DE2054587B2

DE2054587B2 - Absaugvorrichtung für Mehrkörperverdampfer

Info

Publication number: DE2054587B2
Application number: DE2054587A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dieter 2871 Varrel Peter
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1970-11-06
Filing date: 1970-11-06
Publication date: 1978-11-23
Also published as: DE2054587A1; GB1367658A; NL7114871A; FR2113565A5; US3834994A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Absaugvorrichtung für aus Mehrkörperverdampfern abzuziehende Inertgase, bei der eine über eine Rohrleitung mit dem Mehrkörperverdampfer verbundene Flüssigkeitsstrahlpumpe und eine Treibwasserpumpe untereinander zu einem Wasserkreislauf verbunden sind, in den zwischen Flüssigkeitsstrahlpumpe und Treibwasserpumpe eine Vorrichtung zur Inertgasabscheidung eingeschaltet ist und mit einem an den Wasserkreislauf angeschlossenen so Kühlwasserzulauf und einem Ablauf für erwärmtes Wasser.

Mit zunehmender Verringerung der Wärmezufuhr im Endvorwärmer einer solchen aus der US-Patentschrift 20 747 bekannten Verdampferanlage verringert sich die Temperaturdifferenz des aufzuwärmenden Rohwassers im Endvorwärmer. Im gleichen Maße verringert sich die Temperatur der zur See zurückgepumpten Lauge bzw. in der letzten Stufe und damit die Sättigungstemperatur und der Sättigungsdruck in dieser μ Stufe. Je weiter man die Wärmezufuhr im Endvorwärmer absenkt desto mehr nähert sich diese Temperatur der Temperatur des eintretenden Rohwassers. Hier wird bald ein Punkt erreicht an dem eine Flüssigkeitsstrahlpumpe nicht mehr in der Lage ist die nicht kondensierbaren Gase aus dem Verdampfer abzusaugen bzw. an dem ihr Treibmittelbedarf unvertretbar hoch wird. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Absaugvorrichtung auch für solche Betriebsfälle funktionsfähig und wirtschaftlich zu halten, und zwar möglichst ohne Einsatz von Fremdenergie.

Danach wird für eine Absaugvorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß in der Rohrleitung vom Mehrkörperverdampfer zur Flüssigkeitsstrahlpumpe eine Niederdruckdampfstrahlpumpe angeordnet ist deren Treibmitteleintritt über eine Treibdampfleitung mit dem Mehrkörperverdampfer verbunden ist Durch die Anordnung wird die Kombination von Flüssigkeitsstrahlpumpe und Niederdruckdampfstrahlpumpe in besonderer Weise genutzt Mit Hilfe der Niederdruckdampfstrahlpumpe, die bereits mit sehr niedrigen Treibdampfdrücken arbeitet wird die Vorverdichtung erreicht Der Treibdampf kann in der Verdampferanlage selbst erzeugt werden, so daß keine Fremdenergie benötigt wird und diese Kombination von Dampfstrahl- und Flüssigkeitsstrahlpumpe also auch zum Einsatz kommen kann, wenn für die Erwärmung des Rohwassers im Endvorwärmer kein Dampf, sondern nur Heizwasser oder ein ähnlicher Wärmeträger zur Verfügung steht

Die Erfindung ist nicht nur bei Entspannungsverdampferanlagen, sondern beispielsweise auch bei Tauchverdampfern, Kreislaufverdampfern und Fallfilmverdampfern anwendbar.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nähere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der F i g. 1 und 2 der Zeichnung hervor.

F i g. 1 zeigt einen mehrstufigen Entspannungsverdampfer 10, der drei Entspannungskammern 1, 2, 3 aufweist Die hier gewählten drei Stufen sind nur für dieses Beispiel charakteristisch. Die Kammer 1 ist die erste Stufe und weist den höchsten Druck auf. In der nachfolgenden Stufe (Kammer 2) ist der Druck geringer. Den niedrigsten Druck weist die letzte Kammer 3 auf. Die Entspannungs-Kammern 1 bis 3 werden durch ein druck- und vakuumfestes Gehäuse gebildet. Die Zwischenwände der Kammern weisen Durchlaßöffnungen U zum Durchtritt der Flüssigkeit auf. Diese Durchlaßöffnungen 11 sind in der Nähe des Kammerbodens angebracht

