Судовая система подачи охлаждающей воды к теплообменнику

 

1. СУДОВАЯ СИСТЕМА ПОДАЧИ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ К ТЕПЛООБМЕННИКУ, содержащая ледовый ящик с входной камерой, выполненной с бортовой решеткой и коллектором, смонтированным в ее нижнейчасти и сообщенным посредством клапана с магистралью подогретой воды, которая через теплообменник и насос сообщена с ледовым ящиком, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения содержания льда в ледовом ящике и улучшения обогрева бортовой решетки, система снабжена дополнительными входными камерами, симметрично расположенными вдоль борта судна относительно основной камеры судна и сообщающимися с ней через управляемые задвижки , которыми снабжена система и коллектор. 2. Судовая система по п.1, о т личающаяся тем, что общая длина бортовых участков дополнительных входных камер выбрана в пределах iS от 0,5 до 1,5 длины бортового участ л ка основной входной камеры. Hoafe чааяь ftetif

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) В 63 В 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (2Ц 3678257/27-11 (22) 22 ° 12.83 (46) 30.04.85.Бюл.N - 16 (72) C.Á,Àêñåëüðoä, Г.Ф.Афанасьева, Н.Н.Виноградова, В.К.Коваленкои А.Ю.Смольник (53) 699.12.011.523 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 648464, кл. В 63 В 13/00, 1977. (54)(57) 1. СУДОВАЯ СИСТЕМА ПОДАЧИ

ОХЛАЖДАЮ1ЦЕЙ ВОДЫ К ТЕПЛООБМЕННИКУ, содержащая ледовый ящик с входной камерой, выполненной с бортовой решеткой и коллектором, смонтированным в ее нижней. части и сообщенным посредством клапана с магистралью подогретой воды, которая через теплообменник и насос сообщена с ледо1

„„SU„„1152868 А вым ящиком, о т.л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения содержания льда в ледовом ящике и улучшения обогрева бортовой решетки, система снабжена дополнительными входными камерами, симметрично расположенными вдоль борта судна относительно основной камеры судна и сообщающимися с ней через управляемые задвижки, которыми снабжена система и коллектор.

2. Судовая система но п.1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что общая длина бортовых участков дополнительных входных камер выбрана в пределах Я от 0,5 до 1,5 длины бортового участка основной входной камеры.

1152868 2

Изобретение относится к судостроению, в частности к системам подачи охлаждающей воды к теплообменникам судов ледового плавания.

Известна судовая система подачи охлаждающей воды к теплообменнику, содержащая ледовый ящик с входной камерой, выполненной с бортовой решеткой и коллектором, смонтированным в ее нижней части и сообщенным посредством клапана с магистралью подогретой воды, которая через теплообменник и насос сообщена с ледовым .ящиком.

Недостаток тканей системы состоит 15 в том, что при работе во льдах необходимый прием воды. из-за борта уменьшается более, чем на половину из-за возврата части воды по системе рециркуляции в ледовый ящик. При этом 20 перепад давлений на бортовой приемной решетке, соответствующий такому приему, составляет величину около

1. см водяного столба. В то же время амплитуда колебания погружения кор- 25 пуса судна в районе расположения ледового ящика на маневрах судна составляет величину порядка 10 см.

Вследствие этого синхронно с колебаниями корпуса судна происходит 30 увеличение поступления забортной воды со льдом в приемную камеру или уменьшение поступления воды вплоть до отлива ее за борт. Это приводит к значительно большему приему льда и снега с забортной водой при маневрировании судна во льдах или движении по прямой с ломкой льда весом корпуса.

Цель изобретения — уменьшение со40 держания льда в ледовом ящике и улучшение обогрева бортовой решетки.

Цель достигается тем, что судовая система подачи охлаждающей воды к теплообменнику, содержащая ледовый 45 ящик с входной камерой, выполненной с бортовой решеткой и коллектором, смонтированным в ее нижней части и сообщенным посредством клапана с магистралью подогретой воды, которая 50 через теплообменник и насос сообщена с ледовым ящиком, снабжена дополнительными входными камерами, симметрично расположенными вдоль борта судна относительно основной камеры и 55 сообщающимися с ней через управляемые задвижки, которыми снабжена система и коллектор.

