DE2103287C3 - Vorrichtung zum Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit eines Mehrstufenverdampfers - Google Patents
Vorrichtung zum Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit eines MehrstufenverdampfersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vonwärmen der Beschickungsflüssigkeit eines Mehrstufenverdampfers.
Das Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit erfolgt gemäß der GB-PS 10 25 922 bei einer Anlage zur
Gewinnung von reinem Wasser aus Salz- oder Brackwasser mit Hilfe einer Vorrichtung mit einem
Mehrkammergehäuse, durch das sich ein die Beschikkungsflüssigkeit führendes Rohrbündel erstreckt und in
dessen einzelne Kammern Dampf eingeleitet wird, der durch spontane Verdampfung eines Teils der in einer"
Brennraum erwärmten Flüssigkeit erhalten ist. Das durch den Wärmetausch zwischen Dampf und Beschikkungsflüssigkeit
gebildete Kondensat wird durch Ein- und Auslässe des Mehrkammergehäuses von Kammer
zu Kammer geführt und schließlich abgeführt.
Das Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit eines Mehrstufenverdampfers ist beispielsweise in der DE-AS
15 19 636 beschrieben. Dieses Vorwärmen erfolgt einerseits mittels des Abdampfs des Mehrstufenverdampfers
oder andererseits dadurch, daß die Beschikkungsflüssigkeit mit einem heißen Kondensat aus dem
Verdampfer in Wärmeaustausch gebracht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, e»ne Vorrichtung zum Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit
eines Mehrstufenverdampfers zu schaffen, die mit einem verbesserten Wirkungsgrad arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer to
Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Die vorliegende Vorrichtung verwendet zur Aufheizüng
der Beschickungsflüssigkeit nebeneinander Dartipf und Kondensat, die mit dem die Beschickungsflüssigkeil
führenden Rohrbündel in Wärmetausch treten. Beim h5 Einleiten des heißen Kondensats in das Mehrkammergehäuse
verdampft wegen des dort herrschenden geringeren Drucks als im Mehfstüfenverdämpfer ein
Teil des Kondensats spontan, wodurch das restliche Kondensat gekühlt wird. Der Kondensatdampf kommt
mit dem Rohrbündel in Berührung und das gekühlte Restkondensat sammelt sich im Gehäuse, von wo es
abgezogen wird. Der aus dem Mehrstufenverdampfer eingeleitete Dampf überstreicht aufgrund der gewählten
Anordnung des Rohrbündels zunächst die Oberfläche des gekühlten Restkondensats, bevor auch er mit
dem Rohrbündel in Berührung kommt Bei diesem Überstreichen der Oberfläche des gekühlten Restkondensats
wird Überhitzungswärme des Dampfes abgeführt, so daß der Dampf beim anschließenden
Inberührungkommen mit dem Rohrbündel zur Kondensation kommt und dadurch der Wärmeübergang
verbessert wird.
Der das Rohrbündel durchströmende Gesamtdampf kondensiert an den Rohren weitgehend, um die
Beschickungsflüssigkeit in den Rohren aufzuheizen. Die infolge von Dampfkondensation abnehmende Dampfmasse
wird durch die abnehmende Strömungsquerschnittsfläche zwischen den nach oben zusammenlauicnucü
Leitwanucn ausgeglichen, so daß die Geschwindigkeit
des Dampfes in allen unterstromseitigen Teilen des Rohrbündels einen Mindestwert für eine optimale
Wärmeübertragung überschreitet
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es
zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt der Vorrichtung zum Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit;
F i g. 2 einen Längsschnitt der Vorrichtung nach der Linie 2-2 in F i g. 1 und
F i g. 3 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise einer Kammer der in F i g. 1 und 2 dargestellten
Vorrichtung. Die Vorrichtung 10 zum Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit besitzt ein im wesentlichen
elliptisches oder zylindrisches Gehäuse 11 mit Endwänden
12 und 13 und inneren vertikalen Zwischenwänden 14 und 15, welche das Gehäuse in Kammern 16,17 und
18 unterteilen. Leitwände 19 und 20 erstrecken sich durch das Gehäuse 11 zwischen der Endwand 12, den
Zwischenwänden 14 und 15 und der Endwand 13. Die Leitwände 19 und 20 laufen am oberen Teil der
Gehäusekammern zusammen und begrenzen ein Bündel 21 von im wesentlichen zylindrischen Rohren. Die
Enden der Rohre des Bündels 21 stehen über Sammelleitungen 22 und 23 mit einer Auslaßleitung 24
bzw. mit einer Einlaßleitung 25 für die Beschickungsflüssigkeit in Strömungsverbindung. Wo die Leitwände 19
und 20 zusammenlaufen, befinden sich Abzugsöffnungen 26, die über Sammelleitungen 27, 28 und 29 mit
Leitungen 30, 31 bzw. 32 zum Abzug nicht kondensierten Dampfes zu einem Bereich niedrigeren Druckes in
Strömungsverbindung stehen.
Einlasse 33, 34 und 35 dienen zur Einleitung von Kondensat aus vorangehenden Vorwärmerstufen in die
jeweilige Kammer 16, 17 bzw. 18. In gleicher Weise dienen Leitungen 36, 37 und 38 zum Einleiten von
heißem Dampf, beispielsweise Wasserdampf, aus einem Verdampfer. In manchen Fällen wird in jede einzelne
Kammer heißer Dampf eingeleitet, während in anderen Fällen nur ausgewählte Kammern Dampf aus einem
Verdampfer erhalten. Auslässe 39,40 Und 41 dienen zur
Wegführung angesammelten Kondensats aus der Kammer 16,17 bzw-18.
