CN102917985A - 管线系统和使用该管线系统的压载水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管线系统，该管线系统用于从生成杀菌剂溶液的反应器（1）向用于将所述杀菌剂溶液引入到压载水输送线（92，94）中的压载水流内的处理装置（5）输送所述杀菌剂溶液，所述管线系统具有位于所述压载水处理系统的所述反应器（1）和所述处理装置（5）之间的输送线系统（11，42，54）。本发明的特征在于，所述输送线系统（12，42，54）在该所述输送线系统的与所述反应器（1）连接的部分上通过压力水线系统（8，44）连接于压力水源（2），并且所述输送线系统（12，42，54）在该输送线系统的与所述处理装置（5）连接的部分上连接于冲洗水线系统（9，30，40）。

Description

管线系统和使用该管线系统的压载水处理系统

本发明涉及一种管线系统，该管线系统用于从生成杀菌剂溶液的反应器向处理装置输送杀菌剂溶液，其中所述处理装置用于将所述杀菌剂溶液引入到压载水输送线中的压载水流内，所述管线系统具有位于压载水处理系统的所述反应器和处理装置之间的输送线系统。

已经公知的是船上的压载水能够通过使用杀菌剂进行消毒。具体地，丙烯醛适合作为杀菌剂。通过加入5-15ppm的丙烯醛到压载水中，能够抑制细菌、藻类、斑马贝和浮游生物中的其它生物，因此确实能够阻止上述生物从一个舱门迁移到另一个舱门。丙烯醛的水溶液无毒并且可以安全地处理，但是这种溶液的稳定性仅有数天，从而由于物流供应问题在船上使用是极为困难的。

在DE-GM 202007004912中公开了一种设备，在该设备中，使用增压泵经由喷水泵泵送压载水，喷水泵的负压区通过控制阀液压连接于反应容器，该反应容器包括分别用于丙烯醛缩乙醇、酸和水解水的独立的外部入口。丙烯醛水溶液在反应容器里生成，该丙烯醛水溶液是无毒的并且可以安全地处理。丙烯醛溶液在喷水泵中与压载水混合，使得压载水中的生物受到丙烯醛的抑制削弱。该设备包括用于从生成杀菌剂溶液的反应容器向用于将杀菌剂溶液引入到压载水流中的装置输送杀菌剂溶液的管线。在这样的压载水处理系统中，反应器优选设置在甲板上，例如在驾驶台附近，同时杀菌剂溶液引入压载水中的装置（即实际的压载水处理装置）设置在船的船体内并位于压载水输送线上。因此，不得不注意的是：所述反应器和处理装置通过管线系统连接，该管线系统在反应器和压载水处理装置之间的延伸是安全的，并且能够相对容易地进行维护保养。

因此，本发明的目的是提供满足上述要求的这样的管线系统和使用该管线系统的压载水处理系统。

为了达到目的，本发明的管线系统的特征在于：所述输送线系统在该输送线系统的与所述反应器连接的部分上通过压力水线系统连接于压力水源，并且所述输送线系统在该输送线系统的与所述处理装置连接的部分上连接于冲洗水线系统。利用所述管线系统的实施，在通过压载水的并流处理完成压载水的处理后，压载水处理系统的输送线系统可以以简单的方式清洗，即使得加压水通过压力水线系统的相应的部分输送至输送线系统，以及由此通过冲洗水线系统。

为了达到目的，作为上述方案管线系统的一种选择方案或者上述管线系统基础上的一种选择方案，根据上述类型的本发明的管线系统的特征在于：所述输送线系统在该输送线系统的与所述处理装置连接的部分上连接于压力水线系统，并且所述输送线系统在该输送线系统的与所述反应器连接的部分上连接于冲洗水线系统。如果这样的管线系统用作上述管线系统的一种选择方案，输送线系统可以以与上述压载水处理中的杀菌剂溶液的操作流向相反的方向通过加压水进行冲洗，从而加压水通过压力水线系统流到处理装置处的输送线系统的端部，并由此沿与杀菌剂溶液的正常流动方向相反的流动方向使得加压水穿过输送线系统，并且由此通过冲洗水线系统排放。如果本管线系统设置为基于上述特征的管线系统，输送线系统可以利用沿杀菌剂溶液的正常流动方向的加压水和与沿与杀菌剂溶液的正常流动方向相反的流动方向的压力水进行冲洗，从而，在优选的方式中，在这些管线中的例如管接头、阀等的所有部件沿两个方向在输送线系统中进行冲洗，使得在这些部件中不会有残留物。

