一种船用尿素舱加热系统和船舶的制作方法

1.本技术涉及船舶机械领域，具体涉及一种船用尿素舱加热系统和船舶。


背景技术：

2.目前，国际海事组织对船舶主机的排放要求日益严格，越来越多的船舶倾向于安装scr(选择性催化还原)系统处理主机排放的尾气。scr系统的工作原理是通过向排气管中喷射尿素溶液，使尾气中的氮氧化物与尿素在高温和催化剂作用下转化为氮气和水后排除。因此，配备scr系统的一个重要前提就是船上必须配有尿素舱用以储存尿素溶液。然而尿素溶液在低于5℃的情况下会析出晶体，导致溶液浓度降低，从而影响scr系统的正常使用。所以，一般来说，尿素舱(尤其是对于有冰区要求船舶的尿素舱)内都会配有加热装置用以对尿素舱进行加热，防止尿素温度过低。
3.目前比较传统的方法有锅炉加热和舱内安装电加热两种，但是配备单独的锅炉专门用于尿素舱加热，对管系布置、整船重量和建造成本等都存在不利影响。而如果采用舱内电加热，则需要在尿素舱内安装电加热棒，但是电加热棒一般尺寸较小，对于尿素舱这种大型液舱来说加热效果不明显，也无法使液体均匀受热。
4.申请内容
5.有鉴于此，本技术提供一种船用尿素舱加热系统和船舶，用以解决现有方案中，缺乏经济、有效的尿素舱加热系统的问题。
6.为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：
7.根据本技术实施例的一种船用尿素舱加热系统，应用于尿素舱，包括：电热水柜、加热盘管和循环管路。其中，电热水柜包括第一进水口和第一出水口；加热盘管包括第二进水口和第二出水口，设置在尿素舱内；循环管路包括供水支管和回水支管，供水支管分别与第一出水口和第二进水口连通，回水支管分别与第二出水口和第一进水口连通。
8.具体来说，电热水柜是船舶本身携带的，用于为船舶上层生活区舱室提供热水的加热水柜。电热水柜通过供水支管和回水支管分别与设置在尿素仓内的加热盘管连通，以形成循环管路。加热后的热水可以从第一出水口流出，并沿供水支管流动，然后经第二进水口进入加热盘管。此时，加热盘管可以对尿素舱中的尿素溶液进行均匀加热，然后热水经第二出水口流出，并沿回水支管流动，并经过第一进水口回流至电热水柜，形成循环管路，实现循环加热。
9.在本技术的一个实施例中，循环管路还包括：热水循环泵、温控阀和温度传感器。热水循环泵设置在供水支管上靠近第一出水口的一侧；温控阀设置在供水支管上靠近第二进水口的一侧；温度传感器设置在尿素舱内，并与温控阀连接。
10.具体来说，热水循环泵用于提供热水循环动力。也就是说，热水循环泵可以用于抽出电热水柜中的热水，并将热水输送至循环管路中。温控阀可以打开或关闭，以控制热水流入。且温控阀与用于检测温度的温度传感器连接。在本技术的一个优选实施例中，温控阀可以设置尿素溶液温度正常区间，温度传感器可以实时检测尿素舱内的尿素溶液的温度。当
温度传感器检测到尿素溶液的温度低于温度正常区间，温控阀可以打开，以使热水进入加热盘管对尿素溶液进行加热。而当温度传感器检测到尿素溶液的温度处于温度正常区间内或高于温度正常区间，温控阀可以关闭，以停止对尿素溶液进行加热。
11.此外，在本技术的另外一个优选实施例中，船舶的部分航线会经过非排放控制区。由于在这部分区域内国际法规不对尾气排放作要求，可以暂停使用scr系统。这意味着可以暂停使用尿素舱，此时可以关闭温控阀停止对尿素舱加热，并且降低热水柜的加热功率以达到节能的目的。当船舶重新进入排放控制区时再重新打开温控阀并提高电热水柜加热功率以回复尿素的正常使用。
12.在本技术的一个实施例中，循环管路还包括：主供水管路和主回水管路。其中，主供水管路设置在热水循环泵和温控阀之间，并分别与供水支管和船舶上层生活区连通，用于向船舶上层生活区输送热水；主回水管路分别与回水支管和船舶上层生活区连通，用于将完成循环的热水重新送回电热水柜。
13.具体来说，电热水柜可以用于为船舶上层生活区建筑提供热水，也就是说，由热水循环泵输送的热水可以在供水支管内分流，并流入主供水管路内，经由主供水管路输送至船舶上层生活区建筑后，通过主回水管路流回电热水柜进行加热。
14.在本技术的一个实施例中，加热盘管沿所述尿素舱底部平面呈蛇形间隔布置。
15.具体来说，加热盘管设置在尿素舱的底部，并根据尿素舱底部形状向尿素舱内沿尿素舱底部平面呈蛇形间隔布置。
16.在本技术的一个实施例中，船用尿素舱加热系统还包括：功率控制器。功率控制器与电热水柜连接，用于控制电热水柜的功率，
