DE2333703A1

DE2333703A1 - Mehrstufiger verdampfer

Info

Publication number: DE2333703A1
Application number: DE19732333703
Authority: DE
Inventors: Armando B Steinbruchel
Original assignee: Aqua Chem Inc
Current assignee: Aqua Chem Inc
Priority date: 1972-07-03
Filing date: 1973-07-03
Publication date: 1974-01-24
Also published as: US3941663A; GB1416961A; NL7309062A; ES416532A1; JPS5710761B2; LU67919A1; IT990871B; JPS4952768A; AU5749973A; BE801814A

Description

Anme1der: Aqua-Chem, Inc., 3707 North Richards Street, Milwaukee, Wisconsin, USA

Mehrstufiger Verdampfer

Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen Verdampfer, der insbesondere für die Meerwasserentsalzung verwendbar ist.

Es sind bereits mehrstufige Verdampfer bekannt, bei denen Meerwasser aufeinanderfolgend in hintereinandergeschalteten Verdampferstufen (Rohrbündelverdampfer) mit fortschreitend niedrigerer Temperatur verdampft werden. Bei einem bekannten mehrstufigen Verdampfer dieser Art wird Dampf in jeder Stufe kondensiert, um einen Teil des Speisewassers zu verdampfen, welcher Dampf zur Verdampfung in einer Stufe mit einer geringeren Temperatur verwandt wird. Bei mehrstufigen Verdampfern dieser Art können die einzelnen Verdampferstufen übereinander in einer vertikalen Anordnung oder nebeneinander vorgesehen werden. Die vertikale Anordnung von Verdampferstufen ist aber verhältnismäßig kostspielig, weil ein verhältnismäßig großes vertikales Gehäuse erforderlich ist. Bei einer horizontalen Anordnung der Verdampfer werden die Verdampferstufen gewöhnlich in einzelnen Tanks angeordnet, wobei verhältnismäßig viele Verbindungsleitungen erforderlich sind. Da Ver-

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dampfer dieser Art oft in weniger industrialisierten Gegenden eingesetzt werden sollen, ist es besonders erstrebenswert, daß die Montagearbeiten besonders einfach und ohne großen Aufwand durchführbar sind. Bei bekannten horizontalen Anordnungen von Verdampfern besteht außerdem die Schwierigkeit, daß für jede Verdampferstufe eine Speisewasserpumpe erforderlich ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, zur Vermeidung der erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten einen mehrstufigen Verdampfer der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Verdampferstufen möglichst gleichartig ausgebildet sind, um den Montageaufwand am Einsatzort möglichst gering zu halten, und um die Leitungsführung so zu vereinfachen, daß nur eine einzige Speisewasserpumpe erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anhand.der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines mehrstufigen Verdampfers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Verdampfers in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht der Verdampferstufen des Verdampfers in Fig. 2, wobei Teile weggebrochen sind;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3?

Fig. 5 eine Ansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 3; Fig. 6 eine Ansicht entlang der Linie 6-6 in Fig. 5;

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Verdampferstufe in Fig. 3, wobei Teile weggebrochen sind; und

Fig. 8 und 9 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen mehrstufigen Verdampfer 10 gemäß d r Erfindung, der in Verbindung mit der Destillation von Meerwasser

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erläutert werden soll, obwohl derartige Verdampfer auch für die Destillation anderer Flüssigkeiten verwendbar sind. Obwohl bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel acht Verdampferstufen 11- * 18 vorgesehen sind, kann auch eine andere Anzahl entsprechend den vorliegenden Gegebenheiten Verwendung finden.

