DE3023094A1 - Verfahren und vorrichtung zur dampferzeugung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur dampferzeugung

Info

Publication number
DE3023094A1
DE3023094A1 DE19803023094 DE3023094A DE3023094A1 DE 3023094 A1 DE3023094 A1 DE 3023094A1 DE 19803023094 DE19803023094 DE 19803023094 DE 3023094 A DE3023094 A DE 3023094A DE 3023094 A1 DE3023094 A1 DE 3023094A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid
evaporator
steam
heat exchange
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19803023094
Other languages
English (en)
Other versions
DE3023094C2 (de
Inventor
Kenichi Hashizume
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP7750379A external-priority patent/JPS6023241B2/ja
Priority claimed from JP9330379A external-priority patent/JPS5836265B2/ja
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Publication of DE3023094A1 publication Critical patent/DE3023094A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3023094C2 publication Critical patent/DE3023094C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/021Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers with heating tubes in which flows a non-specified heating fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B33/00Steam-generation plants, e.g. comprising steam boilers of different types in mutual association
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/0071Evaporators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D3/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium flows in a continuous film, or trickles freely, over the conduits
    • F28D3/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium flows in a continuous film, or trickles freely, over the conduits with tubular conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation

Description

Firma TOKYO SHIBAURA DENKI KABUSHIKI KAISHA, 72, Horikawa-Cho, Saiwai-Ku, Kawasaki-Shi, Kanagawa-Ken, Japan
Verfahren und Vorrichtung zur Dampferzeugung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Dampf, insbesondere von Dampf für das Betreiben von Elektrizitätswerken, bei dem bzw. bei der Wasser verdampft wird, und zwar unter Verwendung von heißem Untergrundwasser (heißem Quellwasser), heißem oder warmem industriellen Abwasser oder heißen Abgasen, wobei der erzeugte Dampf zum Antrieb einer Dampfturbine herangezogen wird.
Bei den bekannten biothermischen Elektrizitätserzeugeranlagen wird lediglich heißer Untergrunddampf wirkungsvoll ausgenutzt, nicht aber heißes Untergrundwasser. In den letzten Jahren ist jedoch die Erzeugung von Dampf unter Verwendung thermischer Energieträger vergleichsweise geringer Temperatur wesentlich geworden, etwa von heißem Untergrundwasser und heißen industriellen Abwässern mit Temperaturen zwischen 80° C und 120° C. Bei derartigen Dampferzeugern wird ein Wärmetauscher dazu verwendet, mit Hilfe von Heißwasser vergleichsweise geringer Temperatur Wasser zum Verdampfen zu bringen und mit dem entstehenden Dampf dann eine mit einem Generator verbundene Dampfturbine zu betreiben.
030062/0784
Fig. 1 zeigt einen für derartige Zwecke bestimmten Dampferzeuger bzw. Wärmetauscher nach dem Stand der Technik. Dieser Dampferzeuger weist einen zylindrischen Kessel 1 auf, der am einen Ende seiner Unterseite einen Einlaß 1a für Heißwasser (R1) und am gegenüberliegenden Ende seiner Oberseite einen Auslaß 1b für den erzeugten Dampf R^ aufweist. Die entgegengesetzten Enden des Kessels 1 sind durch Abschlußplatten 2 und 3 verschlossen, zwischen denen sich eine Vielzahl von Wärmeübertragungsrohren 4 erstreckt. Die Abschlußplatten 2 und 3 sind durch domförmige Endplatten 2 und 3 abgedeckt. Das Innere der Endplatte 5 ist durch eine Trennwand 7 in eine obere und eine untere Kammer unterteilt. Die untere Kammer ist mit einem Einlaß 5a für Heißwasser (W) versehen, die obere Kammer mit einem Auslaß 5b für das verbrauchte Heißwasser (W). Das Heißwasser W fließt also vom Einlaß 5a durch die unteren Wärmeübertragungsrohre 4, durch eine Kammer in der rechtsseitigen Endplatte 6, durch Wärmeübertragungsrohre 4 und schließlich durch den Auslaß 5b wieder nach außen, wie dies durch Pfeile angedeutet ist. Das zu verdampfende Wasser R dagegen fließt um die Wärmeübertragungsrohre 4 herum, wobei dann der entstehende Dampf Rv durch den Auslaß 1b abgeführt wird.