17.具体来说，国际法规将全球各个海域划分为排放控制区和非排放控制区，而当船舶从排放控制区驶入非排放控制区时，可以暂时不处理尾气，这意味着船舶在非排放控制区可以不使用尿素，尿素舱加热系统也可以关闭。也就是说，在排放控制区外，电热水柜仅需向船舶上层生活区建筑提供热水，无需负担额外加热要求，此时可以使用功率控制器降低电热水柜的功率，以使电热水柜仅满足船舶上层生活区的热水需求。
18.本技术还提供一种船舶，其特征在于，应用于上述任一实施例中的船用尿素舱加热系统。此处不再赘述。
19.本技术的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：
20.本技术实施例的船用尿素舱加热系统，使用船舶上设置的电热水柜为尿素舱加热提供热源，有效节省了改造费用，同时使用温控阀控制循环管路开闭，并使用功率控制器控制电热水柜在不同区域的功率，有效降低了能耗。此外，使用设置在尿素舱舱壁上的加热盘管对尿素舱进行加热，可以均匀地对尿素舱内的尿素溶液进行加热。
附图说明
21.图1为本技术实施例的船用尿素舱加热系统的结构示意图。
22.附图标记：100、电热水柜；101、第一进水口；102、第一出水口；200、加热盘管；201、第二进水口；202、第二出水口；310、供水支管；320、回水支管；330、热水循环泵；340、温控阀；350、温度传感器；360、主供水管路；370、主回水管路；400、尿素舱。
具体实施方式
23.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图，对本技术实施例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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.除非另作定义，本技术中使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
25.目前传统的尿素舱加热方法包括锅炉加热和舱内电加热两种，但是配备单独专门用于尿素舱加热的锅炉，对管系布置、整船重量和建造成本等都存在不利影响。而如果采用舱内电加热，则需要在尿素舱内安装电加热棒，但是电加热棒一般尺寸较小，对于尿素舱这种大型液舱来说加热效果不明显，也无法使液体均匀受热。为解决上述问题，本技术提供一种船用尿素舱加热系统和船舶。
26.下面首先结合附图具体描述根据本技术实施例的船用尿素舱加热系统和船舶
27.如图1所示，图1为本技术的船用尿素舱加热系统的结构示意图，本技术的船用尿素舱加热系统应用于尿素舱400，包括：电热水柜100、加热盘管200和循环管路。其中，电热水柜100包括第一进水口101和第一出水口102；加热盘管200包括第二进水口201和第二出水口202，设置在尿素舱400内；循环管路包括供水支管310和回水支管320，供水支管310分别与第一出水口102和第二进水口201连通，回水支管320分别与第二出水口202和第一进水口101连通。
28.具体来说，电热水柜100是船舶本身携带的用于为船舶上层生活区舱室提供热水的加热水柜。也就是说，可以使用船舶现有的电热水柜100对尿素舱400进行加热，从而无需增设锅炉房等其他供热设施，无需对船舶内部管线进行改造，有效节省了开销。更具体来说，可以在电热水柜100外原先的管路上设置与原先管路连通的供水支管310和回水支管320，供水支管310和回水支管320分别与设置在尿素仓内的加热盘管200连通，以形成循环管路。更具体来说，电热水柜100中的水通过电加热棒加热至65摄氏度后可以从第一出水口102流出，并沿供水支管310流动，然后经第二进水口201进入加热盘管200。此时，加热盘管200可以对尿素舱400中的尿素溶液进行均匀加热，然后热水经第二出水口202流出，并沿回水支管320流动，并经过第一进水口101进入电热水柜100再次进行加热。另外值得注意的是，尿素舱400是电热水柜100的其中一个用户，但其本身并不消耗热水，只需要保证电热水柜100的总加热功率能够同时满足生活区用户使用和尿素舱400加热即可。由此，可以在节省改造开销的同时，降低了能耗。
29.如图1所示，在本技术的一个实施例中，循环管路还包括：热水循环泵330、温控阀340和温度传感器350。热水循环泵330设置在供水支管310上靠近第一出水口102的一侧；温控阀340设置在供水支管310上靠近第二进水口201的一侧；温度传感器350设置在尿素舱
