<Desc/Clms Page number 1>
Kesselwasser-Entsalzungsanlage mit Wärmerückgewinnung
Gegenstand der Erfindung ist eine Kesselwasser-Entsalzungsanlage mit Wärmerückgewinnung, be- stehend aus einem an die Kesselentsalzung angeschlossenen Dampfentspanner mit Anschlüssen für die Brü- denleitung und den nachgeschalteten Laugenkühler, der als Röhrenwärmetauscher ausgebildet ist.
In Kesselanlagen verdampft bekanntlich nur das reine Wasser. Die mit dem Speisewasser zugeführten Dichtebildner und Alkalien reichern sich somit immer mehr an. Eine Anreicherung tritt auch bei enthär- tetem Wasser ein, da dieses immer noch eine gewisse Resthärte besitzt. Bei Einspeisung von Destillat oder
Kondensat ist man infolge des absinkenden PH-Wertes auf Zusatz von Alkalien angewiesen. Überschreitet die Dichte der Salze ein bestimmtes Verhältnis, so kommt es zu Steinansatz, Verschlammung und An- fressungen des Kessels. Um dies zu vermeiden, müssen so viel Salze abgeführt werden, wie hinzukommen.
Am Kessel ist zu diesem Zwecke eine Entsalzungsleitung vorgesehen. Diese Art der Dampfabführung ist gewöhnlich an einer Stelle vorgesehen, wo das Kesselwasser die grösste Malzkonzentration besitzt.
Mit Kesselwasser- Entsalzungsanlagen der hier in Rede stehenden Art wird eine Rückgewinnung der mit der entfernten Kessellauge entweichenden Wärme bezweckt. Diese wird meistens dem enthärteten Was- ser zugeführt. Der Wärmeübergang erfolgt im Laugenkühler. Dieser besteht bei den bekannten Ausführungen aus einem Behälter mit einem Anschluss für die vom Dampfentspanner abgezweigte Kessellaugelei- tung und Anschlüssen für die Zu- und Ableitung des Kesselspeisewassers. Das eingedickte Kesselwasser (Kessellauge) wird mit Hilfe eines Röhrensystems durch den Laugenkühler geführt, wobei es seine Wärme an das Kesselspeisewasser abgibt.
Im vorgeschalteten Dampfentspanner erfolgt eine Trennung von Brüden und Wasser durch Entspannung der Kessellauge von Kesseldruck auf Atmosphärendruck. Der hiebei zurückgewonnene Dampf wird dem
Kessel wieder zugeführt.
Eine Kesselentsalzung ist insbesondere bei Kesseln mit höherem Betriebsdruck nur mit Hilfe von Spe- zialarmaturen möglich. Auch das angestrebte kontinuierliche Entsalzen bedingt Feineinstellungen, also eine Überwachung.
Es ist das Ziel der Erfindung, wenn nicht gar Spezialarmaturen, so doch eine sorgfältige Überwachung entbehrlich zu machen. Ein weiteres Ziel war die Beseitigung von Mängeln der bekannten Anlagen, die hauptsächlich darin bestehen, dass das Röhrensystem leicht verschlammt.
Die erfindungsgemässe Kesselwasser-Entsalzungsanlage behebt diese Mängel im Prinzip dadurch, dass die Kessellauge direkt in den Laugenkühlerbehälter eingeführt und das Kesselspeisewasser durch das Röh- rensystem geleitet wird. Am Behälter kann eine recht einfache Entschlammung erfolgen.
Eine bei den verschiedensten Betriebsverhältnissen wirksame selbsttätige Regulierung wird damit er- reicht, dass das Kessellaugerohr so im Behälter angeordnet ist, dass die Kessellauge nur gegen den Druck der das Behältervolumen ausfüllenden Kessellaugesäule aus dem Kessellaugerohr austreten kann. Die Er- findung geht hiebei von der Zielvorstellung aus, die Kessellauge selbst als Puffer zwischen den Kessellei- tungsaustritt und den Austritt ins Freie zu schalten. Auf diese Weise ist für eine in einem weiten Betriebs- druckbereich ständige langsame Entspannung der Kessellauge gesorgt.