Bei diesem Verdampfer erfolgt also das Kochen des Wassers auf der Grundlage einer natürlichen Zirkulation, wobei der Wärmeübergang vergleichsweise gering ist, mit der Folge, daß die thermische Energie des Heißwassers nicht wirkungsvoll ausgenutzt wird, so daß beträchtliche Mengen an Heißwasser erforderlich sind.
Es ist deshalb der Wunsch nach der Entwicklung eines wirkungsvollen und kompakten Dampfgenerator entstanden, der mit Heißwasser
€30062/0784
ORIGINAL INSPEHTFn
vergleichsweise geringer Temperatur auskommt, etwa mit Untergrund-Heißwasser oder heißem industriellen Abwasser oder heißem Abgas.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Erzeugung von Dampf unter Verwendung eines Heizfluids vergleichsweise niedriger Temperatur. Dabei soll der erzeugte Dampf zum Betreiben einer mit einem elektrischen Generator gekoppelten Turbine verwendbar sein und das Heizfluid soll nach seiner Verwendung als Verdampfer auch noch als Kühlmittel für eine Klimaanlage oder dergleichen dienen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Dampferzeugungsverfahren, das dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verdampfer eine Flüssigkeit durch ein eine höhere Temperatur als diese aufweisendes Heizfluid erhitzt wird, so daß sich ein Gemisch aus dieser erhitzten Flüssigkeit und Dampf bildet, und daß dann in einem zweiten Verdampfer mit Wärmetauschrohr die im Gemisch enthaltene Flüssigkeit verdampft wird, wobei die zu erhitzende Flüssigkeit und das Heizfluid den ersten Verdampfer unter Wärmeübergang durchströmen, womit das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch entsteht, wobei das Gemisch dann in den zweiten Verdampfer zur Trennung des Dampfes von der Flüssigkeit eingebracht wird, und wobei die abgetrennte Flüssigkeit im zweiten Verdampfer um das Wärmetauschrohr herum für seine vollständige Verdampfung geführt wird, worauf schließlich der im zweiten Verdampfer erzeugte Dampf der Dampfverbraucher-Vorrichtung zugeführt wird.
Zur Durchführung dieses Verfahrens wird mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Dampferzeugung geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein erster und ein zweiter Verdampfer hinter-
030062/0784
einander geschaltet sind, daß der erste Verdampfer ein Außenrohr, ein erstes mit Spiel konzentrisch im Außenrohr verlaufendes Wärmetauschrohr, Elemente zum Hindurchleiten einer zu verdampfenden Flüssigkeit durch entweder den Spalt zwischen erstem Wärmetauschrohr und Außenrohr oder durch das erste Wärmetauschrohr selbst hindurch, und Elemente zum Hindurchführen eines eine höhere Temperatur als die zu verdampfende Flüssigkeit aufweisendes Heizfluid durch den nicht von der zu verdampfenden Flüssigkeit durchströmten Spalt bzw. das erste Wärmetauschrohr aufweist, daß Elemente vorgesehen sind zum überführen des Dampf-Flüssigkeits-Gemisches in den zweiten Verdampfer unter Trennung der Flüssigkeit vom Dampf, und daß der zweite Verdampfer ein zweites Wärmetauschrohr und Elemente aufweist, welche die abgetrennte Flüssigkeit um das zweite Wärmetauschrohr herumführen, derart, daß die abgetrennte Flüssigkeit im wesentlichen vollständig verdampft.
Abwandlungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet .
Auf der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Dampfgenerator nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 schematisch einen Schnitt durch die Grundform eines Dampfgenerators nach der Erfindung,
