DE1517493A1

DE1517493A1 - Multi-stage expansion evaporator

Info

Publication number: DE1517493A1
Application number: DE19621517493
Authority: DE
Inventors: Roy Starmer
Original assignee: Richardsons Westgarth and Co Ltd
Current assignee: Richardsons Westgarth and Co Ltd
Priority date: 1961-11-08
Filing date: 1962-11-08
Publication date: 1969-05-22
Also published as: GB1047981A; NL285240A; US3257290A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen vielstufigen Entspannungsverdampfer, und zwar insbesondere auf einen solchen, der zur Erzeugung destillierten Wassers aus unreinem Wasser oder Seewasser geeignet ist.The invention relates to a multi-stage Flash evaporator, especially one that is used to generate distilled water from impure Water or sea water is suitable.

Bei Entspannungsverdampfern wird die zu verdampfende Sole oder Flüssigkeit durch eine Serie von Erhitzern geleitet, von denen der letzte im allgemeinen durch Frischdampf beheizt wird, der von einer äußeren Quelle stammt. Bei zahlreichen Verdampfern, und insbesondere bei Verdampfern zum Destillieren von Seewasser, ist die Spitzentemperatur der Sole, auf die die zirkulierende Sole im frischdampfbeheizten Erhitzer erhitzt werden kann, durch zahlreiche betriebliche und aufbaumäßige Umstände begrenzt, insbesondere durch die bei höheren Betriebstemperaturen auftretende Gefahr des Abscheidens von Ablagerungen. Im Falle von Verdampfern zur Destillation von salzhaltigemWith flash evaporators, the brine or liquid to be evaporated is passed through a series of heaters, the last of which is generally heated by live steam from an outside source. With numerous Evaporators, and especially evaporators for distilling sea water, is the peak temperature of the brine to which the Circulating brine in the freshly steam-heated heater can be heated by numerous operational and structural Circumstances are limited, in particular due to the risk of deposits separating out at higher operating temperatures. In the case of evaporators for the distillation of saline

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Wasser wie z.B. Seewasser ergibt sich im allgemeinen eine zulässige obere Grenze für die Temperatur der Sole in der Gegend von etwa 93⁰C, so daß sämtliche im Verdampfer enthaltenen Erhitzer bei unteratmosphärischen Drücken arbeiten. Diese Anordnung führt auf der anderen Seite zu dem Vorteil, daß niedrig gespannter Abdampf in dem frischdampfbeheizten Erhitzer verwendet werden kann. In einigen anderen Fällen jedoch steht für den Verdampfer lediglich eine Dampfquelle zur Verfügung, die den Dampf unter beträchtlichem Druck abgibt. Für diese Fälle ist es wünschenswert, Maßnahmen zur vorteilhaftesten Ausnutzung des höher gespannten Dampfes zu treffen.Water such as sea water generally results in a permissible upper limit for the temperature of the brine in the region of about 93 ⁰ C so that all the heater contained in the evaporator operating at subatmospheric pressures. On the other hand, this arrangement has the advantage that low-pressure exhaust steam can be used in the freshly steam-heated heater. In some other cases, however, there is only one source of vapor available for the vaporizer to deliver the vapor under considerable pressure. In these cases it is desirable to take measures to make the most advantageous use of the higher tensioned steam.

Mit der Erfindung soll die vorangehend umrissene Aufgabenstellung für einen vielstufigen Entspannungsverdampfer mit mindestens drei aus jeweils einer Entspannungskammer und einem zugeordneten Erhitzer bestehenden Stufen sowie einem zusätzlichen, frischdampfbeheizten Erhitzer dadurch gelöst werden, daß die ) Einlaßleitung des frischdampfbeheizten Erhitzers mit der Druckseite eines mechanischen Kompressors (z.B. eines Turbokompressors oder Kolbenkompressors) verbunden ist, dessen Ansaugseite an eine Zwischenstufe des Verdampfers angeschlossen ist und aus dieser Stufe Dampf zur Einspeisung in den Frischdampferhitzer abzieht.The invention aims to solve the problem set out above for a multi-stage expansion evaporator with at least three stages, each consisting of an expansion chamber and an associated heater, as well as an additional, freshly steam-heated heater in that the ) inlet line of the freshly steam-heated heater is connected to the pressure side of a mechanical compressor (e.g. a turbo compressor or piston compressor), the suction side of which is connected to an intermediate stage of the evaporator and draws off steam from this stage for feeding into the main steam heater.

