DE3828882A1 - Vorrichtung zur speisewasseraufbereitung fuer ein kraftwerk - Google Patents
Vorrichtung zur speisewasseraufbereitung fuer ein kraftwerkInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung von
Speisewasser für ein Kraftwerk.
Elektrische Energie wird oftmals in einem Wärmekraftwerk er
zeugt, das einen geschlossenen Kreislauf mit Wasser als Ar
beitsmedium besitzt. Aus verschiedenen Gründen verliert der
Kreislauf Wasser, das dann durch sehr sauberes Wasser - mit
einer Leitfähigkeit von etwa 0,1 µS/cm - zu ersetzen ist. Das
saubere Wasser muß aus stärker verunreinigtem Wasser - hier
als Rohwasser bezeichnet - gewonnen werden, das in der Umge
bung des Kraftwerks gefunden werden muß. Dieser Vorgang wird
als Aufbereitung von Speisewasser für das Kraftwerk bezeich
net.
Früher wurde das Destillat zur Speisewasseraufbereitung in
Form von Dampf durch eine an das Kraftwerksystem angepaßte
Verdampfungseinrichtung erzeugt. Die Verdampfungseinrichtung
war beispielsweise zwischen zwei Anzapfungen der Dampfturbine
angeschlossen. Heutzutage basiert die Aufbereitung von Wasser
der erforderlichen Reinheit meistens auf einer Einrichtung
für eine sogenannte vollständige Entsalzung, die mit Ionen
austauscheinrichtungen, Kationen- und Anionenaustauschsäulen,
gebildet ist.
Die Anwendung von Verdampfungseinrichtungen war in den meisten
Fällen unökonomisch, weil sie entweder von einfacher Wirkungs
weise mit einem hohen Dampfverbrauch waren oder vom Multi-Body-
Typ, wobei im letzteren Falle ihr Anfahren und Stillsetzen
Probleme mit sich brachte, da dies nur in einer längeren Zeit
spanne möglich war und zu einem großen Dampfverlust führte
sowie zu Regulierungsanforderungen, die ernsthafte Schwierig
keiten im Betrieb des Kraftwerks mit sich brachten.
Ionenaustausch-Wasseraufbereitungseinrichtungen haben einen
doppelten Nachteil: Auf der einen Seite sind die Chemikalien
teuer, und auf der anderen Seite werden bei der Regeneration
Chemikalien in die Umwelt eingeleitet, meistens in lebende
Gewässer. Die Menge der in die Umwelt eingeleiteten Schad
stoffe steigt mit der Verunreinigung des Rohwassers. Nachdem
die verfügbaren Rohwasser zunehmend verunreinigt sind, steigt
auch der Chemikalienverbrauch, und die dadurch hervorgerufene
Umweltverschmutzung beginnt heutzutage untragbar zu werden.
Umweltschutz und Kosten von Chemikalien erhöhen daher drama
tisch die Kosten von Ionenaustauschprozessen.
Zur Wasseraufbereitung wurden auch schon mit umgekehrter
Osmose arbeitende Einrichtungen vorgeschlagen. Indessen ist
die Reinheit des durch umgekehrte Osmose gewonnenen Wassers
für Anwendungen in Kraftwerken nicht ausreichend, so daß es
unvermeidlich ist, einer solchen Einrichtung eine Ionenaus
tauscheinrichtung nachzuschalten. Auf der anderen Seite wird
zum Betrieb von Einrichtungen zur umgekehrten Osmose mecha
nische Energie benötigt, weshalb deren Verfügbarkeit beim
Anfahren des Kraftwerks durch einen Dieselgenerator oder ein
mitwirkendes Netzwerk sicherzustellen ist.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zusammen mit einer
Wasserbehandlungseinrichtung vom Ionenaustauschertyp, wie sie
z.Zt. in großem Umfange verwendet wird, oder an deren Stelle
einen besonderen Typ eines mehrstufigen adiabatischen Ver
dampfers, einen sog. geregelten mehrstufigen adiabatischen
Verdampfer, zu verwenden, dessen Eingang (Dampf-Seite) mit
Dampf aus dem Dampfkreis des Kraftwerks gespeist wird und
dessen Ausgang (Destilliertes-Wasser-Seite) zum Speisewasser
kreis des Kraftwerks führt.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (apparatus) zur Was
seraufbereitung für ein Kraftwerk mit einem eine Dampfturbi
ne enthaltenden Dampfkreis und einem einen Turbo-Kondensator
(Verflüssiger) und wenigstens einen Vorwärmer für das Konden
sat enthaltenden Speisewasserkreis, mit einer einen mit Dampf
aus dem Dampfkreis gespeisten Heizeinlaß aufweisenden Ver
dampfungseinrichtung zur Erzeugung eines Destillats aus Roh
wasser zur Wasseraufbereitung; diese Vorrichtung ist erfin
dungsgemäß gekennzeichnet durch einen geregelten mehrstufigen
adiabatischen Verdampfer mit einem Heizeinlaß und einem De
stillatausgang für destilliertes Wasser und eine Saugstrahl
pumpe mit einem Antriebseinlaß, einem Ansaugeinlaß und einem
Auslaß, wobei der Heizeinlaß des Verdampfers mit dem Ausgang
der Strahlpumpe verbunden ist, wobei der Antriebseinlaß der
Strahlpumpe mit einem ersten Punkt und der Ansaugeinlaß mit
einem zweiten Punkt des Dampfkreises verbunden ist, an welchem
der Dampfdruck niedriger als an dem ersten Punkt ist, und
wobei der Destillatauslaß des Verdampfers über Mittel zur
Wassereinspeisung zum Speisewasserkreis des Kraftwerks führt.