Fig. 3 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit zwischen Dampf-Wasser-Verhältnis und Wärmeübergang,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine praktische Ausführungsform des Dampfgenerators nach der Erfindung,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V von Fig. 4,
030062/0784
Fig. 6 eine Seitenansicht, wobei einzelne Teile weggebrochen sind, des Dampfgenerators von Fig. 4, gesehen in Richtung des Pfeiles VI, und
Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen abgewandelten Dampfgenerator nach der Erfindung.
Zunächst sollen die Grundlagen der Erfindung anhand der Fig. 2 erläutert werden. Der in Fig. 2 dargestellte Dampfgenerator weist einen ersten Verdampfer 10 auf, durch den ein Wasser-Dampf-Gemisch mit vorgegebenem Verhältnis zwischen Dampf und Wasser erzeugt wird. Ferner weist der Dampfgenerator einen zweiten Verdampfer 20 auf, in welchem das Wasser als dünner:Wasserfilm längs der Oberfläche eines Wärmetauschrohres nach unten fließt und dabei verdampft wird. Im einzelnen besteht der erste Verdampfer 10 aus einem Zylinder 11 mit Einlaß 11a zum Zuführen einer zu verdampfenden Flüssigkeit, nämlich Wasser RT, und einem Auslaß 11b am gegenüberliegenden Ende , aus dem ein Gemisch aus Wasser und Dampf austritt. Ein Wärmetauschrohr 14 erstreckt sich konzentrisch durch den Zylinder 11 und wird von Heißwasser W durchströmt. Der Auslaß 11b ist mit dem Einlaß 21a des oberen Teils des Kessels 21 des zweiten Verdampfers 21 verbunden, und zwar über eine Leitung 15. Im zweiten Verdampfer 21 ist unterhalb des Einlasses 21a ein Verteiler 22 vorgesehen, und ein von Heißwasser W durchströmtes Wärmetauschrohr 24 befindet sich unterhalb des Verteilers 22, der eine Öffnung 25 aufweist, durch die vom Einlaß 21a her zugeführtes Wasser nach unten und um das Wärmetauschrohr 24 herum fließt, und zwar in Form eines dünnen Wasserfilms. Der im ersten und zweiten Verdampfer 10 bzw. 20 erzeugte Dampf wird dann einer anzutreibenden Vorrichtung zugeführt, beispielsweise einer auf der Zeichnung nicht dargestellten Dampfturbine.
030062/0 78 4
Das das Wärmetauschrohr 14 umströmende Wasser R1. wird erhitzt und ein Teil dieses Wassers verdampft, so daß ein Wasser-Dampf-Gemisch entsteht, das durch den Auslaß 11b abgeführt wird. Das Verhältnis von Dampf zu Wasser nimmt dabei gegen den Auslaß 11b ständig zu.
Die Abhängigkeit zwischen diesem Verhältnis X und der Güte des Wärmeübergangs oO ist in Fig. 3 als Kurve I dargestellt. Gemäß Fig. 3 nimmt die Wärmeübergangsζahl OC dann sehr schnell ab, wenn das Dampf-Wasser-Verhältnis X den Wert 0,5 übersteigt. Dies kann durch die Ringströmung erklärt werden, bei welcher die Aussenoberflache des Wärmetauschrohres 14 dann "trocken" wird, d.h. es bildet sich um das Wärmetauschrohr 14 herum eine dünne, isolierende Dampfschicht. Aus diesem Grund wird der erste Verdampfer 10 so ausgelegt, daß die Wärmeübergangszahl OC nicht unter einen vorgegebenen Wert absinkt.
Der zweite Verdampfer 20 kann dagegen so ausgelegt werden, daß die Wärmeübergangsζahl 00 jeden beliebigen Wert annimmt, und zwar einfach dadurch, daß die Dicke des auf der Oberfläche des Wäririetauschrohres 24 gebildeten Wasserfilms verändert wird, also die Menge des nach unten flMenden Wassers, wobei jedoch aus praktischen Gesichtspunkten heraus doch die Wassermenge auf einen bestimmten Wert begrenzt werden soll. Wenn die zu verdampfende Flüssigkeit Wasser oder ein Kühlmittel ist, beispielsweise Freon, dann liegt die Wärmeübergangszahl OG bei etwa 4x103 Kcal/m2h°C, wie dies durch die gestrichelte Linie II in Fig. 3 angedeutet ist. Wird die Vorrichtung nach der Erfindung so ausgelegt, daß das Dampf-Wasser-Verhältnis X am Kreuzungspunkt A zwischen der Kurve I und der Kurve II bei etwa 0,7 liegt, dann verläuft die Verdamp-
