Állandó mozgásban működő hőcserélő
A hajóra szerelt hőcserélő soha nem nyugszik. Folyamatosan gurul, dől, billeg és billeg, ahogy a hajó reagál a hullámterhelésre és a változó tengerállapotokra. Ezek a mozgások tartós, többirányú kifáradási környezetet hoznak létre az összes telepített berendezésen, és minden belső alkatrészt egy hosszú -idejű dinamikus stresszteszt részévé alakítanak.
A szabványos, enyhén alátámasztott vízszintes csőköteg ilyen körülmények között gyorsan lebomlana az ismételt ütés, rezgés és a támasztó rázkódás miatt. A tengeri használatra szánt PTFE hőcserélőt ezért szerkezetileg integrált rendszerként kell megtervezni, belső komponensekkel visszatartva, és kívülről egyetlen merev mechanikus egységként kell felszerelni.
Egy megfelelően megtervezettPTFE hőcserélő hajófedélzeti dőlésszögű gördülő kialakításúgy kell kezelni, mint egy hajót a hajóban, ahol minden cső és tartószerkezet rögzítve van a folyamatos vihar{0}}szerű berakodáshoz.
A hőcserélőnek szilárd,{0}}önálló tömbnek kell lennie, belülről megerősítve, mint egy hajótest, hogy megbirkózzon az óceán mozgásából adódó állandó,-lassú földrengéssel.
Miért igényel különleges tervezési filozófiát a Shipboard Motion?
Több-Axiális dinamikus terhelési környezet
A szárazföldi{0}}telepítésekkel ellentétben a tengeri rendszerek összetett mozgási mintáknak vannak kitéve, amelyek a következőket foglalják magukban:
Folyamatos tekerés (oldalról--oldalra forgatás)
Hangemelkedés (elöl{0}}hátra forgatás)
Heave (függőleges fordítás)
Lehajlás (vízszintes elforgatás)
Hirtelen becsapódó események nagy tengervíz idején
Ezeket a mozgásokat befolyásolják az edény stabilitási jellemzői, beleértve a metacentrikus magasságot, amely szabályozza a gördülési periódust és a szöggyorsulást. A nagy dőlésszögek jelentős tehetetlenségi erőket generálhatnak a berendezés burkolatán belül.
Dedikált tervezési adaptáció nélkül a belső hőcserélő alkatrészek a következőket tapasztalhatják:
Csővibráció és feszítés
Fáradtság miatti repedés
Nyomórúd meglazítása
A tartólemez deformációja
Ütőterhelés a szomszédos csövek között
Függőleges U{0}}csőkonfiguráció, mint az előnyben részesített kialakítás
Gravitáció{0}}Segített stabilitás mozgás közben
A függőleges hőcserélő tájolása erősen előnyös a hajón történő alkalmazásokhoz. Ebben a konfigurációban a felfelé irányuló folyadékáramlás biztosítja, hogy a héj teljesen elárasztva maradjon, míg a gravitáció segít a belső folyadékeloszlás stabilizálásában az edény mozgása során.
A függőleges tájolás előnyei a következők:
Csökkentett oldalsó csúszási hatások
Javított fázisstabilitás
Alacsonyabb a párazsák kialakulásának kockázata
Egyenletesebb hőeloszlás dönthető körülmények között
U-A csőköteg megszünteti a csőlapok állandó feszültségét
Az AU-csőcsomagot általában tengeri szolgáltatáshoz választják ki, mert lehetővé teszi:
A csövek független hőtágulása
A rögzített csőlemez feszültségkoncentráció megszüntetése
Csökkentett hőfáradási terhelés
Jobb tolerancia a szerkezeti mozgásokkal szemben
Az U{0}}kanyar szakasz lebegő jellege biztosítja a mechanikai megfelelőséget, ami előnyös kombinált termikus és mechanikus ciklus esetén.
Belső szerkezeti megerősítés a hajó mozgása ellen
A szorosan elhelyezett csőtartók megakadályozzák a vibrációs károsodást
A hajófedélzet mozgása jelentősen megnöveli a cső-cső-kölcsönhatásának kockázatát erős gurulási körülmények között. Ennek enyhítése érdekében a csőtartó lemezeket kisebb távolságra kell megtervezni a szárazföldi alapú hőcserélőkhöz képest.
A legfontosabb tervezési hatások a következők:
Csökkentett támaszték nélküli csőfesztáv
A csőrezgés megnövelt természetes frekvenciája
Alacsonyabb amplitúdójú oszcilláció tekercses események során
A csőcsapás megakadályozása átmeneti terhelés során
A szorosan elhelyezett támasztékok biztosítják, hogy a csövek kényszerkötegként viselkedjenek, nem pedig független rugalmas elemek.
Robusztus terelő- és kötőrúdrendszerek
A terelőlapokat és a rögzítő rudakat úgy kell megtervezni, hogy a hajó ciklikus mozgása esetén nagy fáradtságállóságot biztosítsanak.
A tervezési követelmények a következők:
A terelőlemezek megnövelt szerkezeti vastagsága
Zárt kötőrúd szerelvények
Lazulásgátló{0}}reteszelő mechanizmusok
Megerősített hegesztési és rögzítési pontok
Rezgésálló{0}} rögzítőelem kiválasztása
A rögzítőelemek mikro{0}elmozdulása miatti kilazulását mechanikus reteszeléssel vagy biztonsági huzalrendszerekkel kell megakadályozni, mivel az olyan osztályozó társaságok, mint a DNV, az ABS és a Lloyd's Register szigorú követelményeket támasztanak a tengeri felszerelések integritásával kapcsolatban.
