CN102089204B - 具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器 - Google Patents

具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在船舶和海洋平台上的一种通海阀箱冷却器，其具有集成的防污系统，所述防污系统用于借助能定期重复的过热来杀灭藤壶、瓣鳃纲生物和其它污损生物。本发明的目的在于，设计通海阀箱冷却器，使得一简单的装置能在实际的冷却工况中以及在停机状态中通过连续地使一定数量的热交换管(20)过热在不中断冷却过程的情况下自动地保护通海阀箱冷却器(16)不受微生物污损的影响，如果可能使用来自冷却水的余热。所述目的这样实现：在通海阀箱冷却器(16)的特定区段中以圆形方式布置热交换管，从而在常规的冷却工况期间或在常规冷却工况外通过一机械装置向管束的单独扇段供应热水。所述热防污系统(TAS)装置(13)包括一的TAS喷嘴(1)，该TAS喷嘴以角度步进的方式转动并从冷却过程中分离出通海阀箱冷却器(16)的单独的热交换管(20)。本发明的优点在于，冷却器设计适于同时实施冷却和抗污功能，以及通过使用来自冷却水的废热在不中断冷却过程的情况下保护包括集成的TAS装置的通海阀箱冷却器免受污损物的影响。

Description

具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器
技术领域
本发明涉及船舶和海洋平台上的一种通海阀箱冷却器(Seekastenküler)，其中，通过集成的防污系统由可定期(规则)重复的过热来杀灭藤壶、瓣鳃纲生物和其它污损生物。
背景技术
在船舶、船舶部件上以及在管路系统及其部件中的污损特别是由于水体污染增强而急剧上升。国际上通过不同措施试图减少或避免这种污损。
DE-PS 19921433 C1中描述了一种方法和一种装置，其任务在于：开发用于船舶、海洋平台等的有效、环保的方法和装置，用以在通海阀箱中偶尔或持续与海水接触的管路、过滤器、热交换器、配件、泵、通海阀箱冷却器上抑制和避免污损。
所述方法的特征在于：使通海阀箱中的海水与环境分开，使通海阀箱冷却器停止冷却工作，通过将高温循环回路机械地转换到待保护的通海阀箱冷却器，将该通海阀箱冷却器本身用于限制在局部制地、短时地并且可定期重复地加热封入的海水。
用于执行所述方法的装置在于：一个海水系统的各个通海阀箱和使这些通海阀箱连接的管路和通道以及安装在该海水系统中的部件如通海阀箱冷却器、泵和配件形成分开的子系统，由此使封入的海水短时地、限制在局部地、可定期重复地过热，进而使整个海水系统逐段地得到保护以免污损。其另一特征是：子系统分成主动子系统和被动子系统。在此，在海洋作业中，在主动通海阀箱中的百叶窗式机构打开，而截止配件闭合，被动子系统处于百叶窗式机构闭合的清洗工况中，由此，使被动通海阀箱中的部件限制在局部地、短时地并且可定期重复地过热。
上述发明的缺点在于：需要对船舶结构作出改变，例如由于需要安装用于使通海阀箱的排出缺口封闭的闸板。对封闭装置的可能的维修工作通常仅可在码头进行并且会导致船舶作业被非预想地中断。
DE-PS 102005029988 B3中说明了一种装置，该装置的任务在于：持续且有效地保护热载体以免污损，而传热器的工作不中断。
该问题在由多个传热单体构成的传热器中这样解决：通过可运动的并且设置在传热单体的入流口和回流口上方的漏斗使流体与实际的冷却循环回路的至少一个传热单体分开。借助一泵使所述流体进入被分开的循环回路中，流过热源并且在那里达到较高的温度水平。之后，使升温的流体再循环到与冷却循环回路分开的传热单体。在加热循环结束之后，在另一传热单体上使漏斗密封就位，由此，对全部传热单体重复该过程。
上述装置的缺点在于：进入漏斗/漏斗式装置和排出漏斗必须在冷却器盖的不同腔中彼此机械连接，由此，进入漏斗可定位在入口上方，排出漏斗可定位在同一传热单体的出口上方，以便所述进入漏斗和排出漏斗可与冷却循环回路脱开、进而在独立的加热循环回路中进行保护以免污损。用于使两个漏斗彼此机械耦合的技术投入非常复杂且易受干扰。此外，DE-PS102005029988 B3中描述的装置为加热使用独立的电加热装置，该电加热装置导致可达预计60KW的附加能量需求，由此出于可持续性和环境保护的原因应绝对予以避免。
发明内容
本发明的目的在于，为抵抗微生物如藤壶、瓣鳃纲生物、藻类等的污损在构造方面这样设计通海阀箱冷却器，使得能在实际的冷却工况中而且在停机状态中由一尽可能简单的装置通过使确定数量的管列(管组)连续地过热而全自动地保护通海阀箱冷却器。这一点应在系统不分开的情况下实现。所需的加热能量应在能量方面有效地例如从主发动机或辅助柴油机的热的高温循环回路中输出。
