一种热管阵列冷却系统技术方案

本申请涉及一种热管阵列冷却系统，其包括：承压隔板；蒸发段壳体，其用于设置在船舱内壁面上，并且与承压隔板围合形成换热空间；蒸发段壳体上设有与换热空间连通的热源介质入口和热源介质出口；若干热管，其穿设承压隔板，并与承压隔板密封连接；热管内密封设有循环介质，并且其蒸发段位于换热空间内，冷凝段位于船舱外。从而利用热管内部循环介质蒸发冷凝出现的压差实现自然循环，进行舱外冷却介质与舱内热源介质的热交换，不需要循环泵，并且由于热管设置在船舱内外，减少了占用船舱内部空间，避免冷却设备设置在船舱内导致系统管道长度增加、流阻增大了的问题；再者舱外冷却介质与热源介质隔离，以避免介质泄漏的危害。以避免介质泄漏的危害。以避免介质泄漏的危害。

【技术实现步骤摘要】
一种热管阵列冷却系统


[0001]本申请涉及流体换热
，特别涉及一种热管阵列冷却系统。

技术介绍

[0002]目前船舶和海洋平台等均设置有冷却系统，其功能是将动力系统做功、空调和电气等设备工作过程中产生的热量导出舱外，以维持装置和设备的正常运行。出于防腐和安全性考虑，通常采用闭式循环对设备进行直接冷却，直接冷却介质通常为洁净淡水，再利用换热器将淡水热量传递至环境空气或冷却水。传统的冷却系统主要包括引水口、循环泵、换热器、排出口和管路及附件等。冷却介质经引水口由循环泵增压泵入换热器，在换热器中与热源介质(闭式回路内洁净淡水)完成热量交换后排出。
[0003]在一些相关技术中，传统冷却系统所有设备均布置于舱内，占用大量舱室空间，冷却介质由引水口从舱外引水进入舱内，完成换热后经排出口排出舱外，这样设置存在以下问题：
[0004](1)导致系统管道长度增加、流阻增大，需配置循环泵对介质进行增压以克服系统阻力。如此配置的冷却系统重量较大，复杂程度较高，不利于减轻系统整体重量和提高舱室空间利用率，且将降低给定排水量下的有效负载能力；采用循环泵进行强迫循环，增加了系统运行时的功率消耗，同时水泵振动向环境传播，将对舱室和水域造成噪声污染。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种热管阵列冷却系统，以解决相关技术中传统冷却系统所有设备均布置于舱内，循环泵将冷却介质由引水口从舱外引水进入舱，所带来的系统负载过大和空间占用问题。
[0006]第一方面，提供了一种热管阵列冷却系统，其包括：
[0007]承压隔板；
[0008]蒸发段壳体，其用于设置在船舱内壁面上，并且与所述承压隔板围合形成换热空间；所述蒸发段壳体上设有与换热空间连通的热源介质入口和热源介质出口；
[0009]若干热管，其穿设所述承压隔板，并与承压隔板密封连接；所述热管内密封设有循环介质，并且其一部分位于所述换热空间内，另一部分位于船舱外。
[0010]一些实施例中，所有的所述热管倾斜设置；
[0011]所有的所述热管的舱内部分位于舱外部分上方；或者，
[0012]所有的所述热管的舱内部分位于舱外部分下方；或者，
[0013]一部分所述热管的舱内部分位于舱外部分上方，余下部分所述热管的舱内部分位于舱外部分下方。
[0014]一些实施例中，所述热管呈阵列分布，并且用于垂直安装在舱壁面上。
[0015]一些实施例中，所述蒸发段壳体用于与舱壁共型，所述热源介质入口位于其顶部，所述热源介质出口位于其底部；
[0016]若干所述热管包括多列；每一列中的热管均匀间隔布置，并且其蒸发段延长线的交点为弧形的圆心。
[0017]一些实施例中，所述承压隔板用于设置在所述船舱内壁面上，并且其上设有密封套管，密封套管穿设船舱壁，并延伸至船舱壁外；
[0018]所述热管通过密封套管与承压隔板密封连接。
[0019]一些实施例中，所述承压隔板的形状与所述船舱壁的形状相同。
[0020]一些实施例中，所述船舱壁上设有一安装槽，所述承压隔板密封焊接在安装槽内，所述承压隔板上设有密封套管，密封套管延伸至船舱壁外；
[0021]所述热管通过密封套管与承压隔板密封连接。
[0022]一些实施例中，还包括冷凝段防护架，冷凝段防护架设置在船舱外壁面上，并且其内设有用于容纳热管冷凝段的冷凝空间。
[0023]一些实施例中，所述热管蒸发段或者冷凝段的外表面设有多个散热肋片。
[0024]一些实施例中，所述热管的内壁设有毛细多孔结构。
