DE3323031C2

DE3323031C2 -

Info

Publication number: DE3323031C2
Application number: DE3323031A
Authority: DE
Inventors: Julius 2306 Wisch De Ryll
Original assignee: Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Priority date: 1983-06-25
Filing date: 1983-06-25
Publication date: 1993-01-21
Also published as: DE3323031A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schiff, das mittels eines hochviskosen Brennstoff angetrieben wird, der nur in warmem Zustand pumpfähig ist, und betrifft insbesondere Einrichtun gen an Brennstoffvorratstanks.

Die heute in zunehmendem Maße verwendeten billigeren Brenn stoffe sind hochviskos und neigen dazu, bei durchschnitt lichen Wasser- und Lufttemperaturen zu erstarren. Die gerin ge Pump- und Fließfähigkeit dieser Schweröle führte dazu, den Brennstoffvorrat in beheizbaren Tanks unterzubringen. Hierfür kommen insbesondere verhältnismäßig hohe Tanks in Frage, wie z. B. Seitentanks oder Tanks im Vorschiff, bei denen eine Beheizung noch eine ausreichende Zirkulation be wirkt, durch die vermieden wird, daß Teile des Brennstoffs erstarren und nur sehr schwer wieder in einen fließfähigen Zustand zu bringen sind. Ein Nachteil dieser Tanks sind die relativ großen, insbesondere nach außen gerichteten Ober flächen, die zu großen Wärmeverlusten führen, wenn der ge samte Brennstoff eines Tanks auf einer Temperatur gehalten wird, bei der das Schweröl pumpfähig ist. Energiesparende Maßnahmen wie Verminderung des Brennstoffverbrauchs, nie drigere Abgastemperaturen, qualitativ schlechtere Schweröle usw. führen dazu, daß die ohne zusätzlichen Aufwand nutzbare Restwärme nicht mehr für eine stärkere Heizung der Brenn stofftanks ausreicht.

Aus "Schiffbautechnisches Handbuch"; Herausgeber W. Henschke, 1958, VEB Verlag Technik Berlin, ist bekannt, daß alle Tanks, auch die Tages- und Absetztanks bei Verwendung hochviskoser Brennstoffe (Schweröl) beheizt werden müssen, wobei eine Heizfläche von 0,09 m² je Tonne Tankinhalt vorgeschlagen wird (S. 320, 4. Abs.). Das Schweröl wird aus dem Vorratstank (Bunker) über absperrbare Entnahmeeinrichtungen entnommen und einer Reinigungseinrichtung und einem Tagestank zugeführt, von dem aus es über einen Vorwärmer zur Antriebsmaschine gelangt. Mit dem Vorwärmer wird der Wärmeverlust in den Reinigungseinrichtungen und den Leitungen kompensiert. Bei den üblicherweise großen Tankoberflächen der Vorratstanks wird demzufolge sehr viel Heizenergie für das Warmhalten des gesamten Tankinhalts benötigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, trotz großer Tankoberflächen die Heizenergie für das Warmhalten des Brenn stoffvorrats zu verringern und zugleich eine wenigstens einem Tagesverbrauch entsprechende Brennstoffmenge bei einer die Pumpfähigkeit gewährleistenden Temperatur bereitzuhalten.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst,daß im Bereich der unten am Tank befindlichen Entnahmeöffnung ein Tankteil mit einer verstärkten Beheizung für eine etwa einem Tagesbedarf ent sprechende Brennstoffmenge versehen ist, die diese Menge auf Pumpfähigkeit erwärmt, während der übrige Brennstoffvorrat nur soweit beheizt wird, daß er nicht erstarrt. Damit die Menge in dem stärker erwärmten Tankteil nicht an der Zirku lation des Brennstoffs im Tank teilnimmt, wird dieser stär ker beheizte Tankteil als eine unten im Vorratstank, gege benenfalls auch als eine unterhalb des Vorratstanks ausge bildete Zelle ausgeführt, die eine große Zuflußöffnung so wie wenigstens eine Entlüftung besitzt und an die eine zur Brennstoff-Förderpumpe führende Saugleitung anschließt.

