本發(fā)明涉及蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)，尤其涉及一種凝水裝置、凝水系統(tǒng)及凝水降噪方法。

背景技術(shù)：

1、蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)，作為現(xiàn)代海洋發(fā)電設(shè)備不可或缺的組成部分，其運(yùn)行的安全可靠性直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù)。在這一復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)中，凝水系統(tǒng)扮演著至關(guān)重要的角色。凝水系統(tǒng)的主要職責(zé)是連續(xù)、高效地從冷凝器中抽出凝水，并通過(guò)增壓手段將這些凝水輸送至給水系統(tǒng)，以此維持蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)熱力工質(zhì)的持續(xù)、穩(wěn)定循環(huán)。鑒于凝水系統(tǒng)的這一核心功能，其正常、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)于確保蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的整體安全性和穩(wěn)定性具有極其重大的意義。

2、凝水泵是凝水系統(tǒng)中的核心部件，其運(yùn)行狀態(tài)影響到整個(gè)凝水系統(tǒng)的效能。然而，在蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，凝水泵卻面臨著諸多挑戰(zhàn)。一方面，循環(huán)水系統(tǒng)、凝水系統(tǒng)和抽氣器三者協(xié)同工作，共同維持著冷凝器的高真空狀態(tài)。這一狀態(tài)下，除氧后的凝水過(guò)冷度極低，幾乎處于飽和狀態(tài)，這無(wú)疑增加了凝水泵工作的難度。另一方面，受限于船體內(nèi)部的空間布局，冷凝器與凝水系統(tǒng)主要設(shè)備之間的相對(duì)位置差異有限，導(dǎo)致凝水泵的入口灌注高度嚴(yán)重不足。這兩方面的因素共同作用，使得凝水泵在運(yùn)行過(guò)程中極易發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。

3、汽蝕問(wèn)題的出現(xiàn)，不僅會(huì)導(dǎo)致凝水系統(tǒng)的輸出揚(yáng)程和工作效率顯著降低，還會(huì)引發(fā)振動(dòng)和噪聲的增大，對(duì)動(dòng)力裝置的安全運(yùn)行和低噪聲環(huán)境造成極大的影響。為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，現(xiàn)有的凝水泵減振設(shè)計(jì)主要通過(guò)水力設(shè)計(jì)來(lái)提高凝水泵的抗汽蝕能力。然而，這種方法需要對(duì)具體的泵進(jìn)行復(fù)雜的水力計(jì)算和優(yōu)化分析，設(shè)計(jì)難度極大，且往往難以達(dá)到理想的效果。

4、除此之外，泵軸體作為直接承受泵內(nèi)凝水流體沖擊的部件，是凝水和泵體流固耦合振動(dòng)的重要傳播媒介。因此，控制泵軸的振動(dòng)對(duì)于降低凝水泵的振動(dòng)噪聲具有非常重要的工程意義和應(yīng)用價(jià)值。然而，傳統(tǒng)的減振方法往往忽視了泵軸體在振動(dòng)傳遞中的關(guān)鍵作用，導(dǎo)致減振效果不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種凝水裝置、凝水系統(tǒng)及凝水降噪方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中凝水泵在灌注高度不足時(shí)容易發(fā)生汽蝕導(dǎo)致凝水泵軸體產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)噪聲，影響凝水泵穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題。

2、本發(fā)明提供一種凝水裝置，包括：凝水泵，所述凝水泵具有泵軸；硫化橡膠層，所述泵軸的外周設(shè)有所述硫化橡膠層，所述硫化橡膠層內(nèi)設(shè)有至少兩個(gè)流體通道；數(shù)據(jù)處理模塊和壓力調(diào)節(jié)件，每個(gè)所述流體通道均與所述壓力調(diào)節(jié)件連通；所述凝水泵與所述壓力調(diào)節(jié)件分別與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于接收處理所述凝水泵的運(yùn)行參數(shù)并控制所述壓力調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)每個(gè)所述流體通道內(nèi)的壓力。

