Odolnost vůči nízkým teplotám a vysokému tlaku, kompaktní a lehká konstrukce: PCHE od společnosti Shenshi Technology aplikované na ultra velké kontejnerové lodě s dvojitým pohonem na LNG

Trendy větších velikostí plavidel a vyšší hustoty výkonu kladou přísnější omezení na prostor a hmotnost strojovny. Systém zásobování palivovým plynem LNG (FGSS) musí celý proces provádět v uzavřených prostorech a s omezenou rezervou zatížení: natlakování LNG v kapalném stavu na přibližně -162 °C, následované odpařováním, přehřátím na teplotu požadovanou hlavním motorem a tlakově stabilizovaným dodáváním. To klade přísné požadavky na kompaktnost, nízkou hmotnost a spolehlivost zařízení pro výměnu tepla, zatímco konvenční výměníky tepla obvykle vyžadují větší instalační rozměry a konstrukční hmotnost pro dosažení ekvivalentního výkonu přenosu tepla. V důsledku toho byla do lodních FGSS zavedena vysoce účinná kompaktní zařízení pro řízení teploty, jako jsou výměníky tepla s plošnými spoji (PCHE).

Aplikace na palubě lodi: Ultravelká kontejnerová loď s dvojitým pohonem na LNG

Na extra velké kontejnerové lodi s dvojitým palivem na LNG je v systému zásobování palivem použita jednotka PCHE, nezávisle vyvinutá a vyrobená společností Shenshi Technology. Loď, postavená přední domácí loďařskou společností pro světoznámou mezinárodní přepravní skupinu, byla klasifikována autoritativní mezinárodní klasifikační společností a vybavena nadrozměrnou membránovou palivovou nádrží na LNG. Jediné bunkrování dokáže splnit požadavky na vytrvalost typických oceánských tras, což z ní činí jeden z reprezentativních typů velkých kontejnerových lodí s dvojitým palivem na LNG, které jsou v současnosti k dispozici.

Jádro tohoto PCHE, které využívá tříproudou mikrokanálkovou strukturu, je integrálně vytvořeno procesem vakuového difuzního svařování. Eliminuje tradiční těsnicí komponenty, jako jsou těsnění, a zásadně eliminuje riziko úniku. Kombinace vylepšeného přenosu tepla z mikrokanálů a integrované difuzně svařované struktury umožňuje, aby PCHE měl menší rozměry, nižší hmotnost a vyšší hustotu výkonu při stejné kapacitě výměny tepla. V námořních aplikacích snížená hmotnost zařízení přímo snižuje dynamické zatížení potrubí a statické konstrukční zatížení souvisejících podpěr, což umožňuje větší flexibilitu v uspořádání systému. Jeho kompaktní velikost uvolňuje instalační prostor a vyhrazuje větší přístup pro uspořádání okolního potrubí a běžnou údržbu.

Řešení kryogenní blokace mrazem: PCHE se přizpůsobuje diverzifikovaným nízkouhlíkovým lodním palivům

Aby se společnost Shenshi Technology vypořádala s riziky námrazy na odpařovači nebo tuhnutí média způsobeného extrémně nízkou teplotou LNG, použila patentovanou technologii mikrokanálové „mezivrstvy“, která optimalizuje rozložení teplotního pole a zabraňuje lokálnímu podchlazení. Tím se účinně zabraňuje zablokování zamrznutím a zároveň se zachovává vysoce účinný odpařovací výkon, což zajišťuje dlouhodobě stabilní provoz nádoby.

Rozsáhlé zavádění nízkouhlíkových a bezuhlíkových paliv mění technické specifikace pro tepelný management v námořní dopravě. Díky svým silným stránkám, jako je kompaktnost, lehká konstrukce a spolehlivost, je PCHE stále častěji zvažována jako možnost pro systémy zásobování palivem velkých lodí poháněných LNG.

Vzhledem k tomu, že se do praxe na palubách lodí zavádějí nízkouhlíková a bezuhlíková paliva, včetně methanolu a amoniaku, kladou různé palivové systémy stále odlišnější požadavky na zařízení pro výměnu tepla, pokud jde o kompaktnost, materiálovou kompatibilitu a schopnost ochrany proti zamrznutí. Pokročilé technologie výměny tepla, které zastupuje PCHE, rozšiřují zkušenosti nashromážděné v odvětví přepravy LNG na scénáře tepelného managementu pro tato nově vznikající paliva.