具有加热功能的破冰船的制作方法

1.本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种具有加热功能的破冰船。


背景技术：

2.破冰船主要采用两种方法进行破冰。第一种是连续式破冰法，由于破冰船的艏底部具有一定的斜面，当船以一定的速度撞到冰层时，船头平稳地滑至冰层上，利用船头的重量压碎冰面；第二种方法是冲撞式破冰法，当冰面厚度超过1.5米时，破冰船利用自身的运动能量进行破冰。在确定了方向后，破冰船就会加大马力开始多次冲撞，在不断控制船舶后退以及前进冲撞的过程中，慢慢破冰前进。
3.在进行冲撞破冰时，由于冰面的厚度无法准确预判，导致船舶速度和动量均无法精确控制。在冲撞的过程中，导致船舶的船身进入冰面太多，但冰面未破，同时由于冰面的摩擦系数较高，且船舶大部分艏部的重量都在压在冰面上，导致摩擦力较大，船舶利用自身的动力无法及时有效地后退滑出冰面，降低了破冰效率，甚至会出现船舶困在冰层中的现象。
4.因此，需要一种具有加热功能的破冰船来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种具有加热功能的破冰船，能够提升破冰效率，避免船舶困在冰层中。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.具有加热功能的破冰船，包括：
8.船舶本体，于所述船舶本体的船艏部设置有加热液舱，所述加热液舱位于所述船艏部的底部中间位置处，所述加热液舱中充设有加热介质；
9.加热系统，所述加热系统包括加热装置和循环加热组件，所述加热装置设置在所述船舶本体上，所述循环加热组件设置在所述加热液舱中，且所述循环加热组件与所述加热装置连通，所述循环加热组件用于与所述加热介质进行热交换；
10.温度调节系统，所述温度调节系统设置在所述加热液舱中，且所述温度调节系统与所述循环加热组件电连接，所述温度调节系统能够控制所述循环加热组件处于循环工作状态或者循环停止状态。
11.进一步地，所述加热液舱包括相互连通的水平段和倾斜段，所述水平段位于所述船艏部的底部，所述倾斜段位于所述船艏部的倾斜部。
12.进一步地，所述加热液舱的顶面上设置有隔热层。
13.进一步地，所述循环加热组件包括加热盘管和循环泵，所述加热盘管设置在所述加热液舱中，所述循环泵与所述温度调节系统电连接，且所述循环泵的进液口与所述加热装置连通，所述循环泵的出液口与所述加热盘管的进口连通，所述加热盘管的出口与所述加热装置连通。
14.进一步地，所述循环加热组件还包括开关阀，所述开关阀位于所述加热装置以及所述循环泵之间的管路上。
15.进一步地，所述循环加热组件还包括增压阀，所述增压阀设置在所述循环泵的出液口处。
16.进一步地，所述循环加热组件还包括过滤器，所述过滤器位于所述循环泵与所述加热装置之间的管路上。
17.进一步地，所述温度调节系统包括温度传感器，所述温度传感器位于所述加热液舱，用于采集所述加热介质的温度，所述温度传感器与所述循环加热组件电连接。
18.进一步地，还包括介质补充系统，所述介质补充系统与所述加热液舱连通，当所述加热液舱中的加热介质低于设定液位后，所述介质补充系统能够向所述加热液舱中进行补液直至到达设定液位。
19.进一步地，所述介质补充系统包括存储罐、补液泵和液位传感器，所述存储罐设置在所述船舶本体上，用于存储加热介质，所述补液泵与所述存储罐以及所述加热液舱连通，所述液位传感器设置在所述加热液舱中，用于采集所述加热介质的液位，所述液位传感器与所述补液泵电连接。
20.本发明的有益效果：
21.本发明所提供的一种具有加热功能的破冰船，在船舶本体的船艏部设置有加热液舱，加热液舱位于所述船艏部的底部中间位置处，加热系统的加热装置设置在船舶本体上，且与位于加热液舱中的循环加热组件连通，温度调节系统与循环加热组件电连接，温度调节系统采集加热介质的温度，并控制循环加热组件。通过循环加热组件对加热介质进行加热至设定的温度区间，加热介质的热量通过加热液舱的壁板传导至冰面，对与船体的艏部接触的位置进行融化，形成薄水层，从而减小冰面的阻力，便于船舶进行后退、脱困。从而使得船舶恢复航行状态，可以再次进行破冰作业。通过上述方式，能够提升破冰的效率。
附图说明
22.图1是本发明一种具有加热功能的破冰船的部分纵剖示意图；
23.图2是图1中a-a处的剖视图；
24.图3是图1中b-b处的剖视图；
25.图4是加热系统和介质补充系统的原理图。
26.图中：