根据本发明的一种优选实施方式，所述管线系统的特征在于：所述反应器处的具有截止阀的第一四通管，该第一四通管将所述输送线系统和/或所述压力水线系统和/或所述冲洗水线系统彼此连接；以及所述处理装置处的具有截止阀的第二四通管，该第二四通管将所述输送线系统和/或所述压力水线系统和/或所述冲洗水线系统彼此连接。利用这样的具有截止阀的四通管，加压水、杀菌剂溶液和冲洗水的各种流动路径可以以简单地方式控制，尤其是，当截止阀是由控制面板驱动的阀（例如电磁阀）时。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述管线系统的特征在于：位于第二四通管和所述处理装置之间的管线上的截止阀。利用这样的阀，处理装置可以以有利的方式与管线系统和压载水处理系统的其余部件隔离，使得维护和清洗工作能够在不侵扰压载水输送线系统的情况下进行。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述管线系统的特征在于：位于第一四通管和中和器之间的所述冲洗水线系统的管线部分上的截止阀。利用该截止阀与上述截止阀的开启，如果需要，在输送线系统的供给线部分堵塞时，杀菌剂溶液能够通过冲洗水线系统旁通到压载水处理装置，从而进一步以优选的方式额外增加了杀菌剂溶液的流动路径。

最终，具有这样的管线系统是有利的，如果用于杀菌剂溶液的输送线系统堵塞，压力水线系统可以选择性地用于从反应器供给压载水处理装置杀菌剂溶液，这是管线系统的优选增加的进一步步骤。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述管线系统的特征在于：所述中和器包括填充有中和剂的容器，所述中和剂优选为活性炭或者白垩，这是简单并且有效的方法以减少杀菌剂的稍微的臭味。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述管线系统的特征在于：位于第一四通管和所述压力水源之间的所述压力水线系统的管线部分上的截止阀，从而提供一种安全的措施，以防止加压水意外地流入所述管线系统。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述管线系统的特征在于：第一四通管和所述压力水源之间的所述压力水线系统的所述管线部分上沿流动方向设置有位于所述截止阀之后的单向阀，从而防止反应器的溶液进入压力水罐。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述管线系统的特征在于：所述输送线系统和/或所述压力水线系统和/或所述冲洗水线系统结合为多通道管线，从而能够形成管线系统的高效、容易实现的安装。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述管线系统的特征在于：多通道管线设置在保护管内，从而所述管线系统受到保护而不受外部影响并抵抗船上可能的恶劣环境，特别是在所述保护管包括管缎纹亚麻台布，优选为钢管缎纹亚麻台布时更是如此。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述管线系统的特征在于：所述多通道管线包括软管。因此，在船舶环境下的管线系统的安装可以以有利的方式进行并且适应于需求。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述管线系统的特征在于：将所述多通道管线通过具有截止阀的至少一个四通管分段。具体地，当所述管线系统超过所述反应器和处理装置之间的特定长度时，将管线系统分段是有利的。因此，另一种优选实施方式使得维护和修理工作能够在不危害整个系统的工作的情况下处理单独的管段。

为了解决目的，最终提供一种压载水处理系统，该压载水处理系统包括反应器、处理装置、压力水罐、中和器以及根据前述权利要求中的任意一项所述的管线系统，所述反应器用于生成杀菌剂溶液，所述处理装置用于将所述杀菌剂溶液引入到所述压载水输送线中的压载水流内，所述压力水罐用于供给加压水到所述系统，所述中和器用于中和在冲洗所述系统期间产生的杀菌剂溶液。这样的压载水处理系统的优点尤其体现在当从反应器到处理装置的杀菌剂溶液因为过压或者文丘里管喷嘴受影响时，因为在这种情况下没有压力水罐而进行管线系统的经济清洗是困难的。

