§ 4-3 冷却管路
（ cooling water system）
2010-5-18 2
一、冷却管路的功用及形式
（一）功用
? 在柴油机中, 燃料燃烧放出的热大约 45-50%转换为有用功,
25-35%要从活塞, 气缸等部件散出, 其余由排气带出 。 为
保证受热部件温度不致过高而影响工作, 必须供给冷却液 。
? 船舶柴油机动力装置中须散热冷却的机械设备有：（ 1）
主、辅柴油机，包括气缸、活塞、喷油器、增压器等；
（ 2）主辅机的滑油冷却器、淡水冷却器等热交换器；（ 3）
轴系中的齿轮箱、轴承、尾轴管等；（ 4）空压机、冷凝
器等。
2010-5-18 3
? 功用, 对需散热的机械设备提供足够的淡
水, 江水, 海水或冷却油进行冷却, 以保证
其在一定温度范围内可靠地工作 。
2010-5-18 4
（二）冷却管路的形式
1,开始冷却管路
? 直接用舷外的水对主, 辅机进行冷却, 由称为直接冷
却 。
（ 1） 工作原理
1-海底门；
2-通海阀；
3-滤器；
4-海水冷却泵；
5-温度调节器；
6-滑油冷却器；
7-主机；
8-单向阀
2010-5-18 5
（ 2） 优缺点
? 优点, 管路设备少, 管路简单, 维护方便, 水源丰富 。
? 缺点,
1） 冷却水质差 。 江, 河水中由各种杂质, 浮油, 进入冷却
空间后, 会造成堵塞或附着在冷却表面；海水对金属有腐
蚀作用, 并会在冷却空间沉积水垢, 使传热条件变坏, 金
属壁过热受损；
2） 舷外水温度变化大 。 舷外水温受季节, 航区的影响很大,
不利于进入柴油机冷却 。
? 因此, 开式冷却只能用于小型柴油机和对冷却水要求不十
分严格的各种热交换器, 空压机, 排气管, 尾轴管等 。
2010-5-18 6
2,闭式冷却
? 用淡水对主辅机进行冷却, 再用舷外水冷却淡水, 又
称间接冷却 。
（ 1）工作原理
1-淡水冷却器
2-膨胀水箱；
3-主机；
4-海水冷却泵；
5-通海法；
6-海底门；
7-滑油冷却器；
8-淡水冷却器
2010-5-18 7
（ 2） 膨胀水箱
功用, 1） 提供热胀冷缩的空间； 2） 透气；
3） 补充淡水泵吸入压头；
4） 补充管路中淡水的损失 。
（ 3） 优缺点
? 优点, 淡水水质好, 不会产生堵塞和析盐现象, 积垢少,
利于控制柴油机进, 出水温度；
? 缺点, 设备多, 管路复杂, 维修管理不便 。
? 广泛应用于大中型船舶 。
2010-5-18 8
3,集中式冷却
? 也是一种闭式冷却管路 。
? 优点, 缩短了海水管路, 减少了海水对管路的腐蚀；
有些分冷器由于用淡水冷却, 对材质要求低, 使管路
造价有所降低, 并便于管理与安装 。
? 缺点,消耗的淡水量大 。
? 用于航行于海洋的大型船舶 。
2010-5-18 9
集中式冷却的几种方案：
1） 独立式高, 低温冷却系统 （ 图 1 ）
海水泵 低温淡水冷却器 高温淡水冷却器
主机空冷器 滑油冷却器
主机 1
主机 2
主机
低温淡水
高温淡水
海水
低温
淡水
泵
高温
淡水
泵
图 1
2010-5-18 10
2）交叉式高、低温冷却水系统 (图 2)
图 2
低温淡水
高温淡水
海水
2010-5-18 11
3）混合式高、低温冷却系统（图 3）
图 3
2010-5-18 12
4,舷外自然冷却
? 也是一种闭式冷却方式 。 于一般闭式冷却管路相比,
就是把海水对淡水的冷却移至舷外, 把淡水冷却器装
在船舶水线以下船壳的外板上, 利用舷外水进行自然
冷却 。
? 优点,省去了海水泵及其管路, 并减少了驱动海水泵