Кроме того, общая длина бортовых участков дополнительных входных камер выбрана в пределах от 0 5 до

1,5 длины бортового участка основной входной камеры.

На фиг. 1 изображена схема системы подачи охлаждающей воды, вид в плане; на фиг. 2 — дополнительная входная камера, разрез А-А на фиг .1, на фиг. 3 — ледовый ящик, разрез

Б Б на фиг.l.

Система состоит из ледового ящика 1, включающего бортовую приемную решетку 2, входную камеру 3, отбойный лист 4 и выходную камеру 5, двух дополнительных входных камер 6 и 7, запорных задвижек 8 и 9, клапанов

10, ll и 12, магистрали подогретой охлаждающей воды 13, общего коллектора 14 с отверстиями 15, циркуляционного насоса 16 и теплообменника 17.

Входная камера 3 ледового ящика 1 сообщена через бортовую приемную решетку 2 с пространством забортной воды, с выходной камерой 5, через отверстия 15 с общим коллектором 14, а через задвижки 8 и 9 с дополнительными входными камерами

6 и 7. Циркуляционный насос 16 сообщен с выходной камерой 5 и теплообменником 17, к " которому подключена магистраль подогретой охлаждающей воды 13. Магистраль !3 сообщена через запорный клапан 11 со сливом эа борт, через клапан 12 с верхней частью ледового ящика 1, через клапан 10 с общим коллектором 14, который через отверстия 15 сообщен с камерами 3, 6 и 7.

На чертеже приняты обозначения: а — уровень воды за.бортом; б — уровень воды в ледовом ящике; 1: — длина бортовой приемной решетки основной входной камеры; с - длина бор" товой приемной решетки дополнительной входной камеры.

Система работает следующим образом.

При движении судна в условиях отсутствия льда и температуре заборт- ной воды выше 0 С задвижки 8 и 9 и клапан 11 открыты, а клапаны

10 и 12 закрыты. При этом во входную камеру 3 ледового ящика 1 поступает забортная вода как непосредственно через приемную бортовую : решетку 2, так и через задвижки 8 и 9, 1152868 l0

Принятая во входную камеру вода, обогнув отбойный лист 4 и освободившись от льда, поступает в выходную камеру 5 на всасывание цирку- 55 ляционного насоса 16, проходит через ! теплообменник 17, где .подогревается и далее поступает в.магистраль 13. и частично через отверстия 15 из дополнительных камер 6 и 7 ° Далее вода огибает отбойный лист 4, поступает во входную камеру 5, на всасывание цнркуляционного насоса 16, 5 проходит через теплообменник 17, поступает в магистраль подогретой охлаждающей воды 13 и сбрасывается за борт через клапан 11, расположенный обычно у днища судна.

При движении судна во льдах задвижки клапанов 8 и 9 закрыты. Клапан ll закрыт, а положение клапанов IO и 12 регулируют в зависимости от величины температуры воды на всасывании насоса 16. При этом в дополнительные камеры через от-, верстия 15 из коллектора !4 поступает подогретая вода, которая через отверстия в борту поступа- 20 ет наружу и движется вверх и в сторону, обратную движению судна.

Причем при движении судна вперед подогретая вода, вытесняемая из камеры 7, обтекает приемную бортовую 25 решетку 2 и способствует всплыванию льда из зоны перед ней вверх.

Частично подогретая вода попадает во входную камеру 3, обогревая решетку 2. Это способствует уменьшению приема льда и снега с забортной водой во входную камеру 3, а также к уменьшению обмерэаний отверстий входной решетки 2. Тот же эффект имеет место и при движении

35 судна назад, благодаря работе камеры 6.

В этих условиях во входную камеру 3 поступает из-за борта через при емную решетку 2 вода с минимальным

40 количеством льда и уже частично подогретая. Во входной камере 3 принятая вода дополнительно смешивается с подогретой водой, подаваемой через отверстия 15, что улучшает условия всплывания льда и шуги в верхнюю часть ледового ящика, куда в свою очередь через клапан 12 сбрасывает-ся подогретая вода, ускорящая их таяние.

