Resistencia a bajas temperaturas y altas presiones, diseño compacto y ligero: el PCHE de Shenshi Technology aplicado a buques portacontenedores ultragrandes de combustible dual GNL.

La tendencia hacia buques de mayor tamaño y mayor densidad de potencia ha impuesto restricciones más estrictas en cuanto al espacio y el peso de la sala de máquinas. El sistema de suministro de gas combustible GNL (FGSS) debe llevar a cabo todo el proceso en espacios reducidos y con un margen de carga limitado: presurizar el GNL en estado líquido a aproximadamente -162 °C, seguido de la vaporización, el sobrecalentamiento a la temperatura requerida por el motor principal y el suministro con presión estabilizada. Esto establece requisitos rigurosos para la compacidad, el diseño ligero y la fiabilidad de los equipos de intercambio de calor, mientras que los intercambiadores de calor convencionales suelen requerir mayores dimensiones de instalación y peso estructural para ofrecer un rendimiento de transferencia de calor equivalente. Como resultado, se han introducido en los sistemas FGSS marinos equipos de gestión térmica compactos y de alta eficiencia, como los intercambiadores de calor de circuito impreso (PCHE).

Aplicación a bordo: Buque portacontenedores ultragrande de combustible dual GNL

En un buque portacontenedores de doble combustible de GNL extragrande, el PCHE, desarrollado y fabricado de forma independiente por Shenshi Technology, se integra al sistema de suministro de combustible. Construido por una empresa líder nacional de construcción naval para un grupo naviero internacional de renombre mundial, el buque ha sido clasificado por una prestigiosa sociedad de clasificación internacional y equipado con un tanque de combustible de GNL de membrana de gran capacidad. Un solo repostaje permite cumplir con los requisitos de autonomía de las rutas oceánicas habituales, lo que lo convierte en uno de los buques portacontenedores de doble combustible de GNL de gran tamaño más representativos del mercado actual.

Con una estructura de microcanales de tres flujos, el núcleo de este intercambiador de calor de placas (PCHE) se forma integralmente mediante soldadura por difusión al vacío. Esto elimina los componentes de sellado tradicionales, como las juntas, reduciendo drásticamente el riesgo de fugas. La combinación de un rendimiento de transferencia de calor optimizado gracias a los microcanales y la estructura integrada soldada por difusión permite que el PCHE ocupe menos espacio, sea más ligero y tenga una mayor densidad de potencia con la misma capacidad de intercambio de calor. En aplicaciones marinas, la reducción del peso del equipo disminuye directamente la carga dinámica sobre las tuberías y la carga estructural estática sobre los soportes asociados, lo que permite una mayor flexibilidad en el diseño del sistema. Su tamaño compacto libera espacio de instalación y facilita el acceso para la disposición de las tuberías circundantes y el mantenimiento rutinario.

Cómo superar el bloqueo por congelación criogénica: PCHE se adapta a la diversificación de combustibles marinos bajos en carbono.

Para mitigar los riesgos de formación de hielo en el vaporizador o solidificación del medio causada por la temperatura ultrabaja del GNL, Shenshi Technology ha adoptado una tecnología patentada de "capa intermedia" de microcanales para optimizar la distribución del campo de temperatura y prevenir el subenfriamiento localizado. Esto evita eficazmente el bloqueo por congelación, manteniendo al mismo tiempo un alto rendimiento de vaporización y garantizando un funcionamiento estable a largo plazo del buque.

La adopción generalizada de combustibles con bajas o nulas emisiones de carbono está transformando las especificaciones técnicas para la gestión térmica marina. Gracias a su compacidad, ligereza y fiabilidad, el intercambiador de calor de placas (PCHE) se considera cada vez más una opción para los sistemas de suministro de combustible de grandes buques propulsados por GNL.

A medida que los combustibles con bajas o nulas emisiones de carbono, como el metanol y el amoníaco, se utilizan cada vez más a bordo, los distintos sistemas de combustible imponen requisitos cada vez más específicos a los equipos de intercambio de calor en cuanto a compacidad, compatibilidad de materiales y capacidad anticongelante. Las tecnologías avanzadas de intercambio de calor, representadas por PCHE, están extendiendo la experiencia acumulada en el sector del transporte marítimo de GNL a los escenarios de gestión térmica marina para estos combustibles emergentes.