Was ist ein Frischwasser-Generator?
Frischwasser-Generatoren (FWG) wandeln Meerwasser (Salzwasser) in Frischwasser um. FWGs sind auf vielen Schiffen üblich, da sie es ermöglichen, das benötigte Frischwasser während der Fahrt zu erzeugen. Der Prozess der Frischwassererzeugung wird durch Destillation erreicht.
Es gibt drei Hauptmethoden zur Erzeugung von Frischwasser aus Meerwasser: Kochen, Verdampfen und Umkehrosmose (RO). Die meisten Schiffe und Industrieanlagen produzieren Frischwasser entweder mit Verdampfern oder RO-Anlagen. Große Entsalzungsanlagen können an den Dampfkreislauf eines thermischen Kraftwerks angeschlossen sein, wobei der Dampf zur Verdampfung von Meerwasser genutzt wird.
Das 3D-Modell in der saVRee-Datenbank basiert auf einem Niederdruck-Blitzverdampfer (Blitzdestillierer), der Plattenwärmetauscher verwendet, aber FWGs, die Rohrbündel-Wärmetauscher verwenden, sind ebenfalls verfügbar.
Was sind die Hauptbestandteile eines Frischwasser-Generators?
Ein FWG besteht aus den folgenden Hauptkomponenten:
- Heiß- und Kaltwasseranschlüsse.
- Gehäuse
- Kondensator
- Verdampfer
- Demister
- Frischwasserpumpe
- Ejektor/Ejektor
- Temperaturüberwachungsgeräte
- Luftentlüftungsventil
- Sicherheitsventil (SRV)
- Salinometer
Frischwasser-Generator-Komponenten
Alle oben genannten Komponenten werden im Folgenden ausführlicher erklärt.
Niederdruck-Blitzverdampfer sind an ein Meerwasser- und Heißwassersystem angeschlossen. Auf Schiffen wird Meerwasser direkt aus dem Seeventil bezogen, während Heißwasser aus dem Motorjackenwassersystem (Motorkühlwassersystem) bezogen wird.
Der obere Teil des FWG beherbergt einen Kondensator-Plattenwärmetauscher, während der untere Teil einen Verdampfer-Plattenwärmetauscher beherbergt. Der Kondensator ermöglicht es, dass Meerwasser in einem geschlossenen System durch den Wärmetauscher strömt. Der Verdampfer ermöglicht es, dass Heißwasser in einem geschlossenen System durch den Wärmetauscher strömt. Sowohl der Kondensator als auch der Verdampfer sind nicht vollständig abgedichtete Wärmetauscher, die Dichtungen sind modifiziert, um Meerwasser aus den Verdampferplatten verdampfen zu lassen und Frischwasser auf den Kondensatorplatten zu kondensieren. Kurz gesagt, Plattenwärmetauscher haben normalerweise zwei vollständig geschlossene Systeme, aber in einem FWG ist ein System pro Wärmetauscher geschlossen und das andere offen.
Ein Demister ist zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer installiert.
Der Kondensator, der Verdampfer und der Demister sind innerhalb des FWG-Gehäuses untergebracht.
Frischwasser vom FWG-Kondensator wird mit einer Frischwasserpumpe (normalerweise eine kleine Kreiselpumpe) in einen Lagertank gepumpt.
Ein Ejektor/Ejektor wird verwendet, um ein Vakuum im Gehäuse zu erzeugen und aufrechtzuerhalten; er entfernt auch Sole (Wasser mit hohem Salzgehalt) aus dem unteren Teil des Gehäuses.
Die Temperatur im Gehäuse, im Meerwassersystem und im Jackenwassersystem wird kontinuierlich mit Thermometern (lokale Anzeige) und PT 100-Sensoren (Fernanzeige) überwacht.
Ein Luftentlüftungsventil ist oben am Gehäuse installiert. Die Luftentlüftung sollte geöffnet sein, wenn der FWG nicht in Betrieb ist, und geschlossen, wenn der FWG in Betrieb ist.
Als Vorsichtsmaßnahme gegen Überdruck ist ein Sicherheitsventil (SRV) an der Oberseite des Gehäuses installiert.
Ein Salinometer misst den Salzgehalt ('Salzigkeit') des erzeugten Frischwassers. Wenn das Frischwasser einen zu hohen Salzgehalt aufweist, wird es verworfen/abgelehnt (normalerweise in die Bilge). Wenn das Frischwasser innerhalb der Grenzwerte liegt (typischerweise <10 ppm), wird es in einen Frischwasser-Lagertank geleitet.
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Wie funktionieren Frischwasser-Generatoren?
Meerwasser wird vom Seeventil zum FWG-Kondensator gepumpt. Es strömt durch den Kondensator, dann durch den Verdampfer und schließlich durch den Ejektor. Eine kleine Menge Meerwasser wird direkt vom Kondensator zum Ejektor umgeleitet, um das Vakuum im Gehäuse aufrechtzuerhalten. Das Meerwasser strömt zuerst durch den Kondensator, da es vor dem Eintritt in den Verdampfer etwas Wärme aufnimmt, was die Gesamteffizienz des FWG erhöht.
Jackenwasser wird vom Hauptmotor zum FWG-Verdampfer gepumpt. Das Jackenwasser hat eine Temperatur von etwa 80°C (176°F). Da das Gehäuse unter Vakuum steht, ist 80°C ausreichend, um einen Teil des Meerwassers, das durch den Verdampfer strömt, zu verdampfen. Es ist wichtig, nicht zu viel Meerwasser zu verdampfen, da dies zur Bildung von Salz auf den Platten führen würde.
Das aus dem Verdampfer verdampfte Wasser bildet einen Wassernebel, der durch den Demister strömt. Der Demister entfernt alle mitgeführten Salze; der Wassernebel erreicht dann den Kondensator. Da die Kondensatorplatten unter der Kondensationstemperatur des Wassernebels liegen, kondensiert der Wassernebel auf den Kondensatorplatten. Das kondensierte Frischwasser wird dann mit der Frischwasserpumpe entnommen.
Wasseraufbereitung
Frischwasser direkt nach dem FWG wird destilliertes Wasser genannt und wird für Wasch- und Reinigungsanwendungen usw. verwendet. Die Korrektur des Wasser-pH-Werts, dann das Durchlaufen eines Mineralisierers und einer bakteriellen Behandlungsanlage ergibt Trinkwasser (Trinkwasser).
Chemische Dosierung und UV-Filter sind zwei der häufigsten bakteriellen Behandlungsanlagen. Für die Gesundheit und das Wohlbefinden der Trinkwasserkonsumenten ist es unerlässlich, dass die Bakterienwerte kontinuierlich überwacht und kontrolliert werden.
Härte wird durch Magnesium- und Calciumionen im Wasser verursacht. Wasserhärte ist ein Problem aufgrund ihrer Neigung, auf Systemoberflächen wie Wärmetauscheroberflächen, Rohrleitungen usw. Ablagerungen zu bilden. Wasserenthärter dosieren das Wasser mit Natrium (Salz), um die Wasserhärte zu reduzieren und die Wahrscheinlichkeit von Ablagerungen zu verringern.
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- Die Hauptkomponenten eines Frischwasser-Generators und ihre Funktionen erkennen, einschließlich des Kondensators, des Verdampfers, des Ejektors und mehr.
- Die Bedeutung der Platzierung des Systems unter Vakuum verstehen.
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https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/28/047/28047199.pdf