船舶冷却水系统设计关键技术及程序开发

发布时间：2020-09-08 11:25

　　船舶冷却水管路系统是船舶动力装置的非常重要的组成部分。主机和副机的工作性能受冷却水系统的影响,如果冷却水系统出问题会影响到船舶的航行安全,进一步优化和改进船舶冷却水系统性能的前提是熟悉并了解它的工作原理。在中央冷却系统中,海水通常只在中央冷却器中进行热量交换而不直接接触主机、发电机及其他热交换器冷却部件,尽可能缩短并简化了冷却海水管路,可以有效地防止由于海水腐蚀导致的冷却器和管路漏泄事故的发生,大大提高了设备的寿命和系统的安全可靠性。因此,现代许多大型船舶主机动力装置的冷却通常都采用中央冷却系统。本文旨在研究中央冷却系统的设计关键点,提出符合规范要求的设计方法并利用实例进行对比和研究。本文首先从介质和系统功能的角度出发介绍了冷却系统的分类(开式冷却系统、闭式冷却系统和中央冷却系统)和组成(海水、低温淡水、高温淡水冷却系统)及各自特点、冷却水相关辅助系统(海水冷却、淡水冷却、机舱给排水、日用淡水等)各自功能和组成、海水管系腐蚀的根源及防腐蚀措施,建立了海、淡水泵、压力水柜和阀门等设备和附件的原始数据库(包括泵的排量、水柜容积、管材和阀门的规格等参数);其次,针对水泵、管径和水柜的选型、管系附件材料的选取等,引用船级社及设计手册的相关要求,以船级社规范为依据,提出了船舶冷却水管路系统的关键设计方法,阐述了在船舶冷却水管路系统的设计中如何运用该关键设计方法;之后自主编程开发了管路集成设计检测程序,提出了母型库和规则库的概念,同时引入AVEVA Marine和Navisworks Manage以及PIPENET等商业软件,通过这三种软件与数据库的对接,在满足规范要求的前提下,对冷却系统进行建模、干涉检查和计算校验。引入冷却水系统相关的设计规范以及关键设计方法后,通过30万吨油轮和62000吨纸浆运输船的实例分析,验证了该设计方法的有效性和可靠性,通过对有关冷却设备选型的计算(如海水泵和淡水泵的排量,淡水柜的容积)、相关冷却管路管径的确定以及新旧两种泵排量的计算,将规范理论要求与实例验证、对比、分析,找出了其中的共同点和差异点,最后完成了冷却水系统设计的相关研究,实现了管路布置、设备选型及管径等系统验证和判定,解决了不同船型冷却水系统类似的设计难点问题。通过开发程序以及对泵、水柜和阀门等数据库的灵活运用,可以对不同船型冷却水系统的主要设备、管材和附件选型进行有效地对比和分析,提高设计工作的效率,为今后不同船型的冷却水系统的设计提供数据和理论支持。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U664.814

【参考文献】