DE202008011970U1

DE202008011970U1 - Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk

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Publication number: DE202008011970U1
Application number: DE202008011970U
Authority: DE
Original assignee: SEIDLER KARL HEINZ
Current assignee: SEIDLER KARL HEINZ
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2008-09-09
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2018-09-10

Abstract

Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk mit über einen Meerwasserzulauf (3, 3a) befüllte und beheizte Meerwasserverdunstungsbecken (6). Der aus den Meerwasserverdunstungsbecken (6) aufsteigende Wasserdampf wird in Dampfschächten (61) zu den und dann durch die Aufwindkraftwerke (16) und weiter in die Kondensierungsrohre (14) geführt. Das entstandene Kondensat wird über Verbindungsrohre (60) zu den Kondenswassersammelrohren (59) und weiter über das Fallrohr (13) zu den Turbinen (12) geleitet. Die Kondensierungsrohre (14) befinden sich in einem über dem Verdunstungsraum (63) liegendem, separatem, Kühlraum (56) mit die Warmluft ableitenden Lüftungsschächten (65).

Description

Die nachfolgend beschriebene
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk
ist eine sehr effektive und leistungsstarke Anlage in allen Bereichen mit sehr hoher Amortisation.
Es wird Süßwasser und Meersalz gewonnen und die Erzeugung elektrischer Energie ist möglich.
Eine schwerwiegende Folge des Klimawandels, der Anstieg der Meere, damit verbunden der Verlust von Land, Wohngebiete und Nutzland, kann mit diesen Meerwasserentsalzungsanlagen, ohne jegliche Zufuhr sonst erforderlicher Brennstoffe, umweltfreundlich verhindert werden.
Der Meerwasserzulauf zu der Meerwasserentsalzungsanlage erfolgt über die Meerwasserzulaufbecken (3, 3a). Das am Ufer des Meeres liegende Meerwasserzulaufbecken (3) reicht direkt in das Meer hinein. Das Meerwasser fließt durch weitere Meerwasserzulaufbecken (3a), welche um das ganze Gebäude der Meerwasserentsalzungsanlage verlaufen, von allen Seiten in die Meerwasservorratsbecken (8), welche sich jeweils unter dem Untersten der übereinander angeordneten Meerwasserverdunstungsbecken (6), im Fußboden (10) eingelassenen, befinden. Um zu verhindern, daß Meerestiere und/oder Meerespflanzen bis in die Meerwasservorratsbecken (8) gelangen können, werden zwischen dem Meer und dem am Meer liegendem Meerwasserzulaufbecken (3) und von den Meerwasserzulaufbecken (3, 3a) zu den Meerwasservorratsbecken (8), Rückhaltegitter (2) eingebaut. Die Steigeleitungen (22) erhalten am Ansaugstutzen im Meerwasservorratsbecken (8) ein großes Rückhaltesieb (62), um eventuell doch noch durch die Rückhaltegitter (2) durchgekommene Meerestiere und/oder Meerespflanzen zurückzuhalten. Das trichterförmige Rückhaltesieb (62) sollte groß sein. Je größer der Trichter (62) ist, desto geringer ist die Ansaugwirkung des Ansaugstutzens der Steigeleitung (22). Sämtliche Rückhaltegitter (2) und die Rückhaltesiebe (62) müssen, für die Wartung, herausnehmbar sein.
Die Meerwasserverdunstungsbecken (6) werden aus den Meerwasservorratsbecken (8) mittels Pumpen (21) über Steigeleitungen (22), Verteilungsleitungen (23), Durchlaßventil (25) und Auslaßventil (27) befüllt.
Das Durchlaßventil ist ein Sicherheitsventil, sofern das Auslaßventil (27) versagen sollte.
Das Durchlaßventil (25) wird mittels des Schwimmers (26), das Auslaßventil (27) mittels des Schwimmers (35) von dem im Meerwasserverdunstungsbecken (6) ansteigenden Meerwassers, welches die Schwimmer (26 + 35) nach oben drücken, geschlossen.
Das Durchlaßventil (25) wird, im Meerwasserverdunstungsbecken (6), etwas höher eingebaut als das Auslaßventil (27), damit das Durchlaßventil (25) nicht vor oder gleichzeitig mit dem Auslaßventil (27) schließt.
Unter dem Schwimmer (35) wird, sofern erforderlich, in den Boden (33) des Meerwasserverdunstungsbeckens (6) eine Vertiefung eingebaut, damit der Schwimmer (35), wegen der geringen Wasserhöhe (34) im Meerwasserverdunstungsbecken (6), tief genug eintauchen kann und nicht auf dem Boden (33) aufliegt. Gleiches eventuell auch für den Schwimmer (26).
Weitere Sicherheiten zur Vermeidung des Überlaufens des Meerwassers in den Meerwasserverdunstungsbecken (6) sind akustische (28, 28a) und optische (29, 29a) Signalgeber, sowie Überlauföffnungen (30) mit anschließendem Überlaufrohr, welches in ein Meerwasservorratsbecken (8) mündet.