€30062/0784
fung im ersten Verdampfer 10 längs der Kurve I, womit ein Dampf-Wasser-Gemisch RTTT erzeugt wird, das 70% Dampf, Rest Wasser enthält, wobei das Restwasser dann im zweiten Verdampfer restlos verdampft wird. Es hat sich gezeigt, daß ein Dampf-Wasser-Gemisch X zwischen 0,6 und 0,8 in der Praxis sehr vorteilhaft ist, wenn Wasser oder Freon verdampft werden soll. Es ist also möglich, unter wirkungsvoller Nutzung von Heißwasser Dampf zu erzeugen, ohne daß übermäßig große Wärmeübergangsflächen erforderlich sind. Anstelle von heißem Untergrundwasser kann auch heisses Industrieabwasser oder ein heißes Gas Verwendung finden.
Eine praktische Ausfuhrungsform der Erfindung soll nun anhand der Fig. 4, 5 und 6 erläutert werden. Diese Ausführungsform weist einen ersten Verdampfer 30 auf, der aus einer Vielzahl von Rohren 33 gebildet ist, deren jedes durch Endplatten 31 und 32 verschlossen ist. Jedes Rohr 33 enthält Verschließplatten 34 und 35, zwischen denen eine Vielzahl von Wärmetauschrohren 36 angeordnet ist. Das Einlaßrohr 27 und das Auslaßrohr 38 sind mit den Endplatten 31 bzw. 32 verbunden. Die Einlaßrohre 37 sind gemeinsam an ein Heißwasser-Zuführrohr 39 angeschlossen, während die Auslaßrohre 38 gemeinsam zu einem Auslaßrohr 40 für das verbrauchte Heißwasser führen. Das zu verdampfende Wasser wird in den Zwischenraum 36 zwischen den Wärmetauschrohren 33 eingeleitet, und zwar mittels eines Rohres 44, das benachbart einer der Verschließplatten angeordnet ist. Durch ein Auslaßrohr 60 nahe der Verschließplatte 35 wird das entstehende Dampf-Wasser-Gemisch vom Verdampfer 30 in einen zweiten Verdampfer 45 überführt. Durchmesser und Länge der Rohre 33 sowie Durchmesser, Länge und Anzahl der Wärmetauschrohre 36 sind so gewählt, daß das Dampf-Wasser-Verhältnis am Auslaß des ersten Verdampfers zwischen 0,6 und
030062/0784
0,8 liegt, je nach Material der Rohre, Art, Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit des Heißwassers W und der Art der zu verdampfenden Flüssigkeit.
Gemäß den Fig. 5 und 6 weist der zweite Verdampfer eine Vielzahl von Wärmetauschrohren 51 auf, die sich zwischen den.Abschlußplatten 49 und 50 erstrecken und mit dem Auslaßrohr 40 in Verbindung stehen oder in Parallelschaltung mit der Heißwasser-Zuführleitung 39 verbunden sind. Ein Verteiler 53 mit einer Vielzahl von Öffnungen 58 bzw. aus einer Vielzahl nebeneinander befindlicher Abschnitte mit Öffnungen 58 dazwischen, und Platten 46 und 47 zur Begrenzung von Kammern 54 und 55 sind ebenfalls im zweiten Verdampfer vorgesehen. Außerdem weist der zweite Verdampfer 45 an seinem einen Ende einen Dampfauslaß 56 auf, der mit einem Dampf-Auslaßrohr 57 verbunden ist. Ferner ist ein Dampf-Wasser-Separator 59 am Eingang des Dampfeinlasses 56 vorgesehen. Durchmesser, Länge und Anzahl der Wärmetauschrohre 51 sind je nach Art, Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit des Heißwassers oder einer anderen verwendeten Heizflüssigkeit ausgelegt, ebenfalls gemäß Art, Temperatur, Strömungsmenge und Dampf-Wasser-Verhältnis des zu verdampfenden Wassers bzw. der zu verdampfenden Flüssigkeit, so daß das gesamte zugeführte Wasser (Flüssigkeit) verdampfen wird.
Wie bei der Grundkonstruktion nach Fig. 2 wird das im ersten Verdampfer 30 erzeugte Dampf-Wasser-Gemisch nach seiner überführung in den zweiten Verdampfer 45 durch den Separator 59 in Wasser und Dampf aufgeteilt, wobei das abgetrennte Wasser dann durch die Öffnungen 58 hindurch nach unten und um die Wärmetauschrohre 51 herum fließt. Das Wasser wird somit im zweiten Verdamp-
030062/0784
fer 45 vollständig verdampft, und der erzeugte Dampf wird dann einer Dampfturbine zugeführt.