Bei einem hochviskosen Schweröl wird beispielsweise die stärker beheizte Zelle auf ca. 50°C erwärmt, so daß die in ihr enthaltene Tagesmenge von etwa 30 bis 40 m³ pumpfähig ist und mit den üblichen Förderpumpen, die z. B. im Maschi nenraum stehen, innerhalb kurzer Zeit in einen Tages- oder Setztank umgepumpt werden kann. Der übrige Inhalt des Tanks, der ein Volumen von 400 bis 800 m³ haben kann, wird dagegen nur auf etwa durchschnittlich 30°C beheizt, so daß in ihm der Brennstoff noch gerade fließfähig bleibt. Während und nach der Ent nahme der Tagesmenge aus der Zelle fließt in diese weiterer Brennstoff von niedrigerer Temperatur langsam nach und er wärmt sich im Laufe mehrerer Stunden bzw. in etwa einem Tag auf eine für das Pumpen notwendige Temperatur, wobei sich seine Viskosität vermindert. Das Nachfließen des weniger warmen, zähflüssigen Brennstoffs in die Zelle wird durch den statischen Druck im Vorratstank gefördert und durch die Wär meabgabe der Zelle an den an ihrer Außenseite befindlichen Brennstoff im Vorratstank begünstigt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprü chen angegeben und werden anhand der auf den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den hinteren Teil eines Schiffes,

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch den hinteren Teil eines Schiffes nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine stärker beheizte Zelle,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Schiff mit anderen Anordnungen,

Fig. 5 einen waagerechten Schnitt durch ein Schiff nach Fig. 4,

Fig. 6 einen teilweisen Querschnitt gemäß VI-VI in Fig. 4.

Das Schiff 1 gemäß Fig. 1 und 2 besitzt einen Maschinenraum 10, Laderäume 11, 12, 13, einen Doppelboden 14 und als Seiten tanks ausgeführte Brennstoffvorratstanks 15, 16, 17, 18. Im Maschinenraum 10 ist wenigstens eine Brennstoff-Förderpumpe 19 angeordnet, die jeweils eine Tagesmenge des Brennstoffs aus einem der Vorratstanks 15 bis 18 zu einem nicht darge stellten Setztank pumpt. Die Tanks 15 bis 18 werden durch angedeutete Heizschlangen 20 so erwärmt, daß auch ein hoch viskoser Brennstoff nicht erstarrt, sondern noch zähflüssig bleibt.

In Tank 17 ist ein nicht weiter abgeteilter Tankteil 21 an einer unteren Ablaßöffnung 22 zum Tank 15 mit zusätzlichen Heizschlangen 23 versehen, die den Brennstoff insbesondere im Bereich dieser Heizschlangen auf eine zum schnelleren Ausfließen und gegebenenfalls Abpumpen erforderliche höhere Temperatur erwärmen. Die Heizschlangen 23 können in geeigneter Weise ausgebildet sein und beispielsweise auch einen die Zirkulation des stärker erwärmten Brennstoffs be hindernden Käfig bilden. Die Ablaßöffnung 22 ist durch eine Absperreinrichtung 24 verschließbar. Eine Ablaß- oder Entnahmeöffnung kann auch direkt in ein zur Förderpumpe führende, nicht dar gestellte Leitung münden.

In Tank 15 ist, wie auch in Fig. 3 gezeigt ist, eine Zelle 25 durch eine etwa waagerechte Platte 26 und eine etwa senk rechte Wand 27 abgeteilt. Die Zelle ist mit Heizschlangen 28 versehen. Eine Saugleitung 29 führt von einer Entnahmeöff nung 9 unten aus der Zelle 25 beispielsweise durch den Dop pelboden 14 zu der Förderpumpe 19. In der Wand 27 ist eine durch eine Absperreinrichtung 30 absperrbare Zuflußöffnung 31, durch die der zähflüssige Brennstoff aus dem Vorratstank 15 und gege benenfalls aus Tank 17 nachfließen kann. Die Zelle 25 ist mit Entlüftungslöchern 32 zum Tank 15 und/oder mit einem Entlüf tungsrohr 33 versehen. Während des Abpumpens des stärker er wärmten Brennstoffs aus der Zelle 25 kann die Klappe 30 ge schlossen sein, damit nur pumpfähiges Schweröl in die Saug leitung 29 gelangt. Nach dem Abpumpen kann die Saugleitung 29 durch ein nicht dargestelltes Absperrorgan verschlossen werden, und die Klappe 30 wird wieder geöffnet, damit der kältere Brennstoff einfließen kann, um auf Pumpfähigkeit er wärmt zu werden. Die Klappe 30 ist durch ein Gestänge 34 von Deck aus oder in anderer Weise fernbedienbar.

