какие системы есть на корабле
Глава VIII. Судовые системы и трубопроводы
§ 43. Классификация, назначение и принципиальные схемы судовых систем
Судовые системы классифицируют по двум основным признакам: по назначению и виду рабочего вещества. Так, например, судовые системы классифицируют в основном по назначению, а системы судовых энергетических установок — по назначению и по виду рабочего вещества, перемещаемого по их трубопроводам. В связи с этим судовые системы подразделяют на следующие основные группы: трюмные, противопожарные, санитарные (водоснабжения и канализации), отопления судовых помещений, кондиционирования воздуха и вентиляции, грузовые нефтеналивных судов, разные. Системы судовых энергетических установок разделяют на паровые, топливные, масляные, водяного охлаждения, конденсатно-питательные, специальные и др.
Каждая основная группа систем в свою очередь может быть разделена на подгруппы в зависимости от назначения. Так, например, в состав группы трюмных систем входят: осушительная, водоотливная, перепускная и др.
С учетом общих принципов размещения (см. гл. I, § 7) назначение той или иной системы является одним из факторов, определяющих характер и место расположения на судне. План расположения всех деталей и частей системы I в помещениях судна без указания каких-либо размеров называется принципиальной схемой системы. Принципиальная схема дает только общее представление о том, где и как проходят трассы трубопроводов системы, какая арматура и в каком порядке ставится на этой трассе. Для выяснения конкретного расположения отдельных, наиболее ответственных или сложных участков трубопроводов системы используют рабочие чертежи, в которых даны размеры отстояния труб и арматуры от набора корпуса судна, от некоторых механизмов и их фундаментов.
В монтажных чертежах судовых систем, чертежах арматуры и деталей соединения труб (фланцы, штуцерные соединения и др.) принято указывать не наружный, а условный диаметр труб, а также условное давление, допустимое для системы.
Условный диаметр (Dy) труб, арматуры и соединительных деталей — это средний внутренний диаметр труб, соответствующий одному или нескольким наружным диаметрам. Для арматуры условный и фактический, внутренний диаметры совпадают. По условному диаметру подбирают трубы и рассчитывают трубопроводы.
Условным давлением (ру) называется наибольшее допустимое рабочее давление в трубопроводе, зависящее от материала труб и температуры рабочей среды.
Ряд принципиальных схем механических систем был представлен ранее в гл. II и III при рассмотрении главных судовых котлов и двигателей. Дадим краткое описание принципиальных схем некоторых судовых систем.
Трюмные системы предназначены для обеспечения живучести и непотопляемости судна путем перемещения внутри его малых и больших количеств воды, приема ее из-за борта и удаления за борт.
Осушительная система, принципиальная схема которой показана на рис. 131, обеспечивает периодическое откачивание за борт из льял и сборных колодцев скопившейся там влаги и забортной воды. Эта система оборудована только невозвратно-запорными клапанами, что исключает возможность затоплений отсека «ли трюма. На многих судах осушительная система используется как водоотливная в случае большого поступления воды в машинное или котельное отделение судна.
Рис. 131. Принципиальная схема осушительной системы.
1 — приемные сетка; 2 — клапанная коробка; 3 — грязевая коробка: 4 — приемная сетка аварийного осушения; 5 —сепаратор трюмных вод; 6 — отливной клапан; 7, 9 — трубы балластной системы; 8 — осушительный насос; 10 — отливная труба; 11 — ручной поршневой насос. I — отделение гребного электродвигателя; II — машинное отделение; III, IV — вспомогательные отделения; V — цепной ящик.
Водоотливная система предназначена для откачивания воды, поступившей в результате аварии в отсеки и помещения судна. В качестве водоотливных средств используют циркуляционные насосы главных конденсаторов, охлаждающие насосы главных двигателей (дизелей), перекачивающие (нефтяные насосы (на буксирах), а также специальные осушительные и балластные насосы. Кроме того, часто применяют переносные средства удаления воды из отсеков в виде водоструйных эжекторов.
