DE2018095A1 - Verdampfer fur eine Wasserentsal zungsanlage - Google Patents

Description

München., den 15. April 1970

DR. ELISABETH

Dft... VO-LfCc ß- VOSSIUS

DR. JÜP.GEN. 3Ci-HRDSWAHM

PATc W TA MW $ LTf:

• München 23, Qtmirmtt. £3

Telefon: 2460i7

u.Z.: /F' 185M + a (Dr.Si/Kl.)

SOCIETA¹ ITALIANA RESIHE S.p.A,_t Via. GrazioÜ 35-, '.

Mailand/ Italien

"Verdampfer für eine Wasserentsalzungsanlage"

Priorität: 15. April 1969, Italien ' ·

Anmelde-Nr. : 15578-A/69

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Entsalzung von Seewasser oder anderem Wasser und betrifft insbesondere Entspannungsverdampfer, in denen man das Wasser durch eine Anzahl von in Reihe hintereinandergeschalteten.Expansionskala-

mern fließen läßt.

Während des Entsalzungsprozesses werden diese Kammern bei einem Druck gehalten_r der in Strömungsrichtung der Salz- ■ lösung infolge der Verdampfung abnimmt.

- «. ρ ■—

009887/1798

Bei solchen Anlagen ergibt sich demnach als Nachteil, der auch zu einer Reduzierung des Wirkungsgrades der Entspannungskammern beiträgt, jeweils ein Druckabfall zwischen den Öffnungen, mit denen die aufeinanderfolgenden Kammern miteinander verbunden sind.

Der !Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, an den Expansionskammern von Entspannungsverdampfern in einer solchen ^) Weise gestaltete öffnungen vorzusehen, .daß der Durchfluß der Salzlösung auf der Austrittsseite erleichtert und so der Strömungskoeffizient erhöht wird.

Ein Entspannungsverdampfer bei einer Wasserentsalzungsanlage mit einer Anzahl von in Reihe hintereinandergeschalteten Expansionskammern ist zur Lösung der genannten Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß an den Oberkanten der Übergangsöffnungen der Wasserströmung zwischen aufeinanderfolgenden Kammern jeweils eine vorspringende Fläche vorgesehen P ist» die sich in Richtung der Wasserströmung unter einem Winkel von 70° bis 80° gegenüber der Vertikalen erstreckt und dabei eine Länge gleich dem 1,5"-bis Jfachen der Höhe der öffnung besitzt.

Vorzugsweise kann ein solcher Entspannungsverdampfer gemäß der Erfindung im wesentlichen aus einer Anzahl von miteinander verketteten Expansionskanunern "bestehen, von denen jede eine Verdampfungszone und zwei gesonderte Kondensationszonen auf-

00S887/17S9 -

•■-: 3 - ■

weist, wobei der Durchgang der Salzlösung von der einen Kammer
zur anderen durch Öffnungen erfolg;^ die eine in zweckmäßiger
Weise angepaßte Strömung erzeugen. ν ·

Mehr im einzelnen kann ein solcher Verdampfer gemäß der Erfindung folgende Elemente enthalten:

a) Ein kontinuierliches, horizontal verlaufendes Gehäuse mit
einem flachen Boden, zwei sich rechtwinklig vom Boden fort
erstreckenden Seitenwänden und einem flachen Dach, das mit ä den "beiden Seitenwänden verbunden, ist;

b) zwei sich vertikal in Längsrichtung des Gehäuses erstreckende Trenn- oder,Prallwände, die über die volle Länge des Gehäuses verlauf en und eine zentrale bzw. Verdampf ungszone und zwei symmetrisch zu dieser liegende Seitenzonen bzw. Kondensationszonen voneinander abteilen, wobei diese Trennwände
den Boden des Gehäuses mit dessen Dach verbinden, jedoch mit einer Unstetigkeitsstelle versehen sind, in der Filter angebracht sind, welche Tropfen abfangen, jedoch Wasserdampf ^ von der Verdampfungszone zu den Xondensationszonen gelangen
lassen; ■ · *

c) zwei Rohrbündel, die aus einer Vielzahl von Rohren bestehen, sich über die ganze Länge des Gehäuses erstrecken und in den Kondensationszonen symmetrisch angeordnet sind; und

d) eine Anzahl vertikaler Querwände bzw. Querprallplatten, die quer zur'Längserstreckung des Gehäuses so verlaufen, daß sie dessen Innenraum in verschiedene Expansionskammern untertei-