Die Heizschlangen 28 und 20 im Tank 15 oder 23 und 20 im Tank 17 können jeweils ein System sein, wobei die stärkere Erwärmung einer Tagesmenge nahe den Ablaß- oder Entnahme öffnungen 31 bzw. 22 nur durch eine örtlich größere Oberflä che der Heizflächen, also durch eine größere Länge der Hei zungsrohre o. ä. in dem jeweiligen Tankteil 21 bzw. in der Zelle 25 erzielt wird. Vorzugsweise erfolgt aber eine ge trennte Zuleitung von Heizwasser oder Dampf zu den Heiz schlangen 23 bzw. 28 und 20, damit nur die als nächste zu entnehmende Tagesmenge stärker erwärmt wird, während die Zellen in den anderen Tanks nicht oder jedenfalls nicht stärker erwärmt werden. Getrennte Heizungssysteme ermögli chen es auch, bei geeignetem, nicht extrem hochviskosem Schweröl und/oder bei hohen Außentemperaturen ohne Beheizung des Tanks mittels der Heizschlangen 20 auszukommen und trotz dem in z. B. den Zellen 25 den Brennstoff auf ausreichende Pumpfähigkeit zusätzlich zu erwärmen. Die Zuleitungen zu den Heizschlangen oder ähnlichen Beheizungseinrichtungen sowie die Regel- und Bedienungsorgane für die Heizung sind nicht dargestellt.

Das in Fig. 4 bis 6 gezeigte Schiff 2 enthält im wesentlichen dieselben Schiffsräume und Tanks; für entsprechende Teile wurden daher die gleichen Bezugsziffern verwendet. In diesen Figuren wurden Heizschlangen nicht dargestellt, um die Zeich nungen übersichtlicher zu halten.

Die Brennstoffvorratstanks 15 und 16 enthalten beheizbare, abgeteilte Zellen 25. In Förderrichtung des Brennstoffs schließen an diese Zellen 25 eine im Doppelboden 14 angeord nete Querzelle 41 und eine im Doppelboden unter dem Laderaum 11 in Längsrichtung verlaufende Rohrzelle 42 an, aus welcher die Förderpumpe 19 über ein Saugrohr 43 den Brennstoff an saugen kann. Die Zellen 41 und 42 sind ebenfalls beheizt. Gegenüber der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführung mit einem üblicherweise zu beheizenden Saugrohr 29 z. B. im Doppelboden sind die gemäß Fig. 4 bis 6 durch die Zellen 41, 42 gebilde ten Kanäle konstruktiv einfacher auszuführen, und die Ansaug leitung 43 für die Pumpe 19 wird kürzer. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Zellen 25 kleiner sein können, da we nigstens ein Teil der Tagesmenge in den Zellen 41,42 warm gehalten wird.

In Fig. 4 und 5 ist ferner zur Verbindung des vorderen Tanks 17 bzw. 18 mit der in dem hinteren Tank 15 bzw. 16 angeord neten, stärker beheizbaren Zelle 25 eine Rohrleitung 44 von großem Durchmesser vorgesehen, durch die der weniger erwärm te Brennstoff aus dem vorderen Tank langsam in die Zelle 25 nachfließen kann, wo er auf Pumpbarkeit erwärmt wird. Hier durch kann der vordere Tank auch vor dem hinteren entleert werden. Das Rohr 44 ist an seiner Eintrittsöffnung durch eine Absperreinrichtung 24 verschließbar. Der Zufluß aus dem hinteren Tank in die Zelle 25 ist durch eine Absperreinrich tung 30 zu unterbrechen.