j Vorzugsweise ist dabei die Anordnung so getroffen,j The arrangement is preferably made in such a way that

daß die besagte Einlaßleitung oder eine andere Einlaßleitungthat said inlet line or another inlet line

. des frischdampfbeheizten Erhitzers mit der Abgabeseite einer. of the freshly steam-heated heater with the delivery side one

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Dampfturbine verbunden ist, so daß der in den frischdampfbeheizten Erhitzer eingespeiste Frischdampf in der Turbine expandiert ist. Die Turbine kann dabei zum Antrieb des Kompressors benutzt werden. Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft, wenn Turbine und Kompressor so ausgelegt sind, daß während des Betriebes der Druck des Turbinen-Abdampfes etwa gleich ist dem Druck des vom Kompressor gelieferten komprimierten Dampfes. g Steam turbine is connected, so that the live steam fed into the freshly steam-heated heater is expanded in the turbine. The turbine can be used to drive the compressor. This measure is particularly advantageous if the turbine and compressor are designed so that, during operation, the pressure of the turbine exhaust steam is approximately the same as the pressure of the compressed steam supplied by the compressor. G

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung stellt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung dar.Further details of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. The drawing represents schematically an embodiment of the invention.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, enthält der Entspannungsverdampfer eine Soleleitung 10, die durch eine Serie von rhitzern 12 hindurchgeführt ist. In der Leitung 10 wird die Sole graduell auf eine höhere Temperatur gebracht, und zwar im wesentlichen durch die latente Wärme, die bei der Kondensation des aus Entspannungskammern 14 stammenden und über Leitungen 13 in die Erhitzer 12 eingeleiteten Dampfes. Die Entspan- f nungskammern 14 liegen in Serie hintereinander und werden mit der in den Erhitzern 12 erwärmten Sole gespeist. Das in den Erhitzern 12 kondensierende Destillat wird über eine Pumpe 16 abgepuiüpt. In gleicher .'eise wird auch die in den Entspannungskammern 14 nicht verdampfte Flüssigkeit aus der letzten Entspannungskammer abgezogen. Für den Rundlauf der Sole ist eine Zirkulationspumpe 18 in der Leitung 10 vorgesehen.As can be seen from the drawing, the flash evaporator contains a brine line 10 which is passed through a series of scrubbers 12. In the line 10 is the brine is gradually brought to a higher temperature, essentially through the latent heat generated during condensation of the steam coming from the expansion chambers 14 and introduced into the heater 12 via lines 13. The relaxation f tion chambers 14 are in series one behind the other and are with fed to the heated brine in the heater 12. The distillate condensing in the heaters 12 is fed via a pump 16 evacuated. In the same way, the liquid not evaporated in the expansion chambers 14 is also removed from the last expansion chamber deducted. A circulation pump 18 is provided in the line 10 for the smooth running of the brine.

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Im Entspannungsverdampfer ist ein weiterer Erhitzer 20 vorhanden, durch den die Sole unmittelbar vor dem Eintritt in die erste der Entspannungskammern 14 hindurchgeleitet wird. Dieser Erhitzer 20 wird mit Fremddampf beheizt, der über die Leitung 22 zugeführt wird.A further heater 20 is present in the expansion evaporator, through which the brine is brought in immediately before it enters is passed into the first of the expansion chambers 14. This heater 20 is heated with external steam which is supplied via line 22.