27.1、船舶本体；11、船艏部；12、加热液舱；121、水平段；122、倾斜段；2、冰层；3、加热系统；31、加热装置；32、循环泵；33、加热盘管；34、增压阀；35、开关阀；36、过滤器；4、介质补充系统；41、存储罐；42、补液泵；5、温度传感器。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.在破冰船进行破冰工作时，为了能够提升破冰效率，避免船舶困在冰层中，如图1-图4所示，本发明提供一种具有加热功能的破冰船。破冰船包括船舶本体1、加热系统3和温度调节系统。
32.其中，于船舶本体1的船艏部11设置有加热液舱12，加热液舱12位于船艏部11的底部中间位置处，加热液舱12中充设有加热介质。加热系统3包括加热装置31和循环加热组件，加热装置31设置在船舶本体1上，循环加热组件设置在加热液舱12中，且循环加热组件与加热装置31连通，循环加热组件用于与加热介质进行热交换；温度调节系统设置在加热液舱12中，且温度调节系统与循环加热组件电连接，温度调节系统能够控制循环加热组件处于循环工作状态或者循环停止状态。
33.通过循环加热组件对加热介质进行加热至设定的温度区间，加热介质的热量通过加热液舱12的壁板传导至冰面，对与船体的艏部接触的位置进行融化，形成薄水层，从而减小冰面的阻力，便于船舶进行后退、脱困。从而使得船舶恢复航行状态，可以再次进行破冰作业。通过上述方式，能够提升破冰的效率。
34.进一步地，加热液舱12包括相互连通的水平段121和倾斜段122，水平段121位于船艏部11的底部，倾斜段122位于船艏部11的倾斜部。利用水平段121能够对位于水平段121以下的冰面进行加热，利用倾斜段122能够对位于倾斜段122处的冰层2进行加热，从而使得与加热液舱12接触的冰层2有效消融，冰层2与船艏部11之间形成薄水层，便于船舶进行脱困。
35.进一步地，加热液舱12的顶面上固定设置有隔热层。通过设置隔热层，能够减少加热液舱12中的加热介质的热量向船舶本体1中辐射，保证加热介质的热量尽可能地对冰层2进行加热，从而保证加热效果。
36.进一步地，循环加热组件包括加热盘管33和循环泵32，加热盘管33设置在加热液舱12中，循环泵32与温度调节系统电连接，且循环泵32的进液口与加热装置31连通，循环泵32的出液口与加热盘管33的进口连通，加热盘管33的出口与加热装置31连通。通过采用循环泵32，能够实现对加热介质进行加热的水或者蒸汽的循环，充分保证热交换的效率。而且将加热盘管33直接盘设在加热介质中，能够保证与加热介质之间的接触面积，保证热交换的效率。在本实施例中，可以根据需要设置多根加热盘管33，进一步提升热交换的效率。通过温度调节系统对加热介质的温度进行检测，并根据加热介质的温度控制循环泵32的启停，能够保证对加热介质进行充分加热的同时，减少能耗。
37.进一步地，循环加热组件还包括开关阀35，开关阀35位于加热装置31以及循环泵
32之间的管路上。通过设置开关阀35，在需要对加热液舱12进行加热时，打开开关阀35，在加热结束或者不需要加热时直接关掉开关阀35。通过设置开关阀35，船员可以根据实际的情况进行介入，在循环加热组件出现故障后，也便于进行检修。
38.进一步地，循环加热组件还包括增压阀34，增压阀34设置在循环泵32的出液口处。通过设置增压阀34，能够对加热盘管33中的介质进行加压，从而提升加热盘管33中单位体积的热量，能够进一步提升热交换的速度，能够快速对加热介质进行升温。快速升温后的加热介质能够加速冰层2的消融，从而加速船舶脱困。
39.进一步地，循环加热组件还包括过滤器36，过滤器36位于循环泵32与加热装置31之间的管路上。通过设置过滤器36，能够将杂质进行滤除，从而防止杂质进入到循环泵32中，对循环泵32造成损害。
40.进一步地，温度调节系统包括温度传感器5，温度传感器5位于加热液舱12，用于采集加热介质的温度，温度传感器5与循环加热组件电连接。通过设置温度传感器5，能够实时对加热介质的温度进行检测，在加热介质的温度低于设定最低温度时，控制循环泵32开启，利用加热装置31加热后的水或者蒸汽对加热介质进行加热，在加热到设定最高温度后，控制循环泵32关闭，停止加热。在本实施例中，设定最低温度为80℃，设定最高温度为90℃。在其他实施例中，可以根据实际的需要设定最低温度和最高温度，在此不做过多限制。
41.进一步地，破冰船还包括介质补充系统4，介质补充系统4与加热液舱12连通，当加热液舱12中的加热介质低于设定液位后，介质补充系统4能够向加热液舱12中进行补液直至到达设定液位。具体地，在加热液舱12中的加热介质出现一定程度的损耗后，利用介质补充系统4进行加热介质的补充，从而保证加热液舱12中的加热介质处于设定的液位。防止加热介质过少导致船艏部11的稳定性下降。
