一种船体通风系统验证装置及验证方法与流程

1.本发明涉及实验装置领域，尤其涉及一种船体通风系统验证装置及验证方法。


背景技术：

2.船舶航行于各海域，气象条件复杂，气候多变，需要依靠空调通风系统为船上作业人员提供环境保障，以确保船体环境的可居住性及设备的可运行性。
3.由于船舶船体的舱室结构为钢制结构，其导热能力强，蓄热能力差。根据传热学基础理论，船体内部的各舱室之间的换热机制为：设备散热量通过辐射换热、自然对流换热传递给舱壁；各舱室间通过导热、辐射、自然对流进行热量交换；电气舱外壁通过自然对流、辐射与电气舱外部环境进行热量交换。具体而言，在外界气温和太阳辐射作用下，舱室外的空气温度、太阳辐射等外扰通过舱壁围护结构的吸热、导热、放热等过程，及窗玻璃的吸热、透射、放热等过程，使热量进入各舱室内。同时，各舱室内的现场工作人员、照明设备、及机柜等设备也有热量散发，空调通风、渗风，使舱室内空气不断地进行混合、热交换和流动，各舱室内的各壁面与舱室内空气不断进行对流换热，各个表面之间由于温度不同，存在着相互辐射传热。在船体实际运行过程中，当空调通风系统故障时，舱室的温度会迅速变化，并超过工作人员可居住及设备运行温度要求。同时，实际运行过程中，各舱室内的传热过程是一个复杂的非稳态传热过程，而各舱室作为船体的局部空间，各舱室边界参数受全局参数影响(各舱室之间相互耦合)，要准确地获取其内部温度，就必须进行整体分析。
4.目前，在现有技术中，船体舱室温度的研究主要集中在机舱、生活舱，不能够对船体各舱室的通风系统进行整体分析，而通风系统不进行整体验证分析直接进行应用，常出现通风系统不满足船体通风要求，导致舱室内的温度过高，影响船体运行的问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题在于，提供一种船体通风系统验证装置及验证方法。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种船体通风系统验证装置，包括：上部敞开的水箱；
7.模拟船体，所述模拟船体的部分船身设置在所述水箱中，另一部分船身向上延伸到所述水箱外；所述模拟船体包括若干舱室；
8.环境模拟模块，与所述模拟船体对应设置，用于模拟所述船体在实际运行过程中的船体的外部工作环境；
9.热源模拟模块，与所述模拟船体对应设置，用于模拟所述船体在实际运行过程中所述船体的各舱室内的设备运行环境；
10.通风模块，模拟所述船体的通风系统，用于对所述模拟船体进行通风降温；
11.温度采集模块，用于采集所述模拟船体在所述外部工作环境及所述设备运行环境下的对应位置的温度信号。
12.优选地，还包括：
13.控制模块，与所述环境模拟模块及所述热源模拟模块连接，用于在验证过程中控制对应的模块；
14.状态显示模块，用于显示所述外部工作环境的状态、所述设备运行环境的状态、及所述温度信号。
15.优选地，所述外部工作环境包括所述船体在实际运行过程中的水下温度、舱壁温度、太阳光照、及水下流速；
16.所述环境模拟模块包括：
17.太阳辐射模拟单元，用于模拟所述船体在实际运行过程中的太阳对所述船体的所述太阳光照；
18.水下流速及温度模拟单元，用于模拟所述船体在实际运行过程中的所述水下温度及所述水下流速；以及
19.舱壁温度模拟单元，用于模拟所述船体在实际运行过程中的所述舱壁温度。
20.优选地，所述太阳辐射模拟单元包括：
21.与所述模拟船体对应设置的架体、安装所述架体上的红外灯具、及安装于所述模拟船体顶部的第一温度传感器与强度计；
22.所述红外灯具与所述控制模块连接，用于对所述模拟船体进行照射；
23.所述第一温度传感器与所述控制模块连接，用于监测所述红外灯具照射在所述模拟船体上的温度；
24.所述强度计与所述控制模块连接，用于监测所述红外灯具照射在所述模拟船体上的光照强度。
25.优选地，所述太阳辐射模拟单元还包括：
26.与所述控制模块连接的报警器，当红外灯具光照的温度超温时，所述报警器进行报警；
27.与所述控制模块连接的急停开关，当所述太阳辐射单元模拟故障时，所述急停开关切断所述红外灯具的电源开关。
28.优选地，所述舱壁温度模拟单元包括：铺设于所述模拟船体的舱壁上的电热膜、用于测量所述模拟船体的所述舱壁温度的第二温度传感器；