Die obere Temperatur eines geregelten mehrstufigen adiabati
schen Verdampfers ist auf Grund der serienmäßigen Herstellung
praktisch festgelegt. Wenn sich die Last ändert, können sich
sowohl die obere Temperatur des Verdampfers als auch die Zwi
schendampfdrücke der Dampfturbine ändern. Um diesen Nachteil
zu beseitigen, wird gemäß der Erfindung der Dampf aus dem
Dampfkreis mittels einer Saug-Dampfstrahlpumpe (Ejector) ent
nommen. Der Antriebsdampf für den Ejector kommt von einem
ersten Punkt des Dampfkreises, an welchem der Druck höher als
der zum Erhitzen des Verdampfers vorgeschriebene Dampfdruck
ist, und der Ansaugeinlaß des Ejectors ist mit einem zweiten
Punkt des Dampfkreises verbunden, an welchem der Druck nie
driger als der genannte vorgeschriebene Dampfdruck ist. Der
Antriebsdampf kann vom Dampfeinlaß oder von einer oberen
Zwischendampf-Anzapfung der Dampfturbine abgenommen werden;
der Ansaugeinlaß kann mit einer unteren Zwischendampf-
Anzapfung oder dem Dampfauslaß der Dampfturbine verbunden
sein. Damit kann der für die Erhitzung des Verdampfers benö
tigte Teil des Dampfes sich bis zur unteren Zwischendampf-
Anzapfung oder zum Turbo-Kondensator in der Dampfturbine aus
dehnen, so daß zusätzlich elektrische Energie erzeugt werden
kann.
In der derzeitigen Kraftwerkspraxis ist die Lösung gemäß der
Erfindung ganz und gar ungewöhnlich. Dieser Umstand kann viel
leicht durch die folgenden Überlegungen verdeutlicht werden:
In Kraftwerken ist das Arbeitsmedium Wasser in Form von Dampf bei verschiedenen Drücken - Zwischendampfdrücke an der Dampf turbine - verfügbar, und das gebildete Destillat kann ebenso bei verschiedenen Druck- und Temperaturniveaus in den Wasser kreislauf rückgespeist werden. Es könnte daher naheliegen, den Verdampfer zwischen zwei verfügbaren benachbarten Dampf druckniveaus anzuschließen und das Destillat bei der Tempera tur, bei der es gebildet wird, rückzuspeisen. Verglichen mit dieser Lösung, die thermodynamisch optimal an das Kraftwerks system angepaßt ist, könnten alle anderen Lösungen nur nach teilig sein. Des weiteren enthalten mehrstufige adiabatische Verdampfer generell sehr große Wasserräume, um eine hochwirk same Verdampfung zu gewährleisten, und die Druckstufen- Drosselung muß schon bei kleinen Last- und/oder Parameter änderungen reguliert werden, was zu einem schwierigen Justier prozeß und einer langwierigen, energieintensiven Anlaufperiode führt.