Je ein akustischer (28) und ein optischer (29) Signalgeber liegen über dem Füllstand (34) bei geschlossenem Auslaßventil (27) und unter dem Füllstand bei geschlossenem Durchlaßventil (25), sodaß die Signale nach dem Nichtschließen des Auslaßventiles (27) und vor dem Schließen des Durchlaßventiles (25) gegeben werden und das Wartungspersonal eingreifen kann.
Der akustische (28a) und der optische (29a) Signalgeber liegt über dem Füllstand bei geschlossenem Durchlaßventil (25). Beide geben Alarm, wenn auch das Durchlaßventil (25) ausfällt. Wenn alle Signalgeber (28, 29 + 28a, 29a) ausfallen, oder durch spätes Eingreifen des Wartungspersonals das Meerwasser in den Meerwasverdunstungsbecken (6) weiter ansteigt, nehmen die eingebauten Überlauföffnungen (30) das Meerwasser auf und es wird über Überlaufleitungen in ein Meerwasservorratsbecken (8) geleitet. Somit ist endgültig ein Überlaufen des Meerwassers in den Meerwasserverdunstungsbecken (6) verhindert und unmöglich.
An den Masten (5) werden die Meerwasserverdunstungsbecken (6), sowie sämtliche erforderlichen Rohrleitungen und Stromleitungen befestigt.
Die Erzeugung der Solarwärme für die Verdunstung des Meerwassers in den Meerwasserverdunstungsbecken (6) erfolgt in den Heizrohren (69) mittels der bekannten Parabolrinnen (66) (Parabolspiegel).
Die Parabolrinnen haben folgenden Aufbau:
Eine von Masten (65) getragene Achse (68) wird über die Verbindung (72) und die Rohrschelle (73) das Heizrohr (69) und über die Verbindung (71) zur Halterung (70) die Hohlrinne (66) gehalten. Die von der Hohlrinne (66) aufgenommenen Sonnenstrahlen werden gebündelt und konzentriert auf das Heizrohr (66) geleitet. Dadurch wird das im Heizrohr (69) fließende Heizmedium aufgeheizt. Über Vorlaufleitungen wird das Heizmedium zum Vorlauf (39), weiter durch die Wärmetauscher (31, 32) zum Rücklauf (41), welcher nach dem Durchlauf durch die Meerwasservorratsbecken (8), zur Abgabe der Restwärme, wieder zu den Parabolrinnen (66) geführt wird. Um die größtmögliche Aufnahme der Sonnenstrahlen in den Parabolrinnen (66) zu erreichen, wird der quer in den Parabolrinnen (66) verlaufende Mittelpunkt (67) immer, am Besten von Computern gesteuert, rechtwinklig zur Sonne ausgerichtet.
Alternative:

1. Industriell gefertigte Kollektoren.
2. Manuell gefertigte Kollektoren.

Die Erzeugung der Solarwärme für die Verdunstung des Meerwassers in den Meerwasserverdunstungsbecken (6) kann auch in manuell hergestellten Solarflächen (4) vorgenommen werden. Industriell hergestellte Solarkollektoren sind viel zu teuer.
Die manuell hergestellten Solaranlagen haben einen sehr hohen Wirkungsgrad und folgenden Aufbau:
In einem beliebig langem Kasten (4 + 5) als Heizraum (51), an den Seiten und am Boden gut isoliert, werden die Heizkörper aus Rohren oder einem Flachkörper mit gewellter Oberfläche (46), um die Wärmeaufnahmefläche zu vergrößern, eingebaut.
Die die Solarwärme aufnehmenden Heizkörper, der Vorlauf (49) und der Rücklauf (50) 4 oder nur der Vorlauf (49) 5, sollte für die die Wärme aufnehmende Oberfläche (Solarfläche) ein gut wärmeleitendes Material verwendet werden. Für den Boden und den Rücklauf (50) 5 könnte korrosionsfreies Aluminium verwendet werden.
Im Heizraum (51) werden der Vorlauf (49) und der Rücklauf (50) des Heizmediums nebeneinander 4, oder untereinander 5, eingebaut. Der Heizraum (51) wird oben mindestens mit einer Dickglasscheibe oder einer Thermoglasscheibe, besser mit zwei 5 oder sogar mit drei 4 Dickglasscheiben von mindestens 5 mm Dicke, verschlossen. Mehr Glasscheiben bringen mehr Wärme. Zwischen den Dickglasscheiben werden, auf den Außenkanten der Glasscheiben (43), Abstandhalter (44) von ca. 10 mm Dicke verlegt, sodaß der Hohlraum zwischen den Dickglasscheiben (43) auf allen Seiten vollkommen geschlossen ist. Hierbei befindet sich Luft zwischen den Dickglasscheiben (43), die eine Wärmeleitfähigkeit hat. Isolierglasscheiben (Thermoglasscheiben) haben weniger Temperaturleitfähigkeit und sind teurer.