29.所述电热膜与所述控制模块连接，用于对所述模拟船体的舱壁进行升温，以模拟在实际运行过程中所述船体的所述舱壁温度，其中，所述舱壁温度为所述船体的舱壁与空气界面处的边界温度；
30.所述第二温度传感器贴设于所述模拟船体的舱壁外部。
31.优选地，所述水下流速及温度模拟单元包括至少一个电加热器、与所述控制模块连接的固态继电器、设置于所述水箱内的第三温度传感器、及安装于所述水箱内的水泵；
32.所述电加热器与所述固态继电器连接，所述电加热器设置在所述模拟船体的舱壁与所述水箱侧壁之间的间隙内，所述电加热器用于对所述水箱内的水进行升温；
33.所述固态继电器用于控制所述电加热器的启或停；
34.所述第三温度传感器与所述控制模块连接，用于监测所述水箱内的所述水下温度；
35.所述水泵与所述控制模块连接，用于调节所述水箱内的所述水下流速。
36.优选地，所述热源模拟模块包括设置在各所述舱室内的模拟热源、电子调压器、及功率表；所述模拟热源用于模拟实际运行过程中，所述舱体的各舱室内的实际设备运行发热情况；所述电子调压器与所述模拟热源连接，用于调节所述模拟热源的输入电压；所述功率表与所述模拟热源连接，用于记录所述模拟热源的功率。
37.优选地，所述温度采集模块包括放置于所述模拟船体外部的温度数据采集器、与所述温度数据采集器连接的第四温度传感器；所述第四温度传感器安装于所述模拟船体内，用于监测所述模拟船体的各舱室内的所述温度信号，其中，所述第四温度传感器设置有多个；所述温度数据采集器与所述状态显示模块连接，用于采集所述模拟船体的各所述舱室的所述温度信号，并传输至所述状态显示模块进行显示。
38.优选地，所述通风模块包括空气能热风机、新风风机、静压箱、送风风机、及回风风机；所述新风风机的进风端与所述空气能热风机的出风端连通，所述新风风机的出风端与所述静压箱的进风端连通；所述送风风机的进风端与所述静压箱的出风端连通，所述送风风机的出风端与所述模拟船体连通；所述回风风机的进风端与所述模拟船体连通，所述回风风机的出风端与所述静压箱的所述进风端连通。
39.本发明还提供一种船体通风系统验证方法，应用任一项所述的船体通风系统验证装置，包括以下步骤：
40.s1：在完成试验准备后，所述水箱内预设注水水位，根据所述预设注水水位向所述水箱内注水；
41.s2：获取通风系统的验证工况，根据所述验证工况获取所述模拟船体在所述验证工况下对应的外部工作环境、设备运行环境、及运行风量，打开所述环境模拟模块运行至所述验证工况对应的所述外部工作环境下，打开所述热源模拟模块运行至所述验证工况对应的所述设备运行环境下，根据所述验证工况，控制所述模拟船体达到所述验证工况对应的所述运行风量；
42.s3：基于所述验证工况对应的预热时间，对所述模拟船体进行预热，预热至所述验证工况对应的所述外部工作环境、所述设备运行环境、及所述运行风量处于稳定状态；
43.s4：预热完成后，基于所述验证工况，调试所述热源模拟单元的发热功率至功率误差范围内，同时，打开所述温度采集模块，获取所述模拟船体的各所述舱室的所述温度信号，判断所述温度信号是否满足要求，若是，则所述验证工况符合要求，若否，则所述验证工况不符合要求。
44.优选地，所述预热时间为20min～30min。
45.优选地，所述验证工况包括通风系统正常运行工况、通风系统只进行通风不制冷工况、及通风系统不工作时自然通风工况。
46.实施本发明具有以下有益效果：该船体通风系统验证装置，通过设置有若干舱室的模拟船体模拟实际运行中船体具有多个舱室情景，同时，模拟实际船体运行过程中的外部工作环境、设备运行环境以及通风模块，对船体的通风系统进行整体验证分析，解决了因通风系统没有进行验证直接应用而不满足船体通风要求，导致舱室内的温度过高，影响船体运行的问题。
附图说明
47.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
48.图1是本发明船体通风系统验证装置的前视图；
49.图2是本发明船体通风系统验证装置的后视图；
50.图3是本发明船体通风系统验证装置的俯视图；
51.图4是本发明水箱、模拟船体及架体的安装示意图；
