系统
1.1管壳式冷却系统
在船舶与海洋工程的应用中，管壳式冷却方式是一种属于间壁式换热器的系统，在应用中，通常将其换热管内的流体通道，称之为管程，换热管外部的流体通道，被称之为壳程。在应用过程中，如果壳程和管程之间，流经两种温度不同的流体时，那么温度相对较高的流体在经过换热管壁的时候，会把自身的温度传递给那些温度相对较低的流体，这样那些温度较高的流体可以得到一定的冷却，而温度较低的流体则能够得到一定程度的加热，这种冷却系统可以帮助两种流体完成换热工序的操作。
1.2风冷式冷却系统
在具体的应用上，风冷式的冷却系统，主要是由动力源、散热器芯组模块以及风扇等部位组成的，在船舶和海洋工程的应用上，主要的动力源系统包括发动机、液压马达和电机等。在具体的应用过程中，风扇在机械设备的作用下进行转动，同时利用强制对流的原理，将系统中那些多余的热量散发掉，进而达到散热的目的。由于水的比热容要远远大于空气的，所以在利用风冷的方式对热量进行散发时，需要较大的风量。
1.3板式冷却系统
板式冷却系统主要有盲板、通道板、端板和端封板等内容构成。在换热器的两端，所分布的分别是端板和盲板，其中间的部分，则是由通道板构成的，在端板和通道板之间，利用密封分别夹来构成了较多的容腔。在通道板的四个角上，也开有大小一致的圆孔，被加热的介质和允许加热的介质会在这个部位流过，因为板片的形状特定，其周边的位置都用密封垫片槽压着，所以一种介质只能流入一个容腔中去，这样被加热的介质和加热的介质就可以进行充分的接触，进而达到换热的目的。在应用上，几何形状较为复杂的板件流道断面，可以提升其传热系数，这样在介质流动的过程中，其流动的速度和流动的方向，也在不断的变化，对传热效果进行了强化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2. 冷却系统在船舶与海洋工程上的应用分析
2.1冷却效率
在船舶与海洋工程的冷却系统应用中，对其进行衡量的一项重要指标就是传热系数。在传热角度上，板式换热器要高于管壳式的冷却系统。在正常的使用情况下，板式换热器的总体传热系数，要比管壳式换热器高出4倍左右。在换热面积相同的情况下，相比较管壳式的换热器，板式换热器所具有的流通面积，也要在其 5倍以上；而在风冷系统上，所采用的控制强制制冷，水的比热容要远大于空气，所以在热量相同的情况下，风冷系统所需要提供的风量较大，相比较板式冷却系统和风冷系统，其传热性较差。
2.2制作成本
在船舶和海洋工程上应用冷却系统，对于其防腐蚀的性能，也提出了较高的标准，所以在制作上，需要利用那些抗腐蚀性的材料来对散热器进行加工。在海洋环境上，板式换热器所采用的材料，主要就是那些耐腐蚀性能较强的金属板材，所以其原材料的价格要比那些同样材质的管材低廉不少，且其制作过程，主要采用的方法是冲压成型，机加工较少，相比较管壳式的冷却系统，其成本也是降低了不少。板式换热器的板片表面，经过转化膜的处理，对于一些介质具有较强的耐受性，油气是在氯离子的腐蚀下表现更佳，所以其使用年限，也在管式热交换器的3倍左右。相比较以上这两种，风冷式的散热器其结构较为简单，所采用的制作材料也是腐蚀性能较强的全铝、全铜的散热器结构，在制作上，其工艺较为简单，所需要的加工环节较少，所以在经济投入上更具优势。
2.3工作噪声
在工作噪声的对比上，风冷式的冷却系统，由于是利用强制空气对流来进行散热的，所以其在工作中产生的噪音量较大，而板式冷却系统，以及管壳式冷却系统其产生的噪音相对较低，在工作过程中比较安静，所以在那些噪声要求较为严格的区域，比较适合采用管壳式或者板式的冷却系统。
2.4工作压力
冷却系统在应用中，其换热器耐压和耐热能力，主要是由冷却系统的材料和结构所决定的。由于管壳式换热器在材料的选择上有着较大的选择面，并且只有在壳端的两边，采用垫片来进行密封，这就导致垫片的压紧力比较大，所以比较适合那些较宽的压力和温度；而板式换热器主要是靠垫片来进行密封的，需要较长的密封周边，并且板片较薄，其刚性也较差，所以垫片的压紧力不足，其在耐压能力上较低，在安装上一旦出现失误，就容易发生泄漏。
结语
总而言之，当前一些冷却系统的设计和生产企业，大多处在摸索期，对于如何寻找出最为合适的冷却系统还存在一定的距离，所以要想在恶劣的海洋环境中，为船舶和海洋工程的事业提供更为有利的支持，工作人员需要结合实际内容，对相关的系统展开更为深入的探究。
参考文献
[1]张勇青,张勇亮,高建虎,陈自刚. 间接冷却式空调系统在海洋石油平台上的首次应用[J]. 中国修船,2017,(02):49-52.
[2]吴汉川,王健,杨光恒. 冷却系统在船舶与海洋工程上的应用分析[J]. 石油和化工设备,2017,(03):5-10.
[3]张正,张建普,徐鹏. 非能动安全壳冷却系统空气流道的结构改进[J]. 机械研究与应用,2016,(06):3-6.
论文作者:吴骁铖,陈红玉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/9/29
标签：系统论文; 海洋工程论文; 管壳论文; 船舶论文; 流体论文; 换热器论文; 介质论文; 《基层建设》2017年第15期论文;