Die den letzten Entspannungskammern 14 zugeordneten Erhitzer 24, die jeweils über Leitungen 25 mit den betreffenden Entspannungskammern verbunden sind, enthalten nicht die Soleleitung 10, sondern eine Leitung 26, durch die mittels einer Pumpe 28 frisches, kaltes Rohwasser eingespeist wird. Diese Maßnahme dient dazu, überschüssige Wärme aus dem Kreislaufsystem zu entziehen. Nach dem Austritt aus dem in der Serie am weitesten vorn liegenden Erhitzer 24a wird ein Teil des in der Leitung 26' zirkulierenden Rohwassers abgeleitet, während ein weiterer Teil über eine Leitung 30 in die letzte der Entspannungskammern 14 eingespeist wird. Hier mischt sich das erwärmte frische Rohwasser mit dem nicht-verdampften Rest an bereits behandelter Sole, die über die Leitung 10 zirkuliert wurde. Von der aus dieser letzten Entspannun^skammer abgezogenen !.lischung wird ein Teil verworfen, während ein weiterer Teil mit Hilfe der Pumpe 18 in der bereits beschriebenen Weise erneut in den Kreislauf eingespeist wird. Mithin erfolgt die Zugabe des gesamten in den Kreislauf eingeführten frischen Rohwassers über die Leitung 30.The heater 24 assigned to the last expansion chambers 14, each of which is connected via lines 25 to the relevant Expansion chambers are connected, do not contain the brine line 10, but a line 26 through which by means of a Pump 28 fresh, cold raw water is fed. This measure serves to remove excess heat from the circulatory system to withdraw. After exiting the heater 24a which is furthest forward in the series, part of the in the line 26 'of circulating raw water, while a further part via a line 30 into the last of the expansion chambers 14 is fed in. Here the heated fresh raw water already mixes with the non-evaporated rest treated brine which was circulated via line 10. From the mixture withdrawn from this last relaxation chamber a part is discarded, while another part is returned to the with the aid of the pump 18 in the manner already described Circuit is fed. The whole is therefore added fresh raw water introduced into the circuit via line 30.

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Zur besseren Unterscheidbarkeit der verschiedenen Erhitzer soll der über die Leitung 22 mit Dampf versorgte Erhitzer 20 nachfolgend auch als "Frischdampf-Erhitzer" bezeichnet werden, während für die Erhitzer 12, in denen die Sole durch Dampfkondensation erhitzt wird, die Bezeichnung "Sole-Erhitzer¹¹ und für die Erhitzer 24, in denen frisches Rohwasser durch Dampfkondensation erwärmt wird, die Bezeichnung "Rohwasser- ^ Erhitzer" gewählt werden soll.In order to better distinguish between the various heaters, the heater 20 supplied with steam via the line 22 will also be referred to below as the "live steam heater", while the heater 12, in which the brine is heated by steam condensation, will be referred to as the "brine heater ¹¹ and for the heater 24, in which fresh raw water is heated by steam condensation, the designation "raw water ^ heater" should be selected.

Wie bereits erwähnt, liegt ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung darin, in möglichst vorteilhafter Weise das Druckgefälle auszunutzen, das von dem aus der äußeren Quelle 31 zugespeiste, sog. Frischdampf erhältlich ist. Zur Erreichung dieses Zieles wird der Frischdampf über eine Dampfturbine 32 geleitet, bevor er den frischdampferhitzer 20 erreicht. Die Turbine ist mit einem Rotations-Kompressor 33 gekoppelt. Der Kompressor 33 ist auf seiner Saugseite über eine Leitung 34 mit einem der in den Zwischenstufen angeordnetaaErhitzer ver- ' f bunden, so daß der in die"Turbine 32 eingeleitete Dampf im Ergebnis dazu dient, einen Teil des über den Kompressor aus einer der Zwischenstufen des Verdampfers abgezogenen (und aus der Sole stammenden) Dampfes zu komprimieren. Dieser komprimierte Dampf wird zusammen mit dem Abdampf aus der Turbine in den Frischdampferhitzer 20 eingespeist, in welchem diese Dampf mischung kondensiert wird. Das auf diese V/eise in dem Erhitzer 20 gebildete Kondensat kann über die Leitung 21 alsAs already mentioned, an important aim of the present invention is to be as advantageous as possible to utilize the pressure gradient that is obtainable from the so-called live steam fed in from the external source 31. To achieve For this purpose, the live steam is passed through a steam turbine 32 before it reaches the fresh steam heater 20. the The turbine is coupled to a rotary compressor 33. Of the On its suction side, the compressor 33 is connected via a line 34 to one of the heaters arranged in the intermediate stages bound, so that the introduced into the "turbine 32 steam in the The result is used to reduce part of the amount drawn off via the compressor from one of the intermediate stages of the evaporator (and from to compress the steam coming from the brine. This compressed steam is produced together with the exhaust steam from the turbine fed into the main steam heater 20, in which this Steam mixture is condensed. That in this way in the heater 20 formed condensate can via line 21 as

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Kesselspeisewasser abgezogen werden, es kann aber auch über die Leitung 23 dem in den Erhitzern 12 befindlichen Kondensat zugeführt werden.Boiler feed water can be drawn off, but the condensate in the heaters 12 can also be removed via line 23 are fed.