Wenn der Verdampfer 10 für die Destillation von Meerwasser Verwendung findet, wird dieses zunächst durch ein chemisches Behandlungssystem geleitet, indem eine Vorerhitzung erfolgt, wonach eine Entgasung durchgeführt wird. Nach dieser Vorbehandlung wird das Speisewasser durch Wärmetauscher in jeder Verdampferstufe hindurahgeleitet und ein Teil wird dann"als Speisewasser für diese Verdampferstufe vorgesehen. Dem Verdampfer 10 wird Meerwasser über eine Meerwasserpumpe durch eine Leitung 22 zu einem Kondensor 23 zugeführt, wo dem Destillat Wärme entzogen wird, und der aus der Verdampferstufe 18 austretende Dampf kondensiert wird. Nach dem Durchtritt durch den Kondensor 23 wird ein erster Teil des Meerwassers durch die Leitung 24 abgeleitet und ein zweiter Teil über die Leitung 26 dem Speisewasser-Vorerhitzer 28 zugeführt, wo das Speisewasser von dem Dampf Wärme aufnimmt, der aus den Wärmetauscherrohren des Verdampfers 18 austritt. Das gewärmte Meerwasser von dem Vorerhitzer 28 wird mit einer Chemikalie wie Polyphosphat aus einem Vorratsbehälter 29 versetzt und wird dann durch die Leitung 30 zu den Sprühdüsen 32 des Entgasers 33 geleitet. Die Düsen 32 bestehen aus einem korrosionsbeständigen Material wie rostfreiem Stahl. Während bei dem dargestellten Beispiel die Chemikalie vor der Entgasung zugesetzt wird, kann der Zusatz auch an anderen Stellen erfolgen, beispielsweise hinter dem Entgaser 33.

Der Entgaser 33 ist in an sich bekannter Weise ausgebildet u nd enthält eine Packung 34, die eine große Kontaktfläche für Dampf und Flüssigkeit bildet. Eine Abzugsöffnung 36 verbindet den Entgaser 33 mit der Dampfkammer des Kondensors 23, der über die Leitung 37 zu einem Vakuumsystem 39 entlüftet wird. Wenn das Speisewasser durch die Packung 34 fließt, werden gelöste Gase freige-

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setzt und durch die Äbzugsöffnung 36 abgezogen. Ein Entfeuchter 40 kann in dem oberen Ende des Entgasers 33 vorgesehen sein, um Wasser aus dem abgezogenen Gasstrom zu entfernen. Der in der Verdampferstufe 18 erzeugte Dampf ist durch den Pfeil 42 angedeutet und wird in dem Entgaser 33 und dann nach oben durch das Bett mit der Packung 34 gebitet, um den Speisewasserstrom auszuwaschen und dadurch die Entfernung gelöster Gase zu begünstigen. Das entgaste Speisewasser wird in einem Sumpf 43 am unteren Ende des Entgasers 32 gesammelt und wird dann den Verdampferstufen 11-18 über eine Hauptleitung 46 durch die Pumpe 45 gefördert.

Die Verdampferstufen 11-17 sind im wesentlichen gleich ausgebildet und enthalten jeweils einen Rohrbündelverdampfer 50, der in einem Verdampfungsraum 51 angeordnet ist,und einen Speisewasser-Vorwärmer 53,- der mit einem Kondensat-Sammelraum 54 verbunden ist. Jeder Rohrbündelverdampfer 50 besteht aus einer Anzahl von im wesentlichen horizontal angeordneten Rohren 55, die sich durch den Verdampfungsraum 51 und zwischen einem Verteilerraum und dem Sammelraum 54 erstrecken. Das Speisewasser fließt in Form eines Films über die Außenflächeder Rohre 55, welcher beispielsweise durch Verwendung von Sprühdüsen 56 hergestellt wird. Die Verdampferstufe 18 unterscheidet sich von den Verdampferstufen 11-17 in mehrerlei Hinsicht. Sie enthält, beispielsweise keinen Speisewjtsser-Vorwärmer in dem Sammelraum 54-8.

Die Sprühdüse 56-8 der verdampferstufe 18 ist direkt mit der Hauptleitung 46 für das Speisewasser verbunden. In jeder der Verdampferstufen 11-17 gelangt das Speisewasser von der vorhergehenden Verdampferstufe durch den jeweiligen Vorwärmer 53, der mit dem betreffenden Kondensatsammeiraum 54 verbunden ist, und ein Teil wird dann zu der Sprühdüse 56 dieser Stufe geleitet und das restliche Speisewasser wird dann zu dem Vorwärmer 53 der folgenden Stufe weitergeleitet- Deshalb wird das jeder Stufe zugeführte Speisewasser in der vorgeschalteten Stufe mit einem Vorwärmer 53 mit jeweils geringerer Temperatur der Stufen vorgewärmt.