Von großem Vorteil ist eine gesteuerte Anlage, mit der die Kästen mit den Heizräumen (51) und somie die Glasscheiben (43) immer rechtwinklig zur Sonnen ausgerichtet werden. Somit höchstmögliche Ausnutzung der Sonnenenergie. Die erforderliche Mechanik, gleich welcher Art, beispielsweise mit hydraulischen oder pneumatischen Teleskopen (54), könnten von Computern gesteuert werden.
Die Größe der Solaralage hängt von der Größe der Meerwasserentsalzungsanlage und vom verwendeten Heizmedium ab. Das vorteilhafteste Heizmedium ist ein spezielles Heizöl, welches sehr hohe Temperaturen aufnehmen kann. Dabei kann die Solaranlage kleiner gehalten werden. Je weniger Temperatur ein Heizmedium aufnehmen kann, bei gleicher Größe der Meerwasserentsalzungsanlage, desto größer muß die Solaranlage sein, um die Meerwasserentsalzungsanlage optimal betreiben zu können. Je schneller und höher die Temperatur im Meerwasser in den Meerwasserverdunstungsbecken (6) erreicht wird, steigt die Gewinnung von Süßwasser und Energie und somit die Amortisation.
Die Solarflächen können auf dem Dach des Gebäudes 2 und/oder außerhalb des Gebäudes 1 + 2 installiert werden. Sofern Solarflächen auf dem Dach und außerhalb des Gebäudes installiert werden, sollten, um die Wege des Heizmediums so kurz wie möglich zu halten, die Solarflächen vom Dach für den inneren Raum und die Solarflächen der Außenanlage für den äußeren Raum des Verdunstungsgebäudes verwendet werden. Werden mehrere Vorlaufrohre des Heizmediums in ein größeres Rohr, welches in das Gebäude führt zusammengeführt, ist der Wärmeverlust des Heizmediums auf dem Transportweg zu den Meerwasserverdunstungsbecken (6) äußerst gering.
In den Steigeleitungen (39) wird der Vorlauf des Heizmediums zu den einzelnen Meerwasserverdunstungsbecken (6) geleitet. Der Wärmetauscher (31, 32) kann im (31) und/oder unter (32) den Meerwasserverdunstungsbecken (6) eingebaut werden. Das zu verdunstende Meerwasser in den Meerwasserverdunstungsbecken (6) sollte maximal einen Füllstand (34) von 20 mm haben. Je weniger Meerwasser zu erwärmen ist, desto schneller wird das Meerwasser vom Heizmedium im Wärmetauscher (31 und/oder 32), optimal wären beide Wärmetauscher (31 und 32), auf die höchstmögliche Temperatur aufgeheizt. Sollte nur ein Wärmtauscher (31 oder 32) verwendet werden, so ist dem Wärmetauscher (31) den Vorzug zu geben, da dieser sich im Meerwasser befindet und somit die Wärme des Heizmediums auf allen Seiten an das Meerwasser abgibt und eine direkte und schnelle, optimale Ausnutzung der Heizwärme des Heizmediums gegeben ist. Bei Verwendung von Rohren mit geringen Abständen voneinander oder einem beidseitig gewelltem Flachkörper als Wärmetauscher (31), ist die größtmöglich Abgabe der Heizwärme des Heizmediums an das Meerwasser erreicht.
Bei Verwendung des Wärmetauschers (32) sollte der Boden des Wärmetauschers (32) gut isoliert sein, damit die Heizwärme des Heizmediums nur an den Boden des Meerwasserverdunstungsbeckens (6) und somit an das Meerwasser abgeben wird.
Das im Meerwasserverdunstungsbecken (6) abgekühlte Heizmedium wird über das Rücklaufrohr (41), welches zur Abgabe der Restwärme an das Meerwasser in den Meerwasservorratsbecken (8) durch diese geführt wird, wieder zu den Heizräumen der Solaranlagen zur Wiederaufheizung geleitet.
Um einen möglichen Druckanstieg im gesamten Rohrsystem der Solaranlage durch die Erwärmung und somit Ausdehnung des Heizmediums zu vermeiden, werden an den oberen der Vorlaufleitungen (39) Ausdehnungsgefäße (40) und zur zusätzlichen Sicherheit auch noch Überdruckventile (57) eingebaut.
Durch hohe Fließgeschwindigkeiten des Heizmediums im Rohrsystem, vor allem in den Wärmetauschern (31, 32), ist die Wärmeabgabe an das Meerwasser in den Meerwasserverdunstungsbecken (6) höher, sa das Heizmedium weniger abkühlt. Dafür müssen leistungsstarke Pumpen (21) eingebaut werden.