52.图5是本发明水箱、模拟船体及电加热器的安装左视图；
53.图6是本发明水箱、模拟船体及电加热器的安装前视图；
54.图7是本发明水箱、模拟船体及电加热器的安装俯视图；
55.图8是本发明水环境控制单元的系统连接图；
56.图9是本发明通风模块与模拟船体的系统连接图；
57.图10是本发明船体通风系统验证方法流程示意图。
具体实施方式
58.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
59.如图1-图3所示，为本发明提供的一种船体通风系统验证装置的系统示意图；该船体通风系统验证装置可用于验证船体通风系统是否满足使用要求，这里通风系统指船体在实际运行过程中三种不同的验证工况；其中，三种不同的验证工况为通风系统正常运行工况、通风系统只进行通风不制冷工况、及通风系统不工作时自然通风工况。该船体通风系统验证装置可包括水箱3、模拟船体2、环境模拟模块、热源模拟模块、通风模块、温度采集模块、控制模块及状态显示模块。其中，模拟船体2为实际运行过程中船体的等比例缩小模型，其等比例范围为(1:5-1:50)，可通过该模拟船体2模拟实际运行中船体的各舱室，通过模拟船体2以验证船体内各舱室的通风系统。在一实施例中，模拟船体2可包括若干舱室，若干舱室用于模拟实际运行过程中，船体上设置有多个舱室的情形。该模拟船体2采用与实际船体相同的钢制结构，以模拟钢制结构的船体的导热能力及蓄热能力。该模拟船体2安装于水箱3内，其中，模拟船体2的部分船身设置在水箱3内，另一部分船身向上延伸到水箱3外，以模拟实际运行过程中，船体部分船身浸入水中，另一部分船身向上延伸出水面。环境模拟模块与所述模拟船体2对应设置，用于模拟在实际运行过程中船体的外部工作环境，其中，外部工作环境可包括船体实际运行过程中的水下温度、舱壁温度、太阳光照、及水下流速。热源模拟模块与模拟船体2对应设置，用于模拟在实际运行过程中船体的各舱室内的设备运行环境，其中，设备运行环境为船体在实际运行过程中船体的舱室内的设备运行发热情况。通风模块与模拟船体2连通，模拟实际中船体的通风系统，用于对模拟船体2进行通风降温，该通风模块的设计方案与实际船体上的通风系统设计方案相同，该通风模块验证的通风效果可表征实际船体上通风系统的通风效果。温度采集模块用于采集模拟船体2处于上述模拟的外部工作环境及设备运行环境下的模拟船体2上的对应位置的温度信号。控制模块与环
境模拟模块及热源模拟模块连接，用于控制对应的模块。状态显示模块用于显示外部工作环境的状态、设备运行环境的状态、及温度信号。
60.如图1所示，水箱3可呈一上部敞开的立方体，可以理解的是，水箱3的尺寸规格与模拟船体2大小有关，即：模拟船体2可放置在水箱3内、且模拟船体2的部分船身可向上延伸到水箱3外；另外，模拟船体2的舱壁与水箱3的侧壁之间有冗余空间，以使水箱3内注水后，水可在水箱3内流动，以模拟实际船体运行过程中的水下流速。在一实施例中，水箱3的尺寸规格为330cm
×
190cm
×
95cm(长
×
宽
×
高)。
61.在本实施例中，环境模拟模块可包括太阳辐射模拟单元、舱壁温度模拟单元、以及水下流速及温度模拟单元。其中，太阳辐射模拟单元用于模拟在实际运行过程中太阳对船体的太阳光照。舱壁温度模拟单元用于模拟在实际运行过程中船体的舱壁温度，以还原实际运行过程中空气与船体舱壁的边界温度条件。水下流速及温度模拟单元用于模拟实际运行过程中船体的水下温度及水下流速。
62.具体的，太阳辐射模拟单元可包括架体1、第一控制柜4、红外灯具、报警器、急停开关、强度计以及第一温度传感器。其中，架体1与模拟船体2对应安装。红外灯具安装在架体1上且位于模拟船体2的上方；该红外灯具与控制模块连接，用于对模拟船体2进行光照，以模拟实际运行过程中船体受到的太阳光照，其中，红外灯具所模拟的太阳光照中的辐射波长范围包含了短波及中波红外波长的红外光照射。报警器与急停开关均安装在第一控制柜上，且与控制模块连接。第一控制柜4放置在模拟船体2外部，控制模块安装在第一控制柜4内。第一温度传感器安装在模拟船体2的顶部上，用于监测红外灯具的光照温度，且第一温度传感器与控制模块连接，将获取到的红外灯具的光照温度反馈至控制模块。强度计安装在模拟船体2的顶部，用于获取红外灯具对模拟船体2的光照强度，且强度计与控制模块连接，将获取到的红外灯具的光照强度反馈至控制模块，便于现场实验人员根据获取到的光照强度对红外灯具的光照进行调节。
