[发明专利]一种深海用水下复合散热系统及方法

说明书

本发明属于水下装备技术领域，具体说是一种深海用水下复合散热系统及方法。包括：控制器、耐压舱外壳、耐压换热组件、散热系统以及隔热层；控制器与散热系统连接，且控制器和散热系统均设于耐压舱外壳内；隔热层设于耐压舱外壳内，耐压舱外壳内焊接有封闭的耐压舱夹层，所述隔热层贴附安装在耐压舱夹层的舱内壁上，以将其与舱内设备隔开；耐压换热组件插设入耐压舱外壳内的耐压舱夹层，耐压换热组件外露且固设于耐压舱外壳外；散热系统与耐压舱夹层连接；散热系统通过通海口连入耐压舱外壳外；所述耐压舱夹层内设有相变液。本发明充分利用舱内空间，采用液冷与相变换热相结合的方式，适用于耐压舱壳较厚且材料导热系数低的水下密闭环境中使用。

技术领域

本发明属于水下装备技术领域，具体说是一种深海用水下复合散热系统及方法。

背景技术

深海用电气设备一般安装在耐压舱中，工作条件为密闭环境，考虑到海水腐蚀及舱外高压水的影响，舱壳材料往往选择屈服强度较高、耐腐蚀性强的钛合金材质，这种材质的导热系数较铝合金、铜合金差很多，在兼顾考虑噪声控制方面的需求时，往往还会在舱壳外部和内部包覆一层隔音材料，整个系统外壳近似一个绝热结构，舱内发热元件及设备常用的自然对流及贴壁散热的换热方式不能满足设备的运行温度要求，因此，需要设计一种散热能力强、能耗较低的冷却散热装置。

发明内容

本发明目的是提供一种通过相变液或液冷方式的深海用水下复合散热系统及散热方法，以克服上述耐压舱得不到散热的缺陷。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种深海用水下复合散热系统，包括：控制器、耐压舱外壳、耐压换热组件、散热系统以及隔热层；

所述控制器与散热系统连接，且控制器和散热系统均设于耐压舱外壳内；

所述隔热层设于耐压舱外壳内，耐压舱外壳内焊接有封闭的耐压舱夹层，所述隔热层贴附安装在耐压舱夹层的舱内壁上，以将其与舱内设备隔开；

所述耐压换热组件插设入耐压舱外壳内的耐压舱夹层，耐压换热组件外露且固设于耐压舱外壳外；

所述散热系统与耐压舱夹层连接；散热系统通过通海口连入耐压舱外壳外；所述耐压舱夹层内设有相变液。

所述散热系统，包括：海水循环泵、海水换热器、水冷板、缓冲水罐、内循环泵以及螺旋散热盘管；

所述海水循环泵的输入端通过通海口连入耐压舱外壳外，用于抽取舱外海水；海水循环泵的输出端通过管接口与海水换热器的冷侧输入端连接；

所述海水换热器的热侧输出端通过冷却管路与螺旋散热盘管的输入端连接，所述螺旋散热盘管的输出端通过输出管路与水冷板的输入端连接，所述水冷板的输出端通过换热管路与海水换热器的热侧输入端；

在所述冷却管路上设有内循环泵，以驱动海水换热器热侧流体的循环流动，海水循环泵实现散热系统冷却海水的循环；

所述内循环泵与海水换热器之间的连接管路上并联设有缓冲水罐，以在水温升高时缓解管路内的压力；

所述海水换热器的冷侧输出端还通过通海口接入至耐压舱外壳外，以使经换热后的海水排出；

所述海水循环泵和内循环泵均与控制器连接，用于接收将接受到上位机的控制信号以指令形式控制海水循环泵和内循环泵的转速和启停。

所述海水换热器为蛇形盘管结构，在蛇形盘管结构内设有小于管径蛇形盘管的同心管；

蛇形盘管与同心管之间的间隙层设有冷却液；

所述海水循环泵与同心管连接，同心管另一端连入耐压舱外壳外；所述换热管路与蛇形盘管连接，使换热管路与间隙层连通；

所述海水换热器的冷侧输出端处的同心管通过通海口连入耐压舱外壳外，所述内循环泵的输入端与蛇形盘管连接，使内循环泵的输入端与间隙层连通。