Системы охлаждения энергетической установки служат для отвода теплоты от рабочих втулок, крышек, поршней главных и вспомогательных дизелей, для охлаждения масла и воздуха (в двигателях с надувом). В современных дизельных установках таких систем четыре:
1) система охлаждения пресной водой цилиндровых втулок, крышек и газовых турбин;
2) системы охлаждения пресной водой или маслом головок поршней;
3) система охлаждения пресной водой, маслом или топливом форсунок;
4) система охлаждения забортной водой пресной воды и масла в системах охлаждения и смазки и охлаждения воздуха в системе наддува.
Принципиальная схема системы охлаждения зависит от рода жидкости, охлаждающей форсунки и поршни. Двигатели, у которых поршни охлаждаются маслом, а форсунки – топливом, имеют один контур пресной воды, который служит для охлаждения втулок, крышек, цилиндров и корпусов газотурбонагревателей; для охлаждения поршней; для охлаждения форсунок.
Каждый контур обслуживается своими циркуляционными насосами, теплообменниками и расширительной цистерной. Основным преимуществом такой системы является то, что пресная вода, охлаждающая цилиндры, не загрязняется маслом, попадающим в систему с поверхности труб телескопического устройства охлаждения поршней, и топливом, которое может попадать в воду через плоскость разъема форсунок.
Принципиальная схема контура пресной воды (рис. 3) для охлаждения цлиндров и газотурбокомпрессоров (ГТК) включает циркуляционные насосы 5, расширительную цистерну 13, водоохладители 4, включенные параллельно, байпасный клапан 3, управляемы термодатчиком, водяные коллекторы 7 и 1. Насосы подают воду в коллектор 7, откуда она поступает на охлаждение цилиндров и корпусов 8 ГТК и выходит в коллектор 1. Воду, выходящую из двигателя и корпусов ГТК, можно пропускать через водоохладители или пропускать часть воды через байпасный клапан 3 в приемную полость насосов помимо водоохладителя, поддерживая заданную температуру на всех режимах работы двигателя. Труба 10 соединяет приемные полости насосов с расширительной цистерной, обеспечивая необходимый подпор. Воздух и водяные пары вместе с водой отводятся из полостей охлаждения двигателя и ГТК по трубам 15 в расширительную цистерну. Труба 12 служит для пополнения воды в системе. По трубе 11, в которой имеется смотровое стекло. Вода из расширительной цистерны в случае ее переполнения переливается в междудонную. Воздух и пары воды удаляются из системы в атмосферу по трубе 14. При подготовке главного двигателя к пуску горячая вода, выходящая из системы охлаждения дизель –генераторов, поступает в коллектор 7. При работе главного двигателя дизель-генераторы могут охлаждаться водой, которая отводится по трубам 2,9 или 6.
Рис. 3 Принципиальная схема контура пресной воды системы охлаждения.
Система пресной воды, так же как и система забортной воды, во время хода обслуживается главным насосом пресной воды, а на стоянке – портовым насосом пресной воды. Для судов с неограниченным районом плавания в системе охлаждения устанавливают два водоохладителя, каждый из которых обеспечивает отвод теплоты при нагрузке главного двигателя 60 %, вспомогательных двигателей 100% и температуре забортной воды 300С.
Давление воды в системе охлаждения для каждого типа установки указывают в инструкции. Оно составляет 0,15-0,25 МПа, причем давление в системе пресной воды должно быть на 0,03-0,05 МПа больше, чем в системе забортной воды. Это нужно для того, чтобы при нарушении плотности холодильников забортная вода не могла попасть в систему пресной воды.
Температуру входящей и выходящей воды также указывают в инструкции. Она должна быть в пределах 50-600С на входе и 60-700С на выходе. В высокооборотных тронковых дизелях температура воды на выходе из дизеля поддерживается в пределах 75-900С. Температура пресной воды в системе охлаждения регулируется перепуском выходящей из дизеля воды мимо водоохладителя во всасывающую магистраль насоса 5. Перепуск воды осуществляется регулятором температуры, который открывает клапан 3 или заслонку для перепуска воды мимо холодильника.
Схема системы забортной воды показана на рис. 4. Вода из бортовых 10 или днищевых 12 кингстонов через фильтры 11 поступает к насосам забортной воды 9. Работающий насос подает ее к водо — водяным охладителям 6, к маслоохладителям 7 и воздухоохладителю 4. Все теплообменники включены параллельно. Маслоохладитель 7 и воздухоохладитель 4 имеют байпасные трубопроводы 5, позволяющие регулировать температуру масла и продувочного воздуха путем перепуска части воды мимо охладителей. Через клинкеты 1 правого и левого бортов вода уходит за борт. Трубопровод рециркуляции 2 при плавании во льдах перепускает часть воды в кингстонный ящик, откуда она вместе с водой, поступающей из кингстона, направляется в приемную полость насоса. Тем самым исключается срыв подачи воды при засорении кингстона мелким льдом или при замерзании его приемной решетки. Для прокачки всех теплообменников используют балластный насос 8, который принимает воду из носовых цистерн, подает ее по системе забортной воды, а затем по трубе 3 она идет в кормовую цистерну. Зная производительность насоса и емкость цистерн, производят попеременную перекачку воды с носа на корму и обратно, не останавливая насоса. По трубам 13 вода идет на прокачку теплообменников дизель – генераторов и компрессоров.
Рис. 4 Схема контура системы охлаждения забортной водой.