Durch die beschriebene Maßnahme läßt sich unter einem gewissen Satz von Betriebsbedingungen die Menge des zum Betrieb des Verdampfers benötigten Frischdampfes vermindern, und zwar um einen Anteil, der näherungsweise der Menge des in dem Kompressor 33 komprimierten Dampfes entspricht. Hierdurch wird eine nennenswerte Ersparnis an Frischdampf und Wärmeverbrauch erzielt. Diese Ersparnis kann innerhalb weiter Grenzen schwanken, je nachdem thermodynamischen Zyklus, der in dem Verdampfer benutzt wird. Darüber hinaus werden neben der Turbine 32 und dem Kompressor 33 praktisch keine zusätzlichen weiteren Hilfseinrichtungen und kein zusätzlicher weiterer Aufwand mehr benötigt. Tatsächlich ist auch eine Reduktion der Heizoberflächen in den Rohwasser-Erhitzern 24 möglich. Vorzugsweise sind die Turbine 32 und der Kompressor 33 so ausgelegt, daß der Druck des Turbinen-Abdampfes etwa gleich ist dem Druck des von dem Kompressor gelieferten komprimierten Dampfes.By means of the measure described, under a certain set of operating conditions, the amount of the of the evaporator required live steam, namely by a proportion that is approximately the amount of in the compressor 33 corresponds to compressed steam. This results in significant savings in live steam and heat consumption achieved. These savings can vary within wide limits, depending on the thermodynamic cycle that takes place in the evaporator is used. In addition to the turbine 32 and the compressor 33, there are practically no additional auxiliary devices and no additional effort is required. In fact, there is also a reduction in the heating surface area in the raw water heater 24 possible. Preferably, the turbine 32 and the compressor 33 are designed so that the pressure of the turbine exhaust steam is approximately equal to the pressure of the Compressor supplied compressed steam.

Die Menge des von der Zwischenstufe durch den Kompressor 33 abgezogenen Dampfes hängt - bei vorgegebenen Frischdampfbedingungen - ab von dem Druck in der an den Kompressor angeschlossenen Verdampferstufe und vom Druck in dem Frischdampferhitzer 20, in den die Dampfmischung abgegeben wird. Wenn das Druckverhältnis zwischen dem höheren und dem tieferen der obenThe amount of steam withdrawn from the intermediate stage by the compressor 33 depends on given live steam conditions - from the pressure in the evaporator stage connected to the compressor and from the pressure in the main steam heater 20, into which the steam mixture is dispensed. If that Pressure ratio between the higher and the lower of the above

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erwähnten beiden Drücke vermindert wird, steigt das Verhältnis von abgeschwächtem Dampf zu zugeführtem Frischdampf beträchtlich an. Auf der anderen Seite ist jedoch die größte Leistungsfähigkeit der Anlage gegeben, wenn der Verdampfer mit einer möglichst hohen Sole-Temperatur betrieben wird und mit einer gerade noch praktikabel niedrigen Dampftemperatur in dem kältesten RohwasserErhitzer 24b. ^The two pressures mentioned above are reduced, the ratio of attenuated steam to live steam supplied increases considerably at. On the other hand, however, the greatest efficiency of the system is given when the evaporator with a possible high brine temperature and with a practically low steam temperature in the coldest raw water heater 24b. ^