Спускная и перепускная системы необходимы для спуска воды из помещений судна, не имеющих осушительных средств (радиорубки, электростанции, погреба, рефрижераторные трюмы), к сборным колодцам.
Балластная система (рис. 132) служит для заполнения балластом (пресной или забортной водой) отсеков двойного дна, а также крайних концевых (форпиковой и ахтерпиковой) цистерн корпуса с целью регулирования осадки, остойчивости, крена и дифферента судов (кроме ледокольных судов и ледоколов). Эту систему должен обслуживать хотя бы один самостоятельный балластный насос, а в качестве резервных могут быть использованы другие насосы достаточной производительности (осушительные, пожарные, охлаждающие и др.).
Рис. 132. Принципиальная схема балластной и водоотливной систем на сухогрузном судне.
1, 5 — клапанные коробки центральных, носовых и кормовых танков; 2 — приемные сетки системы аварийного осушения; 3 — осушительный и балластный насосы; 4 — отливной кингстон; 6 — быстрозапорный клапан; 7 — распределительная клапанная коробка; 8 — фильтр; 9 — кингстон.
Креновая и дифферентная системы служат для выравнивания крена и дифферента судна, полученных в результате его неправильной загрузки, неравномерного расходования пресной воды и топлива из бортовых отсеков или заполнения водой каких-либо отсеков в случае аварии. На ледоколах и ледокольных судах эти системы служат для преднамеренного создания крена и дифферента, а также для раскачивания судна в поперечной плоскости, для освобождения его корпуса от сжатия льдом и для разламывания ледяных полей. В креповой системе иногда используют специальные так называемые креновые цистерны.
Противопожарные системы предназначены для тушения пожара, возникающего в каком-либо районе судна. Системой водотушения (рис. 133) оборудуются все суда без исключения независимо от их назначения и условий эксплуатации. Эту систему применяют для тушения пожаров почти во всех жилых и служебных помещениях судна, но она совершенно не применима при тушении горючих материалов, топлива и нефти, горящего электрооборудования, а также в некоторых помещениях (аккумуляторных, фонарных, малярных) я малоэффективна при тушении пожара в толще груза. Отростки системы в помещениях, в коридорах и на палубах заканчиваются пожарными рожками, около которых располагаются пожарные шланги с ручными стволами. Пожарные рожки размещают на судне так, чтобы в любую возможную точку пожара можно было подать две струи воды высотою не менее 12 м. Длину пожарных шлангов выбирают не менее 20 м на открытых палубах и не менее 10 м во внутренних помещениях. Пожарные насосы обычно обеспечивают одновременное включение двух пожарных рожков и других потребителей (спринклерная система, система водораспыления и т. п.).
Рис. 133. Принципиальная схема водяной противопожарной системы.
1 — пожарные рожки в помещениях; 2 — палубные пожарные рожки; 3 — напорный трубопровод; 4 — кольцевое орошение форпика; 5 —приемный кингстон; б —фильтр;
7 — пожарный насос.
Спринклерная система предназначена для тушения огня распыленными струями воды. Согласно Правилам Регистра СССР спринклерной системой оборудуют пассажирские, командные и служебные помещения. Установленные на трубах системы специальные распылительные приборы — спринклеры — при повышении температуры в помещении выше допустимой автоматически раскрываются и распиливают воду в виде душа с радиусом действия 2—3 м.
Система пенотушения особенно распространена на таких судах, как танкеры, нефтеналивные и сухогрузные суда для перевозки сухих горючих материалов. Кроме того, такая система успешно применяется на обычных судах для тушения пожаров в машинных и котельных отделениях, в топливных и масляных цистернах. Принцип пенотушения основан на том, что углекислая пена, нанесенная на горящий предмет, изолирует его от кислорода воздуха и тем самым прекращает горение. В зависимости от способа получения и состава пена бывает химическая и воздушно-механическая. В последнее время химическое пенотушение ввиду ряда его недостатков уступает место воздушно-механическому пенотушению (рис. 134), основанному на образовании пены при взаимодействии пенообразующей жидкости с водой и воздухом в воздушно-пенных стволах в конце трубопровода.