63.如图3-图4所示，在一些实施例中，架体1可由钢制材质制作而成。该架体1可包括四个可伸缩立柱、四个第一支撑柱、及数个第二支撑柱；四个可伸缩立柱分布在模拟船体2的四个角。其中，每两可伸缩立柱之间通过一第一支撑柱连接，第一支撑柱垂直连接至可伸缩立柱的可伸缩端，第二支撑柱两端垂直连接于两对称的第一支撑柱之间，且所有第二支撑柱平行设置。第二支撑柱上设置有灯座，灯座沿第二支撑柱可水平方向调节，同时，可伸缩立柱伸缩以调节红外灯具与模拟船体2之间的距离，进而，红外灯具可以不同的排列组合的方式形成规定的辐照面积的模拟光照强度，以模拟不同地区不同的光照强度。
64.第一温度传感器可选用接触式温度传感器或非接触式温度传感器，在一实施例中，第一温度传感器选用非接触式温度传感器。第一温度传感器可设置多个，例如，三个；其中，第一温度传感器固定在模拟船体2的顶部，模拟船体2的顶部两端各安装一个，中间位置安装一个。第一温度传感器的另一端通过线缆与控制模块连接，实现对红外灯具光照温度的实时测量。
65.舱壁温度模拟单元可包括第二温度传感器、电热膜。其中，电热膜铺设在模拟船体2的舱壁上，用于对模拟船体2的舱壁进行升温，以模拟实际运行过程中舱室与空气界面处的边界温度条件。在对通风系统进行验证前，打开电热膜将模拟船体2的温度控制在温度要求值范围内，其中，温度要求值范围指在通风系统所要验证的工况下，模拟船体2的舱壁与
空气界面处的边界温度要求范围。在一实施例中，模拟船体2的每一舱壁均铺设有电热膜，电热膜的另一端通过线缆与控制模块连接。第二温度传感器贴设于模拟船体2的舱壁上，第二温度传感器的另一端通过线缆与控制模块连接，第二温度传感器在电热膜对模拟船体2的舱壁升温过程中，实时测量模拟船体2的舱壁温度，并将舱壁的测量值反馈至控制模块，当模拟船体2的舱壁的温度测量值到达温度要求值范围后，控制模块控制电热膜停止加热，相反的，当舱室的温度测量值低于温度要求值范围时，控制模块控制电热膜重新进行加热。
66.第二温度传感器可选用接触式温度传感器，在一实施例中，第二温度传感器可设置多个，例如，四个；模拟船体2的每一侧壁上均贴设一第二温度传感器。当然，第二温度传感器也可设置三个，六个或其他多个。
67.如图8所示，在一些实施例中，水下流速及温度模拟单元可包括固态继电器、电加热器31、第三温度传感器、水泵、及第二控制柜5。其中，电加热器31安装在水箱3内，位于水箱3的侧壁与模拟船体2的舱壁之间的间隙；当水箱3注水后按照需求对水箱3内的水进行加热。固态继电器一端与电加热器31连接，另一端与控制模块连接，用于控制电加热器31的启或停。第三温度传感器安装在水箱3内，用于实时测量水箱3内水下温度，并将测量到的水下温度传输至控制模块。水泵安装于水箱3内，与控制模块连接，用于带动水箱3内的水流动以使水箱3内的水下温度均匀状态，同时，控制水箱3内的水下流速。在一实施例中，固态继电器安装于第二控制柜5内。
68.在本实施例中，控制模块上设置有目标温度差值及水温目标温度，控制模块对接收到的第三温度传感器传输的水下温度与水温目标温度进行比较，获取水下温度与水温目标温度之间的差值，从而判断是否需要启动电加热器31。当水下温度与水温目标温度的差值小于目标温度差值时，控制模块控制固态继电器断开，进而电加热器31停止加热，同时，控制模块控制水泵停止工作。当水下温度与水温目标温度的差值大于目标温度差值时，控制模块控制固态继电器闭合，进而电加热器31启动加热，同时，控制模块控制水泵开始工作。
69.第三温度传感器可选用接触式温度传感器或非接触式温度传感器，在一实施例中，第三温度传感器为接触式温度传感器。在一实施例中，第三温度传感器可设置多个，例如，三个。第三温度传感器可设置在水箱3内的不同位置，以监测水下温度是否处于均匀状态。相对应的，控制模块上可设置第一温度差值，当获取到的多个第三温度传感器测量到的水下温度的最大值与最小值的差值大于第一温度差值时，水泵启动；当获取到的多个第三温度传感器测量到的水下温度的最大值与最小值的差值小于第一温度差值时，水泵停止。
