馬圣田

摘 要：近年來，市場對海洋平臺供應(yīng)船，頂推推輪等特種類型的船舶的需求日益增多。這些特種類型的船舶，通常是設(shè)備多，空間狹小，如何解決空間狹小而又要保證各系統(tǒng)的設(shè)計要求？本文以新造的頂推推輪的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計為例，通過對龍骨冷卻器的研究，和普通鋼質(zhì)冷卻器做比較，新型龍骨冷卻器有著獨特優(yōu)越性，有效的解決了頂推推輪空間狹小設(shè)備布置難得問題。

關(guān)鍵詞：頂推推輪；空間狹??；瓶頸；龍骨冷卻器

中圖分類號：U664.52 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0069-01

1 頂推推輪冷卻系統(tǒng)設(shè)計之初的瓶頸

我司建造的頂推推輪將運營在南美區(qū)域的巴拉圭運河內(nèi)，用于推送駁船用。該船的總長度47.65米，配有三臺主機，三個齒輪箱，二臺主發(fā)電機等主要設(shè)備，所以說本船的設(shè)備較多，但機艙內(nèi)空間又比較狹小。這么多設(shè)備都需要獨立的冷卻系統(tǒng)，如果按照常規(guī)的船舶在機艙內(nèi)建立各個完整的冷卻系統(tǒng)，并配置常規(guī)的殼管式或板式冷卻器，機艙的空間無法布置，這就要求我們在設(shè)計時另辟蹊徑，選用占用空間小而又要成本低的設(shè)備。

2 龍骨冷卻器的優(yōu)點

龍骨冷卻器主要用于木質(zhì)、鋼質(zhì)和玻璃鋼質(zhì)船舶的主機、輔機的冷卻，它廣泛應(yīng)用于拖輪、推輪、海工工程船、漁船、引航船、勘探船以及輪渡等其他的船舶類型。龍骨冷卻器是一種使用90/10銅鎳合金螺旋管制作而成的冷卻設(shè)備，相比普通的鋼質(zhì)冷卻器具有較好的熱傳導(dǎo)性能。它可以安裝在船體水線以下的舷側(cè)外板或船底板，直接利用舷外的海水（河水）對冷卻器內(nèi)的熱流體進行冷卻，不像其他的常規(guī)遠洋運輸船舶需要配置專門的海水冷卻泵和管路，這樣它既節(jié)省了在機艙內(nèi)安裝泵浦的空間，又節(jié)省了傳統(tǒng)冷卻器的海水冷卻管路的材料和鋪設(shè)空間，從而也為船廠和船東節(jié)省了安裝、制作和材料的成本[1]。

相比普通的冷卻器（殼管式和板式冷卻器），它還具有優(yōu)點：（1）它使用銅鎳合金螺旋管制作而成，這種獨特的設(shè)計，能夠增強管表面和生成的湍流之間的熱交換能力。事實上，這種螺旋式流動的冷卻液能夠散發(fā)的熱量是鋼質(zhì)焊接殼體的散熱能力的兩倍之多。并且這種冷卻器即占用較少的外板空間又具有較大的冷卻能力。（2）90/10銅鎳合金的螺旋管是很結(jié)實但重量很輕。他們能經(jīng)受住厚壁管的彎曲強度，而且能夠根據(jù)船體線型排列而不會產(chǎn)生明顯的壓力。（3）銅鎳合金能夠自然的防止海生物的污染的性能，并且冷卻器上的所有部件都有較好的耐腐蝕性和抗海水腐蝕的性能。（4）能夠根據(jù)特定的要求，能夠設(shè)計出單層4管、單層6管或者12管的形式，也可以設(shè)計成雙層8管，雙層12管或24管的形式。（5）如果你需要增加熱源，能夠通過增加管子的數(shù)量或管子層數(shù)，能夠很容易的擴展冷卻能力。（6）相比鋼質(zhì)的冷卻器，安裝成本更低。（7）模塊化的設(shè)計更容易進行簡單、靈便的安裝。（8）安裝和操作使用成本低。試驗證明，一個1200lb的龍骨冷卻器和一個3600lb鋼質(zhì)冷卻系統(tǒng)有著同樣的冷卻能力。（9）維修容易。如果冷卻器的某一部件損壞，能夠很容易的使用庫存?zhèn)浼M行替換，并且容易清洗，可以用高壓水在隨時可以清洗。

3 龍骨冷卻器的設(shè)計

3.1 各主要被冷卻設(shè)備的技術(shù)參數(shù)

（1）主機：型號YANMAR 6EY26W；散熱量：高溫循環(huán) 195KW；低溫循環(huán)708KW。（2）齒輪箱：型號YANMAR YXH-2000C；散熱量：69KW。（3）主發(fā)電機組：CUMMINS QSB7 T3；散熱量：171KW。

3.2 本船服務(wù)內(nèi)河水域及所配設(shè)備的工作要求

在設(shè)計龍骨冷卻器的時候需滿足以下設(shè)計工況：（1）在主機滿負荷時，船舶最小的航行速度2節(jié)。（2）航行區(qū)域的河水或者海水最高的溫度不得超過32度。（3）主發(fā)電機滿負荷時，船舶航行速度需按0節(jié)設(shè)計。（4）主發(fā)電機的冷卻介質(zhì)是由50%的水和50%的乙二醇組成，其他設(shè)備的冷卻介質(zhì)是淡水。（5）為保證冷卻效果，龍骨冷卻器的要求安裝在船舶最小吃水2.1米以下，使其在任何營運浮態(tài)狀態(tài)下均保證龍骨冷卻器全部浸沒在水中。

4 龍骨冷卻器在推輪上布置與應(yīng)用

（1）頂推輪每船共裝有12臺龍骨冷卻器，分別是主機高溫冷卻器（3臺），主機低溫冷卻器（6臺），齒輪箱冷卻器（1臺），主發(fā)電機冷卻器（2臺）。在冷卻系統(tǒng)設(shè)計上，高度考慮了推進裝置實際操作的各種情況，做到了各臺主機冷卻水系統(tǒng)完全獨立，單臺主機低溫水和高溫水循環(huán)完全分離的設(shè)計。在安裝方面，考慮到本船主船體尾部安裝有較多數(shù)量的操舵裝置和導(dǎo)流罩等，空間狹小，船體線型復(fù)雜，不便于冷卻器的布置，而如此多數(shù)量的冷卻器布置在船底板以下的話，冷卻器舷側(cè)進出口閥操作上不方便，所以本船把這些龍骨冷卻器安裝在船體舷側(cè)外板兩側(cè)，均勻?qū)ΨQ排列。（2）龍骨冷卻器的安裝。龍骨冷卻器的安裝方式主要有兩種形式，一種是穿船體的形式，另一種是法蘭形式。本船選用的是法蘭形式，法蘭連接的配置需使用80的厚壁管，穿過外板，安裝定位后，兩面滿焊，并進行無損探傷檢驗焊縫的質(zhì)量。用螺栓連接時，按照如圖所示的依次安裝塑料墊片，隔離墊片和螺帽等。

5 效果追蹤

三條頂推推輪建造完工之后，經(jīng)過多次的試航測試，各設(shè)備的冷卻系統(tǒng)各系統(tǒng)運行正常，達到了設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)。

參考文獻

[1]馮曉慧，黃巍巍，張振坤，華晶.平臺供應(yīng)船龍骨冷卻器的腐蝕分析[J].黑龍江科技信息，2012（24）：99.