42.进一步地，介质补充系统4包括存储罐41、补液泵42和液位传感器，存储罐41设置在船舶本体1上，用于存储加热介质，补液泵42与存储罐41以及加热液舱12连通，液位传感器设置在加热液舱12中，用于采集加热介质的液位，液位传感器与补液泵42电连接。通过液位传感器实时采集加热液舱12中的液位，在液位低于设定的液位后，控制补液泵42开启，将存储罐41中的加热介质注入到加热液舱12中，直至到达设定液位，然后控制补液泵42关闭。
43.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.具有加热功能的破冰船，其特征在于，包括：船舶本体(1)，于所述船舶本体(1)的船艏部(11)设置有加热液舱(12)，所述加热液舱(12)位于所述船艏部(11)的底部中间位置处，所述加热液舱(12)中充设有加热介质；加热系统(3)，所述加热系统(3)包括加热装置(31)和循环加热组件，所述加热装置(31)设置在所述船舶本体(1)上，所述循环加热组件设置在所述加热液舱(12)中，且所述循环加热组件与所述加热装置(31)连通，所述循环加热组件用于与所述加热介质进行热交换；温度调节系统，所述温度调节系统设置在所述加热液舱(12)中，且所述温度调节系统与所述循环加热组件电连接，所述温度调节系统能够控制所述循环加热组件处于循环工作状态或者循环停止状态。2.根据权利要求1所述的具有加热功能的破冰船，其特征在于，所述加热液舱(12)包括相互连通的水平段(121)和倾斜段(122)，所述水平段(121)位于所述船艏部(11)的底部，所述倾斜段(122)位于所述船艏部(11)的倾斜部。3.根据权利要求1所述的具有加热功能的破冰船，其特征在于，所述加热液舱(12)的顶面上设置有隔热层。4.根据权利要求1所述的具有加热功能的破冰船，其特征在于，所述循环加热组件包括加热盘管(33)和循环泵(32)，所述加热盘管(33)设置在所述加热液舱(12)中，所述循环泵(32)与所述温度调节系统电连接，且所述循环泵(32)的进液口与所述加热装置(31)连通，所述循环泵(32)的出液口与所述加热盘管(33)的进口连通，所述加热盘管(33)的出口与所述加热装置(31)连通。5.根据权利要求4所述的具有加热功能的破冰船，其特征在于，所述循环加热组件还包括开关阀(35)，所述开关阀(35)位于所述加热装置(31)以及所述循环泵(32)之间的管路上。6.根据权利要求4所述的具有加热功能的破冰船，其特征在于，所述循环加热组件还包括增压阀(34)，所述增压阀(34)设置在所述循环泵(32)的出液口处。7.根据权利要求4所述的具有加热功能的破冰船，其特征在于，所述循环加热组件还包括过滤器(36)，所述过滤器(36)位于所述循环泵(32)与所述加热装置(31)之间的管路上。8.根据权利要求1所述的具有加热功能的破冰船，其特征在于，所述温度调节系统包括温度传感器(5)，所述温度传感器(5)位于所述加热液舱(12)，用于采集所述加热介质的温度，所述温度传感器(5)与所述循环加热组件电连接。9.根据权利要求1所述的具有加热功能的破冰船，其特征在于，还包括介质补充系统(4)，所述介质补充系统(4)与所述加热液舱(12)连通，当所述加热液舱(12)中的加热介质低于设定液位后，所述介质补充系统(4)能够向所述加热液舱(12)中进行补液直至到达设定液位。10.根据权利要求9所述的具有加热功能的破冰船，其特征在于，所述介质补充系统(4)包括存储罐(41)、补液泵(42)和液位传感器，所述存储罐(41)设置在所述船舶本体(1)上，用于存储加热介质，所述补液泵(42)与所述存储罐(41)以及所述加热液舱(12)连通，所述液位传感器设置在所述加热液舱(12)中，用于采集所述加热介质的液位，所述液位传感器与所述补液泵(42)电连接。

技术总结
本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种具有加热功能的破冰船，其包括船舶本体，于所述船舶本体的船艏部设置有加热液舱，所述加热液舱位于所述船艏部的底部中间位置处，所述加热液舱中充设有加热介质；加热系统，所述加热系统包括加热装置和循环加热组件，所述加热装置设置在所述船舶本体上，所述循环加热组件设置在所述加热液舱中，且所述循环加热组件与所述加热装置连通，所述循环加热组件用于与所述加热介质进行热交换；温度调节系统，所述温度调节系统设置在所述加热液舱中，且所述温度调节系统与所述循环加热组件电连接。本发明能够提升破冰效率，避免船舶困在冰层中。避免船舶困在冰层中。避免船舶困在冰层中。


技术研发人员：张翔 黄国标 邹洪芙 沈艺伟 向国进
受保护的技术使用者：广船国际有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/6/7