Um in allen Wärmetauschern (31, 32) die gleich Durchflußmenge des Heizmediums zu erreichen, sollten auch in den Verteilerrohren (23), welche von den Vorlaufleitungen (39) zu den Wärmetauschern (31, 32) führen, jeweils mit Pumpen (21) versehen werden.
Der durch die Verdunstung des Meerwassers in den Meerwasserverdunstungsbecken (6) entstehende Wasserdampf wird durch Dampfschächte (61) zu den Aufwindkraftwerken (16) geführt. In dem Luftschacht des Aufwindkraftwerkes (16) befinden sich ein oder mehrere Rotoren (18), die mit einem Generator gekoppelt sind. Auch in den Dampfschächten (61) kann Strom mit einem Generator mittels Rotor oder Schaufelrad gewonnen werden.
Alternative:
Der Wasserdampf steigt, statt in Dampfschächten (61) frei im Verdunstungsraum (63) zu den Aufwindkraftwerken (16) auf. Dann werden, zur Sicherheit, Überdruckklappen (20) in die Decke (19) eingesetzt, die einen eventuellen, sich im Verdunstungsraum (63) aufbauenden Dampfdruck in den Kühlraum (56) ableiten.
Nach dem Durchzug durch die Aufwindkraftwerke (16) gelangt der Wasserdampf in die Kondensierungsrohre (14), welche sich im Kühlraum (56) befinden. Die Kondensierungsrohre (14) erhalten, als Sicherheit gegen einen sich aufbauenden Dampfdruck, Überdruckventile (58). Der Kühlraun (56) ist ein durch die Decke (19) abgeschlossener Raum zum Verdunstungsraum (63).
Die Kondensierungsrohre (14) können im Kühlraum (56) nebeneinander und/oder untereinander eingebaut werden. In der Decke des Kühlraumes (56) werden Lüftungsschächte vorgesehen, damit die Warmluft, von den Kondensierungsrohren, abziehen kann.
Das sich in den Kondensierungsrohren (14) bildende Kondenswasser läuft durch die Verbindungsrohre (60) in die unter der Decke (19) sich im Verdunstungsraum (63) befindenden Kondenswassersammelrohre (59), welche zu den Fallrohren (13) führen, die das Kondenswasser zu den Turbinen (12), für die Stromgewinnung, leiten.
Von Vorteil sind Turbinen, die auf unterschiedlich anfallende Wassermengen mit sich selbsttätig verstellenden Schaufeln reagieren.
In den Kondensierungsrohren (14) können Rotoren für Generatorantrieb für die Stromerzeugung installiert werden.
In den Kondenswassersammelrohren (59), sowie in den Kondenswasserrohren (15) können Generatorantriebe mittels Schaufelrad vorgesehen werden. Ebenso in die Fallrohre (13), sofern diese nicht die Stromerzeugung in den Turbinen beeinträchtigen.
Das noch warme Kondenswasser, nach dem Durchlauf durch die Turbinen (12) wird in den Kondenswasserrohren (15) durch die Meerwasservorratsbecken (8) zum Vorheizen des Meerwassers geleitet.
Alternative:
Der im Meewasserverdunstungsbecken (6) erzeugte Wasserdampf kann, statt zur Stromerzeugung, in den Dampfschächten (61) zu den und durch die Kondenswasserrohre (15) geführt, zur Vorwärmung des Meerwassers in den Meerwasservorratsbecken (8) verwendet werden.
Die Kondensierung ginge auch schneller als in den Kondensierungsrohren (14).
Zu überdenken wäre, wo liegt der höhere Nutzen.
Die Stromgewinnung mit den Aufwindkraftwerken (16) und den Turbinen (12), sowie der Kühlraum und alle erforderlichen Rohre, würden entfallen.
Der für die Betreibung der Anlage erforderliche Strom müßte zugeführt werden.
Damit die in die Meerwasservorratsbecken (8) zugeführte Restwärme zum Vorheizen des Meerwassers in den Meerwasservorratsbecken verbleibt, sollten diese isoliert und mit einer Abdeckung versehen werden.
Alternative:
Die Meerwasservorratsbecken (8) direkt aus einem, die Wärme nicht leitendem Material erstellen.
Eventuell sollten sogar Solarflächen nur für die Vorheizung des Meerwassers in den Meerwasservorratsbecken (8) angelegt werden.
Je höher die Temperatur des Meerwassers in den Meerwasservorratsbecken (8) ist, desto mehr Meerwasser kann in den Meerwasserverdunstungsbecken (6) verdunstet werden, da die zu erreichbare höchstmögliche Wassertemperatur schneller erreicht wird.
Die Menge an Süßwasser, bei Stromerzeugung auch an Strom, steigt.
Die Gesamtanlage hat eine höhere Amortisation.
Sofern von der Anlage erzeugter Strom für den erforderlichen Eigenbedarf nicht verbraucht wird, wird dieser zum Aufheizen des Heizmediums, über Heizstäbe im Vorlauf (39), bis zu einer gewünschten Vorlauftemperatur verwendet.