Wie erwähnt, ist es mit der Erfindung möglich, den thermischen Wirkungsgrad von heißen Fluiden vergleichsweise niedriger Temperatur zu verbessern, etwa von Untergrundwasser oder industriellem Abwasser oder Abgas, und zwar mit Hilfe von Verdampfern sehr kompakter Konstruktion. Der erste und der zweite Verdampfer sind durch eine einfache Leitung miteinander verbunden, ohne daß mehrere Verbindungsrohre oder andere aufwendige Verbindungselemente erforderlich sind.
Wenn auch bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel das Heißwasser zuerst durch den ersten Verdampfer und dann durch den zweiten Verdampfer hindurch geleitet wird, so kann doch die Reihenfolge des Durchgangs umgekehrt werden, wie nachfolgend noch erläutert werden wird.
In manchen Fällen ist es zweckmäßig, zur noch besseren Ausnutzung der Wärme des Heizfluids Freon zu verwenden. Wird beispielsweise heißes Untergrundwasser einer Temperatur von 140° C als Heizmedium verwendet, und zwar in einer Menge von 160 Tonnen pro Stunde und wird als zu verdampfende Flüssigkeit Freon mit der chemischen Formel C-Cl F. eingesetzt, dann kann der erste Verdampfer 30 drei Rohre 33 mit einem Durchmesser von 200 mm aufweisen, wobei jedes dieser Rohre 19 Wärmetauschrohre 36 enthält, deren jedes einen Durchmesser von 25 mm und eine Länge von 16m aufweist. Dabei wird dann mit dem Freon ein Dampf-Flüssgkeits-Verhältnis von 0,7 erreicht. Der zweite Verdampfer 45 enthält 57 Wärmetauschrohre 51, deren jedes einen Durchmesser von 25 mm
030062/0784
und eine Länge von 1,8 m aufweist; damit wird eine vollständige Verdampfung des flüssigen Preons erreicht. Die Wärmetauschrohre können parallel geschaltet sein,oder es kann eine gewünschte Anzahl, beispielsweise zwei dieser Rohre, hintereinander geschaltet sein.
Fig. 7 zeigt eine Abwandiungsform der Erfindung, wobei zwei Verdampfer gemäß den Fig. 2 bis 6 dazu verwendet werden, ein eine Turbine antreibendes Kühlmittel zu verdampfen. Bei dieser Ausführungsform ist der erste Verdampfer 71 um den zweiten Verdampfer 79 herum angeordnet. Der erste Verdampfer 71 enthält zueinander konzentrische Außenrohre 72 und Innenrohre 73 und verläuft schraubenförmig um den zylindrischen zweiten Verdampfer 79 herum, wobei der zweite Verdampfer 79 einen Verteiler 84 aufweist, der mit öffnungen 85 und einer Wasserschlange 82 unterhalb der Öffnungen 85 versehen ist. In diesem Fall fließt das zum Verdampfen des Kühlmittels verwendete Wasser W durch den Einlaß 83, die Wasserschlange 82, das Innenrohr 73 und wird dann durch eine Auslaßöffnung 76 entlassen. Das zu erhitzende und zu verdampfende Kühlmittel R1. tritt in den Zwischenraum zwischen Innen- und Aus-
Jj
senrohren 73 und 72 ein,und ein Teil des Kühlmittels wird beim Durchgang durch den ersten Verdampfer 71 verdampft. Ein Gemisch R1-^x, aus Kühlmitteldampf und flüssigem Kühlmittel RT wird dann
Jj+V Jj
in den oberen Bereich des zweiten Verdampfers 79 eingeführt. Das im ersten Verdampfer 71 noch verdampfte flüssige Kühlmittel wird im schalenförmigen Verteiler 84 gesammelt und fließt dann durch öffnungen 85 des Verteilers hindurch nach unten und um die Außenflächen der Wasserschlange 82 herum, wobei eine vollständige Verdampfung erfolgt. Der Dampf R^ wird durch das Auslaßrohr 81 ab-
030062/0784
geleitet und treibt eine Turbine an, die mit einem elektrischen Generator gekoppelt'ist oder in einem Kühlsystem oder in einer Klimaanlage Verwendung findet.
Aus der Beschreibung ergibt sich, daß die erste, zu verdampfende Flüssigkeit nicht Wasser oder ein Kühlmittel sein muß,und daß die zweite, zum Verdampfen der ersten Flüssigkeit dienende Flüssigkeit nicht heißes Wasser sein muß, vorausgesetzt, daß die erste Flüssigkeit eine niedrigere Temperatur als die zweite Flüssigkeit aufweist. Das Wesen der Erfindung liegt vielmehr ganz allgemein in einer wirksamen Nutzung der Wärmeenergie von Flüssigkeiten oder Gasen vergleichsweise niedriger Temperatur.
030062/0784
L e e r s e