3、根據(jù)本發(fā)明提供的一種凝水裝置，所述數(shù)據(jù)處理模塊具有信號(hào)輸入端和信號(hào)輸出端，所述信號(hào)輸入端與所述凝水泵連接，用于接收所述凝水泵的運(yùn)行參數(shù)并將其轉(zhuǎn)化為壓力信號(hào)；所述壓力調(diào)節(jié)件設(shè)有壓力信號(hào)接收端和至少兩個(gè)壓力輸出端，所述壓力信號(hào)接收端與所述信號(hào)輸出端連接，每個(gè)所述壓力輸出端與一個(gè)所述流體通道連通。

4、根據(jù)本發(fā)明提供的一種凝水裝置，所述壓力調(diào)節(jié)件還設(shè)有增壓端和泄壓端，每個(gè)所述流體通道通過(guò)所述壓力輸出端分別與所述增壓端和所述泄壓端連通，所述增壓端用于與壓力源連通。

5、根據(jù)本發(fā)明提供的一種凝水裝置，還包括第一開(kāi)關(guān)閥和第二開(kāi)關(guān)閥，所述第一開(kāi)關(guān)閥和所述第二開(kāi)關(guān)閥分別與所述壓力信號(hào)接收端通信連接，所述第一開(kāi)關(guān)閥用于控制所述增壓端與所述流體通道的連通與斷開(kāi)，所述第二開(kāi)關(guān)閥用于控制所述泄壓端與所述流體通道的連通與斷開(kāi)。

6、根據(jù)本發(fā)明提供的一種凝水裝置，所述壓力輸出端與所述流體通道的進(jìn)口之間設(shè)有通斷閥，所述通斷閥與所述壓力信號(hào)接收端連接，所述通斷閥用于控制所述壓力輸出端與所述流體通道的連通與斷開(kāi)。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的一種凝水裝置，還包括壓力傳感器，每個(gè)所述流體通道內(nèi)均設(shè)有所述壓力傳感器，所述凝水泵還包括控制單元，每個(gè)所述壓力傳感器均與所述控制單元通信連接，所述控制單元與所述信號(hào)輸入端連接。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的一種凝水裝置，還包括振動(dòng)傳感器，所述振動(dòng)傳感器設(shè)于所述泵軸上，所述振動(dòng)傳感器與所述控制單元通信連接。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的一種凝水裝置，所述流體通道為葉脈式流體通道。

10、本發(fā)明還提供一種凝水系統(tǒng)，包括如上述任一項(xiàng)所述的凝水裝置。

11、本發(fā)明還提供一種凝水降噪方法，基于如上述任一項(xiàng)所述的凝水裝置，包括：獲取凝水泵的轉(zhuǎn)速、凝水泵的效率、硫化橡膠層的剛度、泵軸上待測(cè)點(diǎn)處振動(dòng)加速度級(jí)目標(biāo)值；基于馬爾可夫模型方程，確定所述流體通道內(nèi)的目標(biāo)流體壓力；基于目標(biāo)流體壓力，控制壓力調(diào)節(jié)件調(diào)整每個(gè)流體通道的壓力至目標(biāo)流體壓力；其中所述凝水泵的效率通過(guò)所述凝水泵特性表獲取，所述凝水泵特性表描述了所述凝水泵的效率與凝水泵的轉(zhuǎn)速和凝水泵的功率之間的關(guān)系；所述硫化橡膠層的剛度通過(guò)硫化橡膠層剛度特性表獲取，所述硫化橡膠層特性描述了硫化橡膠層的剛度與硫化橡膠層的質(zhì)量、厚度、流體通道的數(shù)量，以及每個(gè)流體通道內(nèi)流體的壓力之間的關(guān)系；所述馬爾可夫模型方程，描述了所述待測(cè)點(diǎn)振動(dòng)加速度級(jí)與凝水泵轉(zhuǎn)速、凝水泵效率、硫化橡膠層的剛度以及流體通道內(nèi)流體壓力的關(guān)系。