Ist die gewünschte Temperatur im Vorlauf (39) des Heizmediums erreicht, wird der freie Strom, welcher noch anfällt, zum Vorheizen des Meerwassers in den Steigeleitungen (22) verwendet.
Soll die Anlage immer laufen oder morgens schneller angefahren werden, muß Strom zum Aufheizen des Meerwassers in den Meerwasserverdunstungsbecken (6) zugeführt werden. Die Heizung sollte, wegen der besseren Wärmeübertragung, direkt im Meerwasser liegen. Die Pumpen (21) für den Transport des Heizmediums werden erst eingeschaltet, sofern das Heizmedium in den Solaranlagen (4) eine vorher bestimmte Temperatur erreicht hat. Dann wird der Strom für die Beheizung des Meerwassers in den Meerwasserverdunstungsbecken (6) ausgeschaltet.
Sofern Strom mit Turbinen (12) erzeugt wird, ist es von Vorteil, wenn das Gebäude der Meerwasserentsalzungsanlage mehr in die Höhe statt in die Breite erstellt wird. Also mehr Meerwasserverdunstungsbecken (6) übereinander als nebeneinander. Dann wird, bei gleicher Menge anfallenden Kondenswassers, durch die größere Fallhöhe, mehr Strom von der Turbine erzeugt.
Alternative:
Das Gebäude mit der gesamten Anlage statt in die Höhe, in die Tiefe (in die Erde) bauen.
Das Meerwasser brauchte nicht zu den Meerwasserverdunstungsbecken hochgepumpt werden, sondern würde aus einem Vorheizbecken in die Meerwasserverdunstungsbecken (6) fließen. Dadurch würde der Strom für die Pumpen und die Pumpen zur Befüllung der Meerwasserverdunstungsbecken (6) nicht benötigt werden.
Überschüssiger Strom könnte zum Vorheizen des Meerwassers in den Meerwasservorratsbecken und/oder für den Vorlauf des Heizmediums verwendet werden. Auch der Verkauf ist möglich. Die Stromerzeugung ist mit allen Varianten möglich. Mit Turbine, Aufwind kraftwerk, Rotor mit Generatorantrieb in Rohren und Schaufelrad mit Generatorantrieb in Rohren.
Das Kondenswasser und der Rücklauf des Heizmediums werden, zur Abgabe der Restwärme an das Meerwasser in den Vorheizbecken, durch diese gefühert.
Diese Anlage sollte mehr in die Breite als in die Tiefe erstellt werden. Um aus dem Bereich des direkten Grundwassers zu kommen, ist es empfehlenswert, diese Anlage etwas weiter vom Meer entfernt zu errichten. Der Meerwasserzulauf erfolgt über einen Kanal oder Rohre.
Die durch Verdunsten des Meerwassers in den Meerwasserverdunstungsbecken (6) entstehende gesättigte Lösung wird über das Ablaufrohr (37) durch Öffnen des Absperrventiles (38) abgelassen, in ein separates Salzbecken geführt und mit Restwärme des Rücklaufes (41) des Heizmediums und/oder des Kondenswassers nach dem Durchlauf durch die Turbinen (12) und/oder mit überschüssigen Dampf aus den Dampfschächten (61) bis zur endgültigen Salzgewinnung eingetrocknet. Der entstehende Wasserdampf könnte gekühlt und das Kondenswasser gesammelt werden.
Nur Kraftwerk:
Diese Meerwasserentsalzungsanlage kann auch als reines Kraftwerk betrieben werden.
Dann ist es von Vorteil, das Verdunstungsgebäude so hoch wie möglich herzustellen. Je größer die Fallhöhe des Kondenswassers auf die Turbinen ist, desto mehr Strom wird mit der gleichen Wassermenge von den Turbinen erzeugt.
Die Anlage wird einmalig mit Wasser befüllt. Nachgefüllt werden muß nur verlorengegangenes Wasser.
Es werden sämtliche Möglichkeiten der Stromerzeugung genutzt. Das aus den Turbinen (12) kommende Wasser wird direkt wieder in die Verdunstungsbecken geleitet. Durch die noch hohe Eigentemperatur verdunstet es wieder sehr schnell.
Diese Anlage kann auch im Landesinneren erstellt werden.
Anmerkung:

Es könnte von Vorteil sein, für alle aus Metall herzustellenden Teile, korrosionsfreies Aluminium zu verwenden.

		Fig.			Fig.