Über das eigentliche Ziel der Erfindung hinausweisend ergab sich hieraus eine solch günstige Raum- form der Gesamtanlage, dass unnötige Leitungswege und deren Schutz gegen Wärmeabstrahlung entbehr- lich sind. Der Dampfentspanner ist hiebei auf den Laugenkühler aufgesetzt, wobei der Boden des Dampf- entspannerbehälters und/oder die Wandung des Laugenkühlers die beide Behälter voneinander trennende
<Desc/Clms Page number 2>
Schottwand bildet, durch die das bis zum Boden des Laugenkühlers geführte Kessellaugerohr gezogen ist. Eine besonders vorteilhafte Kombination finden dabei Behälter mit zylindrischem Mantel.
Diese können mittels Flanschringen miteinander verbunden sein, zwischen die einfacherweise die Schottwand eingespannt sein kann. Es kann aber auch die Schottwand am Rande als vorstehender Flanschring ausgebildet sein.
Eine zweckmässige Gestaltung findet die Schottwand ferner als ein in das Kessellaugerohr mündender Trichter. Damit sind Schlammablagerungen im Dampfentspanner ausgeschlossen.
Das Kessellaugerohr ist zweckmässigerweise konzentrisch im Laugenkühlerbehälter angeordnet und mündet dicht vor dem Boden desselben. Zur Strömungsumlenkung kann der Boden des Laugenkühlerbehälters als Prallwand mit einer der Mündung gegenüber vorgesehenen Strömungsnase ausgebildet sein. Natürlich wird auch ohnedies die Kessellauge am Boden umgelenkt. Durch die beschriebene spezifische Ausbildung des Bodens jedoch werden Strömungsschatten weitgehend vermieden, in derem Bereich sich gern Schlamm ablagert. Überraschenderweise schnellt die aus dem Kessellaugerohr austretende noch heisse Kessellauge nicht sogleich infolge der Thermosiphonwirkung nach oben. Durch die als Puffer wirkende im unteren Behälterteil angesammelte Kessellauge höherer Dichte wird sie vielmehr im Sinne der Erfindung abgebremst und steigt unter langsamem Entspannen nach oben.
Hiebei wird auch ein bisher nicht erreichter gleichmässiger Wärmeübergang erzielt.
DaszumDurchsatz des Kesselspeisewassers vorgesehene Röhrensystem kann in an sich bekannter Weise aus einem sich vom Boden des Kessellaugebehälters durch diesen in Windungen erstreckenden Röhrenbün- del bestehen. Dieses kann parallel zum Kessellaugerohr verlaufen. Zur Erhöhung des Wärmeüberganges kann das Rohrenbündel gemäss der Erfindung in Berührung mit dem Boden zwischen dem Dampfentspanner und dem Kessellaugebehälter gebracht sein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert und beschrieben. Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch eine Kesselwasser-Entsalzungsanlage gemäss der Erfindung und Fig. 2 ein Radialschnitt derselben Anlage.
In der Zeichnung ist mit 1 der Dampfentspannungsbehälter, mit 2 der Laugenkühlerbehälter bezeichnet. Diese bestehen im wesentlichen aus den zylindrischen Behältermänteln la und 2a, die mit Hilfe der Flanschringe 3 und der nicht dargestellten Verschraubungmiteinander verbunden sind. Die zwischen den Flanschringen 3 und 4 eingespannteSchottwand 5 trennt beideBehältervolumina voneinander. Oben ist der Dampfentspannungsbehälter 1 durch den angeschweissten Deckel lb abgeschlossen. An diesem ist der Anschlussstutzen 6 für die nicht dargestellte Kesselentsalzungsleitung und der Anschlussstutzen 7 für die Brüdenleitung vorgesehen. Durch den Boden 5 ist das Kessellaugezuführungsrohr 8 gezogen. Der Bodenteil 2b mit den Füssen 2c ist mittels seiner Flanschringe 9 mit den Flanschringen 10 des Behältermantels 2a verschraubt.
