1.本发明涉及船用设备冷却技术领域，尤其涉及一种船用设备的冷却系统及船舶。


背景技术：

2.船舶功能定位不断拓展，任务需求日益丰富，大量新技术新设备相继搭载于船舶上以完成特定的功能需求，其中不乏大功率微波设备、激光设备等。激光等大功率设备电光转换效率低，大部分电能转化为热能，导致设备发热问题十分严重，稳定高效的冷却是保障设备高性能长寿期工作的重要前提。高功率激光设备热功率高达兆瓦级别，目前船舶冷却系统常用的海水冷却或淡水冷却技术难以满足如此高功率的冷却需求。


技术实现要素：

3.本发明提供一种船用设备的冷却系统及一种船舶，用以解决现有技术中船用高功率设备冷却效果差的缺陷。
4.本发明提供一种船用设备的冷却系统，包括：冷板，所述冷板用于与所述船用设备连接；多级冷却子系统，多级所述冷却子系统依次热耦合，其中，所述多级冷却子系统具有首级冷却子系统和末级冷却子系统，所述首级冷却子系统与所述冷板连接，所述末级冷却子系统与海水连通
5.根据本发明提供的一种船用设备的冷却系统，多级所述冷却子系统包括三级冷却子系统。
6.根据本发明提供的一种船用设备的冷却系统，所述三级冷却子系统包括：所述首级冷却子系统、中间级冷却子系统和所述末级冷却子系统，其中，所述首级冷却子系统与所述中间级冷却子系统通过制冷机组热耦合，所述中间级冷却子系统和所述末级冷却子系统通过中央冷却器热耦合。
7.根据本发明提供的一种船用设备的冷却系统，所述首级冷却子系统为冷却水回路，所述中间级冷却子系统为淡水回路，所述末级冷却子系统为海水管路。
8.根据本发明提供的一种船用设备的冷却系统，所述制冷机组包括冷凝器和蒸发器，所述冷凝器与所述蒸发器热耦合，所述冷凝器与所述淡水回路连接，所述蒸发器与所述冷却水回路连接。
9.根据本发明提供的一种船用设备的冷却系统，所述冷却水回路包括：冷却水管路，所述冷却水管路形成第一回路，所述冷却水管路与所述冷板和所述蒸发器连通；第一水泵，所述第一水泵设置在所述冷却水管路。
10.根据本发明提供的一种船用设备的冷却系统，所述淡水回路包括：淡水管路，所述淡水管路形成第二回路，所述淡水管路与所述海水管路通过所述中央冷却器热耦合，所述淡水管路还与所述冷凝器连通；第二水泵，所述第二水泵设置在所述淡水管路。
11.本发明还提供一种船舶，包括如上所述的船用设备的冷却系统。
12.本发明提供的船用设备的冷却系统，通过设置多级冷却子系统，各级冷却子系统
分别对上一级冷却子系统进行冷却，使首级冷却子系统可以冷却到较低的温度，提高了首级冷却子系统与船用设备的温差，从而提高了冷却系统的冷却效果。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
14.图1是本发明提供的船用设备的冷却系统的工作原理图；
15.图2是采用现有技术中的冷却系统船用设备的冷却效果图；
16.图3是采用本发明提供的船用设备的冷却系统的冷却效果图；
17.附图标记：
18.10：冷板；20：冷却水回路；21：冷却水管路；
19.22：第一水泵；30：制冷机组；31：蒸发器；
20.32：冷凝器；40：淡水回路；41：淡水管路；
21.42：第二水泵；50：中央冷却器；60：海水管路；
22.100：船用设备。
具体实施方式
23.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
25.下面结合图1描述本发明的船用设备的冷却系统及船舶。
26.图1为船用设备的冷却系统的工作原理图，如图1所示，在本发明的一个实施例中，船用设备的冷却系统包括：冷板10和多级冷却子系统。冷板10用于与船用设备100连接，多级冷却子系统依次热耦合，其中，多级冷却子系统具有首级冷却子系统和末级冷却子系统，首级冷却子系统与冷板10连接，末级冷却子系统与海水连通。