Рис. 134. Принципиальная схема воздушно-механического пенотушения.
1 — кингстон; 2 —эжектор пенообразователя; 3 — дозирующий кран; 4 — пусковой кран; б — цистерна с пенообразователем: 6 — пенный пожарный кран; 7 — воздушно-пенный ствол; 8 — задвижка; 9 — кран; 10 — пожарный насос.
Система углекислотного тушения согласно Правилам Регистра СССР применяется для тушения пожаров в сухогрузных трюмах, почтовых кладовых, малярных и других сильно загроможденных грузами помещениях, в танках и грузовых отсеках нефтеналивных судов, топливных цистернах и т. д. В последнее время эта система имеет ограниченное применение на судах ввиду ряда ее недостатков.
Противопожарная система ЖС основана на объемном методе тушения пожаров в закрытых помещениях, при котором в помещении создается атмосфера, не способствующая горению. В качестве огнетушительной жидкости в этой системе применяются специальные жидкости. На судах ледокольного типа жидкостной системой оборудуют турбогенераторное отделение, отделение вспомогательных механизмов, помещения гребных электродвигателей и аварийного дизель-генератора, грузовые трюмы, цистерны и др. Управление системой осуществляется со специальной станции жидкостного пожаротушения, где располагаются баллоны для огнегасительной жидкости, баллоны сжатого воздуха и пусковая аппаратура.
Сигнальная противопожарная система (СПС) предназначена для своевременного оповещения команды судна о появлении дыма и о возникновении пожара в малопосещаемых помещениях (грузовые трюмы, кладовые и др.). Наиболее распространенной на судах является система сигнализации с использованием в электросхеме извещателей, реагирующих на температуру окружающей среды.
Системы бытового водоснабжения обеспечивают обслуживание нужд и потребностей команды судна и пассажиров. Каждая из систем имеет независимые один от другого водопроводы.
Система питьевой воды предназначена для подачи пресной воды к самоварам, пищеварным котлам, кипятильникам, в хлебопекарни и питьевые краны. Питьевая вода хранится в особых запасных цистернах, покрытых внутри цементным молоком, полиэтиленовой пленкой или специальной краской. Цистерны располагают в местах, наиболее удаленных от источников тепла.
Судно имеет обычно не менее двух запасных цистерн, учитывая необходимость их периодической очистки. От этих цистерн пресная вода с помощью насосов (ручных или электрических) подается в расходные цистерны, откуда по водопроводам— к местам потребления. Запасы питьевой воды пополняют с помощью опреснительной установки судна.
Система мытьевой воды служит для подачи пресной воды в бани, душевые и камбузы. Мытьевая вода, как и питьевая, хранится в запасных цистернах, из которых подается вначале в расходные цистерны, затем через подогреватель или, минуя его, к местам потребления. В настоящее время систему мытьевой воды на судах оборудуют пневмоцистернами, позволяющими производить автоматический пуск и остановку насоса. Принципиальная схема такой системы с пневмоцистерной приведена на рис. 135.
Рис. 135. Принципиальная схема системы мытьевой воды с пневмоцистерной.
1 — запасная цистерна; 2 — электронасос; 3 —спускной кран; 4 — пневмоцистерна; 5 — монореле.
Система бытовой забортной воды необходима для подачи воды к санитарному оборудованию судна и для мытья санитарно-бытовых помещений и пищеблока. В этой системе отсутствуют запасные цистерны и вода поступает к электронасосу через приемный кингстон из-за борта.
Фановая система предназначена для удаления за борт в береговые емкости или грязевые цистерны судна фекальных вод из гальюнов и писсуаров как во время хода судна, так и при его стоянке. На современных судах фановые трубопроводы проводятся к грязевым цистернам, содержимое которых выбрасывается с помощью эжекторов или насосов в специальную баржу или за борт. Сточная система служит для удаления за борт с закрытых палуб, а также отвода грязевых вод из душевых, бань, прачечных и камбузов, а система шпигатов открытых палуб — для удаления воды и атмосферных осадков с открытых палуб.
