Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones.

Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones para la eliminación de balánidos,

bivalvos y otros organismos incrustantes mediante un sobrecalentamiento repetible periódicamente, en el que:

- el refrigerador para caja de toma de agua de mar consta de un haz (9) de tubos (20) de intercambiador de calor dispuestos de manera que forman al menos una superficie parcial casi circular o cuadrada en la placa (14) base para tubos

- y constando el sistema de protección contra las incrustaciones de un dispositivo (13) llamado Thermal Antifouling (TAS),

caracterizado por que la superficie parcial casi circular o cuadrada de la placa (14) base para tubos se forma mediante la disposición de los orificios de salida de los tubos (20) de intercambiador de calor de una primera mitad del refrigerador y de los orificios de entrada de los tubos (20) de intercambiador de calor de una segunda mitad del refrigerador de dos circuitos de refrigeración conectados en serie y que están adyacentes

por que el dispositivo (13) TAS es un dispositivo rotativo que tiene una boquilla (1) TAS en una cámara (21) de boquilla quedando cubierto al montar la boquilla (1) TAS un segmento (15) circular individual constituido por varios tubos (20) de intercambiador de calor del haz (9) de tubos de forma que los tubos (20) de intercambiador de calor aislados del entorno quedan entonces protegidos contra las incrustaciones del agua de mar mediante agua caliente que se les hace llegar aparte durante el funcionamiento normal de refrigeración o en otro momento,

y por que al continuar girando el dispositivo (13) TAS se cubre cada vez un nuevo segmento (15) circular de tubos (20) de intercambiador de calor individuales

Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones.

La invención se refiere a un refrigerador para caja de toma de agua de mar de barcos y plataformas "off-shore" en los que mediante un sistema integrado de protección contra las incrustaciones se eliminan balanidos, bivalvos y otros organismos de incrustaciones como consecuencia de un sobrecalentamiento que se puede repetir periódicamente.

Estado de la tecnica Las incrustaciones en barcos, en partes de barcos y en sistemas de tuberias asi como en sus componentes han aumentado rapidamente en particular a causa de la mayor contaminación de las aguas. Internacionalmente se intenta mediante diferentes metodos reducir o evitar estas incrustaciones.

En el documento DE-PS 19921433 C1 se describen un procedimiento y un dispositivo que tiene por objetivo desarrollar un procedimiento eficaz y respetuoso con el medioambiente y un dispositivo para inhibir y evitar las incrustaciones en tuberias, filtros, intercambiadores de calor, valvuleria, bombas, o refrigeradores de caja de toma de agua de mar que se encuentren esporadica o continuamente en contacto con agua de mar en las cajas de toma de agua de mar de barcos, plataformas "off-shore" etc.

El procedimiento se caracteriza por que el agua de mar de la caja de toma de agua de mar se aisla del entorno, se interrumpe el funcionamiento del refrigerador para caja de toma de agua de mar, dejando de enfriar, y, mediante una reconexión mecanica del ciclo de alta temperatura al refrigerador para caja de toma de agua de mar que se desea proteger, este se utiliza para realizar un calentamiento localizado, repetible periódicamente y de corta duración del agua de mar encerrada.

El dispositivo para la realización del procedimiento consiste en que las cajas de toma de agua de mar individuales de un sistema para agua de mar y las tuberias y canalizaciones que las conectan asi como los componentes instalados en el sistema para agua de mar, tales como los refrigeradores de caja de toma de agua de mar, bombas y valvuleria, forman un subsistema aparte de tal forma que se realiza un sobrecalentamiento del agua encerrada periódico, localizado y de corta duración, y con ello el sistema de agua de mar completo se protege contra las incrustaciones por secciones. Otra caracteristica consiste en que el subsistema se subdivide en un subsistema activo y un subsistema pasivo. Cuando funciona en el mar, la persiana de la caja de toma de agua de mar activa esta abierta, la valvula de cierre cerrada y el subsistema pasivo se encuentra en modo de limpieza con la persiana cerrada de manera que los componentes de la caja de toma de agua de mar pasiva se someten a un sobrecalentamiento localizado, de poca duración y repetible periódicamente.

Los inconvenientes de esta invención consisten en que se necesita hacer modificaciones en la estructura del barco, como, por ejemplo, por la necesaria instalación de una trampilla para cerrar las rendijas de salida de la caja de toma de agua de mar. Los eventuales trabajos de mantenimiento de los cerramientos con frecuencia solo son posibles en dique seco y pueden derivar en interrupciones no previstas de la utilización del barco.