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Dem Verteilerraum 57-1 der Verdampferstufe 11 kann Heizdampf mit beispielsweise 10O⁰C zugeleitet werden. Ein erster Teil des Dampfs, der den Wärmelauscherrohren 55-1 der Verdampferstufe 11 zugeleitet wird, kondensiert auf der Innenwand der Rohre, um.einen Teil des Speisewassers zu verdampfen, das als dünner Film über die Außenfläche der Rohre geleitet wird. Ein zweiter Teil des Dampfs, der durch den Pfeil 60 angedeutet ist, tritt aus den Rohren 55-1 aus und kondensiert auf dem Vorwärmer 53-1, um das hindurchfließende Speisewasser vorzuwärmen. Das Kondensat 61-1, das aus den Rohren 55-1 austritt, sowie das Kondensat des Vorwärmers 53-1, wird am unteren Ende des Sammelraums 54-1 der Verdampferstufe 11 gesammelt, von wo eine Rückleitung durch eine Pumpe 63 und Leitungen 64 und 65 zu dem Dampfgenerator erfolgt.

Das in der Verdampferstufe 11 verdampfte Speisewasser ist durch einen Pfeil 67-1 gekennzeichnet und gelangt durch einen Entfeuchter 68-1 in den Innenraum der Wärmetauscherrohre 55-2 der Verdampferstufe 12. Das nicht verdampfte Speisewasser 70-1 wird in dem unteren Ende des Verdampfungsraums 51-1 gesammelt, das mit der Verdampferstufe 12 durch Öffnungen in der Trennwand zwischen den Stufen 11 und 12 verbunden ist. Ein Überlauf 74-1 erstreckt sich quer zu den Öffnungen zwischen den Stufen 11 und 12, um den Überlauf von nicht verdampftem Speisewasser zusteuern und dadurch einen Druckunterschied zwischen den Stufen aufrecht zu erhalten. Weil die Stufe 12 eine niedrigere Temperatur und einen niedrigeren Druck als die Stufe 11 hat, erfährt ein Teil des Speisewassers 70-1, das durch die Öffnung zwischen den Stufen 11 und 12 gelangt, eine Stoßverdampfung. Der durch diese Stoßverdampfung erzeugte Dampf vereinigt sich mit dem verdampften Speisewasser 67-2 in dem Verdampfungsraum 51-2 der Stufe 12 und gelangt durch den Entfeuchter 68-2 in die Rohre 55-3 in der Stufe 13. Zusätzlich wird das Kondensat 61-2 in dem Sammelraum 54-2 der Stufe 12 durch die Leitung 76-2 in dem Sammelraum 54-3 der Stufe 13 geleitet, wo ein Teil eine Stoßverdampfung erfährt und in dem Vorwärmer 53-3 kondensiert wird.

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Das beschriebene Destiliierverfahren wird in jeder der restlichen Stufen 13-17 wiederholt. In der Stufe 18 gelangt der Dampf 42 durch den Entgaser 33 und wird in dem Kondensor 23 kondensiert. Das Kondensat der Stufe 18 wird durch die Leitung 76-8 dem Kondensor 23 zugeleitet und von dort durch die Pumpe 8O als Produktwasser weitergeleitet. Das nicht verdampfte Meerwasser von der Stufe 18 wird in dem Sumpf 82 gesammelt und über die Pumpe 83 abgeleitet.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Verdampferstufen 11-18 in im wesentlichen gleich ausgebildeten Gehäusen 91-98 angeordnet, welche Gehäuse zylindrische Abschnitte bilden. Diese Gehäuse sind in Längsrichtung miteinander verbunden, um ein längliches zylindrisches Gehäuse für die Gesamtanordnung zu bilden. Der Entgaser 33 kann in einem ähnlichen zylindrischen Gehäuse 99 angeordnet sein, das mit dem Gehäuse 98 der Stufe 18 verbunden ist, und die gesamte Anordnung kann durch Ständer 100 abgestützt werden.