的动力；减少了维护管理的工作量 。
? 缺点,冷却器安装于舷外, 易撞坏；舷外冷却器的材
质要求好, 初建费增加 。
2010-5-18 13
二、对冷却管路的要求
1,船舶机舱至少设两个海底门, 一个高位海底门, 一个低位海底门, 布
置在船舶的左右舷 。 海底门应尽量设在机舱前部, 以避免吸入空气和污
水 。
2,海底门应设格栅或孔板, 以阻挡泥沙, 杂质进入海水管路 。 海水箱上
应设透气管, 压缩空气管和蒸汽管, 以便吹除污物和冰粒等 。
3、排水口排出用过的污水，通常布置在海底门或吸水口之后，并尽可能
使两者远离。
4、除主机自带水泵外，还必须设独立驱动的备用泵，小型船舶可用其它
足够排量的泵代替。海水泵的布置要考虑船舶的最低赤水，应使水泵的
叶轮常处于吃水线下，且在船舶正常的情况下可由任一海底门吸水。
2010-5-18 14
5、海水管路的布置应满足对对各种设备的压力和温度参数的要求，
力求设备能量小、管路短、方便操纵和检修等。
6、采用闭时冷却时，每台主机应有独立的闭式冷却管路。为防止污
染，主机淡水管路 分为三路：缸套淡水管路、活塞淡水管路和喷油
器淡水管路。在海水和淡水管路间设连通管，中间设阻隔阀，以便
闭式冷却管路发生故障时，用海水进行冷却。
7,航行于海洋中的船舶, 当采用海水直接冷却时, 必须采取在冷却
水套内插新棒防腐措施 。 附件及海水箱等, 均应有防蚀保护措施 。
8,主海底阀及舱底水应急吸口的截止阀的操作手轮应高于花铁板至
少 460mm,小型船舶布置困难时可例外 。
2010-5-18 15
三, 主要设备及其估算
（ 一 ） 膨胀水箱 （ expansion tank）
? 膨胀水箱是由钢板焊接成的箱体, 其上设有注入管,
透气管, 溢流管和液位计等, 并加盖 。 膨胀水箱的大
小, 应能满足管路中淡水受热膨胀的需要, 能及时向
管路中补充淡水 。
1-本体； 2-补水管； 3-手孔箱； 4-
膨胀管； 5-液位计； 6-透气管； 7-
溢流管； 8-排污管
2010-5-18 16
（ 二 ） 冷却水泵 （ cooling water pump）
1,淡水冷却泵 (fresh water cooling pump)
? 其排量一般根据淡水须带走的热量进行计算 。
? 对许多种, 低速柴油机来说, 淡水冷却泵是由柴油机
本身带动的；对于大型低速柴油机, 由于缸套冷却淡
水和活塞冷却淡水管路是互为独立的, 故须另设缸套
淡水冷却泵和活塞淡水冷却泵, 单独由电动机驱动 。
2,海水冷却泵 (sea water cooling pump)
? 其排量根据海水须带走的热量进行计算。
2010-5-18 17
（ 三 ） 冷却器 （ cooler）
? 就是一种热交换器 。 在冷却管路里有淡水冷却器 （ 如
用海水冷却淡水 ）, 滑油冷却器 （ 用淡水或海水冷却
滑油 ）, 中央冷却器 （ 用于集中式冷却管路 ） 等 。
? 船用冷却器结构主要有 壳管式, 套管式和板式 。 壳管
式用得最普遍, 板式冷却效果较好, 但价格较贵 。
板式热交换器
2010-5-18 18
（ 四 ） 温度调节器
? 温度调节器主要包括两部
分：一是三通阀, 使从柴
油机出来的热水, 一路通
向淡水冷却器, 另一路通
到淡水冷却泵进口；二是
感温机构, 主要由感温体
和调节阀组成 。
温度调节器结构示意图
1-本体； 2-波纹管； 3-调节阀
2010-5-18 19
? 实例分析
2010-5-18 20
2010-5-18 21
2010-5-18 22
