تطبيق صندوق التبريد في مجال السفن
مبدأ العمل الأساسي
الهيكل: يتكون من حزمة أنابيب على شكل حرف U (سبائك النحاس والنيكل/الفولاذ المقاوم للصدأ)، ولوحة أنبوبية، وخزان مياه البحر (مع شبكة مدخل ومخرج)، مثبتة في خزان مياه البحر أسفل الحد الأدنى لخط الماء على الجانب الخارجي من الهيكل.
العملية: تتدفق المياه العذبة ذات درجة الحرارة المرتفعة (بطانة المحرك، وزيت التشحيم، والمولد، وما إلى ذلك) داخل السفينة عبر حزمة الأنابيب؛ تتدفق مياه البحر خارج السفينة خارج الحزمة وتبرد المياه العذبة من خلال التبادل الحراري؛ يتدفق الماء العذب المبرد مرة أخرى إلى المعدات للتداول، وترتفع مياه البحر بشكل طبيعي ويتم تفريغها بعد امتصاص الحرارة.
وضع التبريد:
أثناء الملاحة، يتم توليد الحمل الحراري القسري أثناء تحرك السفينة، مما يتسبب في غسل مياه البحر بسرعة فوق حزمة الأنابيب، مما يؤدي إلى أعلى كفاءة تبريد.
أرض الإرساء/الرسو: يتشكل الحمل الحراري الطبيعي داخل خزان مياه البحر (يرتفع ماء البحر الساخن ويغرق ماء البحر البارد)، ولا يزال من الممكن تحقيق تبديد مستقر للحرارة.
سيناريوهات التطبيق الرئيسية
1. تبريد نظام الطاقة (الأساسي)
تبريد المضيف: تبريد نظام الماء والعادم الخاص ببطانة الأسطوانة للمضيف لضمان التشغيل المستقر للمضيف في جميع ظروف التشغيل.
تبريد المحرك/المولد المساعد: يوفر التبريد لمولدات الديزل ومولدات الطوارئ لتلبية الطلب على الطاقة للسفينة بأكملها.
تبريد توربينات الغاز: يستخدم لنظام زيت التشحيم والتبريد بين المراحل لتوربينات الغاز البحرية، وهو مناسب لوحدات 5-50 ميجاوات، ويمكنه التخلص من مضخات مياه البحر وتوفير الوقود.
نظام الدفع: وحدات هيدروليكية ووحدات طاقة مثل محرك التبريد، والمحرك القوسي، ومروحة الدفة الدوارة بالكامل.
2. نظام التبريد المساعد
النظام الهيدروليكي: تبريد الزيت الهيدروليكي لآلات سطح السفينة (مثل رافعات البضائع، ورافعات المرساة، والرافعات) والمضاعفات لمنع التسرب والفشل الناجم عن ارتفاع درجة حرارة الزيت.
تكييف الهواء والتبريد: توفير مصدر بارد للتكييف المركزي، وكبائن التبريد، وتخزين المواد الغذائية الباردة على السفن، ومناسب بشكل خاص للسفن الصغيرة والمتوسطة الحجم.
نظام التبريد المركزي: كبديل للتبريد المركزي، فهو يدمج احتياجات التبريد للسفينة بأكملها ويقلل الحاجة إلى خطوط أنابيب مياه البحر ووحدات الضخ في غرفة المحرك.
3. أنواع السفن المعمول بها
السفن الصغيرة والمتوسطة-الحجم (أساسًا بقدرة أقل من أو تساوي 5000 كيلووات): زوارق القطر، والصنادل، وقوارب الصيد، والعبارات، والسفن الهندسية (الجرافات)، وسفن الإمداد، والسفن المبردة، وكاسحات الجليد، وسفن الشحن الساحلية/ناقلات النفط، وما إلى ذلك.
السفن الخاصة: السفن الداخلية، وسفن الغاطس الضحلة، وسفن العمليات البحرية، والسفن العسكرية، وسفن إمداد المنصات (PSV) وأنواع السفن الأخرى التي تتطلب موثوقية عالية ومساحة.
المزايا الرئيسية (القيمة في مجال السفن)
توفير مساحة المقصورة: قم بإلغاء مضخة مياه البحر، والفلتر، وعدد كبير من أنابيب مياه البحر في المقصورة، وتبسيط التصميم، وتحرير مساحة المقصورة القيمة.
تقليل مخاطر التآكل: تتدفق مياه البحر فقط داخل الصندوق الخارجي ولا تدخل إلى خطوط أنابيب غرفة المحرك والمبادلات الحرارية، مما يقلل بشكل كبير من مخاطر التآكل الداخلي والتسرب.
تكلفة صيانة منخفضة: لا يوجد تنظيف داخلي لمياه البحر أو جرعات كيميائية؛ تتطلب الصيانة فقط الفحص البصري أثناء إصلاح الرصيف، وتنظيف الشبكة، واستبدال الأنودات المضحية.
الموثوقية العالية والتكرار: الهيكل قوي ولا يتأثر بأعطال المضخة؛ يمكن توصيل وحدات متعددة بالتوازي لتحقيق تصميم زائد عن الحاجة، ومناسب لسيناريوهات الموثوقية العالية.
توفير الطاقة وتقليل الاستهلاك: يعد تبديد الحرارة السلبي هو النهج الرئيسي لتقليل استهلاك الطاقة لمضخات مياه البحر، مما يقلل بشكل مباشر من استهلاك الوقود والانبعاثات.
التكيف مع جميع ظروف التشغيل: يمكن تحقيق التبريد الفعال أثناء الملاحة والرسو، ولا يزال من الممكن تحقيق تبديد مستقر للحرارة من خلال الحمل الحراري الطبيعي بسرعات منخفضة وفي الحالات الثابتة.
قيود التطبيق
الحد الأعلى للطاقة: أكثر ملاءمة للسفن الصغيرة والمتوسطة الحجم- (عادةً أقل من أو تساوي 5000 كيلووات)، مع تطبيق أقل للسفن الكبيرة (طاقة المحرك الرئيسي تتجاوز 30 ميجاوات).
متطلبات المسودة: يجب تركيبها تحت أدنى خط مائي، وتحتاج السفن ذات الغاطس الضحل إلى تصميم موقع خزان مياه البحر بشكل خاص.
تأثير حالة البحر: في ظروف البحر القاسية للغاية، قد يتم سد شبكة خزان مياه البحر بسبب الحطام وتحتاج إلى التنظيف بانتظام.
ملخص
يُعد Box Cooler حل ترقية خفيف الوزن وموثوق به للغاية لأنظمة تبريد السفن، وهو مناسب بشكل خاص للسفن الصغيرة والمتوسطة-الحجم، والداخلية/البحرية، والسفن الهندسية، والسفن الخاصة. إنه يتميز بقيم متعددة لتوفير المساحة، ومقاومة-التآكل، وانخفاض الصيانة، وتوفير الطاقة، مع قلب التبادل الحراري الخارجي، وتبديد الحرارة السلبي، وعدم وجود خط أنابيب لمياه البحر في غرفة المحرك. إنه أحد الحلول المفضلة لاستبدال أنظمة التبريد المركزية التقليدية في تصميم السفن الحديثة.