27.具体来说，在现有技术中，船用设备100与换热器连接，换热器中通入海水，换热器中的冷却介质吸收船用设备100的热量，海水与换热器中的冷却介质进行热交换，带走冷却介质的热量，从而为船用设备100降温。然而，当船舶上搭载有高功率的船用设备100时，船用设备100产生的热量较高，单纯依靠海水已无法满足船用设备100的降温需求。
28.在本实施例中，冷板10与船用设备100连接，多级冷却子系统依次热耦合后与冷板10连接，具体地，假设多级冷却子系统共有三级，首级冷却子系统与冷板10连接，中间级冷却子系统与首级冷却子系统热耦合，末级冷却子系统与中间级冷却子系统热耦合。工作时，首级冷却子系统对冷板10进行冷却，中间级冷却子系统与首级冷却子系统进行热交换，对
首级冷却子系统进行冷却，末级冷却子系统与中间级冷却子系统进行热交换，末级冷却子系统对中间级冷却子系统进行冷却，末级冷却子系统中通入海水，利用海水的循环带走中间级冷却子系统的热量。
29.进一步地，在本发明的一个实施例中，各级冷却子系统之间可通过换热器进行热耦合，每级冷却子系统可包括循环管路和水泵，末级冷却子系统可以为海水管路60，利用海水的进出形成循环管路。
30.进一步地，为增强冷却效果，可在首级冷却子系统和二级冷却子系统之间设置制冷机组30，首级冷却子系统与二级冷却子系统通过制冷机组30热耦合，制冷机组30可对首级冷却子系统降温，从而使首级冷却子系统的温度更低，以满足船用设备100的降温需求。
31.本发明实施例提供的船用设备的冷却系统，通过设置多级冷却子系统，各级冷却子系统分别对上一级冷却子系统进行冷却，使首级冷却子系统可以冷却到较低的温度，提高了首级冷却子系统与船用设备的温差，从而提高了冷却系统的冷却效果。
32.可选地，在本发明的一个实施例中，多级冷却子系统共有三级，其中，三级冷却子系统包括：首级冷却子系统、中间级冷却子系统和末级冷却子系统，首级冷却子系统与中间级冷却子系统通过制冷机组30热耦合，中间级冷却子系统和末级冷却子系统通过中央冷却器50热耦合。
33.具体来说，末级冷却子系统通过中央冷却器50与中间级冷却子系统热耦合，为中间级冷却子系统降温。在本实施例中，为了提高首级冷却子系统的冷却效果，首级冷却子系统与中间级冷却子系统通过制冷机组30热耦合，首级冷却子系统中的冷却水在制冷机组30中被冷却到低于中间级冷却子系统中冷却水的温度，首级冷却子系统流经冷板10时对船用设备100进行冷却，由于首级冷却子系统的温度较低，可满足高功率船用设备100的冷却需求。
34.具体地，如图2所示，图2为现有技术中，冷却系统采用一级冷却方式对船用设备100进行冷却时的冷却效果，由该曲线可以看出经过海水对船用设备100进行冷却后，船用设备100的温度依然较高。
35.如图3所示，图3为采用本发明提供的船用设备的冷却系统对船用设备100进行冷却后的冷却效果图。首先，本发明提供的船用设备的冷却系统为多级冷却系统，其本身对船用设备100的冷却能力就比一级冷却方式要强；其次，在首级冷却子系统和中间级冷却子系统之间设置制冷机组，可进一步降低首级冷却子系统中冷却水的温度，从而提高首级冷却子系统的冷却能力，使船用设备100的温度较之现有技术中的冷却方式有较大降幅。
36.需要说明的是：在图2和图3中海水的温度是相等的，在经过冷却环节后可明显对比出图3中船用设备100的温度较之图2中船用设备100的温度更低。
37.进一步地，如图1所示，在本发明的一个实施例中，首级冷却子系统为冷却水回路20，中间级冷却子系统为淡水回路40，末级冷却子系统为海水管路60。海水管路60与淡水回路40热耦合，淡水回路40与冷却水回路20通过制冷机组30热耦合，冷却水回路20与冷板10连接。