现在参考附图说明本发明的实施方式。

图1显示具有本发明实施方式的管线系统的压载水处理系统的示意图；以及

图2是具有管线段的管线系统的改进的实施方式。

在图1中显示了压载水处理系统，该压载水处理系统包括反应器1、处理装置5、压力水罐2和中和器3，反应器1用于生成杀菌剂溶液，处理装置5用于将杀菌剂溶液引入压载水输送线92、94内的压载水流中，压力水罐2用于提供加压水给所述系统，中和器3包括容器，该容器填充有用于在清洗系统期间中和生成的杀菌剂溶液的中和剂，例如活性炭或者白垩（chalk）。压载水处理系统的这些部件通过管线系统彼此连接，管线系统包括具有输入端6和输出端7的多通道管线4和可以与压载水处理系统的这些部件连接或者切断的管线。

具有截止阀10的输送线部分11（例如为管道线）从反应器1的输出法兰15延伸至管接头12，该管接头12连接于具有四个支管的第一四通管16的一个支管。四通管16的另外三个支管分别通过截止阀13、14、18连接于三通件（T-pieces）31、39和管接头28。具有截止阀13的第一四通管16的一个支管形成压力水管部8，具有截止阀14的另一个支管形成冲洗水管部9。因此，输送线系统形成为包括输送线部分11、输送线部分42和输送线部分54。四通管16位于多通道管线4的输入端6，多通道管线4包括输送线部分42、压力水线部分44和冲洗线部分40。

管接头28连接于输送线部分42，输送线部分42通过管接头47连接于第二四通管55的直支管57。第二四通管55的直支管57包括截止阀43。第二四通管55的另外两个支管形成为弯管51、56并且包括截止阀41、50。第二四通管55的一个支管通过管接头53连接于短管（pipe stub）54，该短管54形成为管线的短部并且包括截止阀52。短管54还连接于处理装置5的输入法兰58。处理装置5包括（除输入法兰58之外）用于压载水BW的至少一条输入线92和用于经过杀菌剂溶液处理的压载水BWB的排出线94。

压力水罐2通过压力水线部分20和管接头24连接于三通件31，压力水线部分20包括截止阀22和单向阀23。三通件31自身通过截止阀13在管接头12和阀18之间连接于输送线部分11，另一方面，三通件31自身通过管接头26连接于压力水线部分44。压力水线部分44通过管接头46连接于四通管51的一个支管56，并且在四通管51的另一个支管57上的截止阀43在多通道管4的输出端7通过管接头47连接于输送线部分42。另外，压力水线部分44通过四通管51的另一个支管55和该四通管51的另一个支管55上的截止阀50连接于冲洗线部分40的管接头48。因此，压力水线系统形成为包括压力水线部分20、压力水线部分44和压力水线部分8。

冲洗线部分40通过另一个三通件39和管接头32连接于延伸至中和器3的冲洗线部分30。在中和器3的排出线37中，还设置有截止阀38。冲洗线部分9通过三通件39连接至管接头32，该管接头32通过冲洗线部分30中的截止阀27连接于中和器3。因此，冲洗水线系统形成为包括冲洗线部分9、冲洗线部分30和冲洗线部分40。

输送线部分42、压力水线部分44和冲洗线部分40设置在保护管59中，该保护管59包围三个线并且保护它们不受外部影响。优选地，保护管59在两端开放。保护管可以具有封闭的表面或者可以具有通孔或带穿透部分的网格状结构。此外，有利的可以采用缎纹亚麻台布（amour），优选为钢缎纹亚麻台布。保护管的直径尺寸使得设置在保护管内的独立线能够容易地抽出。在另一种实施方式中，保护套由可以彼此分离的两个半壳体形成。

在图2中显示管线系统的改进的实施方式。如果实际情况不允许将多通道管线形成为一体的，多通道管线将分段实施。因此，在图2中显示第一管线部分60和另外一个管线部分80，第一管线部分60具有设置在其内的输送线部分62、压力水线部分63和冲洗线部分61，另一个管线部分80具有设置在其内的输送线部分82、压力水线部分83和冲洗线部分81。在第一管线部分60内的管封闭在保护管70内，在第二管线部分80内的管容纳在保护管90内。