Szeizmikus{0}}egyenértékű szerelés tengeri szolgáltatásokhoz
Hajómozgás, mint folyamatos szeizmikus terhelés
A fedélzeti berendezések felszerelését gyakran a földi szerkezetek szeizmikus tervezéséhez hasonlóan kezelik. A gördülési gyorsulás és a csattanó terhelések kombinációja egyenértékű tehetetlenségi erőket hoz létre, amelyeket át kell adni a tartószerkezeten.
A szerelés tervezési szempontjai a következők:
Csúcs hengerlés és dőlésszög terhelés
Dinamikus gyorsulás-erősítés
Fárasztó terhelés a hajó élettartama alatt
Lökésterhelés hullámütések során
Nagy teherbírású-alapvázszerkezet
A teljes hőcserélőt egy merev, hajó{0}}besorolású tartókeretre kell felszerelni, amely a terhelés elosztására szolgál az edény szerkezetében.
Tipikus jellemzői a következők:
Gusset{0}}megerősített szerkezeti elemek
Hegesztett acél alapkeretek
Rezgéscsillapító{0}}rögzítőlapok
Töltsön be-terülő alaplemezeket
Szerkezeti kötődés-pontokban a hajótest keretéhez
A cél a helyi feszültségkoncentrációk megelőzése és a zökkenőmentes teherátvitel biztosítása a hajó szerkezeti rácsába.
A fáradtság élettartamára vonatkozó szempontok a tengeri műveleteknél
Folyamatos mozgás hosszú{0}}kifáradt terhelés
Még akkor is, ha a pillanatnyi erők a megengedett határokon belül maradnak, a több ezer órán át tartó folyamatos ciklikus terhelés kifáradási károkat okozhat:
Csőtartók
Hegesztési kötések
Konzol csatlakozások
Rúdszerelvények
Szerelési interfészek
A kifáradási élettartam elemzése a tervezési folyamat központi részévé válik, különösen a zord tengeri állapotokban működő hajók esetében.
A rezonancia elkerülésének jelentősége
A belső szerkezetek sajátfrekvenciáit gondosan el kell választani a hajó mozgása által generált domináns gerjesztési frekvenciáktól. A rezonanciaviszonyok a kis mozgásokat káros oszcillációvá erősíthetik.
A tervezési stratégiák a következők:
A szerkezeti merevség növelése
A nem támogatott fesztávok csökkentése
Csillapító interfészek hozzáadása
Tömegeloszlás optimalizálása
Anyag- és polimer szempontok a PTFE-rendszerekhez
A PTFE rugalmassága támogatja a tengeri mozgást
A PTFE csőanyagok eredendő előnyt biztosítanak a fedélzeti környezetben, mivel:
Magas vegyszerállóság
Rugalmasság ciklikus terhelés mellett
Korrózióállóság tengeri légkörben
Alacsony felületi energia csökkenti a szennyeződés kockázatát
A PTFE-nek azonban továbbra is mechanikus rögzítésre van szüksége, hogy megakadályozza a túlzott elmozdulást dinamikus terhelés alatt.
Termikus és mechanikai csatolási hatások
A kombinált hőtágulás és a hajó mozgása összetett terhelési feltételeket vezet be. Az U-cső rugalmassága segít alkalmazkodni a hőtáguláshoz, míg a szerkezeti támasztékok kezelik a mechanikai mozgást, lehetővé téve, hogy a rendszer minden üzemi körülmény között stabil maradjon.
Osztályozó társaság megfelelősége
Kötelező tengeri tervezési szabványok
A hajó PTFE hőcserélőinek meg kell felelniük a hajóosztályozó társaság követelményeinek, amelyek magukban foglalhatják:
Szerkezeti integritás ellenőrzése (DNV, ABS, Lloyd's Register)
Rezgés- és fáradtságelemzés jóváhagyása
Ütésterhelési minősítés
Az anyagok nyomon követhetőségi követelményei
Hegesztési és gyártási szabványok
Ezek az előírások biztosítják, hogy a berendezés meghatározott környezeti feltételek mellett túlélje a hajó élettartamát.
Következtetés
A fedélzeti PTFE hőcserélő, amelyet erős dőlésre és gördülésre terveztek, alapvetően egy robusztus, függőlegesen orientált, belső merevítésű termikus gép. Az U-csöves konfiguráció, a szorosan elhelyezett csőtámaszok, a megerősített terelőlemez-rendszerek és az erősen megtervezett rögzítőkeret biztosítja a túlélést folyamatos több-axiális kifáradási terhelés mellett.
APTFE hőcserélő hajófedélzeti dőlésszögű gördülő kialakításmegközelítés a hőcserélőt egységes szerkezeti rendszerré alakítja, amely képes ellenállni az állandó mozgásnak, az időnként becsapódó terheléseknek és a tengeri környezetben rejlő hosszú -rezgési kifáradásnak.
A hajó legmegbízhatóbb felszerelése végső soron az, amelyet úgy terveztek, hogy ne ellenálljon az óceánnak, hanem biztonságosan mozogjon vele.