ils sei darauf hingewiesen, daß der vom Kompressor 33 abgezogene Dampf von einer Zwischenstufe des Verdampfers und nicht von der ersten oder der letzten L^:tufe abgenommen wird. Es wurde nämlich gefunden, dato eine beträchtliche Verbesserung des Verhältnisses von abgesogenem Dampf zu zugeführtem Frischdampf
und damit eine beträchtliche Verbesserung des Dampfverbrauchs
der Anlage erzielbar ist, wenn der Kompressor 33 den Dampf
von einer Entspannungskammer oder einem Erhitzer abzieht, der
bei einem mittleren, zwischen dem höchsten und dem niedrigsten in der Anlage verfügbaren Druck arbeitet. Zweckmäßig wird die ^ Dampfextraktion durch den Kompressor 33 durchgeführt in dem
beim höchsten Druck arbeitenden iiohwasser-^rhitzer 24a (falls
mehr als ein solcher Erhitzer verwendet wird) oder in dem beim geringsten I-ruck arbeitenden Sole-Erhitzer 12o. Die gestrichelten Leitungen 34, 56 und 3C deuten die Anschlüsse zwischen der Saugseite des Kompressors 33 und - je nach Lage des Falles den Erhitzern 24a bzw. 12a an.ils should be noted that the vapor drawn off from the compressor 33 from an intermediate stage of the evaporator and not the first or the last ^L: tage is removed. This is because it has been found to date a considerable improvement in the ratio of extracted steam to fresh steam supplied
and thus a considerable improvement in steam consumption
the system can be achieved when the compressor 33 is the steam
from a flash chamber or heater that withdraws
operates at an average pressure between the highest and lowest available in the system. The steam extraction is expediently carried out by the compressor 33 in the
water heater 24a operating at the highest pressure (if
more than one such heater is used) or in the brine heater 12o operating at the slightest I-jerk. The dashed lines 34, 56 and 3C indicate the connections between the suction side of the compressor 33 and, depending on the situation, the heaters 24a or 12a.

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Alternativ kann die Anordnung so getroffen werden, daß eine ausgewählte mittlere Entspannungskammer 14a über eine Leitung 39 mit einem einfachen Dampf gefäß 4-0 verbunden wird, wobei der Anschluß des Kompressors 33 dann über eine Leitung 42 an dieses Dampfgefäß 40 erfolgt. Bei dieser Modifikation bilden die Kammer 14a und das Dampfgefäß 40 die "mittlere ^ Stufe des Verdampfers", aus der der Dampf abgezogen wird. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, laufen durch das Dampfgefäß 40 im Gegensatz zu den Erhitzern 12 und 24 keine Flüssigkeitsleitungen hindurch. Alternatively, it can be arranged so that a selected central expansion chamber 14a has a Line 39 is connected to a simple steam vessel 4-0, the connection of the compressor 33 then via a line 42 takes place on this steam vessel 40. In this modification the chamber 14a and the steam vessel 40 form the "middle" ^ Stage of the evaporator ", from which the steam is drawn off. As can be seen from the drawing, run through the steam vessel 40 in contrast to the heaters 12 and 24 no liquid lines through.

Eine Untersuchung der thermodynamischen Verhältnisse der vorhergehend beschriebenen Anordnungen zeigt, daß keine thermodynamischen Verluste auftreten, wenn der Dampf von dem mit dem höchsten Druck arbeitenden Rohwasser-Erhitzer 24a abgezogen wird, da bei dieser Stelle die Wärme aus der Anlage noch verworfen wird und die Extraktion von Dampf bei einem mittleren , ψ Druck die Menge des durch den Kompressor 33 verarbeiteten Dampfes erhöht. Das gleiche gilt, wenn die Saugseite des Kompressors mit dem speziellen Dampfgefäß 40 oder der ihm zugeordneten Entspannungskammer 14a verbunden wird. Ein gewisser thermodynamischer Verlust tritt auf, wenn die Saugseite des Kompressors 33 mit dem kältesten Sole-Erhitzer 12a verbunden wird. Dieser Verlust ist jedoch nur klein, da dieser Erhitzer bei einem Temper.aturpegel arbeitet, der bereits sehr stark dem Pegel angenähert ist, ab dem die Wärme aus der Anlage verworfen wird. Im übrigenAn examination of the thermodynamic conditions of the arrangements described above shows that no thermodynamic losses occur when the steam is withdrawn from the raw water heater 24a operating at the highest pressure, since at this point the heat from the system is still discarded and the extraction of Steam at a medium, ψ pressure increases the amount of steam processed by the compressor 33. The same applies if the suction side of the compressor is connected to the special steam vessel 40 or the expansion chamber 14a assigned to it. Some thermodynamic loss occurs when the suction side of the compressor 33 is connected to the coldest brine heater 12a. However, this loss is only small, since this heater works at a temperature level that is already very close to the level above which the heat from the system is discarded. Furthermore

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wird dieser thermodynamische Verlust im allgemeinen mehr als ausgeglichen durch die Vorteile, die sich durch die verbesserte Wirkungsweise der aus Turbine 32 und Kompressor 33 zusammengeschalteten Hilfsanlage ergeben.this thermodynamic loss is generally more than balanced by the advantages that result from the improved mode of operation of the turbine 32 and compressor 33 interconnected Auxiliary system.

