바다에서는 무게가 중요합니다
선박에 설치된 장비 1kg당 구조적 지지가 필요하고 안정성에 영향을 미치며 수천 시간 동안 연료를 소비합니다. 무게는 단순히 물류상의 고려사항이 아닙니다.-중량은 용기 설계 전반에 걸쳐 적용되는 근본적인 설계 제약입니다.
구리{0}}니켈 90/10 열교환기는 수십 년 동안 해양 표준이었습니다. 이 합금은 해수 부식에 강하고 적당한 온도를 견딜 수 있으며 수많은 제조업체에서 구입할 수 있습니다. 또한 밀도가 8,900kg/m3입니다. 화학적 가열을 위한 50kW 쉘-및-튜브 교환기의 건조 무게는 구조적 지지 프레임을 제외하고 약 450-550kg입니다.
동일한 50kW 용도의 PTFE 침수형 열교환기의 무게는 약 45{5}}55kg입니다. 무게 비율은 약 10:1이다. 이러한 차이는 장비 구매 사양을 넘어서 설치 물류, 구조 설계 및 선박 성능에 영향을 미칩니다.
무게 연속 효과
구리-니켈 열교환기의 무게로 인해 지지 구조의 무게가 추가됩니다. 500kg 교환기에는 정적 하중과 선박 운동-피칭, 롤링 및 진동으로 인한 동적 하중을 고려한 등급의 구조용 강철 프레임이 필요합니다. 프레임 자체의 무게는 150-250kg입니다. 총 설치 중량은 700-800kg에 이릅니다.
이러한 집중하중을 고려하여 설치위치가 설계되지 않은 경우 데크구조의 보강이 필요하다. 강철을 강화하면 무게가 더 늘어납니다. 추가된 중량은 선박 설계의 다른 부분에서 보상되어야 합니다.-그렇지 않으면 탑재량 용량이 줄어듭니다.
50kg PTFE 교환기에는 최소한의 지원이 필요합니다. 무게가 5~10kg인 경량 PVDF 또는 FRP 프레임은 교환기를 탱크 림이나 인접 구조물에 고정합니다. 총 설치 중량 55~65kg은 보강 없이 기존 탱크 구조로 지탱할 수 있습니다. 가중치 계단식 효과가 제거됩니다.
표 1: 50kW 선상 화학 가열 부하에 대한 중량 비교
| 무게 매개변수 | 구리-니켈 90/10 쉘-및-튜브 | PTFE 침지 코일 |
|---|---|---|
| 열교환기 건조중량(kg) | 450-550 | 45-55 |
| 재료 밀도(kg/m3) | 8,900 | 2,200 |
| 구조적 지지 프레임 중량(kg) | 150-250 | 5-10 |
| 총 설치 중량(kg) | 600-800 | 50-65 |
| 열부하(kW) | 50 | 50 |
| 무게{0}}대-열비(kg/kW) | 12-16 | 1.0-1.3 |
| 데크 보강 필요 | 종종 그렇습니다 | 아니요 |
| 설치 리프팅 장비 | 크레인 또는 데빗 | 수동(2인) |
| 선박 안정성에 미치는 영향 | 측정 가능 | 무시할 만한 |
공간 및 접근 이점
무게 외에도 구리{0}}니켈 교환기는 데크 공간-일반적으로 1.5-2.5m²를 차지합니다. 이 공간은 할당, 조정 및 유지 관리 접근 공간을 제공해야 합니다. 비좁은 선상 장비 데크에서 이 공간은 다른 필수 시스템과 경쟁합니다.
PTFE 교환기는 약품 저장고나 데이탱크 내부에 설치됩니다. 데크 공간을 차지하지 않습니다. 대체된 탱크 용량은 보통-튜브 묶음의 경우 20~40리터입니다. 유지보수 접근은 전용 데크 공간이 아닌 탱크 통로 또는 상단 개구부를 통해 이루어집니다.
장비 밀도가 높고 데크 공간이 부족한 선상 애플리케이션의 경우,-PTFE의 탱크 내 설치는 다른 용도를 위한 귀중한 설치 공간을 복구합니다.
부식-무료 보너스
구리-니켈 90/10은 보호 산화구리막을 형성하여 해수에 저항합니다. 이 필름을 안정적으로 유지하려면 깨끗하고 산소가 풍부한 바닷물에 노출되어야 합니다. 정체된 상태, 퇴적물 아래 또는 황화물을 함유한 오염된 항만 물에서 필름은 분해됩니다. 구멍과 틈새 부식이 뒤따릅니다. 선상 열교환기는 선박 작동 주기 동안 이러한 모든 조건을 경험합니다.
해양 대기-염수 분무, 높은 습도, 가끔 바닷물을 이용한 갑판 세척-은 외부에서 구리-니켈을 공격하는 반면, 화학 유체는 내부에서 공격합니다. 이중-환경 부식으로 인해 일반적인 해군 복무에서 서비스 수명이 8~12년으로 제한됩니다.
PTFE는 바닷물, 염수 분무 및 모든 선상 화학 물질에 대해 불활성입니다. 내부 또는 외부 부식이 없습니다. 해상 서비스의 서비스 수명은 20년을 초과합니다. 선박의 전체 작동 수명 동안 성능 저하 없이 중량 이점이 유지됩니다.
요약
PTFE 열 교환기의-대-열-전달 비율은 선박용 화학 가열용 구리-니켈 90/10보다 약 10배 더 좋습니다. 총 설치 중량은 12~16kg/kW인데 비해 1.0~1.3kg/kW입니다. 구조적 지지 요구 사항 감소, 설치 물류 단순화, 선박 안정성에 미치는 영향 미미함을 통해 연속적으로 중량을 절감합니다.
해양 환경에서 PTFE의 부식 내성은 구리-니켈이 겪는 점진적인 열화 없이 수십 년 동안 이러한 중량 이점을 유지합니다. PTFE의 온도 제한 내에서 무게-가 중요한 선상 응용 분야의 경우 PTFE는 무게가 더 낮고-더 긴-수명을 선택합니다.
선상 PTFE 열교환기 사양에 대한 엔지니어링 분석은 화학적 유체 구성, 가열 의무, 사용 가능한 탱크 치수, 용기 중량 및 공간 제약 조건을 제출하면 제공됩니다.