In der Nähe der Kammerdecke weisen die Zwischenwände Durchlaßöffnungen 13 auf für den Durchtritt der Inertgase von einer Stufe zur folgenden. Jede Verdampfungskammer enthält ferner einen Kondensator 14 und eine darunter liegende Auffangvorrichtung 15 für das gewonnene Destillat Die Auffangvorrichtungen 15 sind untereinander durch Rohrleitungen oder Kanäle mit einer Durchlaßöffnung 12 zum Durchtritt des Destillates von einer Stufe zur folgenden verbunden. Aus der Auffangwanne 15 der Kammer 3 wird das gewonnene Destillat über die Rohrleitung 26 und die Pumpe 27 abgezogen und zum Verbraucher gedrückt. Seewasser, Brackwasser oder Rohwasser wird mit Hilfe der Pumpe 28 und der Leitung 29 durch die Rohrseite des Kondensators 14 von Stufe 3 gefördert Durch den aus der Entspannungskammer 3 aufsteigenden Dampf wird dieses Wasser im Kondensator 14 erwärmt und tritt über die Leitung 30 wieder aus. Der größere Teil des austretenden Wassers strömt über die Leitung 30a zur See bzw. zur Quelle zurück. Der kleinere Teil strömt über die Leitung 31 in die Verdampfungskammer 3, um die im Verdampfer eingedickte Lauge wieder auf eine vorbestimmte Konzentration zu verdünnen. Diese Lauge wird durch die Leitung 23 mit Hilfe einer Pumpe

24 aus der Entspannungskammer 3 abgezogen und über eine Leitung 25 zum Kondensator 14 der Entspannungskammer 2 gefördert Die Lauge durchströmt dann nacheinander die Kondensatoren 14 der Entspannungskammern 2 und 1, wobei sie stufenweist: aufgewärmt wird. Die Kondensatoren 14 der Enispannungskammern 2 und 1 bilden somit den Wärmerückgewinnungsteil der Verdampferanlage, wohingegen die Entspannungskammer 3 den Wärmeabführteil der Anlage bildet, da hier die im Endvorwärmer 17 zugeführte Wärmemenge abgeführt wird. Nachdem die Lauge durch Aufnahme der Kondensationswärme in den Kondensatoren 14 der Stufen 2 und 1 erwärmt worden ist, tritt sie über die Leitung 16 in den Endvorwärmer 17 ein.

Diesem wird über die Leitung 18 ein Heizmedium, z. B. Dampf oder Heißwasser, zugeführt, welches nach dem Wärmeaustausch über die Leitung 19 wieder austritt Die im Endvorwärmer erhitzte Lauge tritt dann über die Leitung 16a in die Entspannungskammer 1 ein. Da der Druck in dieser Kammer niedrige*· als der zur Temperatur der Lauge gehörende Sättigungsdruck ist, verdampft ein Teil der eintretenden Lauge durch Entspannung. Der aufsteigende Dampf strömt durch Passagen und evtl. zwischengeschaltete, nicht dargestellte, Feuchtigkeitsabscheider in den Kondensator 14, wo er die Verdampfungswärme an das in den Rohren strömende Kühlmedium (in diesem Fall umgewälzte Lauge) abgibt Das entstehende Destillat wird in der Auffangvorrichtung 15 gesammelt und strömt über eine geeignete Führungsvorrichtung und die Durchlaßöffnung 12 zur Auffangwanne 15 der Entspannungskammer 2. Der nicht entspannte Teil der Lauge strömt durch die in Nähe des Kammerbodens befindliche Durchtrittsöffnung 11 ebenfalls zur Kammer 2. Hier wiederholt sich der vorbeschriebene Entspannungsvorgang. Von Entspannungskammer 2 strömen die restliche Lauge sowie das bis hier angesammelte Destillat und die Inertgase durch die Durchtrittsöffnung 13 zur letzten Entspannungskammer 3. Hier wiederholt sich der Entspannungsvorgang nochmals. Ein Teil der nach der letzten Entspannung in Kammer 3 verbleibenden Lauge wird über die Leitung 20 mit Hilfe einer geeigneten Pumpe 21 abgezogen und durch die Leitung 22 abgepumpt.

Durch die über die Leitung 31 zugespeiste Rohwassermenge wird die verbleibende Lauge verdünnt und die Anfangskonzentration wiederhergestellt.

