海水冷凝器是一種利用海水作為冷卻介質,對高溫流體(如蒸汽、高溫液體等)進行熱量交換,使其冷凝或降溫的熱交換設備。它廣泛應用于船舶、海洋工程、沿海工業等領域,尤其在船舶動力系統中是關鍵的熱管理部件。
以船用殼管式海水冷凝器為例(最典型的類型):
高溫介質(如蒸汽)從管側入口流入,在管束內流動時釋放熱量,溫度降低并冷凝(若為蒸汽)。
海水從殼側入口進入,在殼體與管束之間的空間流動,吸收管束傳遞的熱量后從出口排出。
熱量通過管壁從管側介質傳遞至殼側海水,實現冷卻或冷凝目標。
冷卻介質特性:海水含鹽量高(約 3.5%)、含有微生物、懸浮物及腐蝕性離子(如 Cl?),因此海水冷凝器需特別考慮抗腐蝕設計(如選用耐海水材料、添加防腐涂層等)。
結構適應性:為防止海水結垢或生物附著,可能采用大管徑管束、光滑內壁或可拆卸結構,便于清洗維護。
流動設計:海水側通常設計為多流程(如 2 流程、4 流程),增加流速以提高換熱效率,同時避免流速過低導致的泥沙沉積或生物污損。
傳熱效率:通過優化管束排列(如叉排、順排)、增加湍流程度(如設置折流板)提升換熱系數。
抗腐蝕措施:使用銅鎳合金(如 Cu-Ni 90/10、70/30)、鈦合金等耐海水材料,或采用陰極保護、涂層防護(如環氧涂層)。
防污損設計:配備海水過濾系統、電解防污裝置(通過電解海水產生次氯酸鈉殺滅微生物),或設計可拆卸管束便于機械清洗。