In Kraftwerken ist das Arbeitsmedium Wasser in Form von Dampf bei verschiedenen Drücken - Zwischendampfdrücke an der Dampf turbine - verfügbar, und das gebildete Destillat kann ebenso bei verschiedenen Druck- und Temperaturniveaus in den Wasser kreislauf rückgespeist werden. Es könnte daher naheliegen, den Verdampfer zwischen zwei verfügbaren benachbarten Dampf druckniveaus anzuschließen und das Destillat bei der Tempera tur, bei der es gebildet wird, rückzuspeisen. Verglichen mit dieser Lösung, die thermodynamisch optimal an das Kraftwerks system angepaßt ist, könnten alle anderen Lösungen nur nach teilig sein. Des weiteren enthalten mehrstufige adiabatische Verdampfer generell sehr große Wasserräume, um eine hochwirk same Verdampfung zu gewährleisten, und die Druckstufen- Drosselung muß schon bei kleinen Last- und/oder Parameter änderungen reguliert werden, was zu einem schwierigen Justier prozeß und einer langwierigen, energieintensiven Anlaufperiode führt.
Mit der vorliegenden Erfindung hat man begriffen, daß diese
Feststellungen, obwohl sie an sich mehr oder weniger richtig
sind, die folgenden Bedingungen außer Betracht lassen:
Das erhaltene Destillat kann in thermodynamisch identischer Weise in verschiedenen Verdampfertypen gekühlt werden, z.B. in einem mehrstufigen adiabatischen Verdampfer; die Einleitung des Destillats bei niedriger Temperatur in Form von Wasser ist daher aus thermodynamischer Sicht nicht notwendigerweise nachteilig. Weiterhin kann die kürzlich entwickelte, geregelte Version des mehrstufigen, adiabatischen Verdampfers schnell und einfach angefahren werden, die Drosseln zwischen den Stufen benötigen keine Justierung, der Zusatzdampfverbrauch beim Anfahren ist minimal, und der Wasserraum ist klein. Diese Verdampfer gewährleisten eine hochwirksame Verdampfung durch besondere Einrichtungen, durch Düsen, weshalb der große Wasserraum und die justierbaren Drosseln vermieden werden können.
Das erhaltene Destillat kann in thermodynamisch identischer Weise in verschiedenen Verdampfertypen gekühlt werden, z.B. in einem mehrstufigen adiabatischen Verdampfer; die Einleitung des Destillats bei niedriger Temperatur in Form von Wasser ist daher aus thermodynamischer Sicht nicht notwendigerweise nachteilig. Weiterhin kann die kürzlich entwickelte, geregelte Version des mehrstufigen, adiabatischen Verdampfers schnell und einfach angefahren werden, die Drosseln zwischen den Stufen benötigen keine Justierung, der Zusatzdampfverbrauch beim Anfahren ist minimal, und der Wasserraum ist klein. Diese Verdampfer gewährleisten eine hochwirksame Verdampfung durch besondere Einrichtungen, durch Düsen, weshalb der große Wasserraum und die justierbaren Drosseln vermieden werden können.
Gemäß der Erfindung kann eine zuverlässige Wasseraufberei
tungsanlage erstellt werden, die sehr ökonomisch ist, die
eine mit derjenigen einer Ionenaustauschanlage identische
Wasserqualität gewährleistet, leicht zu handhaben ist, schnell
angefahren und stillgesetzt werden kann und zusätzlich die
Umweltbelastung sehr niedrig hält.
Wenn eine Kondensatbehandlungseinrichtung im Speisewasserkreis
hinter dem Turbo-Kondensator vorgesehen ist, ist es zur kon
tinuierlichen Beseitigung von, durch Unzulänglichkeiten des
Systems bedingt, in das Speisewasser gelangenden Verunreini
gungen von Vorteil, das Destillat zwischen dem Turbo-Konden
sator und der Kondensatbehandlungseinrichtung einzuleiten.
Damit wird eine weitere Verringerung des Salzgehalts des bei
der Verdampfung erzeugten Destillats erzielt bei einer nur
unwesentlichen Extrabelastung der Kondensatbehandlungseinrich
tung; so steigt z.B. die Regenerationshäufigkeit etwa von 30
auf 40 Mal pro Jahr. Diese Konfiguration macht die Installa
tion einer Nachbehandlungseinrichtung unnötig und reduziert
damit die Investitionskosten.