Claims (15)

  1. DIPL-ING. KLAUS BEHN DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER
    PATENTANWÄLTE
    WIDENMAYEHSTRASSE 6 D 8000 MÜNCHEN 22 TEL <089) 22 25 30 29 5192
    BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT ZUGELASSENE VERTRETER
    20. Juni 1980 A 8980 Mü/ib
    PATENTANSPRÜCHE
    ( λ J Verfahren zur Erzeugung von Dampf, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verdampfer eine Flüssigkeit durch ein Heizfluid höherer Temperatur als die Flüssigkeit erhitzt und ein Gemisch aus dieser Flüssigkeit und deren Dampf gebildet und dann in einem zweiten Verdampfer mit Wärmetauschrohr der Flüssigkeitsanteil des Gemisches verdampft wird, wobei zunächst die Flüssigkeit und das Heizfluid gleichzeitig und unter Ermöglichen eines Wärmeübergangs durch den ersten Verdampfer zur Bildung des Gemisches aus Flüssigkeit und Dampf hindurchgeleitet wird, daraufhin das Gemisch in den zweiten Verdampfer eingeleitet und dort die Flüssigkeit vom Dampf abgeschieden wird, anschließend die abgeschiedene Flüssigkeit um das Wärmetauschrohr herum_geführt und dabei im wesentlichen vollständig verdampft wird und schließlich der im zweiten Verdampfer befindliche Dampf einem Dampfverbraucher zugeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Verdampfer zugeführte Flüssigkeit Wasser normaler Temperatur ist und daß das Heizfluid aus heißem Untergrundwasser oder heißem Industrxeabwasser einer Temperatur über Normaltempe-
    030062/0784
    Bankhaus Merck Finck & Co.. München Bankhaus H. Aufhäuser München Postscheck München
    iBLZ 70030400) Konto-Nr 254649 (BLZ 70030600) Knnta-Nr 261300 fBLZ 70010080) Konto-Nr. 20904-800
    TELEGR /CABLE PATENTSENIOR
    OHiGiNAL INSPECTED
    -2-ratur besteht.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein Kühlmittel ist.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfverbraucher eine mit einem elektrischen Generator gekoppelte Dampfturbine ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verdampfte Kühlmittel einem Kühlsystem zugeführt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizfluid nach Durchlaufen der beiden Verdampfer einer Luft-Klimaanlage zugeführt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch ein Dampf-Flüssigkeits-Verhältnis zwischen 0,6 und 0,8 aufweist.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizfluid Heißgase enthält.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß zwei in Reihe hintereinander geschaltete Verdampfer (10,20) vorgesehen sind, daß der erste Verdampfer (10) ein Außenrohr (11), ein konzentrisch und mit Spiel im Außenrohr (11) verlaufendes erstes Wärmetauschrohr (14), Elemente zum Hindurchführen einer zu verdampfenden Flüssigkeit durch entweder den Spalt zwischen Außenrohr und Wärmetauschrohr oder
    030062/0 784
    durch das Wärmetauschrohr hindurch und Elemente zum Hindurchleiten eines Heizfluids höherer Temperatur als die zu verdampfende Flüssigkeit durch das Wärmetauschrohr bzw. den Spalt zwischen Wärmetauschrohr und Außenrohr aufweist, wobei sich während des Durchgangs der Flüssigkeit durch den Spalt bzw. das erste Wärmetauschrohr aus diesem ein Flüssigkeits-Dampf-Gemisch bildet, daß Elemente zum Zuführen des Dampf-Flüssigkeits-Gemisches in den zweiten Verdampfer und zum Aufteilen des Gemisches in Flüssigkeit und Dampf vorgesehen sind, und daß der zweite Verdampfer (20) aus einem zweiten Wärmetauschrohr und Elementen zum Hindurchleiten der aus dem Gemisch abgeschiedenen Flüssigkeit durch das zweite Wärmetauschrohr hindurch zum im wesentlichen vollständigen Verdampfen der abgeschiedenen Flüssigkeit aufweist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Leitung zum Weiterleiten des im zweiten Verdampfer erzeugten Dampfes in eine mit einem elektrischen Generator gekoppelte Dampfturbine.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verdampfer schraubenförmig um den zweiten Verdampfer herum angeordnet ist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verdampfer einen Dampfauslaß und einen Flüssigkeits-Dampf-Separator am Eingang des Dampfablasses aufweist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Verdampfer zugeführte Flüssigkeit Wasser von Normaltemperatur ist und daß das Heizfluid heißes Untergrundwasser
    €30062/f0784
    oder heißes Industrieabwasser einer Temperatur oberhalb Normaltemperatur enthält.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verdampfende Flüssigkeit aus einem Kühlmittel besteht.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizfluid Heißgase enthält.
    t)30062/;0784
DE3023094A 1979-06-21 1980-06-20 Vorrichtung zum Erzeugen von Dampf Expired DE3023094C2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7750379A JPS6023241B2 (ja) 1979-06-21 1979-06-21 蒸気発生方法および装置
JP9330379A JPS5836265B2 (ja) 1979-07-24 1979-07-24 冷水製造装置用熱交換器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3023094A1 true DE3023094A1 (de) 1981-01-08
DE3023094C2 DE3023094C2 (de) 1985-09-26