009887/17 99

len, wobei" die unteren Teile dieser Querwände rechteckige öffnungen besitzen, deren Breite die der Verdampfungszone nicht übersteigt, um den Flüssigkeitsstrpm von Kammer zu Kammer gelangen zu lassen, wobei insbesondere die Oberkante der'öffnung in Richtung der Strömungsbewegung der Salzlösung so gemäß der Erfindung ausgebildet ist, daß ein Vorsprung entsteht, der so berechnet ist, daß er die gewünschte Anpassung der Strömung bewirkt.'

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Es zeigen:

ig* 1 einen Querschnitt durch eine Expansionskammer;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Kammer nach der Schnittlinie A-A in Fig. 1; und

Fig. 3 einen aus zwei Teilen zusammengesetzten Längsschnitt _ eines Verdampfers mit drei Kammern, wobei der obere Teil des Längsschnittes die Kondensationszone und der untere Teil die Verdampfungszone wiedergibt. · , ■ ^;

In Fig. 1 sind das zusammenhängende Gehäuse 1, die eine zentrale Verdampfungszone 7 einschließenden vertikalen Trennwände 2 sowie zwei seitliche Kondensationszonen 8 zu erkennen. Die zum Abfangen der Tropfen dienenden Filter sind mit 3- bezeichnet; ferner ist die öffnung 4 zu erkennen, durch die die

- 5 -009 8 87/1799

Salzlösung hindurchtritt. Die Oberseite der öffnung 4 ist so ausgebildet, daß sie den Vorsprung bzw.-die Fortsetzung ausbildet, die gemäß der Erfindung die Strömungsanpassung bestimmt, wie man noch mehr im einzelnen an Hand der nachfolgend beschriebenen Fig. 2 erkennen, kann. ' . _v

In Bezug auf Fig. 1 sind noch die Bündel 5 "von Wärmetauscherrohren in der Kondensationszone sowie die Kollektoren 6 für nicht kondensierbare Bestandteile zu erwähnen.

In Fig. 2 ist wiederum die Stromöffnung 4 zu erkennen; diese ist mit der Fortsetzung 9 versehen, die zur Festlegung der gewünschten Strömungsform vorgesehen ist.

Die besten Entsalzungsbedingungen liegen dann vor, wenn der Winkel OC zwischen der vertikalen Trennwand in der Kammer und der vorspringenden Wand 9 in dem Bereich zwischen 70 und 80° gehalten wird. Darüberhinaus ist es vorteilhaft, wenn sich dieser Vorsprung in die Kammer mit einer Länge !.erstreckt, die das 1,5- bis 3>fache der Höhe der öffnung beträgt. (j

. In Fig. 2 sind ferner noch der Filter 3 sowie eine den Flüssigkeitsspiegel bestimmende Stauwand 10 zu erkennen.

Der Längsschnitt des Verdampfers in Fig. 3zeigt insbesondere Einzelheiten eines der beiden Rohrbündel 5 sowie einen Eintritt H für die zu verdampfende Lösung und einen Auslaß 12 für die konzentrierte Lösung nach ihrer Verdampfung. '

- 6 009887/1799

Für die Entsalzung von Seewasser tritt die Salzlösung in

die Kammer durch die öffnung ein, die mit einer Klappe ausge-

oder Flügelklappe (allgemein Schleusentor)

bildet ist, die vorzugsweise eine Fallklappe/ist und es möglich macht, die Öffnung entsprechend der erforderten Leistung der Entsalzungsanlage zu variieren.