Zwischen den Flanschringen 9 und 10 ist die Schottwand 11 eingespannt, die das sich in axialer Richtung im Laugenkühlerbehälter 2 in gegenläufiger Windung erstreckende RohrenbÜfidel12 trägt. Der durch den Bodenteil 2b und die Schottwand 11 begrenzte Raum ist durch die Trennwand 2d in den Sammelraum 13a und den Sammelraum 13b aufgeteilt. Der am Bodenteil 2b vorgesehene Einlassstutzen 14 ist dem Sammelraum 13a, der Austrittsstutzen 15 dem Sammelraum 13b zugeordnet. An letzteren ist die nicht dargestellte Kesselspeiseleitung angeschlossen, während der Einlassstutzen 14 die Rohwasserleitung aufnimmt. Wie in Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich, ist das Kessellaugezuführungsrohr 8 konzentrisch im Laugenkühlerbehälter 2 angeordnet und erstreckt sich bis dicht vor die Schottwand 11 am Bodenteil.
Oben am Laugenkühlerbehälter 2 ist der Austrittstutzen 16 mit dem eingepassten Rohrkrümmer 17 vorgesehen. Es ist daran gedacht, den Austrittstutzen 16 im Behälterinnern als muldenförmige Halbschale auszubilden, worin sich der nach aussen abzuführende Schlamm absetzen kann.
Die Funktionsweise der beschriebenen Kesselwasser- Entsalzungsanlage ist folgende : Das durch den Einlassstutzen 14 in den Sammelraum 13a eintretende enthärtende Kesselspeisewasser wird hier mit Hilfe der Trennwand 2d in das Rohrenbündel 12 umgeleitet, in dem es zunächst bis zu den Windungen 12a steigt und dann dem Sammelraum 13b zuströmt, von wo es die Anlage durch den Austrittsstutzen 15 verlässt.
Auf seinem Weg durch das Röhrenbündel 12 wird es durch die vom Kessellaugezuführungsrohr 8 in den Laugenkühlerbehälter 2 eingeführte Kessellauge erwärmt.
Die Kessellauge nimmt folgenden Weg durch die Anlage : Zunächst gelangt sie durch die nicht dargestellte Kesselentsalzungsleitung durch den Stutzen 6 in den Dampfentspanner 1, in dem bei gleichzeitiger Entspannung von Kesseldruck auf nahezu Atmosphärendruck eine Trennung von Brüden und Wasser erfolgt. Die Brüden verlassen den Dampfentspanner 1 durch die an den Stutzen 7 angeschlossene-nicht dargestellte - Brüdenleitung und werden im Entgaser des Kessels niedergeschlagen.
<Desc/Clms Page number 3>
Die eingedickte Kessellauge sinkt in dem Kessellaugezuführungsrohr 8 nach unten und wird durch die der Windung 12a gegenüberliegende Schottwand 11 etwa in der durch Pfeile veranschaulichten Weise nach oben umgelenkt und gelangt nach Abgabe ihrer Wärme an das Kesselspeisewasser durch den Austrittsstutzen 16 und den Rohrkrümmer 17 ins Freie. Dem schnellen Auftrieb der Kessellauge, die unten natürlich hei- sser ist, wirkt der Abtrieb der sich nach dem unteren Behälterteil absetzenden Kessellauge höherer Konzentration ständig entgegen, was das wesentliche der Erfindung ist und was mit der beschriebenen Raumform einer Kesselwasser-Entsalzungsanlage finale Gestaltung findet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kesselwasser-EntsalzungsanlagemitWärmerückgewinnung, bestehend aus einem an die Kesselentsalzung angeschlossenen Dampfentspanner mit Anschlüssen für die Brüdenleitung und die zum nachgeschalteten Laugenkühler führende Kessellaugeleitung, wobei der Laugenkühler als Röhrenwärmetauscher ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kesselspeisewasser in einem den Laugenkühler durchdringenden Röhrensystem zur Kesselwassereinspeisung geführt und der Kessellaugeeintritt in den Behälter am Boden, der Austritt oben angeordnet ist.