DE2948541A1 - METHOD AND DEVICE FOR MULTI-STAGE EVAPORATION - Google Patents
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Description
79 252 KN79 252 KN
NUKEM GmbH 6450 Hanau 11NUKEM GmbH 6450 Hanau 11
Verfahren und Vorrichtung zur mehrstufigen VerdampfungMethod and device for multi-stage evaporation
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Mischkondensation in mehrstufigen Verdampferanlagen zur Konzentrierung von salzhaltigen Lösungen und/oder Feststoff-Suspensionen, insbesondere zur Dekontamination radioaktiv kontaminierter Lösungen und Suspensionen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a process for co-condensation in multi-stage evaporator systems for concentrating salt-containing Solutions and / or solid suspensions, in particular for the decontamination of radioactively contaminated solutions and suspensions, and a device for carrying out the method.
In mehrstufigen Verdampferanlagen können die Brüden der vorhergehenden Verdampferstufe durch Mischkondensation in der nachfolgenden Verdampferstufe verflüssigt werden. Die bei der Mischkondensation übertragene Wärme wird durch Druckreduzierung der im Zwangsumlauf befindlichen Flüssigkeit zur erneuten Verdampfung genutzt.In multi-stage evaporator systems, the vapors from the previous Evaporator stage are liquefied by mixed condensation in the subsequent evaporator stage. The one with mixed condensation Transferred heat is converted into re-evaporation by reducing the pressure of the fluid in the forced circulation utilized.
In der DE-AS 2418045 wird berichtet, daß die Brüden über perforierte Flächen o.a. in die Flüssigkeit eingeleitet werden. Dabei ist jedoch nachteilig, daß derartige Mischkondensatoren konstruktiv aufwendig sind, die perforierten Flächen leicht verstopfen, Wasserschläge verursachen und erheblicher Wartung bedürfen. Bei der Verarbeitung radioaktiv kontaminierter Lösungen und Suspensionen können aus diesen Nachteilen besondere Schwierigkeiten resultieren.In DE-AS 2418045 it is reported that the vapors are perforated Surfaces or similar are introduced into the liquid. However, there is disadvantageous that such mixing condensers are structurally complex, easily clog the perforated surfaces, water hammers cause and require considerable maintenance. When processing radioactively contaminated solutions and suspensions particular difficulties can result from these disadvantages.
Ein in der DE-OS 2632910 beschriebenes Verfahren verwendet indirekte Wärmeaustauscher für jede Stufe. Diese Verfahrensweise ist technisch aufwendig, teuer und bietet insbesondere für radioaktive Abwasser nachteilige Wartungsprobleme.A method described in DE-OS 2632910 uses indirect methods Heat exchanger for each stage. This procedure is technically complex, expensive and is particularly useful for radioactive Sewage adverse maintenance problems.
Es war daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Mischkondensation in mehrstufigen Verdampferanlagen zur Konzentrierung von salzhaltigen Lösungen und/oder FeststoffTSuspensionen, insbesondereIt was therefore an object of the invention to provide a process for co-condensation in multi-stage evaporator systems for the concentration of saline solutions and / or solid suspensions, in particular
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zur Dekontamination radioaktiv kontaminierter Lösungen und Suspensionen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu finden, die vor allem leicht zu warten, technisch nicht aufwendig sind und nicht zu Verstopfungen neigen.for the decontamination of radioactively contaminated solutions and suspensions, as well as a device for carrying out the process to find that, above all, are easy to maintain, technically not complex and not prone to clogging.
Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Mischkondensation ab der zweiten Stufe Strahlpumpen eingesetzt werden.The object was achieved according to the invention in that for co-condensation jet pumps can be used from the second stage.
In den schematischen Abbildungen I und II vird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer besonders vorteilhaften Vorrichtung beispielhaft nähe.r erläutert, wobei Abbildunn II eine Strahlpumpe im Detail zeigt.In the schematic figures I and II vird the invention Method explained using a particularly advantageous device by way of example near.r, where Abbildunn II is a Shows jet pump in detail.
