CH657673A5

CH657673A5 - Kreiselpumpen-turbinen-aggregat.

Info

Publication number: CH657673A5
Application number: CH5289/82A
Authority: CH
Inventors: Helmut Muench; Klaus Willumeit
Original assignee: Klein Schanzlin & Becker Ag
Priority date: 1981-10-12
Filing date: 1982-09-06
Publication date: 1986-09-15
Also published as: FR2514429A1; IT8223320A0; GB2107404B; DE3140439C1; JPS6363757B2; IT1152830B; JPS5874896A; GB2107404A; FR2514429B1

Description

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Claims

PATENTANSPRUCH Kreiselpumpen-Turbinen-Aggregat, insbesondere für Meerwasserentsalzungsanlagen, mit einer der Druckerzeugung dienenden Kreiselpumpe und einer auf gleicher Welle angeordneten Turbine zur Rückgewinnung der in der rückströmenden Flüssigkeit enthaltenen Energie, gekennzeichnet durch eine Pelton-Turbine (2) und eine zusätzliche, der Rückforderung der Flüssigkeit zu ihrem Ursprungsort dienende Kreiselpumpe (3), wobei die Rotore der der Druckerzeugung dienenden Kreiselpumpe (1), der Pelton-Turbine (2) und der der Rückforderung dienende Kreiselpumpe (3) auf einer gemeinsamen Welle (4) sitzen und samt ihren Statoren in einer gemeinsamen Druckhülle angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpen-Turbinen-Aggregat, insbesondere für Meerwasserentsalzungsanlagen, mit einer der Druckerzeugung dienenden Kreiselpumpe und einer auf gleicher Welle angeordneten Turbine zur Rückgewinnung der in der rückströmenden Flüssigkeit enthaltenen Energie.

In Meerwasserentsalzungsanlagen nach dem Prinzip der umgekehrten Osmose werden normalerweise Kreiselpumpen zur Druckerhöhung eingesetzt, deren Druckdifferenz nur zu einem kleinen Teil im Modul abgebaut werden kann. Oftmals wird die restliche Druckdifferenz dann mittels einer Drossel soweit reduziert, dass der noch verbleibende Druck genügt, um die Flüssigkeit ins Meer zurückzufordern.

Es sind auch bereits kombinierte Aggregate bekannt, bei denen die Druckreduzierung durch eine mit der Kreiselpumpe auf gleicher Welle angeordnete Turbine vorgenommen wird. Es werden hierbei vornehmlich rückwärtslaufende Pumpen als Turbinen eingesetzt (EPA 0 008 260). Der Vorteil dieser Aggregate besteht darin, dass die abzubauende Druckdifferenz klar festgelegt werden kann und keine weiteren Fördereinrichtungen notwendig sind. Nachteilig ist allerdings der sehr geringe Wirkungsgrad der Turbine, was bei diesen Anlagen stark ins Gewicht fällt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad der angesprochenen Kreiselpumpen-Turbinen-Aggregate nennenswert zu erhöhen. Dies wird erfindungsgemäss erreicht durch die Verwendung einer Pelton-Turbine und einer zusntrli.*- ■- 1er Rückforderung ''er Flüssigkeit zu ihrem Ursprungsort dienenden Kreiselpumpe, wobei die der Druckerzeugung dienende Kreiselpumpe, die Pelton-Turbine und die der Rückforderung dienende Kreiselpumpe mit einer gemeinsamen Welle versehen und in einer gemeinsamen Druckhülle angeordnet sind.

Die Erfindung stand zunächst vor dem Problem, dass sich der Einsatz der integrierten Pelton-Turbine insofern negativ bemerkbar macht, als die Pelton-Turbine einen drucklosen Ablauf haben muss, weil sonst deren einwandfreie Funktion nicht gewährleistet ist. Die Flüssigkeit muss also in einen Tiefbehälter ablaufen und von dort zu ihrem Ursprungsort, beispielsweise ins Meer, zurückgefördert werden. Durch die Anordnung einer zusätzlichen, der Rückforderung dienenden Kreiselpumpe auf gleicher Welle und in der gleichen Druckhülle werden nicht nur die bei getrennter Anordnung notwendigen verschiedenen elektrischen Verblockungen überflüssig gemacht, sondern es werden auch umfangreiche Abdichtungen zwischen Pumpe und Pelton-Turbine, Pelton-Turbine und Atmosphäre vermieden. Es wird also der Vorteil des hohen Wirkungsgrades der Pelton-Turbine in Verbindung mit der Vermeidung von Reibleistung an einer Wellenabdichtung genutzt, ohne dass ein Zusatzaggregat benötigt wird, das sowohl elektrisch betrieben als auch zusätzlich gegenüber dem Kreiselpumpen-Turbinen-Aggregat verriegelt werden müsste.

Beim erfindungsgemässen Kreiselpumpen-Turbinen-Aggregat ist sichergestellt, dass der die rückströmende Flüssigkeit aufnehmende Tiefbehälter von der Pumpe leergesaugt wird, wenn das Aggregat arbeitet. Die Förderverhältnisse sind bei richtiger Abstimmung im übrigen grundsätzlich gleich, da sich die Drehzahl immer gleichsinnig mit der Frequenz oder in Anpassung an einen eventuell benutzten Dieselantrieb ändert. Es ist somit sichergestellt, dass kein Wasser in das Pel-ton-Turbinengehäuse eindringen kann, was ja zu einem Wasserschlag und zu einem Verlust der Turbinenschaufeln führen könnte.

In der Zeichnung ist ein der Erfindung entsprechendes Kreiselpumpen-Turbinen-Aggregat beispielsweise dargestellt. Das Aggregat wird gebildet von einer der Druckerzeugung dienenden mehrstufigen Kreiselpumpe 1, einer Pelton-Turbine 2 und einer der Rückforderung der Flüssigkeit dienenden Spiralgehäuse-Kreiselpumpe 3. Den Kreiselpumpen 1 und 3 und der Pelton-Turbine 2 gemeinsam ist eine Welle 4. Die drei Gehäuse sind derart miteinander verbunden, dass sie eine gemeinsame Druckhülle bilden.

In der Zeichnung ist durch Pfeile das Fliessschema der Flüssigkeit von ihrem Eintritt in die der Druckerzeugung dienende Kreiselpumpe 1 bis zu ihrem Austritt aus der die Rückforderung übernehmenden Kreiselpumpe 3 dargestellt. Von der Kreiselpumpe 1 wird die Flüssigkeit zu einem Modul 5 gefördert, wo ein Teil als Produkt ausscheidet, während der andere Teil zur Pelton-Turbine 2 weiterströmt. Die in letzterem Teil enthaltene Druckenergie wird von der Pelton-Tur-bine 2 in mechanische Energie zum Antrieb des Kreiselpumpen-Turbinen-Aggregates umgewandelt. Von der Pelton-Tur-bine 2 fliesst die Flüssigkeit in einen drucklosen Tiefbehälter 6 ab. Aus dem Tiefbehälter 6 wird die Flüssigkeit schliesslich durch die ständig mitlaufende Spiralgehäusepumpe 3 an ihren Ursprungsort zurückgefördert.

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1 Blatt Zeichnungen