Der Salzgehalt des durch den geregelten mehrstufigen adiaba
tischen Verdampfer gemäß der Erfindung gebildeten Destillats
ist sehr niedrig. Es kann jedoch sein, daß in besonderen
Kraftwerks-Anwendungsfällen ein besonders niedriger Salzgehalt
erforderlich ist, z.B. von wenigen 0,01 p.p.m., ohne daß eine
Kondensatbehandlungseinrichtung im Speisewasserkreis vorhanden
ist. In solchen Fällen ist es vorteilhaft, den Salzgehalt des
Destillats vor dessen Einleitung in den Speisewasserkreis
durch eine Ionenaustauscheinrichtung zu verringern. Der Salz
gehalt könnte auch durch einen vollkommeneren und damit teu
reren Verdampfer verringert werden. Indessen sind die Inves
titionskosten für die obengenannte kombinierte Lösung, näm
lich einen Verdampfer normalen Typs und eine nachfolgende
Ionenaustauscheinrichtung, geringer. Die kombinierte Lösung
ist auch im Vergleich mit einer Wasseraufbereitung allein
durch eine Ionenaustauscheinrichtung vorteilhaft, und zwar
wegen ihrer geringeren Umweltverschmutzung. Ein Verdampfer
normalen Typs verringert den Salzgehalt des Rohwassers auf
weniger als ein Tausendstel, so daß die Ionenaustausch
einrichtung nur noch Wasser mit sehr geringen Mengen an
Verunreinigungen zu behandeln hat und somit auch die resul
tierende Umweltverschmutzung sehr klein ist.
Im Vergleich mit früher verwendeten konventionellen Kraft
werks-Verdampfereinrichtungen soll auch noch auf einen
weiteren Vorteil hingewiesen werden, der mit der Verwendung
eines geregelten mehrstufigen adiabatischen Verdampfers für
eine Kraftwerk-Wasseraufbereitung gemäß der Erfindung verbun
den ist. Dieser Vorteil rührt aus dem Umstand her, daß kon
ventionelle Verdampfer das Destillat in Form von Dampf in das
System eingeleitet haben, während der Verdampfer gemäß der
Erfindung das Destillat in flüssiger Form einleitet. Gemäß
der Erfindung kann die Reinheit des flüssigen Destillats
durch einen einfachen Leitfähigkeitsmesser ständig beobachtet
werden, und wenn die Qualität des Destillats sich aufgrund
irgendeines Umstands verschlechtert, wird das Destillat durch
ein automatisches System einfach zum Verdampfer rückgeführt,
d.h. es wird nicht in den Speisewasserkreis des Kraftwerks
eingeleitet. Gleichzeitig kann ein Alarmsignal erzeugt werden.
Umgekehrt wird in einer konventionellen Verdampfungseinrich
tung ein etwaiges Schäumen, das bei diesem Verdampfertyp schon
bei einer einfachen Laständerung auftreten kann, nur durch
eine Verschlechterung der Speisewasserqualität angezeigt; das
schlechte Speisewasser ist dann bereits unvermeidlich in den
Kessel des Kraftwerks gelangt.
Die Erfindung wird nun anhand von in den Zeichnungen darge
stellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei
zeigen:
Fig. 1 ein schematisches wärmetechnisches Schaltbild eines
Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß der
Erfindung in Anwendung bei einem Wärmekraftwerk, und
Fig. 2 ein schematisches Schaltungsdiagramm eines anderen
Ausführungsbeispiels einer solchen Vorrichtung eben
falls in Verbindung mit einem Wärmekraftwerk.
In der Anordnung gemäß Fig. 1 weist ein Wärmekraftwerk einen
Dampfkessel 1 auf, der aus Speisewasser Dampf erzeugt. Der
Dampf wird über einen Überhitzer 2 zum Dampfeinlaß 45 einer
Dampfturbine 3 geleitet und treibt die Dampfturbine 3 an,
mit welcher ein Stromgenerator 4 verbunden ist. Der in der
Dampfturbine 3 expandierte Dampf fließt durch den Dampfaus
laß 46 in einen Turbo-Kondensator 5, wo er kondensiert. Von
hier aus wird das Speisewasser mittels einer Speiserwasser
pumpe 6 über eine Kondensatbehandlungseinrichtung 7 sowie
über Speisewasservorwärmer 13 und 12 zum Dampfkessel 1 rück
gespeist. Somit besteht der geschlossene Kreislauf des Wasser-
Arbeitsmediums aus einem vom Kessel 1 zum Turbo-Kondensator 5
verlaufenden Dampf-Weg (Dampfkreis) und einem vom Turbo-Kon
densator 5 zum Dampfkessel 1 verlaufenden Speisewasser-Weg
(Speisewasserkreis).
