Rohrbündelkühler
Ein Rohrbündelkühler führt Kühlwasser durch ein Rohrbündel im Mantel, während Öl oder Mantelwasser außen darum strömt, und tauscht die Gedrängtheit eines Plattenkühlers gegen Rohre, die sich mechanisch reinigen und einzeln verschließen lassen, ohne die Anlage anzuhalten.
Was man an einem Rohrbündelkühler prüft.
2 Modelle von Bitzer Marine in Rohrbündelkühler. Darunter die vollständige Modellliste.
Was einen Rohrbündelkühler abhebt
Im Mantel führt ein Bündel gerader oder U-förmiger Rohre die eine Flüssigkeit, üblich Seewasser oder Niedertemperatur-Süßwasser, während die zweite Flüssigkeit, Mantelwasser, Schmieröl oder Ladeluft, mantelseitig außen um die Rohre strömt und von Umlenkblechen hin und her geführt wird, um die Kontaktzeit zu verbessern. Verglichen mit einem Plattenwärmetauscher gibt eine Rohrbündelbauart Gedrängtheit und Wärmeleistung je Quadratmeter auf, verträgt aber schmutzigeres, angreifenderes Wasser, bewältigt höhere Druckunterschiede ohne Dichtungssorgen und lässt ein einzelnes leckendes Rohr verschließen und außer Betrieb lassen, statt einen vollständigen Ausbau des Plattenpakets zu erzwingen.
Legende
- Öl ein (heiß, Mantelseite)
- Mantel (Stahlkörper)
- Seewasser ein
- Rohrboden
- Umlenkbleche (Mantelseite)
- Rohrbündel (Seewasserseite)
- Seewasser aus
- Öl aus (gekühlt)
Hauptkomponenten
Mantel
Der äußere drucktragende Zylinder, üblich aus Kohlenstoffstahl mit einer Korrosionszugabe oder einer Auskleidung auf der Wasserseite.
Rohrbündel
Kupfer-Nickel-Rohre, 90/10 oder 70/30 CuNi, sind Standard, wo rohes Seewasser das Kühlmittel ist, gewählt wegen der Beständigkeit gegen Bewuchs und Erosionskorrosion; Titanrohre kommen bei hoher Beanspruchung oder angreifendem Wasser vor. Die Rohrwände liegen bei rund 0.7-1.2 mm.
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Rohrböden
Dicke Platten an beiden Enden, in die die Rohre eingewalzt oder eingeschweißt sind und die die Mantelseite von den Wasserkammern trennen.
Umlenkbleche
Segmentbleche, über das Bündel verteilt, die die mantelseitige Flüssigkeit auf einen Zickzackweg zwingen, was Turbulenz und Wärmeübergang erhöht, um den Preis eines Druckverlusts.
Wasserkammern und Enddeckel
Abnehmbare Deckel an beiden Enden, die das Ziehen des Rohrbündels zum Reinigen oder Wechseln erlauben, ohne die mantelseitigen Rohrleitungen zu stören.
Auswahl und Auslegung
Die Auslegung läuft über die Wärmeleistung in kW, die Temperaturannäherung zwischen den beiden Flüssigkeiten, den zulässigen Druckverlust auf jeder Seite und einen Verschmutzungsfaktor, der für die im Dienst erwartete Wassergüte angenommen wird. Seewasserkühler werden gegenüber einer Rechnung mit sauberen Rohren üblich überdimensioniert, gerade um die Verschmutzung aufzunehmen, die sich zwischen den Reinigungen ansammelt. Rohrwerkstoff, Zahl der Durchgänge und Bündellänge sind die praktischen Abwägungen gegenüber dem verfügbaren Platz im Maschinenraum und der üblichen Wassergüte im Fahrtgebiet des Fahrzeugs.
Vorschriften und Klasse
Rohrbündelkühler in wesentlichen Kühldiensten fallen unter die Vorschriften der Klassifikationsgesellschaften für Maschinenrohrleitungen, die Mindestauslegungsdruck, Werkstoffzulassung und Prüfanforderungen festlegen, üblich eine Wasserdruckprüfung mit dem 1.5-fachen des Auslegungsdrucks. Wo der Kühler in einem Brennstoff- oder Schmierölkreis nahe heißer Flächen sitzt, gelten die Anforderungen von SOLAS II-2 an Dämmung und Auffangen von Leckagen für die umgebende Anlage und nicht für den Kühler selbst. Es gibt keinen festen gesetzlichen Besichtigungsabstand eigens für den Kühler; er ist in der wiederkehrenden Besichtigung der Kühlwasser- und Schmierölanlagen im Besichtigungsverfahren der Klasse abgedeckt.
Typische Fehler
| Fehler | Ursache | Folge |
|---|---|---|
| Rohrverschmutzung | Bewuchs, Schlick oder Kesselstein auf der Wasserseite | Fallender Wärmeübergang, über Wochen steigende Mantelwasser- oder Schmieröltemperatur |
| Rohrerosion | Zu hohe Seewassergeschwindigkeit oder eingesaugter Sand und Kies | Wandabtrag, schließlich ein Nadelstichleck und eine Vermischung der Medien |
| Galvanische Korrosion | Nicht zusammenpassende Werkstoffe von Rohr und Rohrboden oder aufgezehrte Opferanoden | Örtlicher Lochfraß, Rohrversagen weit vor der nominellen Lebensdauer |
| Leck zwischen Rohr und Rohrboden | Dehnungsermüdung oder schlechtes ursprüngliches Einwalzen | Seewasser gelangt in die Öl- oder Süßwasserseite und verunreinigt den Schmierstoff |
| Versagen der Wasserkammerdichtung | Alter und Temperaturwechsel | Äußeres Leck, Verlust an Kühlwasservorrat |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Eine klassezugelassene Auslegung mit bescheinigten Nachweisen der Wasserdruckprüfung für Mantel- und Rohrseite.
- Eine Empfehlung des Rohrwerkstoffs, abgestimmt auf die wirkliche Wassergüte im Fahrtgebiet des Fahrzeugs, keine allgemeine Voreinstellung.
- Die Verfügbarkeit von Ersatzrohrbündeln oder Einzelrohren, passend zum vorhandenen Rohrbodenbild, damit eine Reparatur keinen ganz neuen Kühler verlangt.
- Ein Anodeneinbau mit Zugang zum Erneuern, ohne das ganze Bündel zu ziehen.
Das Rohrbündel in dem Abstand ziehen und prüfen, den die Wassergüte verdient, und nicht in dem Abstand auf dem Wartungsblatt - ein Kühler mit sauberem, gefiltertem Süßwasser verschmutzt weit langsamer als einer mit rohem Seewasser aus einer Flussmündung.
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