38.具体来说，在本实施例中，首级冷却子系统为冷却水回路20，中间级冷却子系统为淡水回路40，末级冷却子系统为海水管路60。在本实施例中，冷却水回路20中的介质为冷却水，其可以为冷却液，也可以为水，淡水回路40中的介质为淡水，海水管路60中的介质为海
水。在工作时，海水进入海水管路60中，海水与淡水回路40进行热交换，对淡水回路40进行冷却，降温后的淡水回路40与冷却水回路20通过制冷机组30热耦合，制冷机组30对冷却水回路20进行降温冷却，制冷机组30吸收的热量被淡水回路40带走，冷却水回路20流经冷板10时对冷板10进行冷却，冷板10对船用设备100进行冷却。
39.进一步地，在本发明的一个实施例中，制冷机组30包括蒸发器31和冷凝器32，蒸发器31和冷凝器32热耦合，其中，冷凝器32与淡水回路40连接，蒸发器31与冷却水回路20连接。
40.具体来说，海水进入海水管路60中，海水与淡水回路40进行热交换，对淡水回路40进行冷却。冷却水回路20中的冷却水在蒸发器31中被冷却到低于淡水回路40中淡水的温度，蒸发器31产生的热量被流经冷凝器32的淡水带走。降温后的冷却水温度更低，流经冷板10时能够吸收更多船用设备100的热量，以增强对船用设备100的冷却效果。
41.本发明实施例提供的船用设备的冷却系统，通过海水、淡水和低温冷却水三级冷却实现对船用设备的冷却，淡水回路与冷却水回路之间设置制冷机组，使冷却水的温度低于海水和淡水温度，从而增大了传热温差，显著提高了冷却系统的冷却能力，使其具备冷却兆瓦级高功率船用设备的能力。
42.如图1所示，在本发明的一个实施例中，冷却水回路20包括：冷却水管路21和第一水泵22。冷却水管路21形成第一回路，冷却水管路21与冷板10和蒸发器31连通，第一水泵22设置在冷却水管路21。
43.具体来说，冷却水管路21形成循环回路，冷板10、第一水泵22和蒸发器31设置在循环回路上。冷却水流经蒸发器31时被降温成低温冷却水，低温冷却水在第一水泵22的作用下流经冷板10，对船用设备100进行冷却。
44.进一步地，淡水回路40包括：淡水管路41和第二水泵42，淡水管路41形成第二回路，淡水管路41与海水管路60热耦合，淡水管路41还与冷凝器32连接，第二水泵42设置在淡水管路41。
45.具体来说，淡水管路41形成循环回路，冷凝器32和第二水泵42设置在该循环回路上。海水与淡水管路41中的淡水热交换后，淡水温度降低，淡水在第二水泵42的作用下流经冷凝器32，将蒸发器31散发的热量带走，以对蒸发器31进行冷却。
46.以下以图1所示的实施例为例，详细说明本发明提供的船用设备的冷却系统的工作原理。
47.冷却水回路20中的冷却水流经蒸发器31时，被蒸发器31降温成低温冷却水，低温冷却水在第一水泵22的作用下流经冷板10对船用设备100进行冷却。淡水回路40中的淡水在第二水泵42的作用下流经冷凝器32，吸收蒸发器31的热量，为冷却水回路20降温。海水进入海水管路60中，并通过中央冷却器50与淡水回路40进行热交换，以对淡水回路40进行冷却，吸收热量的海水流入大海中，新的海水再次进入海水管路60中，对淡水回路40降温。
48.本发明实施例还提供一种船舶，包括船用设备的冷却系统。
49.具体来说，当船舶上高功率的船用设备100较多时，船舶可包括多个船用设备的冷却系统，每个冷却系统对一个高功率船用设备100进行冷却，以使船舶可以搭载更多的高功率船用设备100，提高船舶的使用能力。
50.本发明实施例提供的船舶，通过设置船用设备的冷却系统，可在船舶上搭载更多
的高功率船用设备，提高了船舶的使用能力，使船舶具有更多的功能。
51.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。