Wie bereits erwähnt wurde, sind die Stufen 11-18 praktisch gleich ausgebildet. Deshalb soll in Verbindung mit den Fig. 3-7 die Verdampferstufe 13 als typisches Beispiel erläutert werden. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, hat die Stufe 13 zwei Endplatten 72-3 und 73-3, die auf gegenüberliegenden Seiten des zylindrischen Gehäuses 93 angeordnet sind und mit entsprechenden Endplatten angrenzender Stufen 12 und 14 verbunden sind. Der in Fig. 4 dargestellte Rohrbündelverdampfer enthält eine Anzahl von Rohren 50-3, deren gegenüberliegende Enden in Wänden 108-3 und 109-3 befestigt sind, die in einem vertikalen Abstand in dem Gehäuse 93 angeordnet sind. Die Wände 108-3 und 109-3 erstrecken sich von der Endwand 73-3 zu einer zweiten Wand 110-3 (Fig. 3 und 5) zwischen den Enden des Gehäuses 93, welche sich vom oberen Ende des Gehäuses 93 zu einer Stelle über dem unteren Ende davon erstrecht. Die Wände 108-3 und 109-3 und die Wände 73-3 und 110-3 begrenzen einen Verdampfungsraum 51-3, welcher den Rohrbünde!verdampfer 50-3 umgibt. Die Wand 109-3 (Fig. 4), die Wände 72-3 und 73-3 und der angrenzende Teil des Gehäuses 93 begrenzen einen Kondensatsammelraum 54-3. In entsprechender Weise begrenzen die Wände " ;~3,

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72-3 und 73-3 und der angrenzende Teil des Gehäuses 93 einen Dampfverteilerraum 57-3.

. An der Endplatte 72-2 der Stufe 12 ist eine Haube 114-2 befestigt. Wie aus den Fig. 5 und 7 ersichtlich ist, ist die Haube 114-2 rechtwinklig ausgebildet und hat eine erste Seitenwand 116 gegenüber der Wand 109-3, eine zweite Seitenwand 117 angrenzend an den Dampfverteilerraum 57-3 sowie eine obere Wand 119, die sich zwischen den Seiten 116 und 117 erstreckt. Der Boden der Haube 114 ist offen, mit Ausnahme einer kurzen Bodenwand 120, die sich von der Seitenwand 117 zu einem kurzen vertikalen Abschnitt 122 erstreckt, der sich entlang eines Teilabstands zu der oberen Wand 119 erstreckt. Ferner erstreckt sich eine Stirnwand 123 nach unten von der oberen Wand 119 und zwischen den Seitenwänden 116 und 118. Ein Entfeuchter 124 ist in dem offenen Boden der Haube 114-2 und "zwischen der Seitenwand 116, dem vertikalen Abschnitt 122 der Stirnplatte 123 und der Wand 72-2 angeordnet.

Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, sind fluchtende Öffnungen 13 0 und 131 in der Wand 72-2 der Stufe 12 und der Wand 73-3 der Stufe 13 angeordnet. Die fluchtenden Öffnungen 130 und 131 verbinden den Verdampfungsraum 51-2 der Stufe 12 mit dem Dampfverteilerraum 57-3 der Stufe 13. Es ist deshalb ersichtlich, daß der Dampf 67-2, der in der Stufe 12 erzeugt wird, nach oben durch den Entfeuchter 124 um den Abschnitt 122, durch die Öffnungen 130 und 131 und in den Dampfverteilerraum 57-3 am Einlaßende der Rohre 55-3 des Rohrbündelsverdampfers 50-3 geleitet wird. Eine entsprechende Haube 114-3 ist an der Wand 72-3 der Stufe 13 angeordnet, um in der Stufe 13 erzeugten Dampf in die Wärmeaustauscherröhre der Stufe 14 zu leiten.