Системы отопления широко используют на современных судах для обогревания жилых и служебных помещений.
Систему парового отопления применяют на морских и речных судах. Основное ее преимущество — простота и сравнительно малый вес. Для нагрева отопительных приборов (грелок) в этой системе служит сухой насыщенный пар с давлением не более 30 кн/м 2 (0,39 кгс/см 2 ), который до входа в грелки пропускают через специальные влагоуловители (сепараторы), увеличивая его теплоотдачу. В зависимости от способа подвода пара к грелкам и отвода от них конденсата паровое отопление выполняется в виде однопроводной или двухпроводной системы, принципиальная схема которой показана на рис. 136. При однопроводной системе пар и его конденсат проходят по одному трубопроводу. Чтобы исключить возможность образования воздушных пробок, в этой системе применяют эжекторы, расположенные ниже грелок. Двухпроводная система имеет две независимые магистрали — трубопроводы свежего пара и конденсата, соединяющиеся с отопительными приборами параллельно.
Рис. 136. Принципиальная схема двухпроводной системы парового отопления.
1 — теплый ящик; 2 — клапаны подачи пара на цистерны, 3. 9 — редукционные клапаны; 4 — сепаратор; 5, 10 — предохранительные клапаны; 6 — распределительная клапанная коробка; 7 — кингстоны; 8 — запорный клапан; 11 — грелки; 12 — впускные и выпускные клапаны; 13 — котел; 14 — конденсационный горшок; 15 — трехходовой кран.
Система водяного отопления на морских судах не нашла широкого применения ввиду ее большого веса и сложности монтажа в судовых условиях.
Систему воздушного отопления обычно комбинируют с системой вентиляции, что позволяет использовать эту систему в холодное время года для отопления и вентиляции, а в теплое время — только для вентиляции и охлаждения. Система воздушного отопления проще других аналогичных систем, позволяет применять для отопления как наружный, так и рециркуляционный воздух, а также их смесь. Систему выполняют по автономному и групповому принципам в зависимости от количества, назначения и расположения обслуживаемых помещений.
Система электрического отопления применяется только для тех помещений судна, где установлены приборы, чувствительные к влаге и сырости (штурманская и ходовая рубки, радиостанция и др.). Эта система проста по устройству, допускает свободное перемещение электрогрелок с одного места на другое, но ввиду большой стоимости при эксплуатации не нашла широкого применения на судах.
Система вентиляции и кондиционирования воздуха служит для улучшения качества воздуха в судовых помещениях путем замены загрязненного воздуха свежим, регулирования его скорости движения, температуры и влажности.
Система вентиляции может быть естественной и искусственной. В первом случае обмен воздуха в помещениях производится с помощью раструбных дефлекторов и эжекционных головок, размещенных на открытых участках палуб и рубок. Во втором случае воздух подают в помещения и удаляют с помощью вдувных и вытяжных вентиляторов через грибовидные головки, расположенные на открытых палубах.
йСистема кондиционирования воздуха (рис. 137) обеспечивает создание искусственного микроклимата в помещениях независимо от метеорологических условий. Для этой цели в системе имеются приборы (калориферы, фильтры и др.) для подогревания и охлаждения воздуха, для его очистки и увлажнения. На современных судах регулирование качества воздуха в этой системе производится автоматически.
Рис. 137. Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха.
1 — приточный фильтр; 2 — фильтр; 3 — осушитель; 4 — трехходовой шибер; 5 — калорифер для подогревания; 6 — калорифер для охлаждения; 7 — увлажнитель; 8 — вентилятор; 9 — вентилируемое помещение; 10 — вытяжной дефлектор.
