什么是船舶主机膨胀水箱？
船舶主机膨胀水箱，通常简称为 膨胀水箱 或 高位水箱，是安装在船舶主机（主要是大型低速二冲程柴油机）冷却水系统中的一个关键设备，它通常被布置在机舱的最高处，因此也常被称为“高位水箱”。
从本质上讲,它是一个储存主机冷却系统（主要是淡水）的储罐，但其功能远不止是储水，它是一个集多种功能于一体的核心部件。
主要功能
膨胀水箱的设计和存在,主要为了解决以下几个核心问题：
补给系统冷却水
这是最基本的功能,由于主机运行时温度很高，冷却水会通过少量蒸发（尤其是在高温高压的淡水侧）以及系统微小泄漏而损失，膨胀水箱为系统提供了一个持续的补水源，确保冷却液水位保持在正常工作范围内，防止因缺水导致主机过热甚至损坏。
膨胀与收缩
这是“膨胀水箱”名称的由来，冷却水（尤其是淡水）在受热时会膨胀，体积增大；在冷却时则会收缩，体积减小，如果没有膨胀空间，膨胀时系统内压力会急剧升高，可能导致管路、接头、甚至主机部件（如气缸盖）破裂；而收缩时又会形成负压，可能导致管路被外部压力压瘪。 膨胀水箱为这部分因温度变化而引起的体积变化提供了缓冲空间，有效稳定了整个冷却系统的压力。
排放系统空气
在系统首次充水或维护后,管道内不可避免地会混入空气，这些空气会聚集在系统的最高点，形成“气阻”，阻碍冷却水的正常循环，导致局部过热。 膨胀水箱位于系统最高点，可以有效地将这些不凝结气体收集并排出，许多膨胀水箱的顶部都直接通向大气，或者在顶部设有专门的排气阀，方便操作人员手动或自动排放空气。
补充化学药剂
为了防止主机冷却水系统（特别是淡水侧）发生腐蚀、结垢和生物污染，需要定期向水中添加化学药剂，如缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂。 膨胀水箱是添加这些药剂的理想入口，由于水箱内的水与整个系统循环相通，药剂可以随着循环水均匀地分布到整个冷却系统。
系统定压
膨胀水箱通常开口通向大气,其液面高度为整个冷却系统提供了一个恒定的、参考的压力基准（即静水压力），这个压力可以确保系统在所有工况下（包括水泵入口）都能保持一定的正压，防止水泵入口处因压力过低产生“汽蚀”（Cavitation）现象，保证水泵的正常工作。
观察与报警
膨胀水箱通常装有液位计，用于直观地观察系统内的冷却水量，许多现代船舶还配备有高/低液位开关，当液位过高或过低时，开关会触发声光报警，提醒轮机员注意，可能的原因包括：
- 低液位：系统泄漏、冷却水蒸发过量、补水故障。
- 高液位：系统补水过多、冷却水温度异常低导致收缩不足。
典型结构与部件
一个典型的膨胀水箱通常包含以下部分：
- 箱体：通常由碳钢或不锈钢制成，内部可能涂有防腐涂层。
- 连接管路：
- 溢流管：连接至舱底或专门的溢流柜，当水箱水位过高时，多余的水会通过此管路排出，防止溢出到机舱。
- 补给管：连接至淡水系统或淡水舱，用于自动或手动向系统补水。
- 循环/泄放管：连接至主机的淡水冷却回路，通常是靠近水泵的吸入口，形成一个小的循环，保证水箱内的水也是流动的，温度均匀。
- 附件：
- 液位计：玻璃管式或磁翻柱式，用于观察水位。
- 高/低液位开关：用于发出报警信号。
- 温度计：监测水箱内水的温度。
- 人孔盖：用于定期内部检查、清洁和添加化学药剂。
- 呼吸阀/大气管：保持水箱与大气相通，平衡压力。
- 泄放阀：位于箱体底部，用于完全排空水箱内的水，以便维修。
运行与维护要点
膨胀水箱的健康状态直接关系到主机的安全运行,因此需要精心维护：
- 保持正常液位：液位应保持在液位计的中间刻度附近，过低会导致报警和系统缺水风险；过高则可能通过溢流管浪费淡水和化学药剂。
- 定期排气：在主机启动后或系统维护后，应检查并打开排气阀，直到有连续的水流排出，确保系统内无空气。
- 控制水质：定期取样化验水箱内的冷却水，根据化验报告添加或补充化学药剂，以维持水质指标（如pH值、离子浓度、浓度倍数等）在合格范围内。
- 检查泄漏：定期检查水箱本体、各连接管路、阀件有无泄漏迹象。
- 定期排污：通过底部的泄放阀，定期少量排放底部的沉积物，以保证水质清洁。
- 清洁与检查：利用计划修船的机会，打开人孔盖，对水箱内部进行检查和清洁，清除水垢和腐蚀产物。
船舶主机膨胀水箱绝不是一个简单的“水桶”，它是整个冷却系统的“心脏”和“调节器”，集补水、定压、缓冲、排气、加药五大功能于一体，它的正确运行和有效维护，是确保主机长期、稳定、安全工作的基本前提，是轮机管理中不可或缺的一环。