In den Stufen mit höherer Temperatur kann es wünschenswert sein, beispielsweise in den Stufen 11-14, die Wärmetauscherrohre in zwei Gruppen 55a und 55b derart zu unterteilen, daß der Dampf zuerst durch die Rohre 55a geleitet wird, wo ein Teil kondensiert, während der nicht kondensierte Dampf dann durch die Rohre 55b strömt. Die Unterteilung der Rohre erfolgt derart, daß be-

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trächtlich mehr Rohre der ersten Gruppe 55a als in der zweiten Gruppe 55b vorhanden sind, so daß mindestens etwas Dampf durch die Mehrzahl der Rohre gelangt/ um das in den Rohren gebildete Kondensat in den Kondensatsammeiraum 54-3 zu führen. Zu diesem Zweck ist eine vertikale Trennwand 134-3 zwischen dem Gehäuse 93 und der Wand 108-3 vorgesehen, um den Dampfverteilerraum 57-3 an dem Einlaßende der ersten Gruppe 55a von Rohren von einer zweiten Kondensatsammeikammer 54-3' am Auslaßende der zweiten Gruppe 55b von Rohren zu unterteilen, Der nicht kondensierte, aus den Rohren 55a in der Kondensatsammeikammer 54-3 ausgebildete Dampf gelangt in die zweite Gruppe 55b von Rohren, wo ein zweiter Teil des Dampfs kondensiert und der zweiten Kondensatkammer 54-3' gesammelt wird. Weiterhin wird ein Teil des Dampfs, der aus den Rohren 55b austritt, in dem Vorwärmer 53-3 kondensiert, wie im folgenden noch näher erläutert werden soll. Dadurch wird eine Ausspülung in beiden Rohrgruppen 55a und 55b gewährleistet.

Der Speisewasservorwärmer 53-3 ist in einem zylindrischen Gehäuse 140 angeordnet, das sich quer über das Gehäuse 93 und über die Haube 114-3 erstreckt. Meerwasser gelangt in den Wärmetauscher 53-3 durchdie Leitung 141 (Fig. 7) und tritt durch die Leitung 142 aus. Ein Verteiler 143 ist über dem Ende des Gehäuses 140 angeordnet und hat eine Trennwand 144, welche den Speisewassereintritt durch die Leitung 141 und den Abfluß durch die Leitung 142 unterteilt. In dem Gehäuse 14O sind eine Anzahl von Wärmetauscherrohren 145 angeordnet, die U-förmig ausgebildet sind und deren gegenüberliegende offene Enden in einer Wand 146 auf jeder Seite der Trennwand 144 befestigt sind. Deshalb tritt das Speisewasser durch die Leitung 141 ein, fließt nach unten zu dem Ende des Gehäuses 140 und zurück durch die Wärmetauscherrohre und durch die Leitung 142.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind zwei Sprühdüsen 56-3 für Speisewasser in der Stufe 13 .über den Wärmetauscherrohren 55-3 angeordnet, von denen jede mit einem der beiden Einlasse 147-3 zur Aufnahme von in dem Vorwärmer 53-3 vorgewärmtem Speisewasser

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verbunden ist.

Wie aus den Fig. 4-7 ersichtlich ist, ist eine Öffnung 149 in dem Gehäuse 93 am oberen Ende des zweiten Kondensatsammelraums 54-3' vorgesehen und durch ein Gehäuse 150 mit einer Öffnung 151 in dem Gehäuse 140 des Vorwärmers verbunden. Deshalb gelangt aus den zweiten Wärmetauscherrohren 55b austretender nicht kondensierter Dampf in das Gehäuse 140, bevor eine Kondensation auf den daran angeordneten Wärmetauscherrohren 144 erfolgt. Das in dem Gehäuse 140 kondensierte Destillat fließt zurück in den zweiten Kondensatsammeiraum 54-3' und kann aus dem unteren Ende davon über eine Leitung 155 entfernt werden. Eine Leitung 156 erstreckt sich zwischen den Wänden 108 und 109 und von dem ersten Kondensatsammeiraum 54-3 zu dem zweiten Kondensatsammelraum 54-3', so daß der in den ersten Wärmetauscherrohren 55a kondensierte Dampf auch über eine Leitung 155 abgeleitet werden kann. Eine normale Entlüftung erfolgt durch die Abzugsöffnungen 156 und 157.

Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlichist, sind Öffnungen 160-2 und 161-3 an den Endwänden 72-2 und 73-3 angrenzend an ihre unteren Enden ausgebildet. Ein Überlauf 162-3, der aus einem U-förmigen Glied besteht, ist an der Innenseite der Wand 73-3 und um die Öffnungen 160-2 und 161-3 angeordnet. Entsprechende Öffnungen 160-3 und 161-4 sind in den Wänden 72-3 und 73-4 der Stufen 13 und 14 ausgebildet. Eine Haube 163-3 kann über dem Überlauf 162-3 befestigt sein, um ein Verspritzen von Speisewasser nach oben beim Durchlauf zwischen zwei Stufen zuverhindern. In dieser Weise kann das nicht verdampfte Speisewasser in jeder S^-ufe zu der Verdampfungskammer der nächstniedrigeren Stufe fließen, die sich auf einer geringeren Temperatur und einem geringeren Druck befindet. Deshalb erfolgt eine Stoßverdampfung eines Teils dieses Speisewassers, welcher dem Dampf hinzugefügt wird, der auf den Wärmetauscherrohren 55 verdampf twird. Es ist ersichtlich, daß die oberen Enden der Überläufe 162-3 und 162-4 höher als die oberen Enden der Öffnungen zwischen den Stufen liegen, so daß die Tiefe des Speisewassers in jeder Stufe über diesen Öffnungen bleibt. Dadurch ist eine Dampfabdichtung zwischen den

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Stufen vorhanden, vim das geeignete Drirckgefälle und Temperatur gefälle beizubehalten. ^%

Im folgenden soll dLe Arbeitsweise des Verdampfers unter Bezugnahme auf die Stufen 12, 13 und 14 zusammenfassend erläutert werden. Das in die Stufe 13 eintretende Speisewasser gelangt, in den Vorwärmer durch die Leitung 141 und fließt durch die Leitung 142 ab. Ein Teil des eintretenden Speisewassers wird durch die Leitung 148 zu den Sprühdüsen 56-3-geleitet und über die Außenfläche der Wärmetauscherrohre 55 versprüht. Der Dampf von der Stufe 12 gelangt in die Haube 114-2 und durch Öffnungen 130 und 131 in den Dampfverteilerraum 57-3 der Stufe 13. Der Dampf gelangt dann in die ersten Wärmetauscherrohre 55-3 zur Verdampfung eines Teils des Speisewassers, das von den Düsen 56-3 austritt. Ein Teil des Dampfs wird in der ersten Gruppe von Wärmetauscherrohren 55a verdampft und in dem ersten Kondensatsammeiraum 54-3 gesammelt. Der nicht kondensierte Anteil des aus den Rohren 55a austretenden Dampfs gelangt in die zweite Gruppe von Wärmetauschern 55b (Fig. 7), wo ein zweiter Teil kondensiert und in dem Kondensatsamme1-raum 54-3 ' gesammelt wird. Der restliche nicht kondensierte Dampf gelangt in das Speisewasser-Vorwärmergehäuse 140 und wird auf den Speisewasser-Vorwärmerrohren 145 kondensiert. Das auf den Außenflächen der Wärmetauscherrohre 55a und 55b verdampfte Speisewasser gelangt als Dampf 57-3 nach unten, um die Trennwand 110 (Fig. 3 und 6) und nach oben in die Haube 114-3, wo eine Weiterleitung zu den Wärmetauscherrohren der Stufe 14 erfolgt. Das nicht verdampfte Speisewasser 70-3 wird in dem unteren Ende des Gehäuses 93 gesammelt und in die Stufe 14 über die Öffnungen 16O-3 und 161-4 weitergeleitet, wo teilweise eine Stoßverdampfung erfolgt.