70.如图5-图7所示，在一些实施例中，电加热器31可设置多个，例如，四个。模拟船体2的每一舱壁与水箱3的侧壁之间均安装一电加热器31，其中，每两个电加热器31为一组，同组的电加热器31通过线缆以并联方式连接至控制模块。需要说明的是，电加热器31和线缆均采用了防水处理。
71.热源模拟模块可包括模拟热源、电子调压器、及功率表。模拟热源安装于模拟船体2的各舱室内，用于模拟实际船体在运行过程中，船体的各舱室内设备运行发热情况。电子调压器与模拟热源连接，用于控制模拟热源的电压输入。功率表与模拟热源连接，用于记录模拟热源功率。另外，电子调压器还与控制模块连接，通过控制模块控制电子调压器的输出。功率表还与控制模块连接，功率表记录到的模拟热源功率传输至控制模块。
72.具体的，按照相似原理将实际的船体中各舱室中的实际设备的总热量进行换算，根据模拟热源的发热方式及电阻值，将总热量换算成模拟热源需要的输入电压，通过电子调压器输入对应电压，以使模拟热源按照近似热量发热。在本实施例中，模拟热源可设置多个，可对多个模拟热源进行分组，具体为，可将发热形式相同、发热量相近、及输入电压相近的模拟热源合并为一组，每组模拟热源配备一台电子调压器及功率表，实现模拟热源随时间变化的调节。在一实施例中，电子调压器及功率表均集成在第二控制柜5内。
73.温度采集模块可包括数台温度数据采集器、及第四温度传感器。第四温度传感器可设置多个，安装在模拟船体2的各舱室的舱壁上、及模拟船体2内空间中的不同位置，用于实时测量模拟船体2内的不同位置的温度；其中，多个第四温度传感器的另一端以并联的方式通过线缆连接至温度数据采集器，第四温度传感器采集到的实时测量值传输至温度数据采集器。温度数据采集器放置于模拟船体2外部，与状态显示模块相邻放置，其中，温度数据采集器与状态显示模块连接，将获取到的模拟船体2温度的实时测量值在状态显示模块上进行显示。
74.控制模块可为可编程逻辑控制器，但不限于可编程逻辑控制器，也可采用其他控制方式，例如：dcs控制系统。该控制模块安装在第一控制柜4内。在一实施例中，控制模块上可设置第一报警阈值、第二报警阈值；当第一温度传感器反馈的光照温度超过第一报警阈值时，控制模块触发报警器进行报警，现场实验人员对报警信号进行查看；当光照温度超过第二报警阈值时，控制模块触发报警器进行报警的同时，触发急停开关，急停开关切断红外灯具的电源开关，停止照射。
75.状态显示模块与第一控制柜放置在一起，该状态显示模块与可编程控制器、温度数据采集器连接。在实际应用时，温度数据采集器采集到的第四温度传感器测量到的对应的温度信号传输至状态显示模块上进行显示；同样，可编程控制器采集到的对应的数据也传输至状态显示模块上进行显示。在一实施例中，状态显示模块可为工控机，但不限于工控机，例如：笔记本电脑或其他可移动终端显示设备。
76.如图9所示，在一些实施例中，通风模块可包括空气能热风机、新风风机、静压箱、送风风机、及回风风机。其中，空气热能风机的出风端与新风风机的进风端连通，空气热能风机对新风进行处理，处理后的新风流向新风风机的进风端。新风风机的出风端与静压箱的进风端连通，新风通过新风风机后流向静压箱的进风端。静压箱的出风端与送风风机的进风端连通，新风经过静压箱后，进入送风风机的进风端，送风风机的出风端与模拟船体2连通，新风通过送风风机后进入模拟船体2。回风风机的进风端与模拟船体2连通，新风进入模拟船体2后，在回风风机的作用下，模拟船体2内的新风进行循环。回风风机的出风端与静压箱的进风端连通，模拟船体2内的新风在回风风机的作用下，形成循环。
77.静压箱可包括a系列静压箱6、b系列静压箱7；在一实施例中，a系列静压箱6与b系列静压箱7并列设置。a系列静压箱6与b系列静压箱7的输入端均与新风风机连通，同时，a系列静压箱6与b系列静压箱7的输入端还均与回风风机连通；a系列静压箱6与b系列静压箱7的输出端均与送风风机连通。
78.在本实施例中，通过该船体通风系统验证装置可对通风系统的三种不同的验证工况进行验证。需要说明的是，该船体通风系统验证装置可对模拟船体2中的若干舱室中的不同位置的温度信号进行采集。