12、本發(fā)明提供的凝水裝置、凝水系統(tǒng)及凝水降噪方法，通過(guò)在泵軸外周設(shè)置硫化橡膠層，硫化橡膠層內(nèi)設(shè)置至少兩個(gè)流體通道，每個(gè)流體通道均與壓力調(diào)節(jié)件連通，數(shù)據(jù)處理模塊基于凝水泵的運(yùn)行參數(shù)以及硫化橡膠層的參數(shù)，確定每個(gè)流體通道的目標(biāo)壓力，并控制壓力調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)每個(gè)流體通道內(nèi)的流體壓力至目標(biāo)壓力，調(diào)節(jié)硫化橡膠層的剛度，從而降低泵軸的振動(dòng)噪聲，使凝水泵穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)特征：

1.一種凝水裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝水裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊具有信號(hào)輸入端和信號(hào)輸出端，所述信號(hào)輸入端與所述凝水泵連接，用于接收所述凝水泵的運(yùn)行參數(shù)并將其轉(zhuǎn)化為壓力信號(hào)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝水裝置，其特征在于，所述壓力調(diào)節(jié)件還設(shè)有增壓端和泄壓端，每個(gè)所述流體通道通過(guò)所述壓力輸出端分別與所述增壓端和所述泄壓端連通，所述增壓端用于與壓力源連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的凝水裝置，其特征在于，還包括第一開(kāi)關(guān)閥和第二開(kāi)關(guān)閥，所述第一開(kāi)關(guān)閥和所述第二開(kāi)關(guān)閥分別與所述壓力信號(hào)接收端通信連接，所述第一開(kāi)關(guān)閥用于控制所述增壓端與所述流體通道的連通與斷開(kāi)，所述第二開(kāi)關(guān)閥用于控制所述泄壓端與所述流體通道的連通與斷開(kāi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝水裝置，其特征在于，所述壓力輸出端與所述流體通道的進(jìn)口之間設(shè)有通斷閥，所述通斷閥與所述壓力信號(hào)接收端連接，所述通斷閥用于控制所述壓力輸出端與所述流體通道的連通與斷開(kāi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝水裝置，其特征在于，還包括壓力傳感器，每個(gè)所述流體通道內(nèi)均設(shè)有所述壓力傳感器，所述凝水泵還包括控制單元，每個(gè)所述壓力傳感器均與所述控制單元通信連接，所述控制單元與所述信號(hào)輸入端連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的凝水裝置，其特征在于，還包括振動(dòng)傳感器，所述振動(dòng)傳感器設(shè)于所述泵軸上，所述振動(dòng)傳感器與所述控制單元通信連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝水裝置，其特征在于，所述流體通道為葉脈式流體通道。

9.一種凝水系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的凝水裝置。

10.一種凝水降噪方法，基于如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的凝水裝置，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種凝水裝置、凝水系統(tǒng)及凝水降噪方法。凝水裝置包括凝水泵、硫化橡膠層、數(shù)據(jù)處理模塊和壓力調(diào)節(jié)件，凝水泵具有泵軸；泵軸的外周設(shè)有硫化橡膠層，硫化橡膠層內(nèi)設(shè)有至少兩個(gè)流體通道；每個(gè)流體通道均與壓力調(diào)節(jié)件連通；凝水泵與壓力調(diào)節(jié)件分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊用于接收處理凝水泵的運(yùn)行參數(shù)并控制壓力調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)每個(gè)流體通道內(nèi)的壓力。本發(fā)明通過(guò)在泵軸外周設(shè)置硫化橡膠層，硫化橡膠層內(nèi)設(shè)置至少兩個(gè)流體通道，每個(gè)流體通道均與壓力調(diào)節(jié)件連通，數(shù)據(jù)處理模塊確定每個(gè)流體通道的目標(biāo)壓力，并控制壓力調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)每個(gè)流體通道內(nèi)的流體壓力至目標(biāo)壓力，調(diào)節(jié)硫化橡膠層的剛度，從而降低泵軸的振動(dòng)噪聲。

技術(shù)研發(fā)人員：勞星勝,柯志武,柯漢兵,趙振興,馬燦,茍金瀾,吳牧云,鄭召利,汪功慶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一九研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9