两个管线部分60、80通过四通管71和三通件76、78彼此连接。如图2所示，管接头66、65、64和管接头67、68、69分别连接于相对应的管。四通管71和三通件76、78形成与上管线部分60的连接。如图2所示，另外的管接头87、88、89分别连接于各自的管并且形成与下管线部分80的连接。在下管线部分80的下端的另外的管接头86、85、84用于连接另外的管线部分或者连接处理装置。

四通管71的两个相对设置的支管通过截止阀72、73分别连接于管接头68、88，并且分别形成与第一管线部分60的输送线部分62的连接和与第二管线部分80的输送线部分82的连接。四通管71的另外两个相对设置的支管通过截止阀74、75连接于三通件76、78。三通件78设置在双S弯管79的中间。双S弯管79分别通过管接头67、87连接于上管线部分的压力水线部分63和下管线部分的压力水线部分83。三通件76设置在双S弯管77的中间。双S弯管77分别通过管接头69、89连接于上管线部分的冲洗线部分61和下管线部分的冲洗线部分81。

下面说明系统的各种操作。

A）供给操作

在反应器1中生成的杀菌剂溶液在截止阀10打开时通过输出法兰15流入输送线部分11。在供给操作中，截止阀13、14关闭，截止阀18打开。因此，杀菌剂溶液流入输送线部分42并且从输送线部分42通过管接头47进入四通管55的直支管57。

四通管55的直支管57包括截止阀43，该截止阀43在供给操作期间打开。在供给操作期间，截止阀41、50关闭。因此，杀菌剂溶液通过四通管55的第四支管流入短管54。在供给操作中，截止阀52打开，因此，杀菌剂溶液流入处理装置5的输入法兰58。

B）在操作后冲洗

在完成供给操作后，截止阀10关闭。四通管16上的截止阀13打开，从而形成连通三通件31的路径。在截止阀22打开的情况下，从压力水罐2流出的水通过单向阀23流入压力水线部分20，该压力水线部分20通过管接头24连接于三通件31。优选地，截止阀22总是打开的，使得管20总是充满加压水。

通过关闭截止阀10和打开截止阀13，通过输送线部分42中的打开的截止阀18和通过打开的截止阀43、52的水流入处理装置5的输入法兰58。因此，截止阀10之后的本发明的设备的所有管线和枢纽均将杀菌剂溶液清洗掉并且充满来自于压力水罐2的水。

C）中断操作（流体反向流动和引导流体流动冲洗）

由于杀菌剂溶液（尤其是丙烯醛）仅能保持有限的时间，如果中断操作或者如果必须对本发明的设备维修时，输送线部分42和四通管16、55必须彻底地清洗。

如果在操作中发生故障的情况下，向装置5的输入法兰58的杀菌剂溶液的供给必须中断，该操作通过关闭截止阀10和截止阀52来实现。

下面，截止阀41和截止阀14打开。截止阀13、50保持关闭；截止阀18和截止阀43保持打开。因此，加压水从三通件31通过S形弯管25经由管接头26流入压力水线部分44，并且通过管接头46和截止阀41进入四通管55的一个弯管56。由于截止阀50关闭并且截止阀43打开，与供给操作方向相反地，压力水通过管接头47到达输送线部分42，并且将其内的杀菌剂溶液通过打开的阀14和管接头32推出而进入冲洗线部分30。

随后，截止阀41、14关闭。截止阀13、50打开。因此，压力水与原输送方向一致地通过打开的截止阀18和管接头28流入输送线部分42，并且通过四通管55以及弯管51和管接头48流入冲洗线部分40。

由于冲洗线部分40通过管接头36连接于S形弯管34，该弯管34还连接于三通件38的一个支管，冲洗水通过管接头32流入冲洗线部分30。

在完成中和处理后，中和水可以通过截止阀38随时排入排出线37。

D）分段管线的操作

在通常的情况下，截止阀74、75关闭，截止阀72、73打开，使得四通管71连接上面的三根管与同样的下面的三根管。

由于具有四个截止阀71、73、74、75的四通管的结构以及其与双S弯管77、79的连接，每个管段中的用于杀菌剂溶液的输送线部分能够以并流方式或者单独地或作为管段组以反向流动的方式如上所述进行清洁冲洗。

通过分段管线系统，如果需要的话，单独的管段可以在不干扰系统并且不会发生危险的操作状况下移除。

Claims (14)