In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, den Dampf von einem Sole-Erhitzer 12 abzuziehen, der bei einem Druck oberhalb des Druckes im Sole-Erhitzer 12a arbeitet. Dabei kann ( es andererseits aber eintreten, daß die von einer solchen Anordnung durch den Kompressor 33 verarbeitete vergrößerte Dampfmenge nicht die thermodynamischen Nachteile ausgleicht, die sich daraus ergeben, daß die Dampfextraktion bei einem Temperaturpegel stattfindet, bei dem noch V/ärme nutzbringend in die zirkulierende Sole übertragen werden kann.In some cases it may be desirable to withdraw the steam from a brine heater 12 that is at a pressure works above the pressure in the brine heater 12a. On the other hand, it can happen that those of such an arrangement The increased amount of steam processed by the compressor 33 does not offset the thermodynamic disadvantages that arise result that the steam extraction at a temperature level takes place at which V / arms are beneficial in the circulating Brine can be transferred.

Mitunter kann es auch wünschenswert sein, die Temperatur der den Frischdampferhitzer 20 verlassenden Sole unter die maximal zulässige Grenze, die unter Berücksichtigung der .Bildung von Ablagerungen gegeben ist, zu reduzieren. In gewissen Fällen kann dabei die auf eine solche Temperatur-Senkung zurückgehende Induktion des lietto-Leistungsfaktors des Verdampfers (d.h. des Verhältnisses von erzeugtem Destillat zu verbrauchtem Frischdampf) mehr als ausgeglichen werden durch die Einsparung im Frischdampf-Verbrauch, die sich aus dem innerhalb des Kompressors 33 benötigten geringeren Druckanstieg ergibt. Dies gilt insbesondere für Seewasser-Verdampfer, die mit recht kleinen Temperatur- und Druckdifferenzen zwischen dem niederdrückendeSometimes it can also be desirable to keep the temperature of the brine leaving the main steam heater 20 below the to reduce the maximum permissible limit, which is given taking into account the formation of deposits. In certain cases The induction of the lietto power factor of the evaporator (i.e. the Ratio of distillate produced to live steam consumed) can be more than offset by the savings in Live steam consumption, which results from the lower pressure increase required within the compressor 33. this applies especially for seawater evaporators with very small temperature and pressure differences between the depressing

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und dem Hochdruckende der Anlage arbeiten.and the high pressure end of the system.

Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile werden deutlich, wenn die Leistungsfähigkeit eines Verdampfers üblicher Bauart vergl i chen wird mit der Leistungsfähigkeit des gleichen, jedoch nunmehr nach Maßgabe der Erfindung modifizierten Verdampfers. Dabei sei ein Verdampfer betrachtet, der bei konventionel- ^ ler Bauweise einen Leistungsfaktor von 8:1 besitzt, dh. bei dem jedes kg von direkt zum Erhitzer zugeführtem Frischdampf innerhalb des Verdampfers 8 kg Dampf erzeugt, aus denen sich nach Kondensation wiederum 8 kg Destillat ergeben. Aus einem solchen Verdampfer läßt sich mithin insgesamt eine Wassermenge von 9 kg pro kg Frischdampf entnehmen, die sich zusammensetzt aus 8 kg an gebildetem Destillat und 1 kg an kondensiertem Frischdampf. Da jedoch von der entnommenen Wassermenge wiederum 1 kg als Speisewasser zum Frischdampfkessel zurückgeführt werden muß, ergibt sich netto pro kg Frischdampf eine Wasserabgabe von 8 kg, mithin also ein Netto-Leistungsfaktor von 8:1.The advantages achievable by the invention become clear when the performance of an evaporator becomes more common Construction is compared with the performance of the same evaporator, but now modified in accordance with the invention. Consider an evaporator which, with a conventional design, has a power factor of 8: 1, ie. in which every kg of live steam fed directly to the heater within The evaporator generates 8 kg of steam, which in turn results in 8 kg of distillate after condensation. From such a vaporizer a total of 9 kg of water per kg of live steam can therefore be taken, which is composed of 8 kg of distillate formed and 1 kg of condensed live steam. However, since 1 kg of the amount of water withdrawn as If feed water has to be returned to the live steam boiler, this results in a net water release of 8 kg per kg of live steam, hence a net power factor of 8: 1.

