Plattenverdampfer
Ein Plattenverdampfer nutzt gestapelte Titanplatten, um Seewasser unter Vakuum zu Frischwasserdampf zu entspannen, betrieben mit Zylinderkühlwasser der Hauptmaschine — und tauscht die Robustheit des Rohrbündelverdampfers gegen eine kleinere Stellfläche und schnellere Antwort auf Lastwechsel.
Was man an einem Plattenverdampfer prüft.
23 Modelle von Sasakura in Plattenverdampfer. Darunter die vollständige Modellliste.
Was einen Plattenverdampfer definiert
Ein Frischwassererzeuger in Plattenbauart erzeugt destilliertes Wasser aus Seewasser durch Entspannungsverdampfung unter Vakuum, mit minderwertiger Wärme -- typisch 70 bis 85°C Zylinderkühlwasser der Hauptmaschine -- statt eigenem Dampf. Das von einem Ejektor oder einer Vakuumpumpe gehaltene Vakuum senkt den Siedepunkt des Seewassers, sodass die Verdampfung bei Motorkühlwassertemperatur statt bei 100°C geschieht. Was die Plattenbauart vom Rohrbündelverdampfer abhebt, ist die Wärmeübertragungsfläche: gedichtete oder gelötete Platten statt eines Rohrbündels. Platten geben mehr Wärmeübertragungsfläche je Volumeneinheit, antworten schneller, wenn Motorlast und Kühlwassertemperatur wechseln, und lassen sich leichter öffnen und auf Kesselstein prüfen — aber die gedichteten Ausführungen tragen mehr Dichtungen, die lecken können, und das Plattenpaket verträgt Thermoschock schlechter als ein Rohrbündel.
Legende
- Gasraum
- Luftejektor (Vakuum)
- Verflüssiger
- Mantelwasser ein
- Kühlseewasser ein
- Plattenpaket
- Mantelwasser aus
- Destillat (Frischwasser)
- Kühlseewasser aus
- Sole über Bord
- Seewasserzulauf
Hauptkomponenten
Plattenwärmetauscherteile
Üblich zwei Plattenpakete in einem Mantel: ein Verdampferteil, beheizt von Zylinderwasser, und ein Kondensatorteil, gekühlt von Seewasser, so angeordnet, dass der von den Verdampferplatten aufsteigende Dampf ohne weiteres Pumpen an den Kondensatorplatten kondensiert.
Vakuumsystem
Ein dampf- oder seewassergetriebener Ejektor, an neueren Geräten eine elektrische Vakuumpumpe, hält im Mantel das Vakuum, das die verfügbare Zylinderwassertemperatur verlangt -- je niedriger die Wärmequellentemperatur, desto tiefer das nötige Vakuum.
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Salinometer und Auswurfventil
Ein Leitfähigkeitssensor am Destillataustritt prüft laufend den Salzgehalt; steigt er über den Sollwert, wirft ein automatisches Dreiwegeventil die Charge in die Bilge statt in den Trinkwassertank.
Sole- und Destillatpumpen
Die Solepumpe entfernt konzentriertes, unverdampftes Seewasser aus dem Mantel; die Destillatpumpe zieht das kondensierte Frischwasser ab. Beide laufen unter Vakuumbedingungen, was ihre Dichtungen und ihre NPSH-Reserve anspruchsvoller macht als einen normalen Kreiselpumpendienst.
Auswahl und Auslegung
- Die geforderte Tagesfrischwasserleistung gegen Besatzungs- und Betriebswasserbedarf, plus eine Marge für geminderte Motorlast im Hafen.
- Verfügbare Zylinderwassertemperatur und -strömung bei der niedrigsten Motorlast, die das Schiff regelmäßig fährt, denn die Leistung fällt unter einer Mindesttemperatur scharf.
- Der Seewassertemperaturbereich des Fahrtgebiets -- warmes Seewasser mindert das erreichbare Vakuum und damit die Leistung.
- Die Bauwerkstoffe: Titanplatten für die Korrosionsfestigkeit auf Seewasser- und Dampfseite gegenüber günstigeren Legierungen, die nur in milden Fahrtgebieten akzeptiert werden.
- Platz und lichte Höhe, um das Plattenpaket zur Reinigung zu öffnen, ohne es aus dem Maschinenraum zu heben.
Vorschriften und Klasse
An Bord erzeugtes Trinkwasser fällt unter die Trinkwasserqualitätsanforderungen von Flaggenstaat und Hafengesundheitsbehörde, und die Klassevorschriften fordern, dass Salzgehaltsalarm und automatischer Auswurf des Frischwassererzeugers zum Trinkwassertank bei der Besichtigung vorgeführt werden. Wo der Verdampfer aus demselben Zylinderwasserkreis wie die Hauptmaschine zieht, prüft die Klasse auch, dass ein Fehler im Verdampfer die Hauptmaschinenkühlung nicht gefährden kann -- eine Absperranordnung oder ein eigener Wärmetauscherkreis ist an vielen Bauarten genau dafür gefordert.
Typische Fehler
| Fehler | Ursache | Folge |
|---|---|---|
| Fallende Frischwasserleistung | Kesselsteinansatz auf den Verdampferplatten, schlimmer in warmem oder hartem Seewasser | Geminderter Wärmeübergang, schließlich zu geringe Leistung für den Bedarf, mit nötiger Säurereinigung des Plattenpakets |
| Wiederholter automatischer Auswurf in die Bilge | Salinometerdrift, oder ein zu hoher Solestand, der Tröpfchen ins Destillat trägt | Verlust des erzeugten Wassers, und wenn der Alarm abgeschaltet oder ignoriert wird, eine echte salzreiche Charge im Trinkwassertank |
| Vakuumverlust | Verschlissene Ejektordüse, Luftleck an einer Plattendichtung oder Verschleiß der Vakuumpumpendichtung | Die Verdampfung stoppt oder die Leistung bricht selbst bei normaler Zylinderwassertemperatur ein |
| Dichtungsleck zwischen den Platten | Dichtungsalterung oder falsches Anzugsmoment nach der Reinigung | Kreuzkontamination zwischen Sole- und Destillatseite, oder ein Außenleck in die Bilge |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Ein Plattenwerkstoffzeugnis (Titangüte) passend zur auf der Route erwarteten Seewasserkorrosivität.
- Eine garantierte Leistungskurve gegen Zylinderwasser- und Seewassertemperatur, nicht bloß eine einzelne Nennzahl.
- Dichtungsersatz im exakten Plattenprofil, denn Dichtungen sind zwischen Herstellern nicht allgemein austauschbar.
- Ein dokumentiertes Reinigungsverfahren und eine Zugangsanordnung, um das Plattenpaket an Ort und Stelle zu öffnen.
Die Leistung fällt im Hafen spürbar, wann immer die Hauptmaschine im Leerlauf bei geringer Last läuft -- das ist die fallende Zylinderwassertemperatur, kein Fehler, und den Hilfskessel oder einen Elektroheizer zur Wärmeergänzung zu fahren ist der normale Behelf statt etwas, dem man als Defekt nachgeht.
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