1	Ufer	1	37	Salzsoleablaufrohr	3
2	Rückhaltegitter	1	38	Absperrventil	3
3	Zuflußbecken	1, 2	39	Vorlauf für Heizmedium	3
3a	Zuflußbecken	1, 2	40	Ausdehnungsgefäß	3
4	Solarfläche	1, 2, 4, 5	41	Rücklauf für Heizmedium	3
5	Mast	1, 2	42	Isolierung für 32	3
6	Meerwasserverdunstungsbecken	1, 2, 3	43	Dickglas	4, 5
7	Außenwand	1, 2	44	Abstandhalter	4, 5
8	Meerwasservorratsbecken	1, 2	45	Hohlraum	4, 5
9	Betriebsgang	1, 2	46	Solarfläche	4, 5
10	Fußboden	1, 2	47	Raum für Heizmedium	4, 5
11	Meerwasserspiegel	2	48	Isolierung	4, 5
12	Turbine	2	49	Vorlauf Solarheizung	4, 5
13	Fallrohr	2	50	Rücklauf Solarheizung	4, 5
14	Kondensierungsrohr	2	51	Heizraum	4, 5
15	Kondenswasserrohr	2	52	Wand von 51	4, 5
16	Aufwindkraftwerk	2	53	Boden von 51	4, 5
17	Achse für 18	2	54	Teleskop	4, 5
18	Rotor	2	55	Achse von 54	4, 5
19	Decke	2	56	Kühlraum	2
20	Überdruckklappe	2	57	Überdruckventil für 40	3
21	Pumpe	2, 3	58	Überdruckventil	3
22	Steigeleitung	1, 2		für 14	2
23	Verteilungsleitung	3	59	Kondenswassersammelrohr	2
24	Abzweig	3	60	Verbindungsrohr	2
25	Durchlaßventil	3	61	Dampfschacht	2
26	Schwimmer von 25	3	62	Rückhaltesieb	2, 6
27	Auslaßventil	3	63	Verdunstungsraum	2
28	Signalgeber akustisch	3	64	Lüftungsschacht	2
28a	Signalgeber akustisch	3	65	Mast	1, 2, 7, 8
29	Signalgeber optisch	3	66	Parabolrinne	1, 2, 7, 8
29a	Signalgeber optisch	3	67	Mittelpunkt	1, 2, 7
30	Überlauföffnung	3	68	Achse	7, 8
31	Wärmetauscher	3	69	Heizrohr	1, 2, 7, 8
32	Wärmetauscher	3	70	Halterung	7, 8
33	Boden von 6	3	71	Verbindung 70–68	7
34	Füllstand in 6	3	72	Verbindung 68–69	7
35	Schwimmer von 27	3	73	Rohrschelle	7
36	Tauchbecken für 35	3

Claims

Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk mit über einen Meerwasserzulauf (3, 3a) befüllte und beheizte Meerwasserverdunstungsbecken (6). Der aus den Meerwasserverdunstungsbecken (6) aufsteigende Wasserdampf wird in Dampfschächten (61) zu den und dann durch die Aufwindkraftwerke (16) und weiter in die Kondensierungsrohre (14) geführt. Das entstandene Kondensat wird über Verbindungsrohre (60) zu den Kondenswassersammelrohren (59) und weiter über das Fallrohr (13) zu den Turbinen (12) geleitet. Die Kondensierungsrohre (14) befinden sich in einem über dem Verdunstungsraum (63) liegendem, separatem, Kühlraum (56) mit die Warmluft ableitenden Lüftungsschächten (65).
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meerwasserzulaufbecken (3) indirekt in das Meer hineinreicht. Die anschließenden Meerwasserzulaufbecken (3a) verlaufen um das ganze Gebäude der Meerwasserentsalzungsanlage. Von den Meerwasserzulaufbecken (3, 3a) gehen die Meerwasservorratsbecken (8) ab, die unter dem untersten Meerwasserverdunstungsbecken (6) im Fußboden (10) eingelassen sind.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach Anspruch 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, daß, zur Verhinderung des Eindringens von Meerestieren und/oder Meerespflanzen in die Meerwasserverdunstungsanlage, Rückhaltegitter (2) zwischen dem Meer und dem Meerwasserzulaufbecken (3), sowie zwischen den Meerwasserzulaufbecken (3, 3a) und den Meerwasservorratsbecken (8) sowie ein trichterförmiges Rückhaltesieb (62) am Ansaugstutzen der Steigeleitungen (22) im Meerwasservorratsbecken (8), vorhanden sind. Die Rückhaltegitter (2) und die Rückhaltesiebe (62) müssen, für die Wartung, herausnehmbar sein.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach Anspruch 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meerwasserverdunstungsbecken (6) aus den Meerwasservorratsbecken (8) mittels Pumpen (21) über die Steigeleitungen (22), Verteilungsleitungen (23), Durchlaßventil (25) und Auslaßventil (27) befüllt werden. Das Durchlaßventil (25) liegt höher als das Auslaßventil (27).
