Was man an einem Entspannungsverdampfer prüft.
Die meisten heutigen Süßwassererzeuger sind einstufige Platten- oder Mantelgeräte, in denen Seewasser über eine Platten- oder Rohrfläche Wärme aufnimmt und unter Vakuum siedet. Ein Entspannungsverdampfer arbeitet nach einem anderen Grundsatz: Seewasser, das bereits Wärme trägt, üblicherweise aus dem Mantelkühlkreis der Hauptmaschine oder aus Dampf, wird in eine Kammer geführt, deren Druck unter dem Siededruck des Wassers bei seiner Temperatur liegt, sodass ein Teil davon augenblicklich zu Dampf entspannt, ohne in dieser Stufe eine Wärmeübertragungsfläche zu brauchen. Das Wasser läuft danach in eine zweite Kammer mit noch niedrigerem Druck und entspannt…
Was einen Entspannungsverdampfer von einem Süßwassererzeuger in Plattenbauart unterscheidet
Die meisten heutigen Süßwassererzeuger sind einstufige Platten- oder Mantelgeräte, in denen Seewasser über eine Platten- oder Rohrfläche Wärme aufnimmt und unter Vakuum siedet. Ein Entspannungsverdampfer arbeitet nach einem anderen Grundsatz: Seewasser, das bereits Wärme trägt, üblicherweise aus dem Mantelkühlkreis der Hauptmaschine oder aus Dampf, wird in eine Kammer geführt, deren Druck unter dem Siededruck des Wassers bei seiner Temperatur liegt, sodass ein Teil davon augenblicklich zu Dampf entspannt, ohne in dieser Stufe eine Wärmeübertragungsfläche zu brauchen. Das Wasser läuft danach in eine zweite Kammer mit noch niedrigerem Druck und entspannt erneut, und so fort über mehrere Stufen, wobei aus demselben Zulauf bei stufenweise niedrigerem Druck und niedrigerer Temperatur mehr Dampf gewonnen wird. Weil das Entspannen in offenen Kammern statt über eine zum Verschmutzen neigende Wärmeübertragungsfläche geschieht, vertragen Entspannungsverdampfer kesselsteinbildendes Zulaufwasser über lange Läufe besser, und deshalb blieben sie auf dampfgetriebenen Schiffen und auf größerer Tonnage üblich, auch nachdem Plattengeräte anderswo Standard wurden.
Hauptkomponenten
Entspannungskammern
Eine Reihe von Stufen mit stufenweise niedrigerem Druck, in denen das eintretende Seewasser einen Teil seiner Wärme als Dampf abgibt. Zwei bis vier Stufen sind bei Geräten an Bord üblich, wobei mehr Stufen eine bessere Brennstoffausbeute je Tonne Destillat geben, um den Preis von Baugröße und Verwicklung.
Wärmequelle
Mantelkühlwasser der Hauptmaschine oder auf Dampfturbinenschiffen Niederdruckdampf liefert die erste Wärmelast; ein eingebauter Erhitzer oder Vorwärmer hebt die Zulauftemperatur, bevor das Wasser in die erste Entspannungsstufe eintritt.
Tropfenabscheider
In jeder Stufe eingebaute Gestrickpakete, die mitgerissene Seewassertropfen aus dem Dampf ziehen, bevor er kondensiert, denn durchgetragene Tropfen erhöhen den Salzgehalt des fertigen Destillats.
Verflüssiger und Destillatpumpe
Der Dampf jeder Stufe kondensiert gegen eintretendes kaltes Seewasser, was zugleich Wärme für den Wirkungsgrad zurückgewinnt und das Süßwasser erzeugt; eine Destillatpumpe fördert das Erzeugnis danach in die Süßwassertanks.
Sole- und Luftejektor
Eine Solepumpe gibt das aufkonzentrierte Restseewasser nach außenbords ab, während ein Luft- oder Dampfejektor das Vakuum hält, das die Entspannung bei niedriger Temperatur überhaupt erst möglich macht.
Auswahl und Auslegung
Die Leistung ergibt sich aus dem täglichen Süßwasserbedarf gegen die verfügbare Abwärme, ausgedrückt in Tonnen Destillat je Tag, und gegen die wirklich verfügbare Temperatur von Mantelwasser oder Dampf, denn ein auf dem Papier für eine warme Route bemessenes Gerät bleibt auf einer Reise in kaltem Wasser hinter seiner Leistung zurück. Die Zahl der Stufen ist ein Tausch zwischen der Destillatmenge je Einheit zugeführter Wärme und dem Platz und Gewicht, die der Maschinenraum aufnehmen kann.
Vorschriften und Klasse
Wo das Gerät Trinkwasser liefert, muss die Güte des Erzeugnisses die Anforderungen an Trinkwasser erfüllen, was in der Praxis heißt, den Salzgehalt des Destillats fortlaufend zu überwachen und jede Menge über dem gesetzten Grenzwert selbsttätig auf die Soleseite zurückzuführen statt in den Süßwassertank. Die Klasseregeln verlangen, dass diese Umleitfunktion bei der Besichtigung vorgeführt und nicht nur beschrieben wird.
Typische Fehler
| Fehler | Folge |
|---|---|
| Verschmutzter oder beschädigter Tropfenabscheider | Salz gelangt in das Destillat und löst die Umleitung durch das Salzgehaltsmessgerät aus oder verunreinigt unbemerkt den Süßwassertank |
| Der Luftejektor verliert das Vakuum | Die Entspannungstemperatur steigt, die Destillatausbeute sinkt und die Gefahr der Kesselsteinbildung wächst |
| Kesselsteinbildung an den späteren, heißeren Stufen trotz der offenen Kammerbauart | Ein allmählicher Leistungsverlust über eine Saison, der meist erst auffällt, wenn die Ausbeute den Bedarf nicht mehr deckt |
| Verschleiß der Dichtung an der Solepumpe | Verringerte Soleabfuhr, was zu Übertritten zwischen den Stufen und sinkendem Wirkungsgrad führt |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Eine bemessene Ausbeute, geprüft gegen die Temperatur und Menge von Mantelwasser oder Dampf, die das Fahrzeug wirklich liefert, und nicht gegen den Bestwert des Herstellers
- Eine Werkstoffwahl für den Seewasserdienst, denn Entspannungskammern und Tropfenabscheider stehen dauernd mit Seewasser in Berührung und brauchen korrosionsbeständige Legierungen
- Eine selbsttätige Überwachung des Salzgehalts mit Umleitung als Grundausstattung und nicht als Zusatzausrüstung
- Belegte Leistungsdaten Stufe für Stufe, damit sich ein Rückstand in der Ausbeute auf die Stufe zurückführen lässt, die an Wirkungsgrad verliert
Verfolgen Sie die Destillatausbeute über die Saison gegen die Temperatur des Mantelwassers, statt das Gerät nach einer einzelnen Ablesung zu beurteilen; ein Entspannungsverdampfer, der in kaltem Wasser schwach aussieht, kann genau auf seiner Auslegungskurve laufen.