（ cooling water system）
2010-5-18 2
一、冷却管路的功用及形式
（一）功用
? 在柴油机中, 燃料燃烧放出的热大约 45-50%转换为有用功,
25-35%要从活塞, 气缸等部件散出, 其余由排气带出 。 为
保证受热部件温度不致过高而影响工作, 必须供给冷却液 。
? 船舶柴油机动力装置中须散热冷却的机械设备有：（ 1）
主、辅柴油机，包括气缸、活塞、喷油器、增压器等；
（ 2）主辅机的滑油冷却器、淡水冷却器等热交换器；（ 3）
轴系中的齿轮箱、轴承、尾轴管等；（ 4）空压机、冷凝
器等。
2010-5-18 3
? 功用, 对需散热的机械设备提供足够的淡
水, 江水, 海水或冷却油进行冷却, 以保证
其在一定温度范围内可靠地工作 。
2010-5-18 4
（二）冷却管路的形式
1,开始冷却管路
? 直接用舷外的水对主, 辅机进行冷却, 由称为直接冷
却 。
（ 1） 工作原理
1-海底门；
2-通海阀；
3-滤器；
4-海水冷却泵；
5-温度调节器；
6-滑油冷却器；
7-主机；
8-单向阀
2010-5-18 5
（ 2） 优缺点
? 优点, 管路设备少, 管路简单, 维护方便, 水源丰富 。
? 缺点,
1） 冷却水质差 。 江, 河水中由各种杂质, 浮油, 进入冷却
空间后, 会造成堵塞或附着在冷却表面；海水对金属有腐
蚀作用, 并会在冷却空间沉积水垢, 使传热条件变坏, 金
属壁过热受损；
2） 舷外水温度变化大 。 舷外水温受季节, 航区的影响很大,
不利于进入柴油机冷却 。
? 因此, 开式冷却只能用于小型柴油机和对冷却水要求不十
分严格的各种热交换器, 空压机, 排气管, 尾轴管等 。
2010-5-18 6
2,闭式冷却
? 用淡水对主辅机进行冷却, 再用舷外水冷却淡水, 又
称间接冷却 。
（ 1）工作原理
1-淡水冷却器
2-膨胀水箱；
3-主机；
4-海水冷却泵；
5-通海法；
6-海底门；
7-滑油冷却器；
8-淡水冷却器
2010-5-18 7
（ 2） 膨胀水箱
功用, 1） 提供热胀冷缩的空间； 2） 透气；
3） 补充淡水泵吸入压头；
4） 补充管路中淡水的损失 。
（ 3） 优缺点
? 优点, 淡水水质好, 不会产生堵塞和析盐现象, 积垢少,
利于控制柴油机进, 出水温度；
? 缺点, 设备多, 管路复杂, 维修管理不便 。
? 广泛应用于大中型船舶 。
2010-5-18 8
3,集中式冷却
? 也是一种闭式冷却管路 。
? 优点, 缩短了海水管路, 减少了海水对管路的腐蚀；
有些分冷器由于用淡水冷却, 对材质要求低, 使管路
造价有所降低, 并便于管理与安装 。
? 缺点,消耗的淡水量大 。
? 用于航行于海洋的大型船舶 。
2010-5-18 9
集中式冷却的几种方案：
1） 独立式高, 低温冷却系统 （ 图 1 ）
海水泵 低温淡水冷却器 高温淡水冷却器
主机空冷器 滑油冷却器
主机 1
主机 2
主机
低温淡水
高温淡水
海水
低温
淡水
泵
高温
淡水
泵
图 1
2010-5-18 10
2）交叉式高、低温冷却水系统 (图 2)
图 2
低温淡水
高温淡水
海水
2010-5-18 11
3）混合式高、低温冷却系统（图 3）
图 3
2010-5-18 12
4,舷外自然冷却
? 也是一种闭式冷却方式 。 于一般闭式冷却管路相比,
就是把海水对淡水的冷却移至舷外, 把淡水冷却器装
在船舶水线以下船壳的外板上, 利用舷外水进行自然
冷却 。
? 优点,省去了海水泵及其管路, 并减少了驱动海水泵
的动力；减少了维护管理的工作量 。
? 缺点,冷却器安装于舷外, 易撞坏；舷外冷却器的材
质要求好, 初建费增加 。
2010-5-18 13
二、对冷却管路的要求
1,船舶机舱至少设两个海底门, 一个高位海底门, 一个低位海底门, 布
置在船舶的左右舷 。 海底门应尽量设在机舱前部, 以避免吸入空气和污
水 。
2,海底门应设格栅或孔板, 以阻挡泥沙, 杂质进入海水管路 。 海水箱上
应设透气管, 压缩空气管和蒸汽管, 以便吹除污物和冰粒等 。
3、排水口排出用过的污水，通常布置在海底门或吸水口之后，并尽可能
使两者远离。
4、除主机自带水泵外，还必须设独立驱动的备用泵，小型船舶可用其它
足够排量的泵代替。海水泵的布置要考虑船舶的最低赤水，应使水泵的
叶轮常处于吃水线下，且在船舶正常的情况下可由任一海底门吸水。
2010-5-18 14
5、海水管路的布置应满足对对各种设备的压力和温度参数的要求，
力求设备能量小、管路短、方便操纵和检修等。
6、采用闭时冷却时，每台主机应有独立的闭式冷却管路。为防止污
染，主机淡水管路 分为三路：缸套淡水管路、活塞淡水管路和喷油
器淡水管路。在海水和淡水管路间设连通管，中间设阻隔阀，以便
闭式冷却管路发生故障时，用海水进行冷却。
7,航行于海洋中的船舶, 当采用海水直接冷却时, 必须采取在冷却
水套内插新棒防腐措施 。 附件及海水箱等, 均应有防蚀保护措施 。
8,主海底阀及舱底水应急吸口的截止阀的操作手轮应高于花铁板至
少 460mm,小型船舶布置困难时可例外 。
2010-5-18 15
三, 主要设备及其估算
（ 一 ） 膨胀水箱 （ expansion tank）
? 膨胀水箱是由钢板焊接成的箱体, 其上设有注入管,
透气管, 溢流管和液位计等, 并加盖 。 膨胀水箱的大
小, 应能满足管路中淡水受热膨胀的需要, 能及时向
管路中补充淡水 。
1-本体； 2-补水管； 3-手孔箱； 4-
膨胀管； 5-液位计； 6-透气管； 7-
溢流管； 8-排污管
2010-5-18 16
（ 二 ） 冷却水泵 （ cooling water pump）
1,淡水冷却泵 (fresh water cooling pump)
? 其排量一般根据淡水须带走的热量进行计算 。
? 对许多种, 低速柴油机来说, 淡水冷却泵是由柴油机
本身带动的；对于大型低速柴油机, 由于缸套冷却淡
水和活塞冷却淡水管路是互为独立的, 故须另设缸套
淡水冷却泵和活塞淡水冷却泵, 单独由电动机驱动 。
2,海水冷却泵 (sea water cooling pump)
? 其排量根据海水须带走的热量进行计算。
2010-5-18 17
（ 三 ） 冷却器 （ cooler）
? 就是一种热交换器 。 在冷却管路里有淡水冷却器 （ 如
用海水冷却淡水 ）, 滑油冷却器 （ 用淡水或海水冷却
滑油 ）, 中央冷却器 （ 用于集中式冷却管路 ） 等 。
? 船用冷却器结构主要有 壳管式, 套管式和板式 。 壳管
式用得最普遍, 板式冷却效果较好, 但价格较贵 。
板式热交换器
2010-5-18 18
（ 四 ） 温度调节器
? 温度调节器主要包括两部
分：一是三通阀, 使从柴
油机出来的热水, 一路通
向淡水冷却器, 另一路通
到淡水冷却泵进口；二是
感温机构, 主要由感温体
和调节阀组成 。
温度调节器结构示意图
1-本体； 2-波纹管； 3-调节阀
2010-5-18 19
? 实例分析
2010-5-18 20
2010-5-18 21
2010-5-18 22