1.管线系统，该管线系统用于从反应器（1）向处理装置（5）输送杀菌剂溶液，所述反应器（1）用于生成杀菌剂溶液，所述处理装置（5）用于将所述杀菌剂溶液引入到在压载水输送线（92，94）中的压载水流内，所述管线系统具有位于压载水处理系统的所述反应器（1）和所述处理装置（5）之间的输送线系统（11，42，54），其特征在于：所述输送线系统（12，42，54）在该输送线系统的与所述反应器（1）连接的部分上通过压力水线系统（8，44）连接于压力水源（2），并且所述输送线系统（12，42，54）在该输送线系统的与所述处理装置（5）连接的部分上连接于冲洗水线系统（9，30，40）。

2.管线系统，该管线系统用于从反应器（1）向处理装置（5）输送杀菌剂溶液，所述反应器（1）用于生成杀菌剂溶液，所述处理装置（5）用于将所述杀菌剂溶液引入到压载水输送线（92，94）中的压载水流内，所述管线系统具有位于压载水处理系统的所述反应器（1）和所述处理装置（5）之间的输送线系统（11，42，54），尤其是根据权利要求1所述的管线系统，其特征在于：所述输送线系统（12，42，54）在该输送线系统的与所述处理装置（5）连接的部分上连接于压力水线系统（8，20，44），并且所述输送线系统（12，42，54）在该输送线系统的与所述反应器（1）连接的部分上连接于冲洗水线系统（9，30，40）。

3.根据权利要求1或2的管线系统，其特征在于：所述反应器处的具有截止阀（13，14，18）的第一四通管（16），该第一四通管（16）将所述输送线系统（11，42，54）和/或所述压力水线系统（8，20，44）和/或所述冲洗水线系统（9，30，40）彼此连接；以及所述处理装置处的具有截止阀（41，43，50）的第二四通管（55），该第二四通管（55）也将所述输送线系统（11，42，54）和/或所述压力水线系统（8，20，44）和/或所述冲洗水线系统（9，30，40）彼此连接。

4.根据权利要求1或2的管线系统，其特征在于：位于第二四通管（55）和所述处理装置（5）之间的管线上的截止阀（52）。

5.根据权利要求1或2的管线系统，其特征在于：位于第一四通管和中和器（3）之间的所述冲洗水线系统（9，30，40）的管线部分（30）上的截止阀（27）。

6.根据权利要求5的管线系统，其特征在于：所述中和器（3）包括填充有中和剂的容器（29），所述中和剂优选为活性炭或者白垩。

7.根据权利要求1或2的管线系统，其特征在于：位于第一四通管（16）和所述压力水源（2）之间的所述压力水线系统（8，20，44）的管线部分（20）上的截止阀（22）。

8.根据权利要求1或2的管线系统，其特征在于：第一四通管（16）和所述压力水源之间的所述压力水管系统（8，20，44）的管线部分（20）上沿流动方向设置有位于截止阀（22）之后的单向阀（23）。

9.根据权利要求3的管线系统，其特征在于：所述输送线系统的所述输送线部分（42）和/或所述压力水线系统的所述压力水线部分（44）和/或所述冲洗水线系统的冲洗线部分（40）结合为多通道管线（4）。

10.根据权利要求4的管线系统，其特征在于：多通道管线（4）设置在保护管内。

11.根据权利要求5的管线系统，其特征在于，保护管（59）包括管缎纹亚麻台布，优选为钢缎纹亚麻台布。

12.根据权利要求4至6所述的管线系统，其特征在于：多通道管线（4）包括软管。

13.根据权利要求4至7所述的管线系统，其特征在于：将所述多通道管通过具有截止阀（72，73，74，75）的至少一个四通管（71）分段。

14.压载水处理系统，包括反应器（1）、处理装置（5）、压力水罐（2）、中和器（3）以及根据前述权利要求中的任意一项所述的管线系统，所述反应器（1）用于生成杀菌剂溶液，所述处理装置（5）用于将所述杀菌剂溶液引入到所述压载水输送线（92，94）中的压载水流内，所述压力水罐（2）用于供给加压水到所述系统，所述中和器（3）用于中和在冲洗所述系统期间产生的杀菌剂溶液。