Es ist ersichtlich, daß die Stufen 11-18 gleich sind und miteinander mit den Flanschen an den Wänden 72 und 73 verbunden werden können. In dieser Weise kann ferner eine gröCar-. oder kleinere Anzahl von Verdampferstufen ohne Modifukatic: der Konstruktion Verwendung finden. Ferner gewährleisten dia offervm

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Durchtritte zur Weiterleitung von Speisewasser und Dampf zwischen den Verdampferstufen ein Minimum an Druckgefälle dazwischen.

Die Fig. 8 und 9 zeigen ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem die Vorwärmerrohre sich in axialer Richtung erstrecken und kontinuierlich durch die Verdampferstufen 11-17 verlaufen. Einige der Rohre 170 enden in jeder Stufe und verzweigen sich in die Verbindungsleitungen 148 der Speisewasserdüsen. Die Rohre 170 in jeder Stufe sind durch ein Gehäuse 171 umgeben, das an gegenüberliegenden Enden durch Wände 172 abgedichtet ist. Da sich die Anzahl der Rohre in jeder folgenden Stufe von der Stufe 17 zu der Stufe 11 verringert, können die folgenden Gehäuse 171 kleinere Durchmesser haben, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Jedes der einzelnen Gehäuse 171-1 bis 171-7 ist mit dem betreffenden Kondensatsammeiraum 54-1 bis 54-7 in analoger VO.se verbunden, wie in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 1-7 erläutert wurde.

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Claims

Patentansprüche

1. Mehrstufiger Verdampfer, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verdampferstufe (11-18) einen äußeren Gehäuseteil (91-98) aufweist, dessen Achse horizontal angeordnet ist und der gekrümmt in einer Ebene senkrecht zu dieser Achse ausgebildet ist, daß zwei erste Wände (108, 109) und zwei zweite Wände (72, 110) vertikal in einem Abstand mit einer rechtwinkligen Anordnung in dem Gehäuse vorgesehen sind, welche einen Dampfverteilerraum (57) mit einem ersten Teildes Gehäuses und einen Destillatsammeiraum (54) mit einem zweiten Teil des Gehäuses bilden, so daß eine Anzahl von Wärmetauscherrohren (55) sich horizontal zwischen den vertikalen Wänden (108, 109) erstreckt und am einen Ende zu dem Dampfverteilerraum offen und an den äußeren Enden zu dem Destillatsammelraum offen sind, daß die ersten und zweiten vertikalen Wände einen Verdampfungsraum (51) mit den oberen und unteren Endflächen des Gehäuses begrenzen, daß eine Speisewasser-Verteilereinrichtung (56) in dem Verdampfungsraum und über den Wärmetauscherrohren angeordnet ist, um Speisewasser als dünnen Film über die Außenflächen der Rohre zu verteilen, daß die Gehäuseteile jeder Verdampferstufe in einer horizontalen Anordnung verbunden sind und eine Gehäuseeinheit für den Verdampfer bilden, daß der Dampfverteilerraum der ersten Verdampferstufe mit einem Dampfanschluß (57) verbunden ist, daß der Verdampfungsraum der letzten Verdampferstufe mit einem Kondensor (23) verbunden ist, daß eine der zweiten Seitenwände jeder Verdampferstufe, welche den Dampfverteilerraum der Stufe begrenzen, eine erste Öffnung (131) aufweist, die in Verbindung mit dem Verdampfungsraum der nächsthöheren Stufe steht, und daß eine zweite Öffnung (161) in dem unteren Ende der zweiten Wände jeder Verdampferstufe vorgesehen ist, die den Durchfluß von nicht verdampfter Speiseflüssigkeit zwischen den Verdampferstufen ermöglicht.

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2. Verdampfer nach Anspruch l_f dadurch gekennzeich net, daß zumindest ein Teil der Verdampferstufen eine Haube (114) mit einem ersten Teil enthält, der mit dem Verdampfungsraum der Stufe in Verbindung steht, während ein anderer Teil (130) mit der ersten Öffnung davon verbunden ist.

3. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß ein Speiseflüssigkeit-Vorerwärmer (53) in mindestens einem Teil der Verdampferstufen angeordnet ist und ein Gehäuse (140) aufweist, das den Vorwärmer umgibt, und daß eine Öffnung (151) an dem Gehäuse (ISO) ausgebildet ist, welche mit dem Kondensatsamme lraum der betreffenden Verdampferstufe verbunden ist, um aus den Wärmetauscherrohren austretenden nicht kondensierten Dampf zu dem Vorwärmer weiterzuleiten.

4. Verdampfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Vorwärmergehäuse in einer Richtung quer zu der Achse des äußeren Gehäuses angeordnet sind, und daß die Vorwärmer eine Anzahl von Wärmetauscherrohren (145) aufweisen, die sich in Längsrichtung des Vorwärmergehäuses erstrecken.

5. Verdampfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Vorwärmergehäuse sich parallel zu der Achse des äußeren Gehäuses erstrecken und horizontal ausgerichtet angeordnet sind, daß der Vorwärmer die Wärmetauscherrohre (145) enthält, die sich durch die Gehäuse erstrecken, und daß ein Teil dieser Rohre in gewissen der Verdampferstufen endet, um Speiseflüssigkeit für diese Verdampferstufen zu liefern.

6. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ersten Wände parallel zueinander angeordnet sind und sich in Richtung der Längsachse erstrecken, und daß die beiden anderen Wände parallel zueinander und rechtwinklig zu der Achse angeordnet sind.

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7. Verdampfer nach Anspruch 6, dadu-rch gekennzeich net, daß die eine Wand (72) am einen Ende der Verdampferstufe und die andere Wand (110) in einer Zwischenlage an den Enden jeder Stufe angeordnet ist und sich von dem oberen Ende der Stufe zu einer Stelle über dem unteren Ende der Stufe erstreckt, daß eine Endwand (73) am anderen Ende der Stufe mit Ausnahme der letzten angeordnet ist und eine Öffnung aufweist, die einer Öffnung in der betreffenden Wand entspricht, so daß in dem Verdampfungsraum erzeugter Dampf dieser Stufen um das untere Ende der anderen betreffenden Wand und durch die Öffnungen in der Endwand einer Stufe und die andere betreffende Wand in der folgenden Stufe fließen kann.

8. Verdampfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß eine Abzugshaube (114) auf der Endwand mindestens eines Teils der Verdampferstufen angeordnet ist, die sich in den Zwischenraum der Endwand und der ζνΒ.€1η WaSde der Stufen erstreckt, daß die Hauben einen ersten Teil aufweisen, der in Verbindung mit dem Dampfsammeiraum steht, sowie einen zweiten Teil (130), der in Verbindung mit den Öffnungen (131) in der Endwand und in der einen der zweiten Wände steht, und daß ein Entfeuchter (124) zwischen den ersten und zweiten Teilen jeder Haube angeordnet ist.

9. Verdampfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß eine Öffnung (160-161) in jeder Endwand vorgesehen ist, um den Durchfluß von nicht verdampfter Speiseflüssigkeit zwischen den Stufen zu ermöglichen, und daß ein Überlauf (74) über den Öffnungen angeordnet ist, um einen Druckausgleich in den angrenzenden Stufen zu verhindern.

10. Verdampfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichn e t , daß ein Teil des Dampfs in den Wärmetauscherrohren (55) nicht kondensiert wird und in den Kondensatsammelraum (54) austritt, daß ein Speiseflüssigkeit-Vorwärmer (53) mit einem dieses

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umgebenden Vorwärmergehäuse (93) in jeder Stufe, angeordnet ist, in welchem eine Öffnung (151) vorgesehen ist, und daß jede Stufe eine Verbindungseinrichtung (150) aufweist, um die Öffnung in dem Vorwärmergehäuse mit dem Kondensatsainmelraum zu verbinden und den unkondensierten Dampf in den Vorwärmer zu leiten.

11. Verdampfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß eine Öffnung in dem zweiten Teil jedes der Gehäuse ausgebildet ist, daß eine Einrichtung die Gehäuseöffnungen mit den Öffnungen in dem Vorwärmergehäuse der betreffenden Stufe verbindet, und daß die Vorwärmergehäuse zylindrisch ausgebildet sind und sich zwischen der anderen der zweiten Wände und der Endwand erstrecken.

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