Das Kühlwasser des Turbo-Kondensators 5 zirkuliert, von einer
Pumpe 9 getrieben, über Einlaß 39 und Auslaß 40 durch einen
Kühlturm 8. Die Kondensatbehandlungseinrichtung 7 ist im Prin
zip eine Wasserbehandlungseinrichtung vom Ionenaustauscher-
Typ mit der Funktion, die Verschmutzungswirkung des im Falle
einer Undichtheit irgenwelcher Röhren des Turbo-Kondensators
5 in das Speisewasser übertretenden Kühlwassers zu beseitigen.
Die Kondensatbehandlungseinrichtung 7 bringt durch ständiges
Filtern auch Sicherheit gegenüber Verunreinigungen, die auf
grund von Unzulänglichkeiten des Systems in das Speisewasser
gelangt sind. Das Speisewasser verläßt den Turbo-Kondensator 5
mit niedriger Temperatur, so daß die Kondensatbehandlungs
einrichtung 7 kaltes Speisewasser behandelt.
Das aus der Kondensatbehandlungseinrichtung 7 kommende kalte
Speisewasser wird in Speisewasservorwärmern 13 und 12 mit
Dampf vorgewärmt, der von einer oberen Anzapfung 10 und einer
unteren Anzapfung 11 der Dampfturbine 3 kommt. In dem darge
stellten Ausführungsbeispiel wird das Kondensat vom Vorwärmer
12 über eine Drossel 41 dem Vorwärmer 13 zugeleitet, und zu
sammen mit dem Kondensat dort wird es durch eine Pumpe 42 dem
Speisewasserkreis zugeführt. Die Zeichnung zeigt nur zwei
Anzapfungen 10 und 11 und dementsprechend zwei Speisewasser
vorwärmer 12 und 13, aber gegebenenfalls können auch mehr
derartige Einrichtungen vorgesehen sein, und anstelle eines
Anschlusses an die obere Anzapfung 10 bzw. untere Anzapfung
11 kann auch ein Anschluß an den Dampfeinlaß 45 bzw. Auslaß
46 der Dampfturbine 3 vorgesehen sein. Anstelle des Dampf
kessels 1 kann auch ein anderer Typ einer dampferzeugenden
Einrichtung, beispielsweise ein Kernreaktor, vorgesehen sein.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist einen geregelten
mehrstufigen adiabatischen Verdampfer 15 auf, der geregelte
adiabatische Verdampferstufen mit seriell verbundenen Düsen
(Ausströmöffnungen) 30 A, 30 B, 30 C und 30 D für das auf geeig
nete Temperatur erhitzte Wasser geeigneten Drucks umfaßt. Das
in jeder Stufe verdampfte Destillat wird im Raum von Wärme
rückgewinnungsstufen 31 A, 31 B und 31 C und im Raum einer Kühl
stufe 29 kondensiert und in einem Behälter 33 aufgefangen.
Die Räume der Wärmerückgewinnungsstufen 31 A, 31 B und 31 C und
derjenige der Kühlstufe 29 sind über Destillat-Düsen (-Aus
strömöffnungen) 32 A, 32 B und 32 C seriell miteinander verbun
den. Das aufzuheizende Wasser fließt im Gegenstrom in den
Wärmerückgewinnungsstufen 31 A, 31 B und 31 C, und bevor es in
den Düsenbereich 30 A der ersten Stufe gelangt, wird es durch
einen Wassererhitzer 16 weiter auf die für die adiabatische
Verdampfung erforderliche Ausgangstemperatur erhitzt. Das die
Düsenbereiche 30 A, 30 B, 30 C und 30 D durchfließende Wasser
schlägt sich aufgrund der ständigen Verdampfung nieder und
wird in einem Behälter 34 gesammelt. Die im Behälter 34 ge
sammelte Sole wird teilweise mittels einer Pumpe 21 in den
Umlaufkreis 35 des Verdampfers 15 rückgespeist und teilweise
mittels einer Pumpe 20 über eine Leitung 38 vom Verdampfer
15 abgeführt. Das im Behälter 33 gesammelte destillierte
Wasser wird mittels einer Pumpe 19 über einen Destillataus
laß 36 und durch eine Leitung 26 als aufbereitetes Wasser in
den Speisewasserkreis des Kraftwerks zwischen dem Turbo-
Kondensator 5 und der Kondensatbehandlungseinrichtung 7 ein
geleitet, im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zwischen dem
Turbo-Kondensator 5 und der Speisewasserpumpe 6. In die De
stillatleitung 26 ist ein Ventil 25 eingefügt, dessen Zweck
weiter unten beschrieben wird.
