Опреснительные установки на кораблях | Военное оружие и армии

Опреснительные установки на кораблях

Задача снабжения кораблей пресной водой всегда стояла очень остро. И если в парусную эпоху пресная вода требовалась только для нужд экипажа, то с появлением на кораблях паровых машин потребность в ней резко возросла.

В паровых силовых установках — будь то паросиловые (с паровыми машинами) или паротурбинные — вода является рабочим телом. Превращаясь в котлах в пар, она поступает в цилиндры паровых машин или в паровые турбины. На выходе отработанный пар идет в конденсаторы, где, вновь превратившись в воду, становится доступным для повторного использования. Однако в любом случае часть воды теряется, и ее объем необходимо восполнять. В паротурбинных силовых установках потери составляют, как правило, 0,5-1,5 % паропроизводительности котлов. Для этой цели разработаны специальные опреснительные установки.

139

ДИСТИЛЛЯЦИЯ

Самым старым и распространенным способом опреснения воды является дистилляция, то есть испарение с последующим охлаждением и конденсацией паров. В процессе опреснения морская вода сначала превращается в пар, а затем конденсируется, в результате чего получается пресная вода. Парообразование может происходить при кипении воды при обычном давлении либо при пониженном давлении, когда кипение воды происходит при температуре, меньшей 100°С. При испарении происходит снижение количества растворенных в воде веществ с 32000 мг/л до 1-2 мг/л. Аппарат для опреснения называется опреснителем, а иногда дистиллятором. На кораблях с паросиловыми и паротурбинными силовыми установками источником тепла для нагрева морской воды в испарителях служит пар низкого давления.

КЛАССИФИКАЦИЯ ОПРЕСНИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

По способу испарения морской воды опреснительные установки подразделяются на два типа: с испарителем поверхностного типа или же с камерами испарения бесповерхностного типа. В зависимости от числа ступеней вторичного пара бывают одно-, двух- и многоступенчатые опреснители. По использованию тепла вторичного пара они подразделяются на нерегенеративные (наиболее простые) и регенеративные. Дистилляционные термические испарители делятся на две группы: кипящие (поверхностные) и адиабатные (некипящие, самоиспаряющиеся, бесповерхностные).

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ОПРЕСНИТЕЛЕЙ

Простейший испаритель кипящего типа работает таким образом: греющий пар подается по змеевику, который заполнен морской водой. Образовавшийся на поверхности змеевика вторичный пар направляется в конденсатор, где конденсируется и в виде дистиллята направляется в сборную цистерну. Однако такое устройство имеет ряд недостатков, главные из которых — интенсивное образование накипи на поверхности нагрева и низкая экономичность. Более экономичными являются многоступенчатые испарители. Вторая ступень, в которой для нагрева используется вторичный пар, полученный в первой ступени, позволяет повысить экономичность на 80-85 %. Такая установка позволяет получать на каждый килограмм греющего пара около 1,8 кг дистиллята. Разработаны и применяются на практике (или применялись в прошлом) различные схемы включения испарителей в цикл паровых установок. Применительно к кораблям с паротурбинными установками, например, отбор греющего пара может производиться непосредственно от парового котла (что требует снижения давления пара и охлаждения до температуры насыщения), из ресивера между турбинами высокого и низкого давления (при этом расход пара на работу испарителя примерно вдвое меньше, чем в первом случае) или же из турбины высокого давления (наиболее экономичная и распространенная схема).

Опреснительные установки с испарителями кипящего типа работают при постоянном давлении. В них из поступающей морской воды испаряется примерно 20-50 %.

Оставшаяся часть в виде рассола удаляется за борт. В опреснительных установках с адиабатным испарителем процесс происходит за счет резкого понижения давления в условиях адиабатного процесса, то есть без подвода теплоты. Такие установки бывают проточные (неиспарившаяся в испарительной камере вода удаляется за борт) и циркуляционные (неиспарившаяся вода вновь подается в подогреватель). В проточных опреснительных установках 98-99 % нагретой воды удаляется за борт, что ведет к большим потерям тепловой энергии. При применении циркуляционного процесса расход тепловой энергии уменьшается в 2,5-3,5 раза.

Преимуществами адиабатных испарителей по сравнению с установками кипящего типа является меньшее образование накипи на поверхности нагрева, а также более высокое качество дистиллята. Адиабатные испарители более устойчивы в работе при колебаниях тепловой нагрузки.

В настоящее время внедряются опреснительные установки, работающие на новых принципах (например, обратного осмоса), однако они еще не получили достаточного распространения.

Вам понравится

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Поделиться записью в соц. сетях