Die Absaugung der Inertgase geschieh: mit Hilfe einer Niederdruckdampfstrahlpumpe 71 und einer nachgeschalteten Wasserstrahlpumpe 51. Die hier benutzte Dampfstrahlpumpe 71 arbeitet bereits zufriedenstellend mit Treibdampfdrücken von weniger als 0,8 ata. Als Treibdampf wird daher der in der Kammer 1 des Verdampfers entstehende Entspannungsdampf benutzt, dem außerdem die in dieser Stufe freiwerdenden Inertgase anhängen. Das Gemisch aus Inertgasen und Entspannungsdampf wird der Strahlpumpe über die Treibdampfleitung 72 zugeführt Ober die Leitung 70 saugt die Strahlpumpe die restlichen hiertgase aas der

ίο Entspannungskammer 3 des Verdampfers und fördert sie über die Leitung 50 zur Saugseite der Wasserstrahlpumpe 51. Bei dieser Strahlpumpe wird über die Pumpe 41, die Leitungen 40, 42 und 52 und den Behälter 61 Treibwasser im Kreislauf umgewälzt sowie eine gewisse Menge, die zur Abfuhr der Wärme benötigt wird, über die Leitung 43 zugespeist Eine gleiche Menge läuft über den Oberlauf 62 aus dem Umlaufbehälter 61 ab. In der Wasserstrahlpumpe 51 kondensiert die Treibdampfmenge der Strahlpumpe 71 sowie der den Inertgasen anhängende Dampf. Dadurch, daß die Inertgase und die Einbruchsiuft bereits mit Hilfe der Dampfstrahlpumpe 71 vorverdichtet sind, läßt sich der Treibwasserbedarf der Wasserstrahlpumpe 51 sowie der Leistungsbedarf der Treibwasserpumpe 41 erheblich vermindern.

Eine weitere Ausführungsform dieser Anordnung zeigt F i g. 2. Die Dampfstrahlpumpe 71 erhält ihren Treibdampf, wie vorbeschrieben, über die Leitung 72 aus der Entspannungskammer 1 des Verdampfers. Hierdurch werden gleichzeitig die freiwerdenden

JO Inertgase und die Einbruchsluft aus der Entspannungskammer 1 entfernt. Die Strahlpumpe 71 saugt über die Leitung 70 die verbleibenden Inertgase und die Einbruchsluft aus der Entspannungskammer 3 des Verdampfers und fördert das Gas-Dampfgemisch über die Leitung 73 in einen Zwischenkondensator 75. Dieser Zwischenkondensator enthält ein Kühlsystem, welches über die Leitung 76 von der Rohwasserpumpe 28 mit Kühlwasser versorgt wird. Das erwärmte Kühlwasser tritt über die Leitung 77 aus dem Zwischenkondensator aus und wird zusammen mit dem von dem Verdampfer kommenden erwärmten Rohwasser über die Leitung 30 abgeführt. Der über die Leitung 73 in den Zwischenkondensator eintretende Dampf gibt seine Kondensationswärme an das Kühlwasser ab und kondensiert. Das

ι? entstehende Kondensat läuft über die Leitung 78 zur Saugleitung 26 einer Destillatpumpe 27. Die Inertgase mit einer kleinen Menge anhängenden Dampfes werden über die Leitung 50 von der Wasserstrahlpumpe 51 abgezogen und das Gas-Wassergemisch über die

so Leitung 52 in den Tangentialabscheider 60 gefördert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Absaugvorrichtung für aus Mehrkörperverdampfern abzuziehende Inertgase, bei der eine über eine Rohrleitung mit dem Mehrkörperverdampfer verbundene Flüssigkeitsstrahlpumpe und eine Treibwasserpumpe untereinander zu einem Wasserkreislauf verbunden sind, in den zwischen Flüssigkeitsstrahlpumpe und Treibwasserpumpe eine Vorrichtung zur Inertgasabscheidung eingeschaltet ist, und mit einem an den Wasserkreislauf angeschlossenen Kühlwasserzulauf und einem Ablauf für erwärmtes Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rohrleitung (70) vom Mehrkörperverdampfer zur Flüssigkeitsstrahlpumpe (51) eine Niederdruckdampfstrahlpumpe (71) angeordnet ist, deren Treibmitteleintritt über eine Treibdampfleitung (72) mit dem Mehrkörperverdampfer verbunden ist

X Absaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertgasabscheidevorrichtung aus einem Tangentialabscheider (60) und einem Umlaufbehälter (61) besteht

3. Absaugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Niederdruckdampfstrahlpumpe (71) ein Kondensator (75) zur 2s Kondensation des Treibdampfes sowie der den Inertgasen anhängenden Dampfmengen nachgeschaltet ist und der Kondensator (75) über eine Leitung (78) mit der Saugleitung (26) der Destillatpumpe (27) des Mehrkörperverdampfers kondensatseitig verbunden ist

4. Verfahren zum Entfernen von Inertgasen aus Mehrkörperverdampferanlagen mittels der Vorrichtung gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß dem Wasserkreislauf ebensoviel Kühlwasser zugeführt wie erwärmtes Wasser aus ihm abgelassen wird.