Eine Meßeinheit 24 zur Kontrolle des Verunreinigungsgehalts
des Destillats ist mit dem Destillatauslaß 36 verbunden. Der
Ausgang der Meßeinheit 24 ist zum einen mit einem Kontroll
eingang des Ventils 25 verbunden und zum anderen mit einem
Triggereingang einer Alarmeinheit 22. Die Meßeinheit 24 kann
beispielsweise eine Einheit zur Messung der Leitfähigkeit des
Destillats sein, und dann bewirkt sie oberhalb einer vorbe
stimmten Leitfähigkeitsgrenze ein Schließen des Ventils 25 und
außerdem die Abgabe eines Alarmsignals durch die Alarmeinheit
22. Durch das Schließen des Ventils 25 wird der Auslaß des
aufbereiteten Wassers gestoppt, woraufhin der Destillatspie
gel im Auffangbehälter 33 ansteigt mit der Folge, daß das
über den Überlauf 37 fließende Destillat in den Behälter 34
und dann in den Umlaufkreis 35 gelangt.
In Abweichung von der Zeichnung können mehrere Kühlstufen 29
im Verdampfer 15 sein. Die Kühlung wird durch Kühlwasser be
wirkt, das an einem Einlaß 27 eintritt und an einem Auslaß 28
austritt. Gegebenenfalls kann der Einlaß 27 mit dem Einlaß 39
für die Kühlung des Kraftwerks verbunden sein, und entspre
chend kann der Auslaß 28 mit dem Auslaß 40 verbunden sein.
Von dem am Auslaß 28 austretenden aufgeheizten Rohwasser
nimmt der Umlaufkreis 35 des Verdampfers 15 über eine Wasser
behandlungseinrichtung 23 aufbereitetes Wasser auf. Diese
Einrichtung 23 ist nach Maßgabe der verfügbaren Rohwasser
qualität auszuwählen. In den meisten Fällen sind eine Filte
rung und der Einsatz einiger ppm einer Absetzverhinderungs
chemikalie, z.B. eine Gabe der von Drew Ameroid IC company
hergestellten Chemikalie Drewsperse 747/A, sowie eine Ent
giftung ausreichend. Das in den Umlaufkreis 35 eingeleitete
behandelte Rohwasser sollte die Wassermenge ausgleichen, die
den Verdampfer 15 durch den Destillatausgang 36 und die Sole
leitung 38 verläßt. In Abweichung von der Zeichnung kann
eine Wasserauffüllung des Verdampfers 15 nicht nur mit dem
Kühlwasser sondern auch mit anderem Rohwasser vorgesehen sein.
Der Wassererhitzer 16 des Verdampfers 15 wird durch Dampf von
der Dampfturbine 3 erhitzt. Hierzu wird eine Saugstrahlpumpe
(Ejector) 14 benutzt. Der Antriebseinlaß 47 und der Ansaugein
laß 48 des Ejectors 14 sind mit den Anzapfungen 10 bzw. 11 der
Dampfturbine 3 verbunden. Der Auslaß 49 der Saugstrahlpumpe 14
ist mit dem Dampfeinlaß des Wassererhitzers 16 verbunden, wobei
dieser Dampfeinlaß den Heizeinlaß 18 des Verdampfers 15 bildet.
Der Einsatz der an sich bekannten Saugstrahlpumpe (Ejector) 14
stellt sicher, daß der Druck des dem Wassererhitzer 16 zuge
führten Dampfs auf einen Wert zwischen den an den Anzapfungen
10 und 11 auftretenden Dampfdrücken eingestellt werden kann.
Der im Wassererhitzer 16 kondensierte Dampf wird durch eine
Pumpe 17 in den Speisewasserkreis des Kraftwerks zurückge
führt, und zwar zwischen den Speisewasservorwärmern 13 und 12.
Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Verdampfer 15 hat zum besseren
Verständnis nur vier Stufen, doch kann die tatsächliche Aus
führung wesentlich größer sein; z.B. ist es empfehlenswert,
einen aus 25-30 Stufen bestehenden geregelten mehrstufigen
adiabatischen Verdampfer 15 vorzusehen.
