Поверхность нагрева (охлаждения) теплообменного аппарата состоит из прямых труб. Теплообменный аппарат с такими трубками используется при Δt≤60° (разность теплоёмких сред). При этом условии, линейное расширение труб будет незначительно, что позволяет крепить их развальцовыванием или сваркой, если трубки стальные. В целях увеличения скорости движения теплообменных сред и повышения коэффициента теплопередачи в межтрубном пространстве и крышках теплообменного аппарата используются перегородки.
1. Кожух.
2. Трубная доска.
3. Перегородка крышки.
4. Межтрубная перегородка.
5. Задняя крышка.
Достоинство: простота технического обслуживания.
Недостаток: невозможность использования при обогреве паром (топливо-подогреватель). В этом случае в одной из трубных досок используются сальниковые уплотнения (компенсатор на корпусе теплообменного аппарата).
Компенсатор:
Справа – плавающая трубчатая доска.
U-образные и змеевиковые теплообменные аппараты
Используются при разности температур теплообменных сред 
:
Недостатки: очистка только химическим методом (химическое мытьё); в U-образных выходит из строя петля, в змеевидных – весь теплообменный аппарат при пробое трубки.
Достоинства: использование при любых необходимых высоких температурах и давлениях.
Пластичные теплообменные аппараты
Могут использоваться только при низких температурах и давлениях теплообменных сред (маслоохладители, водоохладители, греющие батареи и конденсаторы водоопреснительных установок).
Правила технического обслуживания и эксплуатации пластинчатых теплообменных аппаратов:
При вводе в действие теплообменного аппарата, сначала подводится охлаждающая, а затем охлаждаемая среда; нагревающая, а затем греющая среда. Сначала открываются клапаны отвода сред, а затем, медленно, – клапаны подвода. Во время действия необходимо проверять показания приборов и при необходимости регулировать. Проверять отсутствие наружных и внутренних протечек. Внутренние протечки в маслоохладителях определяются по снижению уровня в расходной цистерне. Протечки, в маслоподогревателях и в топливо-перегревателях, обнаруживаются с помощью контрольной цистерны тёплого ящика.
Поверхность нагрева теплообменного аппарата, обогревающих паром, рассчитывается таким образом, чтобы греющий пар в теплообменном аппарате конденсировался полностью.
Лекция 31
Системы судна
Системы – комплексы оборудования, предназначенные для перемещения жидкости и воздуха на судне. В него входят: трубопроводы, насосы, клапаны, КП, КИП, средства контроля и оборудование управления действием системы.
Основные отличительные признаки системы: схема прокладки магистрального трубопровода и назначение.
По 1-му признаку:
- линейная,
- кольцевая,
- комбинированная.
а) Линейная система
1. Трубопровод.
2. Клапан.
3. Насос.
4. Кингстон.
Магистральный трубопровод расположен вдоль диаметральной плоскости.
б) Кольцевая система.
Недостаток кольцевой системы – большая длина магистрального трубопровода, большое количество арматуры, затраты на эксплуатацию и обслуживание.
в) Комбинированная – сочетание линейных и кольцевых участков.
Все судовые системы делятся на 3 группы: СЭУ (системы энергетической установки), общесудовые системы, специальные установки системы.
Общесудовые системы: балластная, осушительная, водяного пожаротушения и бытовые системы.
Балластная система – заполнение и опорожнение балластных цистерн с целью обеспечения остойчивости судна. С помощью балластной системы создаётся или выравнивается крен или дифферент.
Для обеспечения остойчивости применяется большое количество балластной воды. На сухогрузных судах – 10-15% дедвейта, на наливных – до 30-50%. Время балластировки – 6-8ч. В соответствии с правилами РМРС, учитывая время и количество балласта, магистральный трубопровод рассчитывается по формуле:
,
где:
– ёмкость наибольшей балластной цистерны.
25 – добавка на износ трубопровода.
Балластная система снабжается не менее, чем одним балластным насосом. В качестве балластного насоса может использоваться осушительный насос, насос одной из систем охлаждения главного двигателя или пожарной системы, на случай если балластные танки – не замещаемые, не используются для хранения запасов топлива. Приемники балластной системы располагаются в цистернах так, чтобы танки опорожнялись полностью при крене до 5°. На судах ледового класса снабжаются змеевиковыми подогревателями, обогреваемыми паром или термическими жидкостями, если на судне имеется термо-маслянный котёл.
Система осушения – откачка воды из льяльных колодцев, машинных отделений и грузовых помещений на сухогрузных судах. Система снабжается по крайней мере одним осушительным насосом центробежного, поршневого и негерметичного винтового типа.
В соответствии с правилами РМРС, магистральный трубопровод имеет диаметр:
,
,
где:
– диаметры труб главной магистрали и отсечного патрубка соответственно,
– длины труб главной магистрали и отсечного патрубка соответственно,
– ширина и осадка судна.
Могут использоваться осушительные и балластные насосы. Осушительная система должна иметь оборудование для очистки льяльной воды от нефтепродуктов. В качестве такого оборудования используются трюмные сепараторы. Существует два типа трюмных сепараторов: гравитационные, коалесцирующие.
Гравитационные – очистка воды от нефтепродуктов (используется разность плотностей указанных сред).
Для повышения эффективности отделения нефтепродуктов воду в сепараторе нагревают. Кроме того, внутреннее пространство сепараторов оборудуется так, чтобы поток воды в сепараторе двигался, совершая повороты или медленное вращательное движение.
Содержание нефтепродуктов в воде не должно превышать 100мг/л.
Коалесцирующие – при очистке воды от нефтепродуктов используются очистные фильтры. В качестве материалов используется ворсистый полимерный материал, к ворсинкам которого силами электростатического притяжения притягиваются частицы. Эти частицы нефтепродуктов укрупняются на ворсинках – увеличивается подъёмная сила, капли отрываются от ворсинок и поднимаются в нефтесборник. После очистки содержание нефтепродуктов в воде не должно превышать 15 мг/л.
Согласно требованиям IMO МARPOL 74-78, воду с содержанием нефтепродуктов в количестве 100 мг/л можно откачивать за борт на расстоянии не менее 12 миль от берега на ход,у судна кроме особых районов (закрытые моря, проливы). В этих зонах разрешается откачивать воду с содержанием нефтепродуктов не более 15мг/л.
Применяются сдвоенные: коалисцирующие, гравитационные. Всякая операция, связанная с откачиванием за борт нефтесодержащей воды, должна безотлагательно регистрироваться в судовом журнале нефтяных операций и удостоверяться двумя лицами.
Система водяного пожаротушения – для тушения пожара на всех палубах и во всех помещениях судна. Количество пожарных насосов, не считая аварийного:
на пассажирских судах дедвейтом до 300т – 2 насоса, более 300т – 3 насоса,
грузовые суда дедвейтом до 1000т – 2 насоса.