Falls nun der gleiche Verdampfer nach Maßgabe der Erfindung modifiziert wird, ergeben sich auch für den Leistungsfaktor einige Veränderungen. Jedes 1/3 kg von Frischdampf, der durch die Turbine durchläuft, erzeugt eine für die Kompression von 2/3 kg Dampf im Kompressor ausreichende Energie. Damit ergibt sich nach Mischung des Turbinen-Abdampfes mit dem komprimierten Dampf bereits aus 1/3 kg Frischdampf die zur SpeisungIf now the same evaporator according to the invention is modified, there are also some changes for the power factor. Every 1/3 kg of live steam that passes through the turbine, generates sufficient energy to compress 2/3 kg of steam in the compressor. So that results after mixing the turbine exhaust steam with the compressed Steam from 1/3 kg of live steam required for feeding

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des Frischdampf-Erhitzers notwendige Dampfmenge von 1 kg. Diese Dampfmenge erzeugt wiederum (da es sich ja nach wie vor um den gleichen Verdampfer handeln soll) im Verdampfer eine Dampfmenge von 8 kg. Von dieser Dampfmenge sind die vom Kompressor abgezogenen 2/3 kg abzuziehen, so daß nur 7 1/3 kg Dampf als Destillat kondensieren können. Durch Addition dieser Destillatmenge mit dem im Frischdampferhitzer erzeugten 1 kg Destillat ergibt sich insgesamt eine Wasserabgabe von 8 i/3kg. Da von dieser abgegebenen Viassermenge nur 1/3 kg als Kesselspeisewasser benötigt wird, ergibt sich ebenso wie im erstbeschriebenen Pail eine Netto-'.Vasserabgabe von 8 kg. Zum Unterschied vom erstbeschriebenen Fall werden für die Erzeugung dieser Wassermenge jedoch nur noch 1/3 kg Frischdampf benötigt, so daß der effektive ITetto-Leistungsfaktor nunmehr 8:1/3 bzw. 24:1 beträgt.1 kg of steam required for the live steam heater. This amount of steam in turn generates a steam amount of 8 kg in the evaporator (since it is still supposed to be the same evaporator). The 2/3 kg drawn off by the compressor must be subtracted from this amount of steam, so that only 7 1/3 kg of steam can condense as distillate. Adding this amount of distillate to the 1 kg of distillate produced in the main steam heater results in a total water release of 8 i / 3 kg. Since only 1/3 kg of this amount of water supplied is required as boiler feed water, the result is a net water output of 8 kg, as in the first described Pail. In contrast to the case described first, only 1/3 kg of live steam are required to generate this amount of water, so that the effective ITetto power factor is now 8: 1/3 or 24: 1.

Natürlich muß bei der erfindunjsgemäßen Ausgestaltung des Verdampfers die Dampfzufuhr zur Turbine 32 bei einem vergleichsweise hohen Druck erfolgen. Der zum Erzeugen dieses höhergespannten Dampfes benötigte zusätzliche Brennstoff ist jedoch vernachlässigbar im Vergleich zu den Einsparungen, die sich aus der Tatsache ergeben, daß die Gesamtmenge an benötigtem Dampf um den Faktor 2/3 vermindert worden ist. ?alls die Dampfquelle 31 ein Kessel ist, kommt noch hinzu, daß dieser wegen seiner wesentlich kleineren Größe billiger konstruiert und installiert werden kann.Of course, with the design according to the invention of the evaporator, the steam is supplied to the turbine 32 at a comparatively high pressure. The one to generate this higher tension However, the additional fuel required for steam is negligible compared to the savings that result from it the fact that the total amount of steam required has been reduced by a factor of 2/3. all the steam source 31 is a boiler, there is also the fact that it is cheaper to construct and install because of its much smaller size can.

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Palls aus irgendeinem Grunde aus der Quelle 21 kein Dampf von ausreichend hohem Druck erhältlich sein sollte, kann die in der Zeichnung dargestellte Anlage ohne weiteres mit einer Einspeisung von niedriger gespanntem Frischdampf betrieben werden, indem der Frischdampf nicht über die Turbine 32, sondern direkt in den Frischdampferhitzer 20 eingeleitet wird. In einem solchen Fall kann der Kompressor entweder aus dem Verdampfungszyklus ausgeschaltet werden, oder, alternativ, durch irgendeinen anderen primären Antrieb angetrieben werden.Palls for some reason from source 21 no Steam of sufficiently high pressure should be available, the system shown in the drawing can easily with a Infeed of lower pressure live steam can be operated by the live steam not via the turbine 32, but is introduced directly into the main steam heater 20. In one in such a case the compressor can either be switched off from the evaporation cycle, or, alternatively, by any driven by another primary drive.

Es sei noch bemerkt, daß die Verbindungleitungen zwischen dem Turbo-Kompressor und dem Erhitzer oder den Erhitzern, und ebenfalls die Verbindungsleitungen zwischen der Turbine und der Dampfquelle 31, Ventile oder andere Einrichtungen enthalten, mit denen die Frischdampf-Zufuhr und das Abziehen des Dampfes aus den Erhitzern gesteuert wird, und mit denen die beim Anfahren oder Abschalten der Anlage erforderlichen Betriebsbedingungen geregelt werden. Dies ist aus Vereinfachungsgründen in den Zeichnungen nicht gesondert dargestellt.It should also be noted that the connecting lines between the turbo compressor and the heater or the heaters, and also contain the connecting lines between the turbine and the steam source 31, valves or other devices, with which the live steam supply and the extraction of steam from the heater is controlled, and with which the start-up or shutdown of the system required operating conditions can be regulated. For the sake of simplicity, this is in not shown separately in the drawings.

- Ansprüche -- Expectations -

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Claims

-Expectations-

1. Multi-stage expansion evaporator with at least three stages, each consisting of an expansion chamber and an associated heater or steam container, as well as an additional heater that is fed with live steam from an external source λ and through which the liquid to be evaporated passes before it enters the expansion chambers , characterized in that the inlet line (22) of the main steam heater (20) is connected to the pressure side of a mechanical compressor (33) (e.g. a turbo compressor or a Koib compressor), the suction side of which is connected to an intermediate stage (Ι2α ^ 4ϋ ^ 24a) of the Evaporator is connected and withdraws steam from this stage for feeding into the main steam heater.

2. Evaporator according to claim 1, characterized in that // that the 2'inlaßleitung (22) or a further inlet line of the live steam heater (20) with the delivery side of a steam turbine (32) for feeding in live steam expanded in the turbine the main steam heater is connected, and that the compressor (33) is driven by the turbine (32).

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3. Evaporator according to claim 2, characterized by such Design of turbine (32) and compressor (33) »that during operation the pressure of the turbine exhaust steam approximately is equal to the pressure of the compressed one delivered by the compressor Steam.

4. Evaporator according to one of claims 1 to 3 »characterized by an evaporator with considerably more than three stages, the suction side of the compressor (33) with a heater or steam container is connected, which is assigned to one of the last few stages.

5. Evaporator according to one of the preceding claims, characterized by an evaporator with at least two Eohwasserheater, whereby the suction side of the compressor (33) with that raw water heater (24a) is connected to the

) higher or highest temperature works.

6. Evaporator according to one of claims 1 to 4, characterized by an evaporator with one or more Jiohwasser heaters and a number of brine heaters, the suction side of the compressor (33) being connected to that brine heater (12a) working at the lowest temperature.

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909821/0937909821/0937

m -4$m -4 $

7. Evaporator according to one of claims 1 to 4, characterized in that that all evaporator stages with a brine heater (1 2) or raw water heater (24) are connected to With the exception of an intermediate stage, the expansion chamber (14a) of which is connected to a steam vessel (40), the steam vessel (40) in the series between the brine heaters (12) and the Kohwasserheater (24) is located, and wherein the suction side of the compressor (33) with the steam vessel (40) or that associated with it Expansion chamber (Ha) is connected.

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