根据本发明，该目的由权利要求的特征来实现。
在具有集成的热防污系统(在下文中称为TAS)的通海阀箱冷却器中，通过管束的新型设计方案，由热交换管20的近似圆形或方形的布置结构实现特定的区段，这些区段允许通过机械的TAS装置在冷却工况期间或冷却工况外对通海阀箱冷却器的管束的单独扇段施加热水。所述TAS装置例如包括以角度步进的方式转动的喷嘴1，所述喷嘴沿着热交换管20在管板(管栅)14中的圆形布置结构，由此，在对应的区段中，由于定期地对通海阀箱冷却器的单独热交换管20或区段施加被加热的水而在管外壁上和/或在管束的较窄的周围环境中杀灭污损生物。
在此，可以相应地增大通海阀箱冷却器的冷却面，以能够优选从热的发动机冷却水循环回路(ME-HAT)导出附加引入系统中的热量。但这一点在大多情况下更多是通过降低污损限度、由于冷却器明显更干净而得到补偿。
本发明的优点在于：利用集成的TAS在连续的海洋作业中在不必使阀箱冷却器停止工作的情况下可实现通海阀箱冷却器的防污过程。在较长的停泊时间中，在港口作业中通过TAS循环回路中的单独预热装置、例如辅助电容器或过剩电容器(Hilfs-oder)同样可实施防污过程。另一积极的副作用是：可在港口作业中通过所述装置使低温循环回路ME-LT预热，由此使主机械随时保持准备就绪(的状态)。由此可取消传统的预热单元，从而节省了运行的能量成本和购置成本。
附图说明
借助实施例对本发明进行详细描述。附图表示：
图1a示出具有用于防污的TAS装置13的通海阀箱冷却器，
图1b示出具有扇段15的管板14的视图，
图1c示出管板14的俯视图，
图2示出在喷嘴1降低时被加热的水的路径，
图3示出具有降低的喷嘴1的TAS装置13的侧向剖视图，
图4示出具有抬高的喷嘴1的TAS装置13，
图5示出在TAS工况中TAS喷嘴1的移动路径的视图，
图6示出具有集成的TAS的通海阀箱冷却器的线路图。
具体实施方式
图1a示出了通海阀箱冷却器16及其主要部件，如管束9、盖12和集成的TAS装置13。发动机冷却水通过进入接管2进入到通海阀箱冷却器16的、通过盖12和管板14形成的空间中。
图1b和图1c示出了管板14的结构实施形式，该管板具有U形管的圆形布置结构和喷嘴腔21(见图1a)的中部管板区域，在所述中部管板区域上TAS喷嘴1(见图1a)通过TAS装置13(见图1a)有目的地工作，以便保护热交换管20(见图1a)免受污损。
如图2所示，被加热的水通过具有截止阀10的TAS入水口8和通入TAS喷嘴1的转动引导装置6流到管束9的小数量的热交换管20，以便加热这些热交换管。转动引导装置6使TAS装置13相对于通海阀箱盖12对外密封，同时将TAS水引导到TAS喷嘴1并且允许TAS喷嘴1转动和轴向运动。
图3和图4是盖12的剖视图并且分别在降低和抬高的位置中示出TAS喷嘴1。根据本发明，这些图描述了具有升降单元4(图2中示出)的集成的TAS装置13，该升降单元压在转动引导装置6的轴上，负责使TAS喷嘴1抬起，使TAS喷嘴1在进一步向下一个位置转动期间保持在抬起的位置中，然后使TAS喷嘴1在达到下一个位置之后降低并且保证TAS喷嘴1压紧在管板14上，以便加热热交换管20的下一个扇段。根据实施形式，转动驱动装置5通过带7向转动引导装置6的轴传递转矩。
图5示出了热交换管20的圆形布置结构。TAS喷嘴1以角度步进的方式转动，沿着热交换管20在管板14中的圆形布置结构提供这样的特定区段，所述TAS喷嘴由此将所述区段与实际的冷却水分开。TAS喷嘴1对各热交换管20的管束9的被划分出的扇段施加热水。但在六流式和多流式通海阀箱冷却器16中，在每一个、至少在每隔一个(每第二个)喷嘴腔21中安装一独立的TAS装置13。TAS喷嘴1不仅可以如图5所示地在半径上实施，也可以在整个直径上实施或以一种扇段形状来实施。
图6示出发动机冷却水的低温循环回路(ME-LT)中的部件的基本布置结构，用以将发动机冷却水的子流加热并且通过具有截止阀10的TAS入水口8引入到通海阀箱冷却器16中。通过温度调节阀1将水加热到至少75℃的温度水平。阀22和23由一控制装置根据温度打开。事先，使TAS喷嘴1降低，使被加热的TAS水流入通过TAS喷嘴1划分出的区段中并且加热该区段。整个TAS循环的过程以角度步进的方式进行，确切地说是直到喷嘴实施至少360°的完整圆形运动。
参考标号清单
1  TAS喷嘴
2  接管-冷却入水口
3  接管-冷却水出口
4  升降单元
5  喷嘴的转动驱动装置
6  转动引导装置
7  带
8  被加热的水
9  管束
10 截止阀
11 温度传感器
12 冷却器盖
13 TAS装置
14 管板
15 扇段
16 通海阀箱冷却器
17 TAS循环泵
18 TAS热交换器
19 TAS温度调节阀
20 热交换管
21 喷嘴腔
22 TAS水的阀出口