Die einzudampfende Flüssigkeit wird mittels Rohrleitung (1) über einen Vorwärmer (3) in einen Ausdampfbehälter (2) der ersten Verdampferstufe eingespeist. Eine Umwälzpumpe (4) fördert die Flüssigkeit über einen Wärmetauscher (5) und eine Drosselblende (6) in den Ausdampfbehälter (2) zurück. Eine Teilmenge der Flüssigkeit verdampft bei der Entspannung des umlaufenden Konzentrats in der Drosselblende (6)· Dabei ist die dem Wärmetauscher (5) über eine Zuleitung (7) zugeführte Heizdampfmenge bestimmend für die Durchsatzleistunq der Verdampferanlaqe. Im Ausdampfbehälter (2) erfolgt die Trennung der Brüden vom umlaufenden Konzentrat. Die Abwärme des durch eine Rohrleitung (8) abgeführten Heizdampfkondensats heizt im Vorwärmer (3) die über die Rohrleitung (1) einzuspeisende Flüssigkeit auf. Die Brüden der ersten Verdampferstufe gelangen mittels einer Rohrleitung (9) in einen Mischkondensator (10), der sich in der Umlaufleitung (11) einer zweiten Verdampferstufe befindet. Dabei werden alle von den Brüden aus der ersten Verdampferstufe mitgerissenen Tröpfchen in den Konzentratumlauf der zweiten Verdampferstufe injiziert und eingebunden, damit die Tröpfchen der ersten Stufe nicht das Destillat der nachfolgenden Stufe verunreinigen, z.B. radioaktiv kontaminieren. Dieses Injizieren erfolgt erfindungsgemäß mittels einer den Mischkondensator darstellenden Strahlpumpe (10). Strahlpumpen sind als kleine kompakte Elemente zum erfindungs'gemäPen Einbau als Mischkondensatoren hervorragend geeignet, ca sie praktisch einen TeilThe liquid to be evaporated is transferred via pipe (1) a preheater (3) is fed into an evaporation tank (2) of the first evaporator stage. A circulation pump (4) promotes the Liquid is returned to the evaporation tank (2) via a heat exchanger (5) and a throttle screen (6). A subset of the liquid evaporates when the circulating concentrate is expanded in the throttle orifice (6) Determining the amount of heating steam supplied via a feed line (7) for the throughput of the evaporator system. The vapor is separated from the circulating concentrate in the evaporation tank (2). The waste heat from the heating steam condensate discharged through a pipeline (8) heats up in the preheater (3) the via the pipeline (1) liquid to be fed. The vapors from the first evaporator stage reach a mixing condenser by means of a pipe (9) (10), which is located in the circulation line (11) of a second evaporator stage. In doing so, everyone is made up of the vapors the droplets entrained in the first evaporator stage are injected and incorporated into the concentrate circulation of the second evaporator stage, so that the droplets from the first stage do not contaminate the distillate of the subsequent stage, e.g. radioactively contaminate them. According to the invention, this injection takes place by means of a mixing condenser performing jet pump (10). Jet pumps are small, compact elements for installation in accordance with the invention as mixing condensers eminently suitable, ca they practically a part
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der Umlaufleitung bilden. Das Volumen der bisher bekannten voluminösen und konstruktiv aufwendigen Mischkondensatoren, das beispielsweise für eine Ausdampfleistung von 6,5 t/h 7 m beträgt, reduziert sich für die gleiche Ausdampfleistung bei erfindungsoemäßer Ausgestaltung auf 0,1 m , das Materialgewicht auf ca. 10 %. Die erfindungsgemäße Mischkondensation erfolgt im gewählten Beispiel in einer Strahlpumpe mit einer Nennweite von ca. 300 mm und einer Länge von ca. 1,5 m. Dabei wird eine vollständige Brüdenkondensation erzielt. Das erfindungsgemäße Verfahren wirkt sich auch besonders günstig auf den Montageaufwand und auf die gute Dekontaminierbarkeit im Falle der Verdampfung und Dekontamination radioaktiver Abwässer aus. Im Gegensatz zu bisherigen Mischkondensatoren lassen sich ferner mehrstufige erfindungsgemäße Verdampferanlagen ohne die bekannten, die Apparatur beeinträchtigenden Wasserschläge anfahren. Es kann daher auch auf sonst zusätzlich nötwendige indirekte Wärmetauscher verzichtet werden. Die als Mischkondehsator fungierende Strahlpumpe (10) ist durch Flansche (12) mit der