79.如图10所示，本发明还提供了一种船体通风系统验证方法，包括以下步骤：
80.s1：在完成试验准备后，在水箱3内预设注水水位，根据预设注水水位向水箱3内注水。具体的，在水箱3内预设注水水位，根据预设注水水位采用外部输水设备向水箱3内注水至预设注水水位处。
81.s2：获取通风系统的验证工况，根据验证工况获取模拟船体2在验证工况下对应的外部工作环境、设备运行环境、及运行风量，打开环境模拟模块运行至验证工况下对应的外部工作环境下，打开热源模拟模块运行至验证工况对应的设备运行环境下，根据验证工况，控制模拟船体2达到验证工况对应的运行风量。具体的，通风系统的验证工况包括通风系统正常运行工况、通风系统只进行通风不制冷工况、及通风系统不工作时自然通风工况三种不同模式的工况。不同工况下，对应的外部工作环境、运行风量的要求不同；同时，根据验证工况，获取对应验证工况下的设备运行环境。进一步地，打开环境模拟模块使模拟船体2运行至对应验证工况下的外部工作环境，根据验证工况，采用对应的通风模式，使模拟船体2内达到对应验证工况下的运行风量。需要说明的是，打开环境模拟模块时，太阳辐射模拟单元、水下流速及温度模拟单元、及舱壁温度模拟单元打开顺序没有要求。
82.s3：基于验证工况对应的预热时间，对模拟船体2进行预热，预热至验证工况对应的外部工作环境、设备运行环境、及运行风量处于稳定状态。具体的，不同验证工况下，模拟船体2所要求的预热时间不同，预热至舱室运行环境、设备运行环境、及运行风量处于稳定状态。在本实施例中，预热时间为20min
～
30min；需要说明的是，预热时间20min
～
30min是参考选择，并不限于上述的预热时间范围，在需要时，可根据现场的实际验证情况进行选择。
83.s4：预热完成后，基于验证工况，调整热源模拟单元的发热功率至功率误差范围内，同时，打开温度采集模块，获取模拟船体2的各舱室的温度信号，判断温度信号是否满足要求，若是，则验证工况符合要求，若否，则验证工况不符合要求。具体的，当外部工作环境、设备运行环境、及运行风量处于稳定状态后，打开温度采集模块采集温度信号，温度采集模块可采集模拟船体2不同位置的温度信号，温度采集模块每10s记录一次温度信号，当采集到的温度信号趋于稳定状态时，可结束当次验证，对采集到的温度信号进行分析，以判断所验证工况的是否满足要求，当温度信号满足要求时，所验证的验证工况符合要求，当温度信号不满足要求时，所验证的验证工况不符合要求。
84.在对通风系统进行验证时，具体过程如下：
85.开始前需要对开关进行检查，具体包括第一控制柜4总开关及分路开关、第二控制柜5总开关及分路开关是否正常，检查完后，清理验证场地，确保该船体通风系统验证装置可正常运行，现场试验人员佩戴绝缘手套及防晒帽后入场。进场后，根据验证工况基本控制参数表核对参数详情，核对完后开始准备验证。具体的，水箱3内注水，在水箱3内设置有目标水位，注水到目标水位时停止注水，注水完成后逐步开启水下流速及温度模拟单元、太阳辐射模拟单元、舱壁温度模拟单元、及热源模拟模块；预热5min后检查是否存在电气故障，同时，开启通风模块，在模拟船体2一侧进行新风循环，并按已调试完毕的风量开启新风风机。若存在电气故障或其它故障，立即停止试验并进行检查，待故障排除后进行下一步验证操作。当该船体通风系统验证装置可正常运行后，根据验证工况进行验证。具体的，验证工况为通风系统正常运行工况时，按照验证工况设定对应工况下的外部工作环境、设备运行环境、及运行风量，逐一开启环境模拟模块、热源模拟模块、及所要验证工况下的通风模式，
当模拟船体2的舱室内的风量达到运行风量时，初步调试完成。初步调试完成后，在上述状态下预热20min
～