Claims (14)

1.一种具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，所述防污系统用于借助能定期重复的过热来杀灭藤壶、瓣鳃纲生物和其它污损生物，
其中，通海阀箱冷却器包括带有热交换管(20)的管束(9)，所述热交换管(20)布置成，形成管板(14)的至少一个近似圆形或方形的子面；
其中，防污系统包括所谓的热防污装置(13)；
其特征在于，
管板(14)的所述近似圆形或方形的子面通过两个并排串联的冷却线路的第一冷却器半部的热交换管(20)的出口与第二冷却器半部的热交换管(20)的入口的布置结构来形成；
所述热防污装置(13)是一转动装置并且设有在喷嘴腔(21)中安放的热防污喷嘴(1)，
通过安放热防污喷嘴(1)来覆盖包含所述管束(9)的多个热交换管(20)的单独的扇段(15)，由此，在常规的冷却工况期间或在常规冷却工况外，通过独立输入的被加热的水对相对于周围密封地划分出的热交换管(20)进行保护以免受海水侧污损物的影响，以及
通过热防污装置(13)的进一步转动来覆盖由单独的热交换管(20)构成的新的扇段(15)。
2.根据权利要求1的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：所述热交换管(20)具有结构化的表面，从而改善传热并且提高抗污损物的附着阻力。
3.根据权利要求1或2的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：转动引导装置(16)作为所述热防污装置(13)的一部分使冷却器盖(12)中的水空间对外密封。
4.根据权利要求3的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：热防污喷嘴(1)在水腔中接装在所述转动引导装置(16)上，所述热防污喷嘴的外形仿照一个或多个扇段(15)。
5.根据权利要求1或2的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：附加安装有一升降单元(4)，所述升降单元使所述热防污喷嘴(1)在所述热防污装置(13)每次进一步转动之前抬高并且在所述进一步转动之后再降低，使所述热防污装置(13)有目的地压紧在所述管板(14)上。
6.根据权利要求5的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：所述热防污装置(13)的抬高、降低以及在所述管板(14)上的压紧以液压方式通过集成在所述热防污喷嘴(1)中的活塞按照伸缩原理进行。
7.根据权利要求1或2的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：所述热防污装置(13)的热防污喷嘴(1)的转速通过变速马达专门匹配。
8.根据权利要求1或2的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：所述热防污装置(13)的转动通过安装在水流中的未详细描述的水力涡轮来实现。
9.根据权利要求1或2的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：安装有多个热防污装置(13)，所述多个热防污装置分别由自己的驱动装置(10)或者是通过一公用的驱动装置(10)在时间上单独地或同时地驱动。
10.根据权利要求1或2的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：所述热防污装置(13)由专门的降低摩擦的材料制成。
11.根据权利要求1或2的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：借助集成的测量和调节系统以及执行装置自主、定期地执行以及自动地监视局部短时过热。
12.根据权利要求1或2的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：在六流式和多流式通海阀箱冷却器(16)中，在每一个喷嘴腔(21)中、至少在每隔一个的喷嘴腔(21)中设置一独立的热防污装置(13)。
13.根据权利要求1或2的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：所述热防污喷嘴(1)构造成单独的径向扇段(15)。
14.根据权利要求1或2的具有集成的防污系统的通海阀箱冷却器，其特征在于：所述热防污喷嘴(1)构造成在整个直径上的扇段(15)。
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