В этом режиме происходит поддержание значения перепада давления на отверстиях приемной решетки практически равного расчетному, поскольку в систему принимается меньшее количество забортной воды (часть поступает иэ магистралей рециркуляции) через меньшую проходную площадь.Благодаря этому изменения возвышения корпуса судна в районе ледового ящика сказываются незначительно на ка- чество работы системы.

Для мелкосидящих ледоколов, при работе в ледовом канале с большой толщиной льда у стенок иэ-за . подсовов льда, может быть использован режим, при котором задвижки 8 и 9 открыты. При этом стенка ледового канала затрудняет доступ воды к верхним отверстиям приемной решетки (она вся проходит в нижние) и прием ее может быть недостаточным. В этих условиях (при практическом отсутствии колебаний корпуса судна ) дополнительный прием воды через Камеры

6 и 7 или через одну из них повышает надежность поступления воды в систему охлаждения.

Общая максимальная длина бортовых решеток дополнительных входных камер не должна превышать 1,5 длины бортовой решетки основной входной камеры. Это объясняется тем, что количество воды, сбрасываемое через бортовые решетки дополнительных камер меньше, чем поступление через бортовую решетку, кроме того, скорость сброса воды обычно больше, чем скорость приема. Таким образом, проходная площадь бортовых решеток дополнительных камер меньше проходной пло-, ,t щади бортовой решетки основной входной камеры и отверстия решеток по периметру могут укладываться на расстоянии 0 5 длины бортовых решеток основной входной камеры. Однако с учетом скорости судна и необходимости создания зоны взаимодействия сбрасываемой воды со льдом и снегом, перекрывающей ширину бортовой решетки основной входной камеры, максимальная длина бортовой дополнительной входной камеры может быть,. до

1,5. При большем расстоянии значительно уменьшается эффект подъемной силы сбрасываемой за борт подогретой воды.

11528б8

Составитель В.Владимиров

Техред M.Ïàðoöàé

Редактор В.Ковтун

КорректорЕ.Рошко

Заказ 2415/ 17 Тираж 435

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r,Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

По сравнснито с базовым объектом (прототипом ) использование предлагаемой системы позволяет выполнять частичный обогрев принимаемой забортной воды еще до поступления в приемную камеру ледового ящика.

Уменьшается поступление льда в приемную камеру, поскольку происходит сепарация его за счет подъемной силы подогретой воды, сбрасываемой из дополнительных камер, а также вследствие снижения влияния колебаний корпуса судна. Это позволяет повысить надежность работы системы подачи охлаждающей воды и практически исключить отказы теплообменников, а тем самым простои судов во льдах, навалы ледоколов на окалываемое судно, Кроме того, улучшение качества "работы системы подачи охлаждающей воды позволяет понизить величину температ. ры охлаждающей воды перед теплообменниками на 2-3 С

0 и увеличить экономичность работы энергетической установки примерно на 0 15Х. В то же время наличие дополнительных входных камер позволяет уменьшить размеры как приемной бортовой решетки, так и входной камеры, поскольку при частичном обогреве решеткидопустимая расчетная скорость прохода воды может быть

5 увеличена по крайней мере в два раза. Поэтому появление дополнительной входной камеры не сказывается на увеличении осадки судна.

Как показывает практика, простои одного судна ледового плавания (базового объекта)из-за отказов системы подачи охлаждающей воды составляют около 50 ч в год, что пропорционально потерям 8-10 тыс.руб., которые исключаются предлагаемой системой, Кроме того, увеличение экономичности работы энергетической установки на 0,157. позволяет дополнительно экономить 2-4 тыс.руб. в год затрат на топливо. Стоимость корпусных работ, необходимых для реализации предлагаемой системы, на основании приближенных расчетов, составит около 10 тыс.руб. Таким образом, 25 ожидаемая экономия от внедрения изобретения за 5 лет работы одного судна составит около 40 тыс.руб. или 8 тыс.руб. в год.