Общесудовые системы
К важнейшим общесудовым системам относятся:
— осушительная система, с помощью которой вода, собирающаяся в днищевой части судна, откачивается за борт;
— балластная система, служащая для осушения и заполнения судовых балластных цистерн морской водой;
— система бытовой питьевой и мытьевой воды (холодной и горячей);
— система забортной воды (морская вода используется для мытья санузлов и помещений);
— системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Упрощенная схема осушительной системы показана на рисунке ниже. Вода, собирающаяся в днищевой части судна, всасывается через фильтр и клапанную коробку и осушительным насосом выводится за борт. Так как трюмная вода часто содержит маслосодержащие примеси (особенно в районе машинного отделения), ее пропускают через маслоотделитель, который предназначен для того, чтобы отделять масло и маслосодержащие частицы и направлять эти примеси в специальные цистерны.
Осушительная система
1 — всасывающая сетка; 2 — клапанная коробка; 3 — осушительный насос; 4 — маслоотделитель
Принцип действия поршневого насоса двойного действия
1 — поршень; 2-5 — клапаны; 6 — всасывающая труба; 7 — напорная труба.
Другим очень распространенным видом объемного насоса является шестеренный. Подающий элемент состоит из двух зубчатых колес, помещенных в герметическом корпусе. Одно из зубчатых колес приводится во вращение, например, электродвигателем. При вращении колес зубцы, выступающие из зубчатого венца, вызывают увеличение объема в насосе, за счет чего жидкость всасывается нижним входным патрубком. Отдельные количества поступившей жидкости последовательно накапливаются в промежуточном пространстве между зубчатыми колесами и подаются между корпусом насоса и колесами к их внешней стороне. Наконец, жидкость поступает в камеру сжатия. За счет последовательного вхождения колес в зубчатый венец жидкость выдавливается в напорный патрубок. Шестеренные насосы используются на судах для выкачивания вязких жидкостей с хорошими смазочными свойствами, таких как масло, топливо и т. д.
Принцип действия шестеренного насоса
Винтовые насосы также относятся к группе объемных насосов. Жидкость от всасывающего патрубка поступает в промежуточные пространства между винтами, которые называются также камерами и расположены между ведущим винтом, подключенным непосредственно к двигателю, и ведомым. После поворота винтов на определенный угол жидкость в камере запирается; затем вдоль винтов она поступает наверх и оттуда нагнетается в напорный трубопровод. При слишком сильном повышении давления в камере сжатия открывается предохранительный клапан, и жидкость течет назад во впускную камеру.
Принцип действия винтового насоса
1 — ведущий вал; 2 — ведомые винты; 3 — предохранительно-перепускной клапан
Принцип действия центробежного насоса показан на рисунке ниже. Характерным признаком этих насосов является непрерывный поток жидкости. Рабочий орган насоса, ротор с лопатками, смонтирован на вращающемся валу насоса, который чаще всего подключается непосредственно к приводному электродвигателю. Лопатки вращающегося ротора передают энергию двигателя жидкости, протекающей через насос, создавая при этом давление, под воздействием которого жидкость идет от входа к выходу. Центробежные насосы повсеместно применяются в судовых энергетических установках. Они имеют различную конструкцию в зависимости от мощности. Так, мощность нагнетательных насосов для танкеров достигает нескольких тысяч тонн жидкости в час. Если для перекачиваемой жидкости (например, для воды в пожарных насосах или в питательных насосах парогенераторов) требуется более высокое давление, применяют многоступенчатые насосы. Принцип их действия состоит в том, что вода, достигшая определенного давления и покидающая первую ступень, течет ко всасывающему патрубку следующей ступени, где давление снова повышается.