30min，以保证模拟船体2的外部工作环境、设备运行环境、及运行风量处于稳定状态；当然，具体预热时间以现场的调试结果为准。预热完成后，根据船体在实际运行过程中船体内的各舱室内的设备的运行状态调试模拟热源，并按时段调节模拟热源的发热功率值，按时段调节模拟热源发热功率值是指参照实际运行过程中舱室内的设备在运行状态下一定时间内的发热功率，这里一定时间可以为1h，也可为其它，具体根据实际情况而定；待模拟热源的发热功率稳定在热源发热功率值后，打开温度采集模块，获取模拟船体2中各舱室的温度信号，温度采集模块每10s采集一次温度信号，待采集到的温度信号趋于稳定时，可结束当次验证，对获取到的温度信号进行分析，判断通风系统正常运行工况是否符合要求，即：当获取到的温度信号满足要求时，则通风系统正常运行工况符合要求，当获取到的温度信号不满足要求时，则通风系统正常运行工况不符合要求。在对通风系统只进行通风不制冷工况进行验证时，与通风系统正常运行工况验证过程一样，区别之处仅在于关闭通风模块的制冷功能，具体验证过程在此不再赘述。在对通风系统不工作时自然通风工况验证时，与通风系统正常运行工况验证过程一样，区别之处仅在于关闭通风模块，具体验证过程在此不再赘述。需要说明的是，当一种工况验证完成后，需要验证另一种工况时，需要关闭该船体通风系统验证装置，整理相关仪器，并清理实验场地，对验证数据进行后处理；待模拟船体2冷却至要求初始值后，开始进行验证，需要说明的是，冷却至要求初始值中的要求初始值可通过现场验证工况所对应的调试资料获取。
86.可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

技术特征：
1.一种船体通风系统验证装置，其特征在于，包括：上部敞开的水箱(3)；模拟船体(2)，所述模拟船体(2)的部分船身设置在所述水箱(3)中，另一部分船身向上延伸到所述水箱(3)外；所述模拟船体(2)包括若干舱室；环境模拟模块，与所述模拟船体(2)对应设置，用于模拟所述船体在实际运行过程中的船体的外部工作环境；热源模拟模块，与所述模拟船体(2)对应设置，用于模拟所述船体在实际运行过程中所述船体的各舱室内的设备运行环境；通风模块，模拟实际中所述船体的通风系统，用于对所述模拟船体(2)进行通风降温；温度采集模块，用于采集所述模拟船体(2)在所述外部工作环境及所述设备运行环境下的对应位置的温度信号。2.根据权利要求1所述的船体通风系统验证装置，其特征在于，还包括：控制模块，与所述环境模拟模块及所述热源模拟模块连接，用于在验证过程中控制对应的模块；状态显示模块，用于显示所述外部工作环境的状态、所述设备运行环境的状态、及所述温度信号。3.根据权利要求2所述的船体通风系统验证装置，其特征在于，所述外部工作环境包括所述船体在实际运行过程中的水下温度、舱壁温度、太阳光照、及水下流速；所述环境模拟模块包括：太阳辐射模拟单元，用于模拟所述船体在实际运行过程中的太阳对所述船体的所述太阳光照；水下流速及温度模拟单元，用于模拟所述船体在实际运行过程中的所述水下温度及所述水下流速；以及舱壁温度模拟单元，用于模拟所述船体在实际运行过程中的所述舱壁温度。4.根据权利要求3所述的船体通风系统验证装置，其特征在于，所述太阳辐射模拟单元包括：与所述模拟船体(2)对应设置的架体(1)、安装所述架体(1)上的红外灯具、及安装于所述模拟船体(2)顶部的第一温度传感器与强度计；所述红外灯具与所述控制模块连接，用于对所述模拟船体(2)进行照射；所述第一温度传感器与所述控制模块连接，用于监测所述红外灯具照射在所述模拟船体(2)上的温度；所述强度计与所述控制模块连接，用于监测所述红外灯具照射在所述模拟船体(2)上的光照强度。5.根据权利要求4所述的船体通风系统验证装置，其特征在于，所述太阳辐射模拟单元还包括：与所述控制模块连接的报警器，当红外灯具光照的温度超温时，所述报警器进行报警；与所述控制模块连接的急停开关，当所述太阳辐射单元模拟故障时，所述急停开关切断所述红外灯具的电源开关。6.根据权利要求3-5任一项所述的船体通风系统验证装置，其特征在于，所述舱壁温度
模拟单元包括：铺设于所述模拟船体(2)的舱壁上的电热膜、用于测量所述模拟船体(2)的所述舱壁温度的第二温度传感器；所述电热膜与所述控制模块连接，用于对所述模拟船体(2)的舱壁进行升温，以模拟在实际运行过程中所述船体的所述舱壁温度，其中，所述舱壁温度为所述船体的舱壁与空气界面处的边界温度；所述第二温度传感器贴设于所述模拟船体(2)的舱壁外部。7.