In Fig. 2 ist das Schaltbild einer Vorrichtung ähnlich der
jenigen gemäß Fig. 1 gezeigt, wobei gleiche Bestandteile mit
gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Im folgenden werden
lediglich die Unterschiede beschrieben.
In Fig. 2 enthält der Speisewasserkreis des Kraftwerks keine
Kondensatbehandlungseinrichtung hinter dem Turbo-Kondensator
5; die Pumpe 6 fördert das Speisewasser direkt in den Vor
wärmer 13. Die Mittel zur Wassereinspeisung zwischen dem
Destillatauslaß 36 und dem Speisewasserkreis des Kraftwerks
unterscheiden sich von denen der Fig. 1: Hinter der Pumpe 19
und dem Ventil 25 ist in die Destillatleitung 26 eine Ionen
austauscheinrichtung 43 eingefügt, um den Salzgehalt des
Destillats vor dem Eintritt in den Speisewasserkreis zu ver
ringern. Die Leitung 26 endet in einem Destillat-Speichertank
44, von welchem aus das Destillat über eine Leitung 50 am
Turbo-Kondensator 5 in den Speisewasserkreis eingeleitet wird.
Auf der Erhitzerseite des Verdampfers 15 sind der Antriebs
einlaß 47 und der Ansaugeinlaß 48 der Saugstrahlpumpe 14 mit
dem Dampfeinlaß 45 bzw. dem Dampfauslaß 46 des Dampfturbine 3
verbunden. Der Heizeinlaß 18 ist, ähnlich wie in Fig. 1, mit
dem Auslaß 49 des Ejectors 14 verbunden.
Claims (9)
1. Vorrichtung (apparatus) zur Speisewasseraufbereitung für
ein Kraftwerk mit einem eine Dampfturbine enthaltenden Dampf-
Weg (Dampfkreis) und einem einen Turbo-Kondensator (Verflüs
siger) und wenigstens einen Vorwärmer für das Kondensat ent
haltenden Speisewasser-Weg (Speisewasserkreis),
mit einer einen mit Dampf aus dem Dampf-Weg gespeisten Heiz einlaß aufweisenden Verdampfungseinrichtung zur Erzeugung eines Destillats aus Rohwasser zur Wasseraufbereitung, gekennzeichnet durch
einen geregelten mehrstufigen adiabatischen Verdampfer (15) mit einem Heizeinlaß (18) und einem Destillatausgang (36) für destilliertes Wasser
und eine Saugstrahlpumpe (14) mit einem Antriebseinlaß (47), einem Ansaugeinlaß (48) und einem Auslaß (49),
wobei der Heizeinlaß (18) des Verdampfers (15) mit dem Aus gang (49) der Strahlpumpe (14) verbunden ist,
wobei der Antriebseinlaß (47) der Strahlpumpe (14) mit einem ersten Punkt und der Ansaugeinlaß (48) mit einem zweiten Punkt des Dampf-Weges verbunden ist, an welchem der Dampf druck niedriger als an dem ersten Punkt ist,
und wobei der Destillatauslaß (36) des Verdampfers (15) über Mittel zur Wassereinspeisung zum Speisewasser-Weg des Kraft werks führt.
mit einer einen mit Dampf aus dem Dampf-Weg gespeisten Heiz einlaß aufweisenden Verdampfungseinrichtung zur Erzeugung eines Destillats aus Rohwasser zur Wasseraufbereitung, gekennzeichnet durch
einen geregelten mehrstufigen adiabatischen Verdampfer (15) mit einem Heizeinlaß (18) und einem Destillatausgang (36) für destilliertes Wasser
und eine Saugstrahlpumpe (14) mit einem Antriebseinlaß (47), einem Ansaugeinlaß (48) und einem Auslaß (49),
wobei der Heizeinlaß (18) des Verdampfers (15) mit dem Aus gang (49) der Strahlpumpe (14) verbunden ist,
wobei der Antriebseinlaß (47) der Strahlpumpe (14) mit einem ersten Punkt und der Ansaugeinlaß (48) mit einem zweiten Punkt des Dampf-Weges verbunden ist, an welchem der Dampf druck niedriger als an dem ersten Punkt ist,
und wobei der Destillatauslaß (36) des Verdampfers (15) über Mittel zur Wassereinspeisung zum Speisewasser-Weg des Kraft werks führt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der genannte erste Punkt des Dampfkreises ein Dampfeinlaß
(45) oder eine obere Zwischendampf-Anzapfung (10) der Dampf
turbine (3) ist, an welcher der Druck höher als der am Heiz
einlaß (18) des Verdampfers (15) vorgeschriebene Dampfdruck
ist, und
daß der genannte zweite Punkt des Dampfkreises ein Dampfauslaß (46) oder eine untere Zwischendampf-Anzapfung (11) der Dampf turbine (3) ist, an welcher der Druck niedriger als der ge nannte vorgeschriebene Dampfdruck ist.
