Пластинчатые теплообменники Феникс в судостроении

Как происходит теплообмен

Теплообменом называют передачу теплоты от одной среды к другой. Происходит это путем подачи теплоносителя, изменяющего температуру потока. Для нагрева чаще всего используют водяной пар, нагнетаемый под низким давлением. Процесс охлаждения осуществляют при помощи забортной воды.

Применение судовых теплообменников

Основная функция теплообменной установки заключается в передаче тепла изолированными друг от друга средами. Простейший пример — машинное масло, вязкость которого надо снизить для смазывания главного двигателя, и водяной пар в качестве теплоносителя.

В судостроении теплообменное оборудование выполняет следующие функции:

• охлаждение двигателя и связанных с ним механизмов;
• охлаждение гидравлической и смазочной жидкостей;
• вентиляция или кондиционирование помещений;
• подготовка воды к опреснению;
• подогрев топлива и другие.

По своему назначению судовые теплообменные устройства делятся на следующие группы. Подогреватели и охладители меняют температуру технических жидкостей. Также данное оборудование используется для сохранения необходимых условий в рабочих и жилых помещениях. Конденсаторы и испарители. Их используют для изменения агрегатного состояния рабочего вещества. Например, опреснение воды происходит путём дистилляции.

В настоящее время на судах используют рекуперативные теплообменные аппараты. В таких устройствах теплоносители изолированы стенками, формирующими поверхность теплообмена.

Иногда применяют аппараты смесительного типа. Такое оборудование предполагает контакт двух потоков в ходе работы.

Теплообменники обеспечивают экономичную и бесперебойную работу судовых энергетических систем и органов управления.

Типы, устройство и принцип работы

Теплообменные агрегаты, установленные на судне, должны быть просты в обслуживании. Отсутствие доступного берегового обслуживания  во время работы в море обуславливает высокие требования к надежности аппаратуры. При изготовлении подобного оборудования используют материалы устойчивые к эрозии и коррозии. Изделия должны выдерживать ударные нагрузки, изменения длины корпуса из-за перепада температур.

Наиболее подходящие по конструкции и функционалу — кожухотрубные и пластинчатые.

Кожухотрубные

Такие теплообменники состоят из пучков труб, расположенных в отдельной камере. Эти детали изготавливают из меди, латуни, нержавеющей или углеродистой стали. Система труб закреплена на трубных решетках, которые находятся в кожухе из листового металла. По краям кожуха установлены крышки на фланцах. Конструкция имеет несколько входов и выходов, предназначенных для охлаждаемой и нагреваемой сред.

В пучки труб нагнетается вещество, температуру которого надо понизить, например, водяной пар. В кожух теплообменного аппарата подается охладитель. В процессе теплообмена пар конденсируется, а конденсат выводится через выходной патрубок. При этом охладитель поглощает часть тепла от пара и нагревается. Далее образовавшаяся жидкость охлаждается в конденсаторе при допустимой норме переохлаждения не выше 0,.5–1 °С. В противном случае в тепловом контуре может произойти потеря теплоты. Воздух в конденсаторе постоянно отводится. По такому же принципу происходит процесс нагрева.

Пластинчатые

Теплообменник подобного типа представляет собой систему пластин, с уплотнителями. Эти части установлены на раме и располагаются между неподвижной и нажимной плитами. Конструкция закреплена стяжками.

Внутри теплообменника рифленые пластины повернуты друг относительно друга на 180°. Они имеют отверстия, при последовательном расположении образующие распределительные коллекторы. Между пластинами образуются небольшие полости. Такое размещение позволяет чередовать горячий и холодный потоки. Уплотнители предотвращают их смешивание. Угловое рифление создает турбулентность, улучшая теплопередачу. Изолированные рабочие среды противотоком перемещаются сквозь коллекторы.

Преимущества

Основные достоинства кожухотрубного теплообменного оборудования — невысокая стоимость, долговечность, устойчивость к гидравлическому удару.

Пластинчатые теплообменные аппараты в 2–3 раза меньше кожухотрубных и легче в 3–4 раза. Это достигается за счёт толщины пластин в пределах 0,6–0,8 мм. Такое оборудование проще чистить и ремонтировать. Для разбора не требуется большая площадь, что облегчает обслуживание в ограниченном пространстве.

Как выбрать

Чтобы подобрать судовое теплообменное оборудование, обратите внимание на следующие критерии:

• Тип и химические свойства рабочей среды. Для агрессивных условий подойдут теплообменники из химически нейтральных сплавов. При выборе нужно учитывать вязкость, теплоемкость и теплопроводность вещества. Это упростит работу с нестандартными или смешанными средами.
• Температура рабочих сред на входе и выходе системы. Данным показателем определяется эффективность теплообменного оборудования. Зная этот параметр, можно подобрать устройство под конкретные задачи – обеспечение работы механизмов, опреснение воды, нагрев или охлаждение технических жидкостей.
• Предельная температура и давление окружающей среды. Теплообменники должны выдерживать резко меняющиеся условия эксплуатации.
• Объем нагреваемого вещества и скорость передачи тепла. Опираясь на этот показатель, можно подобрать устройство под любые тепловые нагрузки.
• Допустимые потери напора потоков. Резкое изменение давления не должно вызвать сбой в работе систем.

Помимо этого, при выборе теплообменного устройства стоит учитывать технические характеристики и параметры конкретного судна. К ним относятся:

• Назначение;
• Производительность;
• Параметры систем управления и обеспечения и другие.

Знание этих нюансов поможет определиться не только с типом и назначением аппарата, но и с конкретной моделью.

Компания «Феникс» предлагает большой выбор судовых теплообменников. Для оформления заказа оставьте заявку на сайте. Наши специалисты помогут подобрать вариант с оптимальными для ваших задач рабочими параметрами. Также вы можете воспользоваться онлайн-сервисом расчета и подбора теплообменного оборудования.