En el documento DE-PS 102005029988 83 se representa un dispositivo cuyo objetivo es proteger los intercambiadores de calor de las incrustaciones de forma permanente y eficaz sin interrumpir el funcionamiento del intercambiador de calor.

Este problema se soluciona en el caso de intercambiadores de calor que constan de una pluralidad de intercambiadores de calor individuales usando unos embudos móviles posicionados sobre la boca de admisión y de retorno de los intercambiadores de calor individuales para separar el fluido de al menos un intercambiador de calor individual del circuito de refrigeración en si. Por medio de una bomba, dicho fluido se introduce en el circuito de refrigeración separado banando la fuente de calor elevandose su nivel de temperatura al contacto con ella. Despues el fluido calentado recircula a traves del intercambiador de calor individual separado del circuito de refrigeración. Tras terminar el ciclo de calentamiento, los embudos se posicionan sobre otro intercambiador de calor individual de forma estanca y la secuencia se va repitiendo para todos los intercambiadores de calor individuales.

El inconveniente del dispositivo consiste en que los embudos de la boca de entrada y de la boca de salida se tienen que conectar mecanicamente entre si en diferentes camaras de la tapa del refrigerador para que el embudo de la boca de entrada se pueda posicionar sobre la boca de entrada y el embudo de la boca de salida se puede posicionar sobre la boca de salida del mismo intercambiador de calor individual y asi aislarlas del circuito de refrigeración y con ello poder protegerlas contra las incrustaciones en un circuito de calentamiento separado. Los medios tecnicos para el acoplamiento mecanico de ambos embudos entre si parecen muy costosos y propensos a fallos. Ademas, el dispositivo descrito en el documento DE-PS 102005029988 83 emplea un calentador electrico para el calentamiento que supone un consumo de energia adicional estimada de hasta 60 kW y que deberia evitarse a toda costa por motivos de sostenibilidad y de protección medioambiental.

El dispositivo de refrigeración descrito en el documento EP 1233159 A1 consta de un haz de tubos con tubos de intercambiador de calor que forman una superficie sobre la placa para tubos. Esta superficie termina en una caperuza que comprende los adaptadores de conexión para la boca de entrada y la boca salida de las conducciones del agua de refrigeración. Gracias a la disposición de un catodo y al menos un anodo de cobre a una cierta distancia de la placa para tubos, se conseguiria un efecto antiincrustaciones. El inconveniente del anodo de cobre es que la distribución de los iones de cobre se produce al azar al depender mucho de la velocidad y la dirección del flujo de agua de mar y que los errores de operación han venido causando en el pasado corrosión electroquimica debido a la diferencia de potencial con respecto al acero de la caja de toma de agua de mar. Esto ha venido derivando en reparaciones muy costosas de las cajas de toma de agua de mar. Ademas el cobre representa un veneno para los seres vivos en el agua en dichas concentraciones.

Exposicion de la invencion El objetivo de la invención es concebir ya en su diseno constructivo un refrigerador para caja de toma de agua de mar contra las incrustaciones de microorganismos tales como balanidos, bivalvos, algas, etc. de tal manera que un dispositivo lo mas sencillo posible pueda proteger de forma completamente automatica el refrigerador para caja de toma de agua de mar mediante sobrecalentamiento continuo de un numero definido de filas de tubos tanto durante el proceso de refrigeración en si como durante las paradas. Esto se debe conseguir sin separar el sistema. La energia de calentamiento necesaria se extraera de forma energeticamente eficiente, por ejemplo, del circuito de alta temperatura del motor principal o del motor diesel auxiliar.

El objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante las caracteristicas de las reivindicaciones.

En los refrigeradores de caja de toma de agua de mar con un sistema termico antiincrustaciones integrado, en adelante TAS, gracias al nuevo diseno del haz de tubos se consigue una disposición casi circular o cuadrada de los tubos 20 de intercambiador de calor y secciones especiales que permiten hacer circular agua caliente por segmentos circulares individuales del haz de tubos del refrigerador para caja de toma de agua de mar mediante un dispositivo TAS mecanico durante el proceso de refrigeración y durante las paradas. Dicho dispositivo TAS consta, por ejemplo, de una boquilla 1 que va girando a incrementos angulares discretos siguiendo la disposición de tipo circular de los tubos 20 de intercambiador de calor en la placa 14 base para tubos de forma que en cada sección los organismos incrustantes son exterminados del exterior de tubos y/o del entorno mas estrecho del haz de tubos como consecuencia de la circulación periódica de agua caliente por tubos 20 de intercambiador de calor individuales o por secciones del refrigerador para caja de toma de agua de mar.