根据权利要求3-5任一项所述的船体通风系统验证装置，其特征在于，所述水下流速及温度模拟单元包括至少一个电加热器(31)、与所述控制模块连接的固态继电器、设置于所述水箱(3)内的第三温度传感器、及安装于所述水箱(3)内的水泵；所述电加热器(31)与所述固态继电器连接，所述电加热器(31)设置在所述模拟船体(2)的舱壁与所述水箱(3)侧壁之间的间隙内，所述电加热器(31)用于对所述水箱(3)内的水进行升温；所述固态继电器用于控制所述电加热器(31)的启或停；所述第三温度传感器与所述控制模块连接，用于监测所述水箱(3)内的所述水下温度；所述水泵与所述控制模块连接，用于调节所述水箱(3)内的所述水下流速。8.根据权利要求7所述的船体通风系统验证装置，其特征在于，所述热源模拟模块包括设置在各所述舱室内的模拟热源、电子调压器、及功率表；所述模拟热源用于模拟实际运行过程中，所述船体的各舱室内的实际设备运行发热情况；所述电子调压器与所述模拟热源连接，用于调节所述模拟热源的输入电压；所述功率表与所述模拟热源连接，用于记录所述模拟热源的功率。9.根据权利要求8所述的船体通风系统验证装置，其特征在于，所述温度采集模块包括放置于所述模拟船体(2)外部的温度数据采集器、与所述温度数据采集器连接的第四温度传感器；所述第四温度传感器安装于所述模拟船体(2)内，用于监测所述模拟船体(2)的各舱室内的所述温度信号，其中，所述第四温度传感器设置有多个；所述温度数据采集器与所述状态显示模块连接，用于采集所述模拟船体(2)的各所述舱室的所述温度信号，并传输至所述状态显示模块进行显示。10.根据权利要求9所述的船体通风系统验证装置，其特征在于，所述通风模块包括空气能热风机、新风风机、静压箱、送风风机、及回风风机；所述新风风机的进风端与所述空气能热风机的出风端连通，所述新风风机的出风端与所述静压箱的进风端连通；所述送风风机的进风端与所述静压箱的出风端连通，所述送风风机的出风端与所述模拟船体(2)连通；所述回风风机的进风端与所述模拟船体(2)连通，所述回风风机的出风端与所述静压箱的所述进风端连通。11.一种船体通风系统验证方法，应用权利要求1-10任一项所述的船体通风系统验证装置，其特征在于，包括以下步骤：s1：在完成试验准备后，所述水箱(3)内预设注水水位，根据所述预设注水水位向所述
水箱(3)内注水；s2：获取通风系统的验证工况，根据所述验证工况获取所述模拟船体(2)在所述验证工况下对应的外部工作环境、设备运行环境、及运行风量，打开所述环境模拟模块运行至所述验证工况对应的所述外部工作环境下，打开所述热源模拟模块运行至所述验证工况对应的所述设备运行环境下，根据所述验证工况，控制所述模拟船体(2)达到所述验证工况对应的所述运行风量；s3：基于所述验证工况对应的预热时间，对所述模拟船体(2)进行预热，预热至所述验证工况对应的所述外部工作环境、所述设备运行环境、及所述运行风量处于稳定状态；s4：预热完成后，基于所述验证工况，调试所述热源模拟单元的发热功率至功率误差范围内，同时，打开所述温度采集模块，获取所述模拟船体(2)的各所述舱室的所述温度信号，判断所述温度信号是否满足要求，若是，则所述验证工况符合要求，若否，则所述验证工况不符合要求。12.根据权利要求11所述的船体通风系统验证方法，其特征在于，所述预热时间为20min～30min。13.根据权利要求11所述的船体通风系统验证方法，其特征在于，所述验证工况包括通风系统正常运行工况、通风系统只进行通风不制冷工况、及通风系统不工作时自然通风工况。

技术总结
本发明涉及一种船体通风系统验证装置及验证方法，包括：上部敞开的水箱；模拟船体，模拟船体的部分船身设置在水箱中，另一部分船身向上延伸到水箱外；模拟船体包括若干舱室；环境模拟模块，与模拟船体对应设置；热源模拟模块，与模拟船体对应设置；通风模块，模拟实际中船体的通风系统，对模拟船体进行通风降温；温度采集模块，采集模拟船体对应位置的温度信号。本发明技术方案，通过模拟船体对实际运行过程中船体的舱室的通风系统进行整体验证分析，解决了通风系统没有进行验证，通风系统不满足船体通风要求，导致舱室内的温度过高，影响船体运行的问题。响船体运行的问题。响船体运行的问题。


技术研发人员：钱亚琼 向香鑫 李建维 张立德 李俊峰
受保护的技术使用者：中国广核集团有限公司 中国广核电力股份有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/10/15