Family

ID=26418579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3023094A Expired DE3023094C2 (de) 1979-06-21 1980-06-20 Vorrichtung zum Erzeugen von Dampf

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4429662A (de)
DE (1) DE3023094C2 (de)
GB (1) GB2057102B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2278220A1 (de) * 2009-06-24 2011-01-26 Balcke-Dürr GmbH Wärmetauscher zur Dampferzeugung für ein solarthermisches Kraftwerk

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IN160977B (de) * 1983-09-22 1987-08-22 Sulzer Ag
US4730577A (en) * 1983-12-21 1988-03-15 Shell California Production Inc. Steam generator for thermal recovery system
JP3578693B2 (ja) * 1999-10-14 2004-10-20 株式会社コーアガス日本 空温・温水兼用型ガス製造プラント
US11796255B2 (en) 2017-02-24 2023-10-24 Holtec International Air-cooled condenser with deflection limiter beams
EP3645953B1 (de) * 2017-06-28 2024-01-10 Holtec International Wärmetauscher für schwierige betriebsbedingungen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE525637C (de) * 1927-02-18 1931-05-27 Humboldt Deutzmotoren Akt Ges Kuehlverfahren und Vorrichtung fuer Brennkraftmaschinen mit Abdampfgewinnung
DE535549C (de) * 1928-02-18 1931-10-17 Cie Des Surchauffeurs Dampferzeugungsanlage, insbesondere fuer mit Dampf betriebene Fahrzeuge
GB1063668A (en) * 1963-12-30 1967-03-30 Combustion Eng Vapor generator
DE2638274A1 (de) * 1975-08-27 1977-03-10 Shell Int Research Mit abwaerme beheizter siedekessel

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1918601A (en) 1932-04-22 1933-07-18 Alco Products Inc Heat exchanger
US2004391A (en) 1934-11-08 1935-06-11 Griscom Russell Co Heat exchanger
US3048373A (en) 1957-08-30 1962-08-07 Phillips Petroleum Co Heat exchange apparatus and method
US3060921A (en) 1958-08-12 1962-10-30 Exxon Research Engineering Co Apparatus for heating liquids
US3177934A (en) 1961-05-15 1965-04-13 Old Dominion Iron & Steel Corp Heat exchange apparatus for liquids
US3129077A (en) 1961-05-23 1964-04-14 Renard P Adams Gas purifying apparatus
US3199583A (en) 1962-08-10 1965-08-10 Cryovac Inc Spiral tube heat exchanger
US3228456A (en) 1965-03-01 1966-01-11 Du Pont Method and apparatus employing hollow polyfluorinated plastic filaments for heat exchange
AT369154B (de) 1974-04-25 1982-12-10 Waagner Biro Ag Dampferzeugungs - waermetauscher
US4078660A (en) 1976-02-17 1978-03-14 Lerro Kathleen M Medical alert bracelet
US4210199A (en) 1978-06-14 1980-07-01 Doucette Industries, Inc. Heat exchange system
US4323114A (en) 1979-03-26 1982-04-06 Fansteel Inc. Cluster heat exchanger