daß der genannte zweite Punkt des Dampfkreises ein Dampfauslaß (46) oder eine untere Zwischendampf-Anzapfung (11) der Dampf turbine (3) ist, an welcher der Druck niedriger als der ge nannte vorgeschriebene Dampfdruck ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Destillat zwischen dem Turbo-Kondensator (5) und dem
genannten wenigstens einen Vorwärmer (13) in den Speisewasser
kreis eingeleitet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Destillat am Turbo-Kondensator (5) in den Speise
wasserkreis eingeleitet wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Speisewasserkreis außerdem eine hinter dem Turbo-
Kondensator (5) angeschlossene Kondensatbehandlungseinrichtung
(7) aufweist und das Destillat zwischen dem Turbo-Kondensator
(5) und der Kondensatbehandlungseinrichtung (7) in den Speise
wasserkreis eingeleitet wird.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zur Wassereinspeisung eine Pumpe (19), eine
Ionenaustauscheinrichtung (43) und einen Wasservorratstank
(44) aufweisen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der geregelte mehrstufige adiabatische Verdampfer (15) einen inneren Umlaufkreis (35) aufweist mit seriell verbundenen Wärmerückgewinnungsstufen (31 A, 31 B, 31 C) zur stufenweisen Erwärmung des Wassers,
einem Erhitzer (16) zur weiteren Erhitzung des Wassers,
seriell verbundenen Ausströmöffnungen (30 A, 30 B, 30 C, 30 D) zur stufenweisen geregelten Verdampfung des erhitzten Wassers, wo bei die Ausströmöffnungen den Wärmerückgewinnungsstufen (31 A, 31 B, 31 C) zugeordnet sind, und mit
wenigstens einer Kühlstufe (29) zur Kondensation des Destil lats, das in einem Behälter (33) aufgefangen wird,
wobei der genannte Heizeinlaß (18) zu dem Erhitzer (16) führt und der genannte Destillatauslaß (36) mit dem genannten Be hälter (33) verbunden ist.
daß der geregelte mehrstufige adiabatische Verdampfer (15) einen inneren Umlaufkreis (35) aufweist mit seriell verbundenen Wärmerückgewinnungsstufen (31 A, 31 B, 31 C) zur stufenweisen Erwärmung des Wassers,
einem Erhitzer (16) zur weiteren Erhitzung des Wassers,
seriell verbundenen Ausströmöffnungen (30 A, 30 B, 30 C, 30 D) zur stufenweisen geregelten Verdampfung des erhitzten Wassers, wo bei die Ausströmöffnungen den Wärmerückgewinnungsstufen (31 A, 31 B, 31 C) zugeordnet sind, und mit
wenigstens einer Kühlstufe (29) zur Kondensation des Destil lats, das in einem Behälter (33) aufgefangen wird,
wobei der genannte Heizeinlaß (18) zu dem Erhitzer (16) führt und der genannte Destillatauslaß (36) mit dem genannten Be hälter (33) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß ferner eine Meßeinheit (24) zur Kontrolle des Verunreini
gungsgehalts des Destillats, ein Ventil (25) in einer mit dem
Destillatauslaß (36) verbundenen Leitung (26) und eine Alarm
einheit (22) zur Abgabe eines Alarmsignals vorgesehen sind,
wobei das Ventil (25) und die Alarmeinheit (22) mit einem
Ausgang der Meßeinheit (24) verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß ferner eine Wasserbehandlungseinrichtung (23) zur Herab
setzung der Rohwasserverunreinigung umfassende Mittel zur
Speisung des inneren Umlaufkreises (35) des Verdampfers (15)
mit Rohwasser aus einem Kühlwasserauslaß (28) der genannten
wenigstens einen Kühlstufe (29) vorgesehen sind.
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