Umläufleitung (11) und der Drosselblende (17) der zweiten Verdampferstufe sowie mit der Rohrleitung (9) der Brüdenzuführuhg montierbar bzw* demontierbar verbunden. Zwischen der Strahlpumpe (10) und der Brüden führenden Rohrleitung (9) ist eine Absperrarmatur (13) geschaltete Es ist vorteilhaft, weitere Absperreinrichtungeri zwischen der Strahlpumpe (1O) und der dem Kreislauf angepaßten Drosselblende (17) bzwi der Umlaufleitung (11) vorzusehen. Somit ist dife Strahlpumpe (10) schnell und gefahrlos auswechselbar, !fegen der kleinen Außenoberfläche machen sich auch die nur geringen Wärmeverluste vorteilhaft bemerkbar. Durch Integrierung der den Mischkondensator darstellenden Strahlpumpe (1O) in die Umlauf leitung {H) vereinfacht sich ebenfalls der konstruktive Aufwand, der zur Berücksichtigung der Wärmedehnung erforderlich ist.the bypass line. The volume of the previously known voluminous and structurally complex mixing condensers, which is 7 m for an evaporation rate of 6.5 t / h, for example, is reduced to 0.1 m for the same evaporation rate with the design according to the invention, and the material weight to approx. 10%. In the example chosen, the mixed condensation according to the invention takes place in a jet pump with a nominal diameter of approximately 300 mm and a length of approximately 1.5 m. The method according to the invention also has a particularly favorable effect on the assembly effort and on the ease with which it can be decontaminated in the event of the evaporation and decontamination of radioactive waste water. In contrast to previous mixing condensers, multistage evaporator systems according to the invention can also be started up without the known water hammer which adversely affects the apparatus. It is therefore also possible to dispense with indirect heat exchangers that are otherwise required. The jet pump (10) functioning as a mixing condenser is connected to the circulation line (11) and the throttle orifice (17) of the second evaporator stage as well as to the pipe (9) of the vapor supply by means of flanges (12) so that it can be mounted or dismantled. Between the jet pump (10) and the vapors leading pipe (9) a shut-off valve (13) is connected, it is advantageous to further Absperreinrichtungeri between the jet pump (1O) and adapted to the circulation orifice (17) bzwi the circulating line to provide (11). This means that the jet pump (10) can be replaced quickly and safely, and because of the small outer surface, the only slight heat losses are advantageously noticeable. Integrating the jet pump (1O), which represents the mixing condenser, into the circulation line {H) also simplifies the design effort required to take into account the thermal expansion.
Die zweite und gegebenenfalls die weiteren Verdampfungsstufen, jeweils erfindungsgemäß mit der als Mischkondensator fungierenden Strahlpumpe (10) ausgestattet, arbeiten ansonsten nach dem gleichenThe second and optionally the further evaporation stages, respectively equipped according to the invention with the jet pump (10) functioning as a mixing condenser, otherwise work in the same way
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Prinzip wie die erste Verdampferstufe, d.h. die Flüssigkeit gelangt im Zwangsumlauf aus dem Ausdampfbehälter (14) über die Umwälz- ί pumpe (15) zur Strahlpumpe (10) zurück. Die Brüden werden mittels Brüdenleitungen (16) gegebenenfalls in die nächsten Stufen geleitet oder auf an sich bekannte Weise weiterbehandelt.Principle of how the first evaporation stage, i.e. the liquid arrives in forced circulation from the evaporation tank (14) via the circulation ί pump (15) back to the jet pump (10). The vapors are fed into the next stages by means of vapor lines (16) if necessary or further treated in a manner known per se.
Das Konzentrat der ersten Verdampferstufe wird über eine Leitung (18) abgelassen. Die Abschlämmung aus der zweiten und weiteren Verdampferstuf e erfolgt über Leitungen (19).The concentrate of the first evaporator stage is via a line (18) drained. The blowdown from the second and further evaporator stage e takes place via lines (19).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |