Судовые теплообменные аппараты

Теплообменные аппараты, используемые на судах, в зависимости от их назначения делятся на подогреватели и охладители, конденсаторы и испарители.

Подогреватели и охладители служат для повышения или понижения температуры рабочих сред судовых установок. Так, например, для уменьшения вязкости тяжёлое моторное топливо подогревают перед подачей его к дизелям. В жилых и бытовых помещениях судна подогревают также мытьевую воду и воздух. Охлаждают смазочное масло для двигателей или других машин, воздух в процессе сжатия, пресную воду для охлаждения главного двигателя, воздух для помещений, когда судно находится в тёплых климатических зонах.

В качестве теплоносителя чаще всего используется водяной пар относительно низкого давления, а в качестве охлаждающей среды – морская вода. Для подогревания (или охлаждения) служат в основном трубчатые теплообменные аппараты. Одна рабочая среда протекает по трубам, а другая – с внешней стороны труб, внутри корпуса.

Схема охладителя изображена на рис.12.20.Горячее масло течёт по трубам, расположенным по двум стенкам в корпусе, имеющем форму листового цилиндра. За трубами идёт охлаждающая вода. Для повышения эффективности взаимодействия всех рабочих тел поток пропускается волнообразно.

Аналогично выглядит и схема подогревателя. В последнее время всё чаще используют пластинчатые воздухоподогреватели и охладители. Они обладают гораздо лучшими теплообменными свойствами.

Рис. 12.20. Принцип действия маслоохладителя:

1 – корпус; 2 – трубы холодильника; 3– выход масла;4– выход охлаждающей воды;5– вход масла;6– вход охлаждающей воды

В конденсаторах осуществляется переход рабочего тела из газообразного в жидкое агрегатное состояние.

На судах конденсаторы используют для конденсации водяного пара в случае получения воды при замкнутом паровом цикле. Способ действия трубчатого парового конденсатора поясняется на рис. 12.21.

В металлическом корпусе размещены трубы, через которые течёт забортная вода по двойному циркуляционному контуру.

Отработавший пар, имеющий обычно низкое давление (около 0,005 МПа), выходит из паровой турбины через большое выходное отверстие, расположенное, например, на паровыпускном патрубке, и устремляется к конденсатору. Точка конденсации составляет 32,55°С. При этой температуре теплота конденсации забирается более холодной забортной водой.

Рис. 12.21. Принцип действия конденсатора:

1 – трубки; 2 – корпус; 3– воздух;4– конденсационная вода;5– охлаждающая вода;6– отработавший пар

Конденсат на дальнейшем пути может быть охлаждён в конденсаторе. В современных конденсаторах переохлаждение конденсата не должно превышать 0,5÷1,0°С, так как оно влечёт за собой потери теплоты во всём тепловом контуре, то есть и в паротурбинной установке.

Имеющийся в конденсаторе воздух непрерывно отводится.

Применяемые в современных судовых энергетических установках с паровой турбиной конденсаторы имеют гораздо более сложную конструкцию, чем показанная на рисунке, но принцип действия одинаков.