A este respecto eventualmente resulta conveniente aumentar la superficie de refrigeración del refrigerador para caja toma de agua de mar para poder disipar el calor adicional aportado al sistema preferiblemente sacandolo del circuito caliente de agua de refrigeración del motor (ME-HAT) . Sin embargo, esto puede compensarse con creces en la mayoria de los casos gracias a la reducción del margen de las incrustaciones al aumentar notablemente la limpieza del refrigerador.

Las ventajas... [Seguir leyendo]

1. Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones para la eliminación de balanidos, bivalvos y otros organismos incrustantes mediante un sobrecalentamiento repetible periódicamente, en el que:

-el refrigerador para caja de toma de agua de mar consta de un haz (9) de tubos (20) de intercambiador de calor dispuestos de manera que forman al menos una superficie parcial casi circular o cuadrada en la placa (14) base para tubos

-y constando el sistema de protección contra las incrustaciones de un dispositivo (13) llamado Thermal Antifouling (TAS) ,

caracterizado por que la superficie parcial casi circular o cuadrada de la placa (14) base para tubos se forma mediante la disposición de los orificios de salida de los tubos (20) de intercambiador de calor de una primera mitad del refrigerador y de los orificios de entrada de los tubos (20) de intercambiador de calor de una segunda mitad del refrigerador de dos circuitos de refrigeración conectados en serie y que estan adyacentes por que el dispositivo (13) TAS es un dispositivo rotativo que tiene una boquilla (1) TAS en una camara

(21) de boquilla quedando cubierto al montar la boquilla (1) TAS un segmento (15) circular individual constituido por varios tubos (20) de intercambiador de calor del haz (9) de tubos de forma que los tubos

(20) de intercambiador de calor aislados del entorno quedan entonces protegidos contra las incrustaciones del agua de mar mediante agua caliente que se les hace llegar aparte durante el funcionamiento normal de refrigeración o en otro momento,

y por que al continuar girando el dispositivo (13) TAS se cubre cada vez un nuevo segmento (15) circular de tubos (20) de intercambiador de calor individuales.

2. Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que los tubos (20) de intercambiador de calor tienen una superficie estructurada consiguiendose asi una mejor transmisión del calor asi como una mayor resistencia a la adherencia de las incrustaciones.

3. Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones de acuerdo con la reivindicación 1 a 2 caracterizado por que la via (6) de paso giratoria como parte del dispositivo (13) TAS hace estanco el espacio de agua de la tapa (12) del refrigerador hacia el exterior.

4. Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones de acuerdo con la reivindicación 3 caracterizado por que en la via (6) de paso giratoria de la camara de agua se monta una boquilla (1) TAS y por fuera imita en su forma a uno o varios segmentos (15) circulares.

5. Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado por que adicionalmente esta montada una unidad (4) elevadora que levanta la boquilla (1) TAS antes de seguir girando el dispositivo (13) TAS y que despues de girarla la vuelve a bajar y presiona con precisión el dispositivo (13) TAS contra la placa (14) base para tubos.

6. Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por que la elevación, el descenso y la presión del dispositivo

(13) TAS contra la placa (14) base para tubos se efectua hidraulicamente mediante un pistón integrado en la boquilla

(1) TAS segun el principio telescópico.

7. Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado por que el numero de revoluciones de la boquilla (1) TAS del dispositivo (13) TAS se ajusta especificamente mediante un motor de engranajes.

8. Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado por que la rotación del dispositivo (13) TAS se realiza mediante una turbina de agua colocada en la corriente de agua y no representada mas en detalle.

9. Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8 caracterizado por que estan montados una pluralidad de dispositivos (13) TAS cada uno con un motor (10) individual o comun que se arrancan por separado o simultaneamente.

Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 9 caracterizado por que el dispositivo (13) TAS esta fabricado con materiales especificos antifricción.

11. Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado por que el sobrecalentamiento localizado de corta duración se lleva a cabo de forma periódica y autónomamente y se monitoriza automaticamente gracias a un sistema integrado de medición y regulación asi como a sistemas de ajuste.

12. Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 11 caracterizado por que para los refrigeradores (16) de caja de toma de agua de mar de seis o mas cargas en cada camara (21) , o al menos cada dos camaras (21) de boquilla, esta dispuesto un dispositivo (13) TAS independiente.

13. Refrigerador para caja de toma de agua de mar con sistema integrado de protección contra las incrustaciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 12 caracterizado por que la boquilla (1) TAS es un segmento (15) circular radial individual, un segmento (15) circular a lo largo de todo el diametro o un segmento circular de otra forma.

Figura 1a Figura 1b Figura 1c Figura 2 Figura 3 Figura 4 Figura 5 Figura 6