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE525637C (de) * 1927-02-18 1931-05-27 Humboldt Deutzmotoren Akt Ges Kuehlverfahren und Vorrichtung fuer Brennkraftmaschinen mit Abdampfgewinnung
DE535549C (de) * 1928-02-18 1931-10-17 Cie Des Surchauffeurs Dampferzeugungsanlage, insbesondere fuer mit Dampf betriebene Fahrzeuge
GB1063668A (en) * 1963-12-30 1967-03-30 Combustion Eng Vapor generator
DE2638274A1 (de) * 1975-08-27 1977-03-10 Shell Int Research Mit abwaerme beheizter siedekessel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: "Feuerungstechnik", 1941, 29.Jg., H.7 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2278220A1 (de) * 2009-06-24 2011-01-26 Balcke-Dürr GmbH Wärmetauscher zur Dampferzeugung für ein solarthermisches Kraftwerk
WO2010149387A3 (de) * 2009-06-24 2011-09-29 Balcke-Dürr GmbH Wärmetauscher zur dampferzeugung für ein solarthermisches kraftwerk

Also Published As

Publication number Publication date
US4429662A (en) 1984-02-07
GB2057102B (en) 1983-06-22
GB2057102A (en) 1981-03-25
DE3023094C2 (de) 1985-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0461073B1 (de) Vorrichtung zur Nassoxidation
DE1751779A1 (de) Vorrichtung zum Verdampfen von Fluessigkeiten bei tiefen Temperaturen
DE2631196B2 (de) Sonnenbeheizter Kessel
DE1941005A1 (de) Dampferzeuger,insbesondere fuer einen Betrieb mit fluessigem Metall oder geschmolzenen Salzen als Heizmedium
DE1948429A1 (de) Feuchtigkeitsabscheider mit Nacherwaermung
DE2722288A1 (de) Plattenfoermiger verdampfer
DE3023094A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur dampferzeugung
DE1927949A1 (de) Dampferzeugungs- und -ueberhitzungsvorrichtung,insbesondere fuer mit geschmolzenem Metall,geschmolzenem Metallsalz od.dgl. als Waermeuebertrager arbeitende Kernreaktoren
DE3906747C2 (de)
EP0265908A2 (de) Würzekochvorrichtung
EP0045034B1 (de) Einrichtung zur Vermeidung von Rissbildungen an den Innenflächen von in Druckbehälter mündenden Speisewasserleitungsstutzen
DE3121297C2 (de) Vorrichtung zum Regeln der Temperatur eines korrosiven Gases, insbesondere Synthesegas
DE2234573B2 (de) In den druckbehaelter einer kernenergieerzeugungsanlage eingebauter dampferzeuger
DE2248124A1 (de) Destillationsanlage
DE2803802A1 (de) Abschlaemmeinrichtung fuer einen dampferzeuger
DE2700563A1 (de) Waermeuebertrager fuer einen hochtemperaturreaktor
DE8228891U1 (de) Vorrichtung zum Abscheiden von Luft und Eisenoxid aus Wasser
DE2923875C2 (de)
DE1961296C3 (de) Dampferzeuger
DE816401C (de) Waermeaustauscher
DE2440965A1 (de) Dampferzeuger
DE112017000640T5 (de) Wärmeaustausch-Vorrichtung
DE452455C (de) Vorrichtung zum Erhitzen und Verdampfen von Fluessigkeiten
DE1124527B (de) Waermetauschanordnung, insbesondere fuer Reaktoranlagen, mit in sich geschlossenem Kuehlmittelkreislauf
DE612459C (de) Verfahren zur UEbertragung von Waerme aus gespannten Gasen, insbesondere den Ausstroemgasen von Verpuffungskammern, vorzugsweise fuer Brennkraftturbinen, auf andere Stoffe

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8125 Change of the main classification

Ipc: F22B 1/16

8126 Change of the secondary classification

Free format text: F22B 1/02 F22B 33/00 F24J 3/02

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: MUENZHUBER, R., DIPL.-PHYS., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA, KAWASAKI, KANAGAWA, JP

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: HOORMANN, W., DIPL.-ING. DR.-ING., 28209 BREMEN GODDAR, H., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT. LIESEGANG, R., DIPL.-ING. DR.-ING., 80801 MUENCHEN WINKLER, A., DR.RER.NAT., 28209 BREMEN TOENHARDT, M., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., PAT.-ANWAELTE, 40593 DUESSELDORF STAHLBERG, W. KUNTZE, W. KOUKER, L., DR., 28209 BREMEN HUTH, M., 6228 ELTVILLE EBERT-WEIDENFELLER, A., DR. JUR., 28209 BREMEN NORDEMANN, W., PROF. DR., 10719 BERLIN NORDEMANN, A., DR.JUR., 28717 BREMEN VINCK, K., DR. HERTIN, P., PROF. DR. VOM BROCKE, K.

8339 Ceased/non-payment of the annual fee