DE19728818A1 - Anordnung zur Nutzung von Wärme- und/oder Flüssigkeitsmengen aus Gas- und Flüssigkeitsströmen - Google Patents
Anordnung zur Nutzung von Wärme- und/oder Flüssigkeitsmengen aus Gas- und FlüssigkeitsströmenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/16—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being hot liquid or hot vapour, e.g. waste liquid, waste vapour
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Nutzung von Wärme- und/oder
Flüssigkeitsmengen aus Gas- und Flüssigkeitsströmen an Dampferzeugern
und mit diesen verbundenen Anlagen, wobei in einer Wärmetauschkammer,
in der sich von Kühlwasser durchströmte Rohrschlangen befinden, Dampf
aus Abschwadungen kondensiert und das Kondensat im unteren Bereich der
Wärmetauschkammer abgeführt wird.
Zum Betreiben von Dampferzeugern, z. B. von Hochdruckkesselanlagen, ist
es erforderlich, daß das hierzu verwendete Speisewasser mit Hilfe einer
Druckentgasung weitgehend von Sauerstoff und Kohlendioxid gereinigt
wird. Hierzu werden erhebliche Mengen an Energie und Wasser benötigt.
Das Wasser wird dabei auf etwa 103°C erhitzt und am höchsten Punkt des
Druckentgasungsbehälters schwadet bei der sogenannten adiabatische
Nachverdampfung kontinuierlich ein Gemisch aus Wasserdampf, Sauerstoff
und Kohlendioxid ab.
Im Stand der Technik ist es bekannt, die austretenden Abschwadungen zu
nutzen indem der Dampf einer Wärmetauschkammer zugeführt wird, in der
diese Abschwadungen kondensieren, wobei ein Teil der Wärme genutzt
wird. Damit kann zwar eine gewisse Energieeinsparung erreicht werden, das
kondensierte und noch warme Wasser wird jedoch ungenutzt abgeleitet, so
daß noch eine erhebliche Energie- und Wassermenge für die Druckentga
sung erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, mit
der eine hohe Energie- und Wassereinsparung beim Betrieb von Hochdruck
dampfkesselanlagen erreicht werden kann.
Erfindungsgemäß gelingt die Lösung die Aufgabe mit den in den Patentan
sprüchen angegebenen Merkmalen.
Nach der erfindungsgemäßen Lehre wird der in Form von Abschwadungen
aus dem Druckentgasungsbehälter austretende Dampf in einer Wärme
tauschkammer unter starker Verwirbelung kondensiert, wobei er nach unten
geführt wird und die infolge der Erhitzung aus dem Wasser ausgetretenen
Gase nach oben zurückströmen. Das Kondensat wird dabei in einem
geschlossenen System gehalten und dem Speisewasser für die Druckentga
sung unmittelbar wieder zugeführt, ohne daß es mit der Luft in Kontakt
kommt. Die Druckentgasung für das Kondensat benötigt deshalb bedeutend
weniger Energie.
Eine weitere Verbesserung kann dadurch erreicht werden, daß auf die
Wärmetauschkammer ein zusätzlicher Kondensor aufgesetzt wird, in dessen
Rohrschlangen kaltes Wasser mit einer Temperatur von beispielsweise 10°C
eingeleitet wird. In diesem zusätzlichen Kondensor wird das aus dem
Wärmetauscher ausströmenden Gemisch aus Dampf und den Gasen O2 und
CO2 stark abgekühlt, so daß hier ein Unterdruck entsteht, wodurch die sich
im oberem Bereich der Wärmetauschkammer befindenden Gase zusätzlich
nach oben gesaugt werden und in die Atmosphäre ausströmen können. Vor
und nach dem zusätzlichen Kondensor ist jeweils noch eine einseitig
wirkende Verriegelung angebracht, so daß auch bei einem innerem Unter
druck keine Luft in das System zurückströmen kann.
Dabei verhindert die nach dem zusätzlichen Kondensor angebrachte Verrie
gelung das Eindringen von Luft von außen in das System, während die
Verriegelung zwischen Wärmetauschkammer und Kondensor verhindert,
daß bei einem in der Wärmetauschkammer auftretendem Unterdruck die sich
im Kondensor befindenden Gase in die Wärmetauschkammer zurückströmen
können und dadurch die Wirksamkeit der Entgasung verringern würden.
Eine weitere einseitig wirkende Verriegelung ist im Gasaustrittsrohr, durch
das die Gase aus der Hülse in den Kondensor geleitet werden, angeordnet.
Damit wird ein Rückströmen des Gas-Dampf-Gemisches aus dem Konden
sor in die Wärmetauschkammer auch beim Abpumpen des Kondensates aus
der Wärmetauschkammer, wodurch in der Hülse ein Unterdruck auftritt,
verhindert.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine hohe Energie- und Wassereinsparung
aus. Gleichzeitig gelingt eine starke Verbesserung der Entgasung um
mehrere Zehnerpotenzen. Durch Versuche an bestehenden
Kraftwerksanlagen konnte nachgewiesen werden, daß das aus diesem
System austretende Speisewasser lediglich 32 micro-g Sauerstoff pro Liter
aufweist, während bei den bekannten Einrichtungen zur Druckentgasung das
Speisewasser noch 15 bis 30 mg Sauerstoff enthält.
Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher
erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Anord
nung in der Grundvariante,
Fig. 2 eine Anordnung mit zusätzlichem Kondensor
und
Fig. 3 ein Flußdiagramm des Wärme- und Flüssigkeitsrückgewin
nungsprozesses.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung besteht aus einer Wärmetauschkam
mer 1, in der innerhalb der Rohrschlangen 2 eine Hülse 4 angeordnet ist, die
unten geöffnet ist oben mit einem Deckel verschlossen ist, der eine kleine
Öffnung aufweist, die mit einem nach oben gerichteten Gasaustrittsrohr 5
versehen ist. Der im oberen Bereich der Wärmetauschkammer 1 eintretende
Dampf wird dabei mit starker Umwirbelung außerhalb der Hülse 4 an den
vom Kühlwasser durchströmten Rohrschlagen 2 vorbei nach unten geführt,
wobei die im Dampf enthaltenen O2- und CO2-Gase nach oben entweichen
können, der Dampf kondensiert und das Kondensat 3 wird im unterem
Bereich der Wärmetauschkammer 1 gesammelt. Das Kondensat 3 wird über
ein Ablaufrohr 6 abgeführt, das von unten in die Flüssigkeit ragt. Die Höhe
des Flüssigkeitsstandes wird dabei mit einer hier nicht dargestellten
Füllstandsregeleinrichtung so geregelt, daß die Öffnung des Abflußrohres 6
immer unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche bleibt. Das Abflußrohr 6 ist mit
einer einseitig wirkenden Verriegelung 7.1 versehen, um das Zurückströmen
des Kondensates 3 verhindert das aus der Flüssigkeit entweichende Gasge
misch kann durch das Gasaustrittsrohr 5 entweichen. Die am oberen Ende
des Gasaustrittsrohres 5 angeordnete einseitig wirkende Verriegelung 7.2
verhindert das Rückströmen der Gase in die Wärmetauschkammer 1.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist an der höchsten Stelle der
Wärmetauschkammer ein zusätzlicher Wärmetauscher 10 angebracht, der
mit zwei einseitig wirkenden Verriegelungen 7.2, 7.3 versehen ist, die an
seinem Eingang und Ausgang angeordnet sind. Dieser zusätzliche Wärme
tauscher 10 bildet die kälteste Stelle im System, so daß dort ein starker
Unterdruck auftritt und das Gasgemisch, das die auszusondernden Gase CO2
und O2 enthält, aus der Wärmetauschkammer 1 in den zusätzlichen Wärme
tauscher 10 gesaugt werden.
Fig. 3 erläutert den Energie- und Materialfluß der erfindungsgemäßen
Energie- und Flüssigkeitsrückgewinnung beim Betreiben einer Dampfkes
selanlage. Die aus dem Speisewasserbehälter 11 bei der Druckentgasung
austretenden Abschwadungen werden der Wärmetauschkammer 1
zugeführt. Aus dem durch die Wärmetauschkammer 1 verlaufenden
Kühlwasserstrom kann die dort aufgenommene Wärmeenergie in das
Zusetzwasser für die Druckentgasung oder in eine Fernwärmetrasse einge
speist werden. Das aus der Wärmetauschkammer 1 austretende, nur wenig
abgekühlte und stark entgaste Kondensat wird direkt dem Druckentgasungs
behälter 11 zugeführt. Damit gelingt es, Wärme und Wasser aus den
Abschwadungen dem Prozeß wieder zuzuführen und somit die bei den
bekannten Verfahren auftretenden Wärme- und Wasserverluste, die durch
die Abkühlung dieses Mediums und durch die dort erforderliche Zuführung
von Zusetzwasser für die Druckentgasung verursacht werden, fast vollstän
dig zu vermeiden.
1
Wärmetauschkammer
2
Rohrschlangen
3
Kondensat
4
Hülse
5
Gasaustrittsrohr
6
Abflußrohr
7
einseitig wirkende Verriegelung
8
Kühlwasserzulauf
9
Kühlwasserablauf
10
Zusatzwärmetauscher
11
Druckentgasungsbehälter
12
Pumpe
Claims (5)
1. Anordnung zur Nutzung von Wärme- und/oder Flüssigkeitsmengen aus
Gas- und Flüssigkeitsströmen an Dampferzeugern und mit diesen verbunde
nen Anlagen, wobei in einer Wärmetauschkammer (1), in der sich
Rohrschlangen (2) befinden, Dampf aus Abschwadungen kondensiert und
das Kondensat (3) im unteren Bereich der Wärmetauschkammer (1) auf eine
vorgegebene Füllstandshöhe eingeregelt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmetauschkammer (1) in zwei koaxial angeordnete Teilkammern
aufgeteilt ist, wobei die innere Teilkammer von einer Hülse (4) gebildet
wird, die unten geöffnet ist und im oberen Bereich bis auf eine kleine
Öffnung verschlossen ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der
Öffnung im oberen Bereich der Hülse (4) ein Gasaustrittsrohr (5) angebracht
ist, durch das die Gase aus der Wärmetauschkammer (1) nach außen geführt
werden.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
oberhalb der Wärmetauschkammer (1) ein zusätzlicher, kleiner Wärmetau
scher (10) angeordnet ist, dessen Eingang mit dem Ausgang der Wärme
tauschkammer (1) verbunden ist und der am Eingang und am Ausgang mit
einer einseitig wirkenden Verriegelung (7.2, 7.3) versehen ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß am Boden der Wärmetauschkammer (1) ein Abflußrohr (6) für das
Kondensat (3) angeordnet ist und daß die Wärmetauschkammer (1) mit
einer Regeleinrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsstandes des Kondensa
tes (3) verbunden ist, mit der eine Pumpe (12) zum Absaugen des Konden
sates (3) so gesteuert wird, daß das Abflußrohr (6) stets vom
Flüssigkeitsspiegel des Kondensates (3) bedeckt ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Abflußrohr (6) für das Kondensat (3) eine einseitig wirkende
Verriegelung (7.1) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997128818 DE19728818A1 (de) | 1997-07-05 | 1997-07-05 | Anordnung zur Nutzung von Wärme- und/oder Flüssigkeitsmengen aus Gas- und Flüssigkeitsströmen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997128818 DE19728818A1 (de) | 1997-07-05 | 1997-07-05 | Anordnung zur Nutzung von Wärme- und/oder Flüssigkeitsmengen aus Gas- und Flüssigkeitsströmen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19728818A1 true DE19728818A1 (de) | 1999-01-07 |
Family
ID=7834796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997128818 Withdrawn DE19728818A1 (de) | 1997-07-05 | 1997-07-05 | Anordnung zur Nutzung von Wärme- und/oder Flüssigkeitsmengen aus Gas- und Flüssigkeitsströmen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19728818A1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3091098A (en) * | 1961-05-04 | 1963-05-28 | Pfaudler Permutit Inc | Vacuum deaerator |
DE3717521C2 (de) * | 1987-05-04 | 1991-11-28 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De | |
DE4022544A1 (de) * | 1990-07-16 | 1992-01-23 | Siemens Ag | Verfahren und anordnung zum entgasen eines kondensats |
-
1997
- 1997-07-05 DE DE1997128818 patent/DE19728818A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3091098A (en) * | 1961-05-04 | 1963-05-28 | Pfaudler Permutit Inc | Vacuum deaerator |
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DE4022544A1 (de) * | 1990-07-16 | 1992-01-23 | Siemens Ag | Verfahren und anordnung zum entgasen eines kondensats |
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