Was man an einem Frischwassererzeuger (Verdampfer) prüft.
Ein Frischwassererzeuger, gemeinhin Verdampfer genannt, gewinnt aus Seewasser durch Destillation unter Vakuum Frischwasser, und das Vakuum ist das bestimmende Merkmal: Es senkt den Siedepunkt des Seewassers auf etwa 40-60°C, so niedrig, dass das Zylinderkühlwasser der Hauptmaschine, das sonst über den Wärmetauscher einfach nach außenbords abgegeben würde, die ganze nötige Wärme liefern kann. Das unterscheidet ihn von einer Umkehrosmoseanlage, die statt eines Phasenwechsels eine Membranfiltration unter hohem Druck nutzt, keine Wärmequelle braucht, dafür aber erhebliche elektrische Leistung für die Hochdruckpumpe.
Was diesen Typ definiert
Ein Frischwassererzeuger, gemeinhin Verdampfer genannt, gewinnt aus Seewasser durch Destillation unter Vakuum Frischwasser, und das Vakuum ist das bestimmende Merkmal: Es senkt den Siedepunkt des Seewassers auf etwa 40-60°C, so niedrig, dass das Zylinderkühlwasser der Hauptmaschine, das sonst über den Wärmetauscher einfach nach außenbords abgegeben würde, die ganze nötige Wärme liefern kann. Das unterscheidet ihn von einer Umkehrosmoseanlage, die statt eines Phasenwechsels eine Membranfiltration unter hohem Druck nutzt, keine Wärmequelle braucht, dafür aber erhebliche elektrische Leistung für die Hochdruckpumpe.
Hauptkomponenten
Verdampfermantel
Ein Behälter, in dem das zugeführte Seewasser über ein Heizelement mit Zylinderkühlwasser strömt und unter dem im Mantel gehaltenen Vakuum siedet.
Heizelement
Ein Platten- oder Rohrbündel, das Wärme vom Zylinderkühlwasser an das siedende Seewasser überträgt, ohne dass sich die beiden Ströme mischen.
Tropfenabscheider
Eine Anordnung aus Gestrick oder Lamellen, die mitgerissene Seewassertropfen aus dem aufsteigenden Dampf entfernt, bevor er den Kondensator erreicht, denn übergetragene Tropfen würden das Produktwasser versalzen.
Verflüssiger
Kühlt den Dampf mit einem eigenen Kühlseewasserstrom wieder zu flüssigem Frischwasser, und sein Austritt speist die Destillatpumpe, die das Produktwasser zum Tank fördert.
Ejektor oder Vakuumpumpe
Hält das Vakuum im Mantel aufrecht, entweder als seewassergetriebener Ejektor oder als elektrisch angetriebene Vakuumpumpe, und zieht zugleich nicht kondensierbare Gase ab, die sonst den Wärmeübergang verschlechtern würden.
Salinometer
Überwacht ununterbrochen die Leitfähigkeit des Produktwassers und leitet den Ausstoß selbsttätig in die Bilge oder den Speisetank statt in den Frischwassertank, wenn der Salzgehalt den eingestellten Grenzwert überschreitet.
Auswahl und Auslegung
Die Leistung wird gegen den täglichen Frischwasserverbrauch für die Besatzungsstärke und etwaige Prozessverbräuche wie Kesselzusatzwasser ausgelegt, mit einer Reserve dafür, dass die Ausbeute sinkt, wenn Kühlwassertemperatur oder Maschinenlast fallen, etwa beim Manövrieren oder bei langsamer Fahrt. Einstufige Geräte sind am einfachsten und decken den Bedarf der meisten Frachtschiffe; mehrstufige Bauarten oder solche mit Brüdenverdichtung gewinnen je aufbereiteter Menge Seewasser mehr Wärme zurück, bringen aber eine Komplexität mit sich, die sich nur dort lohnt, wo der Frischwasserbedarf im Verhältnis zur verfügbaren Abwärme hoch ist, etwa auf großen Fahrgastschiffen.
Vorschriften und Klasse
Frischwasser, das zum Trinken bestimmt ist, fällt unter die Anforderungen des Schiffs an die Trinkwasserqualität, was in der Praxis bedeutet, dass der Salinometeralarm des Verdampfers und die selbsttätige Umleitung bei der Besichtigung geprüft werden, zusammen mit dem allgemeinen Zustand der Druck- und Vakuumteile als Wärmeübertragungsausrüstung. Für Verdampfer als solche gibt es kein eigenes Kapitel in SOLAS; sie sind von den allgemeinen Bestimmungen zu Maschinen und Trinkwasser abgedeckt, die der Flaggenstaat anwendet.
Typische Fehler
| Fehler | Ursache | Folge |
|---|---|---|
| Sinkende Frischwasserausbeute | Kesselsteinansatz am Heizelement, weil Mineralien des Seewassers an der Siedefläche ausfallen | Verschlechterter Wärmeübergang und geringere Tagesproduktion, die sich ohne Entkalken fortschreitend verschlimmert |
| Zeitweise salziges Produktwasser | Verschmutzter oder beschädigter Tropfenabscheider, der Seewasser in den Dampfstrom übertreten lässt | Wiederholtes selbsttätiges Verwerfen des Produktwassers, was die Nettoausbeute selbst dann verringert, wenn das Salinometer richtig arbeitet |
| Verlust des Vakuums | Lufteintritt über eine verschlissene Dichtung oder ein nachlassender Ejektor oder eine nachlassende Vakuumpumpe | Der Siedepunkt steigt, und die verfügbare Wärme des Kühlwassers reicht möglicherweise nicht mehr, um die Produktion aufrechtzuerhalten |
| Plötzlicher Rückgang der Ausbeute beim Manövrieren | Verringerte Last der Hauptmaschine senkt die Temperatur des Zylinderkühlwassers | Ein erwartetes Verhalten und kein Fehler, das von mit dieser Abhängigkeit nicht vertrauten Besatzungen aber oft als solcher gemeldet wird |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Ein Werkstoff des Heizelements passend zu den üblichen Seewasserverhältnissen des Schiffs, denn die Verkalkungsrate hängt auf den befahrenen Routen stark von Wassertemperatur und Salzgehalt ab
- Eine Nennausbeute, angegeben bei einer realistischen Kühlwassertemperatur und Maschinenlast und nicht nur bei Dauerhöchstleistung
- Ein Salinometer und eine Steuerung, verträglich mit der vorhandenen Trinkwasserüberwachung des Schiffs, oder als aufeinander abgestimmter Satz geliefert
- Die Verfügbarkeit von Dichtungen, Abscheidermatten und Ejektordüsen als Verbrauchsersatzteile, denn diese verschleißen schneller als Mantel oder Heizelement selbst
Verfolgen Sie die Tagesausbeute im Verhältnis zur Kühlwassertemperatur und nicht gegen ein festes Ziel — ein echter Wirkungsgradverlust durch Verkalkung zeigt sich als geringere Ausbeute bei gleicher Kühlwassertemperatur, was ein einfaches Tagesbuch lange sichtbar macht, bevor das Gerät den Bedarf nicht mehr deckt.