Опреснение морской соленой воды на судах можно осуществлять различными методами, однако в качестве основных следует рекомендовать те, которые позволяют использовать тепловые потери судовых двигателей. Это дает возможность существенно уменьшить методам относятся термические, основанные на испарении и замораживании, в которых происходит изменение агрегатного состояния воды. Пока в судовой практике нашли применение только термические методы, основанные на испарении воды.
В настоящее время применяются опреснительные установки различных конструкций, работающие по методу дистилляции. Все опреснительные установки можно подразделить на две группы в зависимости от принципа работы испарителя:
– с испарителями кипящего типа, работающие при постоянном давлении;
– с испарителями некипящего типа, расширительные, работающие адиабатно.
Рис. 1. Принципиальные схемы опреснительных установок, работающих по методу испарения, с испарителями: а-кипящего типа; б-с адиабатным.
На рис.1 а, приведена схема установки с испарителями кипящего типа. Забортная вода поступает в испаритель 1, по трубкам которого проходит греющая среда. В нем испаряется 20–50 % поступающей морской воды. Образовавшийся пар идет в конденсатор, где, конденсируясь, образует дистиллят, откачиваемый насосом 4 и используемый в дальнейшем на хозяйственно-бытовые нужды. По трубкам конденсатора циркуляционным насосом 3 прокачивается охлаждающая забортная вода. Часть этой воды также поступает в испаритель установки. Неиспарившаяся часть морской воды в испарителе, называемая рассолом, удаляется за борт рассольным насосом 5.
Опреснительные установки рассмотренного типа выпускаются отечественной промышленности и иностранными фирмами Атлас, Никерс, Вир и др.
Опреснительная установка с адиабатным испарителем приведена на рис.1 б. В состав ее входят подогреватель забортной воды 6, испаритель 1, конденсатор 2 и насосы: циркуляционный 5, забортной воды 3 и дистиллята 4.
Принцип работы адиабатной опреснительной установки не отличается от принципа работы ранее рассмотренного утилизационного устройства системы высокотемпературного охлаждения двигателя, вырабатывающей пар для энергетических целей.
Схемы опреснительных установок с использованием тепла охлаждающей воды
Установки с испарителями кипящего типа. На морских транспортных судах отечественной постройки устанавливают утилизационные опреснительные установки серии Д, изготовляемые в виде агрегата, включающего собственно опреснитель и все вспомогательное оборудование и приборы. На эти установки разработана отраслевая нормаль, определяющая их тип, основные параметры и технические требования.
Общий вид опреснителя серии Д приведен на рис.2. Он состоит из трех основных узлов: сухопарника 8, корпуса 7 и испарительной батареи 6. Корпус опреснения выполнен из меди, а сухопарник — из нержавеющей стали. Опреснитель устанавливается на четыре вертикальные трубы 4, прикрепленные к судовому фундаменту. В верхней части сухопарника размещен кожухотрубный конденсатор 1, изготовленный из мельхиоровых трубок.
Рис. 2. Общий вид опреснителя серии Д.
Испарительная батарея состоит из пучка вертикальных мельхиоровых трубок, приваренных к латунным трубным доскам.
Нагревающая вода проходит в межтрубном пространстве испарителя. Для увеличения скорости движения воды внутри пучка предусмотрены поперечные перегородки. Внутри трубок испарителя кипит забортная вода. Рассол из испарителя за борт удаляется через сливную трубку 5, выполняющую роль регулятора уровня. Вертикальный срез этой трубки находится на уровне ½ высоты трубок испарителя. Над испарительным пучком установлены отражатель 3 и жалюзийный сепаратор 2, служащие для очистки пара от капелек рассола. На рис. 3 приведена схема вакуумной опреснительной установки серии Д.
Рис. 3. Схема утилизационной опреснительной установки серии Д.
Забортная вода насосом 7 подается в конденсатор 1, где нагревается за счет тепла конденсации пара. Из конденсатора часть воды через невозвратно-запорный клапан 9 направляется на питание испарителя 2. Другая часть забортной воды поступает к рассольно-воздушному эжектору 8.
Вода из системы охлаждения дизеля с температурой 60–80 С циркулирует в межтрубном пространстве испарителя и отдает свое тепло забортной воде, испаряющейся внутри трубок. Паровоздушная смесь из конденсатора и рассол из испарителя удаляются за борт с помощью рассольно-воздушного эжектора. Дистиллят из конденсатора самотеком поступает в сборный бак 4. Из бака дистиллят насосом 6 через регулятор уровня 5 и датчик солемера подается к электромагнитному клапану 3, который в зависимости от солености воды направляет ее или в цистерну пресной воды, или обратно с испаритель.
В испарителе около 25 % подаваемой питательно забортной воды испаряется, поэтому концентрация рассола не очень большая, что позволяет опреснительной установке длительно время работать без чистки трубок испарителя и конденсатора от накипи.
Литература:
- Акимов П. П. Первые результаты эксплуатации утилизационных установок с турбогенераторами. — «Морской флот», 1969, № 7, с.23–24.