[0025]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0026]本申请实施例提供了一种热管阵列冷却系统，由于热管通过承压隔板设置在蒸发段壳体和船舱上，并且热管内密封设有循环介质，蒸发段位于蒸发段壳体的换热空间内，冷凝段位于船舱外，从而利用热管内部循环介质蒸发冷凝出现的压差实现自然循环，进行实现舱外冷却介质与舱内热源介质的热交换，整个换热过程不需要循环泵，节能降噪，并且由于热管直接设置在船舱内外，减少了占用船舱内部空间，避免冷却设备设置在船舱内导致系统管道长度增加、流阻增大了的问题；
[0027]再者热管内部循环介质密封，将舱外冷却介质与舱内热源介质隔离，提高安全性，以适应高温、高压、有毒和有害等不允许发生介质泄漏的特殊环境。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本申请实施例提供的热管阵列冷却系统与船舱连接的示意图；
[0030]图2为图1中A向展开图；
[0031]图3为本申请实施例提供的热管的示意图；
[0032]图4为图3中B处放大图。
[0033]图中：1、蒸发段壳体；2、热管；3、承压隔板；4、热源介质入口；5、热源介质出口；6、冷凝段防护架；7、密封套管；8、船舱壁；9、散热肋片。
具体实施方式
[0034]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0035]本申请实施例提供了一种热管阵列冷却系统，以解决相关技术中传统冷却系统所有设备均布置于舱内，循环泵将冷却介质由引水口从舱外引水进入舱，所带来的系统负载过大和空间占用问题。
[0036]请参见图1，一种热管阵列冷却系统，其包括：
[0037]蒸发段壳体1、热管2、承压隔板3、热源介质入口4和热源介质出口5。
[0038]其中蒸发段壳体1用于设置在船舱内壁面上，并且与承压隔板3围合形成换热空间；蒸发段壳体1上设有与换热空间连通的热源介质入口4和热源介质出口5；热管2的数量为若干，热管2穿设承压隔板3，并与承压隔板3密封连接；热管2内密封设有循环介质，并且其蒸发段位于换热空间内，冷凝段位于船舱外。
[0039]其中承压隔板3与舱壁焊接(形成舱壁的一部分)，用于分隔热管2的蒸发段和冷凝段；热管2为内含热管工质的封闭换热元件。
[0040]本装置换热的原理为：
[0041]热管2在进行热量传递的过程中，蒸发段壳体1内的热量通过管壁传递到蒸发段使循环介质蒸发，循环介质所产生的蒸汽从蒸发段流向冷凝段，蒸汽在冷凝段内凝结，将热量传递到船舱外，从而产生压差或密度差，在压差或密度差作用下冷凝液体回流到蒸发段。循环介质在热管2内完成吸热蒸发—凝结放热的循环过程，从而将热量不断地从船舱内传送到船舱外。再者热管2具有高导热性、温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热管阵列冷却系统，其特征在于，其包括：承压隔板(3)；蒸发段壳体(1)，其用于设置在船舱内壁面上，并且与所述承压隔板(3)围合形成换热空间；所述蒸发段壳体(1)上设有与换热空间连通的热源介质入口(4)和热源介质出口(5)；若干热管(2)，其穿设所述承压隔板(3)，并与承压隔板(3)密封连接；所述热管(2)内密封设有循环介质，并且其一部分位于所述换热空间内，另一部分位于船舱外。2.如权利要求1所述的热管阵列冷却系统，其特征在于：所有的所述热管(2)倾斜设置；所有的所述热管(2)的舱内部分位于舱外部分上方；或者，所有的所述热管(2)的舱内部分位于舱外部分下方；或者，一部分所述热管(2)的舱内部分位于舱外部分上方，余下部分所述热管(2)的舱内部分位于舱外部分下方。3.如权利要求1所述的热管阵列冷却系统，其特征在于：所述热管(2)呈阵列分布，并且用于垂直安装在舱壁面上。4.如权利要求1所述的热管阵列冷却系统，其特征在于：所述蒸发段壳体(1)用于与舱壁共型，所述热源介质入口(4)位于其顶部，所述热源介质出口(5)位于其底部；若干所述热管(2)包括多列；每一列中的热管(2)均匀间隔布置，并且其蒸发段...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏俊杰，韩灿峰，陶海坤，王春国，田春平，郑开元，陈琳，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：