400内，并与温控阀340连接。
30.具体来说，热水循环泵330用于提供热水循环动力，也就是说，热水循环泵330可以用于抽出电热水柜100中的热水，并将热水输送至循环管路中。温控阀340可以打开或关闭，以控制热水流入，且温控阀340与用于检测温度的温度传感器350连接。在本技术的一个优选实施例中，尿素溶液的储存温度应保持在5-35摄氏度之间，温控阀340可以根据储存温度设置尿素溶液温度正常区间，温度传感器350可以实时检测尿素舱400内的尿素溶液的温度，当温度传感器350检测到尿素溶液的温度低于温度正常区间，即低于5摄氏度时温控阀340可以打开，以使热水进入加热盘管200对尿素溶液进行加热。而当温度传感器350检测到尿素溶液的温度处于温度正常区间内或高于温度正常区间，即舱内温度高于15摄氏度时，温控阀340可以关闭，以停止对尿素溶液进行加热。由此，可以根据尿素舱400内温度自动对尿素溶液进行加热或者停止加热，提高了尿素溶液储存环境的稳定性。
31.此外，在本技术的另外一个优选实施例中，船舶的部分航线会经过非排放控制区。由于在这部分区域内国际法规不对尾气排放作要求，可以暂停使用scr系统。这意味着可以暂停使用尿素舱，此时可以关闭温控阀340停止对尿素舱加热，并且降低电热水柜100的加热功率以达到节能的目的。当船舶重新进入排放控制区时再重新打开温控阀340并提高电热水柜100加热功率以回复尿素的正常使用。也就是说，在船舶处于排放控制区外时，电热水柜100仅需对船舶上层生活区提供热水，进一步降低了能耗。
32.如图1所示，在本技术的一个实施例中，循环管路还包括：主供水管路360和主回水管路370。其中，主供水管路360设置在热水循环泵330和温控阀340之间，并分别与供水支管310和船舶上层生活区连通，用于向船舶上层生活区输送热水；主回水管路370分别与回水支管320和船舶上层生活区连通，用于将船舶上层生活区的未经使用的热水输入电热水柜100。
33.具体来说，电热水柜100可以用于为船舶上层生活区建筑提供热水，也就是说，由热水循环泵330输送的热水可以在供水支管310内分流，并流入主供水管路360内，经由主供水管路360输送至船舶上层生活区建筑后，通过主回水管路370流回电热水柜100进行加热。也就是说，电热水柜100的热水是用于船舶上层生活区使用，尿素舱400是热水柜的其中一个用户，但其本身并不消耗热水。由此，可以在降低能耗的同时，避免对船舶进行大量改造，节省了开销。
34.如图1所示，在本技术的一个实施例中，加热盘管200内沿尿素舱400底部平面呈蛇形间隔布置。
35.具体来说，加热盘管200设置在尿素舱400的底部，并根据尿素舱400形状沿尿素舱400底部平面呈蛇形间隔布置，并分别与供水支管310和回水支管320连通。蛇形间隔布置的加热盘管使得热水可以均匀地流入尿素舱400内，并对尿素溶液均匀的进行加热。由此，有效提高了尿素溶液的加热均匀性，保证了加热效果。
36.在本技术的一个实施例中，船用尿素舱加热系统还包括：功率控制器(未图示)。功率控制器与电热水柜100连接，用于控制电热水柜100的功率，
37.具体来说，国际法规将全球各个海域划分为排放控制区和非排放控制区，而当船舶从排放控制区驶入非排放控制区时，可以暂时不处理尾气，这意味着船舶在非排放控制区可以不使用尿素，尿素舱400加热系统可以关闭。也就是说，在排放控制区外，电热水柜
100仅需向船舶上层生活区建筑提供热水，无需负担额外加热要求，此时可以使用功率控制器降低电热水柜100的功率，以使电热水柜100仅满足船舶上层生活区的热水需求。由此，可以有效地降低船舶能耗。
38.本技术还提供一种船舶，其特征在于，应用于上述任一实施例中的船用尿素舱加热系统。此处不再赘述。
39.本技术实施例的船用尿素舱加热系统，使用船舶上设置的电热水柜100为尿素舱400加热提供热源，有效节省了改造费用，同时使用温控阀340控制循环管路开闭，并使用功率控制器控制电热水柜100在不同区域的功率，有效降低了能耗。此外，使用设置在尿素舱400舱壁上的加热盘管200对尿素舱400进行加热，可以均匀地对尿素舱400内的尿素溶液进行加热。
40.以上所述是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。