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstand (34) im Meerwasserverdunstungsbecken (6) nur ca. 20 mm beträgt. Dicht über diesem Füllstand (34) werden ein optisches (29) und/oder ein akustisches (28) Sicherheitssignal, über dem Füllstand des geschlossenen Durchlaßventiles (25) werden ein optisches (29a) und/oder ein akustisches (28a) Sicherheitssignal vorgesehen. Außerdem werden Überlauföffnungen (30) mit anschließenden Überlaufrohren, die in die Meerwasservorratsbecken (8) führen, eingebaut.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Masten (5) die Meerwasserverdunstungsbecken (6) sowie sämtliche erforderlichen Rohrleitungen und Stromleitungen befestigt werden.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizmedium von Parabolrinnen (66) erhitzt wird. Alternetive: Industriell gefertigte Kollektoren. Manuell gefertigte Kollektoren.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die solare Heizanlage manuell gefertigte Kollektoren verwendet werden könnten. In der solaren Heizfläche aus Rohren oder einem Heizkörper mit gewellter Oberfläche (46) wird das Heizmedium, im vorgesehenen Raum (47), erhitzt. Die Heizfläche aus Rohren oder der Heizkörper (46) bestehen aus einem die Wärme gut leitendem Material. Das Heizmedium wird über das Vorlaufrohr (39) zu den Wärmetauschern (31 und/oder 32) geführt. Das Rücklaufrohr (41) wird durch das Meerwasservorratsbecken (8) und weiter zu den Solarflächen (4) geführt. Das Heizmedium wird mittels Pumpen (21) im Heizkreislauf befördert.
Solare Meewasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den Ansprüchen 1 + 8, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abdeckung des Heizraumes (51) mindestens aus einer Dickglasscheibe (43) oder einer Thermoglasscheibe besteht oder mehrere Dickglasscheiben (43) oder Thermoglasscheiben übereinander angeordnet sind. Jeweils mit einem Abstand voneinander.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den Ansprüchen 1, 8 + 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauf (49) und der Rücklauf (50) des Heizmediums im Heizraum (51) entweder nebeneinander (4) oder untereinander (5) angeordnet sind.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den Ansprüchen 1, 8–10, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarfläche (43) vorteilhafterweise über eine gesteuerte Anlage immer rechtwinklig zur Sonne ausgerichtet ist. Diese Steuerung kann mittels Teleskopen (54) über eine Computeranlage vorgenommen werden.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den Ansprüchen 1, 8–11, dadurch gekennzeichnet, daß, bei größeren Anlagen, Solarflächen (4 und/oder 66) auf dem Dach des Gebäudes und neben dem Gebäude (1 + 2) erstellt werden.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß vorteilhafterweise aus mehreren Heizräumen (51) die Vorläufe (49) der Heizkörper (46) in ein größeres Rohr, welches in das Gebäude führt, zusammengeleitet werden.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den Ansprüchen 1 + 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den Wärmetauscher (31) Rohre oder ein Flachkörper mit beidseitig gewellter Oberfläche verwendet wird.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den höchsten Punkten der Vorläufe (39) Ausdehnungsgefäße (40) und Überdruckventile (57) installiert werden.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den Ansprüchen 8 + 14, dadurch gekennzeichnet, daß der in Meerwasserverdunstungsbecken (6) erzeugte Wasserdampf durch Dampfschächte (61) zu den Aufwindkraftwerken (16) geführt wird. Alternative: Statt in Dampfschächten (61), den Wasserdampf frei im Verdunstungsraum (63) zu den Aufwindkraftwerken (16), aufsteigen lassen. Dann werden Überdruckklappen (20) in die Decke (19) eingebaut. Im Luftschacht des Aufwindkraftwerkes (16) befinden sich ein oder mehrere Rotoren (18), die mit einem Generator gekoppelt sind. Bei größeren Anlagen werden mehrere Aufwindkraftwerke (16) vorgesehen. Alternative: Den Wasserdampf, statt zu den Aufwindkraftwerken (16) zu den Kondenswasserrohren (15) in den Meerwasservorratsbecken (8) leiten, um das Meerwasser vorzuheizen.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensierungsrohre (14) sich in einem gekühltem und zum Verdunstungsraum (63), durch die Decke (19) abgeschlossenem, Kühlraum (56) mit den Lüftungsschächten (64) befinden. In den Kondensierungsrohren (14) werden Überdruckventile (58) vorgesehen. Die Verbindungsrohre (60) verbinden die Kondensierungsrohre (14) mit den unter der Decke (19) im Verdunstungsraum (63) liegenden Kondenswassersammelrohren (59). Das Kondenswasser wird weiter, durch die Fallrohre (13), zu den Turbinen (12) geleitet.