管式海水冷却器是利用海水作为冷却介质，通过热交换原理将工艺流体（如工业设备、船舶引擎或发电厂循环水）的热量传递给海水，从而实现降温的装置。其核心在于高效传热和应对海水腐蚀性、生物污染等挑战的特殊设计。

 以下是其冷却实现方式及关键技术细节：

一、管式海水冷却器基本工作原理

1. 热交换结构
   通常采用管壳式换热器（列管式）设计：

• 管程：工艺流体（高温）在金属管内流动。

• 壳程：海水在管外（壳侧）逆向或错流通过，吸收热量后排出。

• 传热路径：热量通过管壁从工艺流体传导至海水，海水升温后排放至海洋或循环冷却系统。

2. 冷却流程

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• 高温工艺流体进入管程 → 海水泵抽取海水进入壳程 → 逆流/错流传热 → 冷却后的工艺流体输出，吸热后的海水排放。

二、管式海水冷却器应对海水特性的关键技术

海水具有高盐度、腐蚀性强、含微生物及悬浮物等特点，需通过以下设计保证长期稳定运行：

1. 耐腐蚀材料选择

• 管材：

• 钛合金：抗海水腐蚀性能 ，广泛用于核电站、船舶。

• 铜镍合金（如90/10 Cu-Ni）：耐腐蚀且抑制生物附着，用于船舶冷却器。

• 双相不锈钢（如2205）：成本低于钛，适用于中等腐蚀环境。

• 壳体：

• 碳钢+橡胶衬里/环氧涂层，或直接采用玻璃钢（FRP）等非金属材料。

2. 防生物污染设计

• 电解防污系统：

• 在海水入口安装铜/铝电极，电解产生铜离子（抑藻）和（絮凝悬浮物），防止微生物附着。

• 机械清理：

• 定期通过海绵球自动清洗系统（胶球泵）在管程内循环擦洗，去除管内壁软垢。

• 化学处理：

• 注入次氯酸钠（NaClO）或臭氧，杀灭贝类、藻类幼虫（需控制剂量避免污染海洋）。

3. 防堵塞与过滤

• 多层过滤：

• 粗滤格栅（拦截大型杂物）→ 自清洗滤网（精度1~5mm）→ 旋流分离器（去除砂粒）。

• 流速控制：

• 壳程海水流速≥1.5m/s，减少悬浮物沉积（低速易结垢）。

4. 防腐涂层与阴极保护

• 管板及管口：

• 喷涂环氧树脂或聚氨酯涂层，防止电化学腐蚀。

• 牺牲阳极：

• 在壳体内安装锌/镁合金块，优先腐蚀以保护主体金属。

• 外加电流保护：

• 通过直流电源向壳体施加阴极电流，抵消海水腐蚀（用于大型设备如LNG船冷却器）。

三、典型应用场景

1. 船舶引擎冷却

• 柴油机缸套水通过钛管冷却器用海水降温，维持引擎工作温度。

• 案例：远洋货轮采用铜镍合金管，配合电解防污系统延长维护周期。

2. 滨海发电厂

• 冷凝器用海水冷却汽轮机排出的蒸汽，维持真空效率。

• 案例：核电站使用全钛管冷却器，耐高温海水腐蚀。

3. 海水淡化厂

• 多效蒸馏（MED）或反渗透（RO）工艺中，用海水冷却浓缩盐水。

4. 石油平台

• 冷却钻井设备润滑油及天然气压缩后的高温气体。

四、运行维护要点

1. 日常监控

• 温差监测：管程进出口温差异常增大可能提示结垢或堵塞。

• 泄漏检测：定期化验排放海水是否混入工艺流体（如油污）。

2. 定期维护

• 化学清洗：每6~12个月用酸性清洗剂（如稀释盐酸）去除碳酸盐垢。

• 机械清洗：高压水枪冲洗壳程沉积物，胶球清洗管程。

3. 阳极更换

• 每2~3年检查牺牲阳极腐蚀程度，剩余不足50%需更换。

五、与淡水冷却器的对比