Принцип действия центробежного насоса
Компрессорами называются машины, с помощью которых газы сжимаются от низкого давления на входе до высокого давления на выходе. Соотношение этих двух давлений представляет собой степень сжатия. Самым простым и чаще всего применяемым на судах компрессором является поршневой. По принципу действия он идентичен рассмотренному выше дизельному двигателю. Так как температура газов во время процесса сжатия повышается, в цилиндре компрессора можно получить степень сжатия только в пределах шести — восьми. Дальнейшее повышение степени сжатия приводит к росту температуры, оказывающей вредное воздействие на компрессор. Если необходимо получить более высокое давление (так, например, для пуска главного двигателя требуется давление воздуха 2,9 МПа), используют многоступенчатые компрессоры. Воздух атмосферного давления (0,59 МПа) всасывается в цилиндр высокого давления с меньшим рабочим объемом, чем в цилиндре низкого давления, так как количество воздуха уменьшается вследствие сжатия в цилиндре низкого давления и охлаждения в охладителе. В цилиндре высокого давления можно вновь повысить давление воздуха в шесть раз. Конечное давление воздуха составит тогда 3,5 МПа.
Принцип действия двухступенчатого воздушного компрессора
Наряду с поршневыми компрессорами на судах иногда встречаются ротационные (центробежные и осевые) и винтовые компрессоры. По принципу действия центробежный компрессор аналогичен центробежному насосу, а винтовой компрессор — винтовому насосу) в то время как осевой компрессор напоминает скорее турбину. Компрессоры применяют на судах в основном для сжатия воздуха и газов, например охлаждающих средств в рефрижераторных установках и системах кондиционирования воздуха. Фильтры служат для устранения из различных жидкостей и газов механических примесей, таких как пыль, маленькие металлические частицы, шлам и отложения. Фильтры состоят из корпуса, в котором чаще всего размещается вставная часть фильтра, имеющая форму металлических решеток с соответствующей шириной отверстий; здесь же находятся и прокладки из тонких пластинок (в щелевом фильтре) или из пористых материалов. Для удаления частичек из магнитных металлов применяются прокладки из твердых магнитов.
Очистку топлива и смазочных масел наряду с фильтрацией осуществляют с помощью следующих способов:
— гравитационно-седиментационного, т. е. отстаивания более тяжелых, чем вода, примесей в цистернах;
— центрифугированием в сепараторах.
Сепараторы предназначены для устранения примесей, более тяжелых, чем очищаемая жидкость. Их действие основано на возникающей при этом центробежной силе. Принцип действия судового сепаратора для очистки топлива и смазочного масла показан на рисунке ниже. При протекании загрязненного масла через цистерну все примеси, более тяжелые, чем вода (механические примеси, пыль, металлические частицы и т. д.), осаждаются на дне цистерны. При этом масло очищается с помощью силы тяготения. Процесс очистки проходит довольно долго и зависит от ускорения свободного падения. Для ускорения очистки масла от воды и твердых примесей ускорение свободного падения заменяется значительно большим центробежным ускорением за счет большой частоты вращения.
Принцип действия сепаратора
а — общий вид; b-е — фазы сепарации. 1 — тарельчатая крышка; 2 — тарелка; 3 — барабан; 4 — вертикальный вал; 5 — электродвигатель.
Сепараторы являются важными элементами судовых энергетических установок. Они служат для очистки смазочных масел и топлива для двигателей и парогенераторов. На новых судах сепараторные установки полностью автоматизированы. Для защиты морской воды от вредных загрязнений, в основном от остатков масла, используются маслоотделители. Трюмная вода, содержащая просочившиеся остатки топлива, смазочного масла и другие примеси, проходит через трюмным насос, затем через маслоотделитель, в котором отделяются масло и все примеси, которые легче воды. Очищенная таким образом вода откачивается за борт. Принцип действия маслоотделителя показан на рисунке ниже. вода попадает в маслоотделитель, начинает вращаться и все глубже опускается во внутреннюю часть аппарата. При медленном движении воды в воронкообразных цистернах частицы масла отделяются, т. е. они поднимаются или под воздействием центростремительной силы собираются около оси маслоотделителя. Отделившиеся частицы масла поднимаются и собираются в верхней части маслоотделителя, откуда они направляются в специальную цистерну отработавшего масла. Очищенная вода вытекает за борт. Загрязненное масло либо подается дальше для восстановления, либо сжигается в специальных печах, которые все чаще стали устанавливать на судах. В этих печах уничтожается весь мусор и отходы, которые могли бы загрязнить окружающую среду. На судах используют установки для обработки камбузной, моечной и канализационной воды. Отработавшую воду подвергают сильному оксидированию и биологической нейтрализации или же производят сгущение и обезвоживание сточных вод, а остатки сжигают.