Die Arbeitsweise jeder Stufe des erfindungsgemäßen Vorwärmers wird nachfolgend in Verbindung mit der
schernatischen Darstellung von Fig.3 erläutert, in
welcher die Bezugsziffern sich auf entsprechende Teile des in Fi g. 1 und 2 dargestellten Aufbaus beziehen. Die
Beschickungsflüssigkeit, welche durch die Einlaßleitung
25 eintritt, strömt durch das Rohrbündel 21 in den Kammern 18 und 17 (F i g. 2) und sie tritt in die Kammer
16 als Strom 25a ein und tritt aus dieser Kammer durch die Leitung 24 aus. Heißer Dampf wird durch die
Einlaßleitung 36 zum Rohrbündel 21 geleitet, um die Beschickungsflüssigkeit in diesem aufzuheizen.
Überhitztes Kondensat aus einer vorausgehenden Vorwärmerstufe erhält durch den Einlaß 33 Zutritt zum
Bereich 16a der Vorwärmerstufe. Das Kondensat hat vorzugsweise einen Druck, der wesentlich höher als der
Druck im Bereich 16a ist, so daß, wenn das überhitzte Kondensat in den Bereich 16a gelangt, ein Teil des
Kondensats spontan verdampft, wodurch das restliche Kondensat gekühlt wird. Obwohl in Fig.3 für die
Zwecke der Erläuterung gesondert dargestellt, bilden die Bereiche 16a und 16 die gleiche Kammer bei der in
F i g. 1 und 2 dargestellten körperlichen Ausführungsform.
Der Dampf im Bereich 16a vermischt sich in der Kammer 16 mit heißem Wasserdampf, der durch die
Leitung 36 eingeleitet wird. Der Gesamtdanrpf wird zwischen die Leitwände 19 und 20 geleitet, um die
Beschickungsflüssigkeit im Rohrbündel 21 aufzuheizen. Die Leitwände 19,20 erzwingen ferner eine Dampfströmung
über die Oberfläche des flüssigen Kondensats 42, 43, wodurch die Überhitzungswärme des Dampfes
abgeführt wird. Das an der Außenfläche des Rohrbündels 21 sich bildende Kondensat wird in jeder Kammer
in dem gekühlten Kondensat aus dem Bereich 16a vereinigt und durch den Auslaß 39 abgezogen, um in
eine nachfolgende Kammer des Vorwärmers eingeleitet zu werden, beispielsweise durch den Einlaß 34 in die
Kammer 17.
Zur Wegführung nicht kondensierten Dampfes von den Außenflächen der Rohre im Bündel 21 soll der
Abstand zwischen den äußersten Rohren und den Leitwänden 19 und 20 nicht den kleinsten Abstand
zwischen den Rohren des Bündels überschreiten. Ferner bleibt, wenn der Abstand zwischen den Rohren sowie
zwischen den Rohren und den Leitwänden gleichmäßig gehalten wird, die Dampfströmung im Rohrbündel
relativ gleichmäßig und turbulent über die ganze Querschnittsfläche an jeder Stelle im Bündel, so daß die
Rohre gleichmäßig beheizt werden.
Das Rohrbündel 21 ist so angeordnet und ausgebildet, daß der Dampfströmungsquerschnitt innerhalb des
Rohrbündels längs der Dampfströmungsrichtung kontinuierlich abnimmt. Daher wird, wenn Dampf an den
Rohren des Rohrbündels kondensat und die Dampfmasse infolge der Dampfkondensation kontinuierlich
abnimmt, durch die abnehmende Strömungsquerschnittsfläche die Verringerung der Dampfmasse etwa
ausgeglichen, so daß die Geschwindigkeit des Dampfes einen bestimmten Mindestwert in allen unterstromseitigen
Teilen des Rohrbündels überschreitet Für diesen Zweck ist das Rohrbündel im Querschnitt vorzugsweise
im wesentlichen dreieckig, wobei der Scheitel des Dreiecks zur Sammelleitung 27 hin liegt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungan
Claims (2)
1. Vorrichtung zum Vorwärmen der Beschikkungsfiüssigkeit
eines Mehrstufenverdampfers, be-Stehend aus einem Mehrkammergehäuse, durch das sich ein die Beschickungsflüssigkeit führendes
Rohrbündel erstreckt, wobei wenigstens eine Gehäusekammer einen Dampfeinlaß aufweist, der mit
dem Mehrstufenverdampfer verbunden ist, und bei to dem jede Gehäusekammer mit einem Ein- und
Auslaß für das durch Wärmetausch zwischen Dampf- und Beschickungsflüssigkeit gebildete, von
Kammer zu Kammer geführte Kondensat versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
Rohrbündel von schräggestellten, am oberen Teil der Gehäusekammern zusammenlaufenden Leitwänden
(19, 20) umgeben ist, zwischen denen sich Abzugsöffnungen (26) für die nicht kondensierten
Dämpfe befinden, und daß der Dampfeinlaß (3Ij) so angeordnet ist, daß der Dampf die Oberfläche des
Kondensats überstreicht, bevor er zum Rohrbündel strömt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Leitwänden
(19, 20) und den benachbarten Rohren des Rohrbündels nicht größer als der kleinste Absuand
zwischen zwei benachbarten Rohren des Rohrbündels ist.
30
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