Der entwickelte Wasserdampf gelangt in die Zentralzone der Kammer, geht durch den Tropfenabfangfilter und kondensiert an den Rohrbündeln, um dann am Boden der Seitenbereiche gesammelt zu werden. '

Zusätzlich zu der Tatsache, daß der Druckabfall an den öffnungen, an denen die Salzlösung eintritt, nur leicht ist, zeigt der beschriebene Verdampfer den weiteren Vorteil, daß er erheblich den Wirkungsgrad der Filterabscheidung erhöht." Der Grund besteht offenbar darin, daß die Menge mitgerissener Anteile, die zum Ausbilden von Tropfen an den Stellen führt, wo der Wasserdampf am Dach der Kammer auftrifft, infolge des speziellen Weges des Dampfes wesentlich reduziert wird.

Eine weitere Folge davon ist die Möglichkeit, die Filterdicke zu reduzieren und dadurch natürlich auch den jeweils an

Filter

dem/ entstehenden Druckabfall zu reduzieren, während andererseits ein Destillat von bemerkenswerter Reinheit erreicht wird.

Schließlich führen alle diese Gesichtspunkte dazu, daß der Verdampfer gemäß der Erfindung eine besonders kompakte und wirkungsvolle Entsalzungseinheit für Seewasser bilden kann.

- · · Ansprüche

009887/179 9 '

Claims (4)

. Ansprüche

1. Entspannungsverdampfer bei einer Wasserentsalzungsanlage mit einer Anzahl von in Reihe hintereinandergeschalteten Expansionskammern, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß an den Oberkanten der Übergangsöff-nungen (4) der Wasserströmung zwischen aufeinanderfolgenden Kammern jeweils eine vorspringen-' de Fläche (9) vorgesehen ist, die sich in Richtung der Wasser- | strömung unter einem Winkel (CX) von 70° "bis 80 gegenüber der Vertikalen erstreckt und dabei eine Länge(1) gleich dem 1,5-bis 5-fachen der Höhe der öffnung (4) besitzt.

2. Entspannungsverdampfer für eine Wasserentsalzungsvorrichtung mit vielfacher Expansion in Gestalt eines zusammenhängenden Gehäuses, zweier vertikaler Trennwände, die sich über die Länge des Gehäuses so erstrecken, daß sie Begrenzungswände zwischen einer zentralen Verdampfungszone und zwei symmetrisch seitlich angeordneten Kondensationszonen bilden, | und einer Anzahl vertikaler Trennwände, die quer zum Gehäuse so verlaufen, daß sie eine Anzahl von Expansionskammer bilden, dadurch ge k e nn ζ e lehn e t, daß j ede quer verlaufende Vertikalwand an ihrem Boden eine Eintrittsöffnung (4.) aufweist, die rechteckig und nicht breiter als die Verdampfungszone aus- ■ gebildet ist, und daß an der Oberseite der Öffnung (4) eine vorspringende Fläche (9) vorgesehen ist, die sich in Richtung der Wasserströmung unter einem Winkel (ρέ ) von 70° bis 80°

009887/1799

gegenüber der Vertikalen erstreckt und dabei eine Länge (1) gleich dem 1,5- bis 3-fachen der Höhe der Öffnung (4) besitzt.

3· Verdampfer nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das zusammenhängende Gehäuse (1) einen flachen Boden, zwei rechtwinklig zum Boden verlaufende Seitenwände sowie ein mit den Seitenwänden verbundenes flaches Dach ' besitzt.

4. Verdampfer nach Anspruch 2 oder 3» dadurch g e kennzeich, net, daß die in Längsrichtung des Gehäuses verlaufenden Trennwände (2) Tropfenabfangfilter (3) enthalten, die den Wasserdampf von der Verdampfungszone in die Kondensationszonen gelangen lassen.

5· Verdampfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch zwei Wärmetauscher (5) mit einer Anzahl von Rohren (6) sowie eine Anordnung dieser Wärmetauscher symmetrisch zur Verdampfungszone (7) in den Kondensationszonen (8). . .

009887/1799