Принципы действия маслоотделителя
1 — воронкообразный резервуар; 2 — коническое выпускное отверстие
Системы водоснабжения представляют собой цистерны, в которых создается давление, позволяющее подводить содержащуюся там воду (морскую, питьевую, мытьевую) ко всем потребителям на судне (водопроводным кранам, душам и т. д.). Вода в системы поступает с помощью насосов. Эти насосы сконструированы таким образом, что они могут дополнять так называемую воздушную подушку в системах водоснабжения. Воздух, подкачиваемый для поддержания необходимого давления (от 0,2 до 0,4 МПа), поступает от устанавливаемой иногда на судне компрессорной установки. 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 тяжелое моторное топливо подогревают перед подачей его к ДВС. 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 теплых 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 рисунке ниже. Горячее масло течет по трубам, расположенным по двум стенкам в корпусе, имеющем форму листового цилиндра. За трубами идет охлаждающая вода. Для повышения эффективности взаимодействия всех рабочих тел поток пропускается волнообразно.
Принцип действия маслоохладителя
1 — корпус; 2 — трубы холодильнике; 3 — выход масла; 4 — выход охлаждающей воды; 5 — вход масла; 6 — вход охлаждающей воды
Аналогично выглядит и схема подогревателя. В последнее время все чаще используют пластинчатые воздухоподогреватели и охладители. Они обладают гораздо лучшими теплообменными свойствами. 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 следующем рисунке. В металлическом корпусе размещены трубы, через которые течет забортная вода по двойному циркуляционному контуру.
Принцип действия конденсатора
1 — трубки; 2 — корпус; 3 — воздух; 4 — конденсационная вода; 5 — охлаждающая вода; 6 — отработавший пар
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. Конденсат на дальнейшем пути может быть охлажден в конденсаторе. В современных конденсаторах переохлаждение конденсата не должно превышать 0,5— 1,0°С, так как оно влечет за собой потери теплоты во всем тепловом контуре, т. е. 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. Пресная вода особенно ценится на океанском судне, так как запас пресной воды в специальных цистернах ограничен. Пресная вода используется как для бытовых, так и для технических целей. Кроме того, необходимо компенсировать циркулирующую в паровом цикле пресную воду, часть которой во время работы теряется из-за недостаточной герметичности клапанов, турбин, вентиляторов и т. д.
Для этой цели на судах применяют испарители. Они служат как для получения пресной воды из морской путем частичного испарения, так и для очистки пресной воды из цистерн методом дистилляции. При получении пресной воды из морской последняя нагревается до такой степени, что она частично испаряется. Полученный таким образом вторичный пар подводится к конденсатору, в котором и получают готовый продукт. Остаточная морская вода (рассол) с большим содержанием соли выбрасывается за борт. На судах с паровым двигателем в качестве теплоносителя в испарителях чаще всего используется водяной пар. В дизельных энергетических установках для повышения КПД применяют вакуумные испарители, обогреваемые отработавшей водой из контура охлаждения главного двигателя. Эту воду в любом случае необходимо охлаждать перед очередной ее подачей в охлаждающие полости главного двигателя. Вода отдает свое тепло испарителям, нагревая при этом морскую воду до 40—45°С. Подогретая таким образом вода в камере, где давление достигает 0,007—0,008 МПа, начинает частично испаряться, образуя вторичный пар. В результате конденсации вторичного пара в конденсаторе, составляющем вместе с испарителем-генератором блок-секцию, получают конденсат пресной воды, т. е. дистиллят.