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den Ansprüchen 16 + 17, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kondensierungsrohre (14) und in die Dampfschächte (61) der Generatorantrieb mittels Schaufelrad oder Rotor, in die Kondenswassersammelrohre (59) und in die Kondenswasserrohre (15) der Generatorantrieb mittels Schaufelrad (s. Anlage) eingebaut werden können. Im Fallrohr ist der Einbau von Generatorantrieben mittels Schaufelrad möglich, sofern die Leistung der Turbinen (12) nicht beeinträchtigt wird.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den Ansprüchen 2 + 8, dadurch gekennzeichnet, daß das noch warme Kondenswasser, nach dem Durchlauf durch die Turbinen (12), sowie der Rücklauf (41) des Heizmediums, durch die Kondenswasserrohre (15) in den Meerwasservorratsbecken (8), zur Abgabe der Restwärme an das Meerwasser, zugeführt werden.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Meerwasservorratsbecken (8) gegen Wärmeverlust isoliert und mit einer Abdeckung versehen werden.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß erzeugter und nicht weiter benötigter Strom zum weiteren Aufheizen des Heizmediums im Vorlauf (39) verwendet wird. Hat das Heizmedium die gewünschte Temperatur im Vorlauf (39) erreicht, wird der Strom zum Vorheizen des Meerwassers in den Steigeleitungen (22) verwendet.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß, sofern die Anlage immer laufen oder morgens schneller angefahren werden soll, Strom zu den Wärmetauschern (31 und/oder 32) mittels Elektroheizstäben oder Elektroheizplatten zugeführt werden muß, die wegen der besseren Wärmeabgabe, im Meerwasser der Meerwasserverdunstungsbecken (6), so wie die Wärmetauscher (31), liegen sollten. Die Pumpen (21) für das Heizmedium werden erst eingeschaltet, sofern das Heizmedium im Vorlauf (49) der Solaranlage (4) eine eingestellte Temperatur erreicht hat. Der zugeführte Strom, für den zusätzlichen Wärmetauscher in den Meerwasserverdunstungsbecken (6), wird dann ausgeschaltet.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, sofern Strom mit Turbinen (12) erzeugt wird, das Gebäude mehr in die Höhe als in die Breite erstellt wird. Je höher der Fall des Kondenswassers auf die Turbinen (12) ist, desto mehr Strom wird mit der gleichen Wassermenge erzeugt.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach den Ansprüchen 1, 23 + 24, dadurch gekennzeichnet, daß, alternativ zu einer hohen Bauweise des Verdunstungsgebäudes, der Bau in die Tiefe (in die Erde) erstellt wird. Das Meerwasser brauchte nicht in die Meerwasserverdunstungsbecken (6) gepumpt werden. Überschüssigen Strom zum weiteren Aufheizen des Heizmediums und dann, sofern die gewünschte Temperatur des Heizmediums erreicht ist, den Strom zum Vorheizen des Meerwassers in den Meerwasservorratsbecken verwenden. Die Stromerzeugung wäre mit allen Varianten möglich. Wird die Anlage, wegen des Grundwassers, tiefer im Land erstellt, erfolgt der Meerwasserzulauf über einen Kanal oder Rohre.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondenswasser aus aus den Kondenswassersammelrohren (59), nach dem Durchlauf durch die Turbinen (12), sowie der Rücklauf (41) des Heizmediums zum Vorheizen des Meerwassers in den Meerwasservorratsbecken (8), durch die Kondenswasserrohre (15) geführt wird.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Verdunstungsanlage nur als reines Kraftwerk genutzt wird. Das Gebäude sollte dann, wegen der größeren Fallhöhe des Kondenswassers auf die Turbinen (12) und damit höheren Stromerzeugung, von einer hohen Bauweise sein. Es wird mit Aufwindkraftwerken, Turbinen und mit Generatorantrieb mittels Rotor oder Schaufelrad in allen möglichen Rohren und Schächten, Strom erzeugt. Da diese Anlage vom zulaufenden Wasser unabhängig ist, das Wasser wird in einem offenen Kreislauf immer wieder verdunstet und kondensiert, kann diese Anlage auch im tiefen Land arbeiten. Das Wasser wird, nach dem Durchlauf durch die Turbinen (12), sofort wieder in die Meerwasserverdunstungsbecken (6) geleitet. Da das Wasser zu diesem Zeitpunkt noch sehr warm ist, wird dasselbe auch wieder schnell verdunstet und der Kreislauf beginnt neu. Diese Anlage wird nur einmal mit Wasser befüllt und nur bei Bedarf nachgefüllt.
Solare Meerwasserentsalzungsanlage mit Kraftwerk, nach eifern der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Salzgewinnung die gesättigte Lösung aus den Meerwasserverdustungsbecken (6) durch das Ablaufrohr (37) durch Öffnen des Absperrventiles (38) abgelassen, in ein separates Salzbecken geführt und mit Restwärme des Rücklaufes (41) des Heizmediums und/oder des Kondenswassers nach dem Durchlauf durch die Turbinen (12) und/oder mit überschüssigem Dampf aus den Dampfschächten (61) bis zur endgültigen Salzgewinnung eingetrocknet wird. Der entstehende Wasserdampf kann gekühlt und das Kondenswasser gesammelt werden.