Die erfindungsgemäßen Anordnungen können in verschiedener Weise abgewandelt werden. So kann eine Zelle 25 beispiels weise auch zwischen zwei Tanks 15,17 oder außerhalb eines Brennstofftanks an einer seiner Wände angeordnet sein, gege benenfalls auch im Doppelboden, solange ein Zulauf des nur mäßig erwärmten, zähflüssigen Brennstoffs ausreicht, um die Zelle nach der Entnahme einer Tagesmenge wieder zu füllen. Die Zellen 25 können auch so ausgebildet sein, daß sie nicht an der Außenfläche des Schiffes anliegen. Die in Fig. 4 ge zeigten Rohre 44 sind auch bei einer Anordnung nach Fig. 1 verwendbar. Sie können außerdem auch stärker beheizt sein und damit einen Teil der Zellen 25 bilden. Es ist ferner möglich, die Förderpumpen 19 auch nahe oder an den Zellen 25 anzuordnen. Die Zellen 25 sind zwar vorzugsweise in oder an Seitentanks vorgesehen, sie können jedoch auch an jedem an deren Tank angeordnet sein, der genügend hoch ist oder in ausreichender Höhe liegt, und sogar an verhältnismäßig hohen Doppelbodentanks. Je nach der Lage der Tanks können auch die Querzelle 41 und eine in Längsrichtung verlaufende Rohrzelle 42 o. ä. auch oberhalb des Doppelbodens verlaufen.

Die Verwendung eines vorzugsweise abgeteilten Tankteils gemäß der vorliegenden Erfindung gestattet es, in überraschend einfacher Weise, die zur Erreichung der Pumpfähigkeit notwendige Erwärmung von hochvis kosem Brennstoff zu reduzieren und trägt damit zur Energieeinsparung bei. Die angegebenen Anordnungen lassen sich bei Bedarf auch noch nachträg lich ohne große Schwierigkeiten in Schiffe einbauen.

Claims

1. Schiff mit einem Antrieb mittels hochviskosem Brennstoff, der über eine Förderpumpe aus beheizbaren Vorratstanks zu entnehmen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den beheizbaren Vor ratstanks (15, 16, 17, 18) im Bereich einer Entnahmeöffnung (9, 22) ein etwa einen Tagesverbrauch enthaltender Tank teil (21) mit zusätzlichen Heizschlangen (23, 28) zur ver stärkten Beheizung des Brennstoffs auf Pumpfähigkeit ver sehen ist.

2. Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stärker beheizbare Tankteil (21) eine unten am Vorrats tank (15, 17) abgeteilte Zelle (25) ist, die eine größere Zuflußöffnung (31) für das Nachfließen des zähflüssigen Brennstoffs aus dem Vorratstank besitzt und die mit der Brennstoff-Förderpumpe (19) verbunden ist.

3. Schiff nach Anspruch 2 mit zwei hintereinander angeordne ten Vorratstanks, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrats tanks (15, 17 bzw. 16, 18) durch eine große Entnahmeöffnung (22), die durch eine Absperreinrichtung (24) verschließ bar ist, verbindbar sind.

4. Schiff nach Anspruch 2 mit zwei hintereinander angeordne ten Vorratstanks, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Vorratstank (17 bzw. 18) über ein Rohr (44) von großem Durchmesser mit der in dem hinteren Tank (15 bzw. 16) an geordneten, stärker beheizbaren Zelle (25) verbindbar ist, wobei das Rohr durch eine Absperreinrichtung (24) verschließbar ist.

5. Schiff nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zuflußöffnung (31) aus dem Vorratstank (15, 17), an dem sich die Zelle (25) befindet, durch eine Absperreinrichtung (30) absperrbar ist.

6. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorratstanks (15 bis 18) Seitentanks im Bereich der Laderäume (12, 13) sind.

7. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß für die Zuführung des auf Pumpfähigkeit erwärmten Brennstoffs zum Ansaugrohr (43) der Pumpe (19) eine etwa in Schiffsmitte und im Doppelboden (14) verlau fende, beheizbare Rohrzelle (42) vorgesehen ist.

8. Schiff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (25) mit der Rohrzelle (42) über eine Querzelle (41) verbunden sind.