DE602646C

DE602646C - Circulation evaporator, especially for feed water

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Publication number: DE602646C
Application number: DEB150271D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-05-28
Filing date: 1931-05-28
Publication date: 1934-09-12

Description

Umlaufverdampfer, insbesondere für Speisewasser Es sind Umlaufverdampfer bekannt, bei welchen die umgewälzte Flüssigkeit durch ein beheiztes Rohrbündel herabrieselt.Circulation evaporators, especially for feed water They are circulation evaporators known, in which the circulated liquid trickles down through a heated tube bundle.

Es sind ferner Umlaufverdampfer bekannt, bei welchen die umlaufende Flüssigkeit überhitzt wird und bei Austritt derselben in den Entspannungsraum eine Dampfbildung erfolgt, so daß dann dieser Dampf als Kondensat gewonnen werden kann. There are also circulation evaporators known in which the circulating Liquid is overheated and when it escapes into the expansion space a Steam is formed so that this steam can then be obtained as condensate.

In beiden Fällen ist infolge der geringen Geschwindigkeit der Flüssigkeit im Heizkörper mit niedrigen Wärmeübertragungsziffern zu rechnen. Es sind also einerseits große Heizflächen erforderlich, und um das Wasser auf diese Heizflächen gleichmäßig zu verteilen, muß jedes einzelne Rohr eine düsenartige Einrichtung haben mit kleiner Öffnung, die sich dann aber leicht durch Kesselstein verstopft. Außerdem ist eine große Pumpenarbeit erfonderlich, da, wie bekannt, 30 bis 50 cbm Wasser stündlich umgewälzt werden müssen, um 1 cbm Wasser zu verdampfen. In both cases it is due to the low velocity of the liquid expect low heat transfer coefficients in the radiator. So there are on the one hand large heating surfaces are required, and to distribute the water evenly on these heating surfaces To distribute, each individual pipe must have a nozzle-like device with smaller Opening, which is then easily clogged with scale. Also is a Great pumping work is necessary because, as is known, 30 to 50 cbm of water per hour Must be circulated to evaporate 1 cbm of water.

Nach der Erfindung wird nun vor der eigentlichen Verdampferheizfläche die zu verdampfende Flüssigkeit gegebenenfalls unter Verwendung besonderen Zusatzdampfes fein zerteilt, so daß für gleichmäßige Verteilung dieses Dampfflüssigkeitsgemisches auf die einzelnen Rohre des Rohrbündels besondere Einrichtungen, die sich zusetzen, nicht erforderlich sind. According to the invention is now in front of the actual evaporator heating surface the liquid to be evaporated, if necessary using special additional steam finely divided, so that for even distribution of this vapor-liquid mixture on the individual tubes of the tube bundle special devices that clog, are not required.

Außerdem ist die Heizfläche und der Querschnitt des Verdampferrohrbündels so bemessen, daß durch das Volumen des bei der Beheizung sich bildenden Dampfes das Dampfflüssigkeitsgemisch eine hohe Geschwindigkeit annimmt. Gegebenenfalls kann besonderer Zusatzdampf vor dem Rohrbündel zugesetzt werden, der dann durch sein Volumen entsprechend den Querschnitten des Rohrbündels die verlangte hohe Geschwindigkeit herbeiführt. Dieser Zusatzdampf kann aber auch durch Entspannen gebildet werden, indem in die Umlaufleitung ein Oberflächenvorwärmer oder ein Mischvorwärmer eingebaut wird, der, mit Dampf beheizt, die umlaufende Flüssigkeit überhitzt, so daß beim Durchfluß durch eine Drosselstelle oder durch eine Düse eine Entspannung der umlaufenden Flüssigkeit und dabei die Bildung des Zusatzdampfes erfolgt, der nun wieder durch sein Volumen die Beschleunigung des Gemisches auf eine hohe Geschwindigkeit in dem zweiten beheizten Rohrbündel, also in der eigentlichen Verdampferheizfläche, bewirkt. Der Vorteil dieser neuen Einrichtung liegt darin, daß die Heizfläche des Verdampfers infolge der hohen Geschwindigkeit und der hohen Wärmeübertragungsziffer, die sich dabei ergeben, sehr klein sein kann; daß ferner bei den hohen Geschwindigkeiten Kesselsteinbildner sich in den Rohren nicht mehr absetzen können, da die hohe Dampf-und Wassergeschwindigkeit an der Heizfläche bereits reinigend wirkt, so daß ein einfaches und billiges Rohrbündel mit kleinen und dünnwandigen Heizrohren verwendet werden kann. Ferner wird die Umwälzpumpenarbeit verringert, da im Verdampferrohrbündel ein grol3er Teil der Umlaufflüssigkeit verdampft, also nicht nur das geringe Gewicht des bei der Entspannung entstehenden Dampfes als Kondensat gewonnen wird. In addition, the heating surface and the cross section of the evaporator tube bundle dimensioned so that by the volume of the steam forming during heating the steam-liquid mixture adopts a high velocity. If necessary, can Special additional steam can be added in front of the tube bundle, which will then be through Volume corresponding to the cross-section of the tube bundle the required high speed brings about. This additional steam can, however, also be formed by decompression, by installing a surface preheater or a mixing preheater in the circulation line is, which, heated with steam, overheats the circulating liquid, so that when Flow through a throttle or through a nozzle relaxation of the circumferential Liquid and thereby the formation of the additional steam takes place, which is now through again its volume accelerating the mixture to a high speed in the second heated tube bundle, so in the actual evaporator heating surface, causes. The advantage of this new device is that the heating surface of the evaporator due to the high speed and the high heat transfer coefficient, which result in this, can be very small; that further at the high speeds Scale builders can no longer settle in the pipes because of the high steam and The speed of water on the heating surface already has a cleaning effect, so that a simple and cheap tube bundles with small and thin-walled heating tubes can be used can. Furthermore, the work of the circulating pump is reduced, since there is a larger one in the evaporator tube bundle Part of the circulating liquid evaporates, so not just the low weight of the the expansion of the resulting steam is obtained as condensate.

In der Zeichnung sind in den Abb. I bis 3 drei verschiedene Ausführungsbeispiele einer im Sinne der Erfindung wirksamen Einrichtung dargestellt. In the drawing are in Figs. I to 3 three different embodiments shown a device effective within the meaning of the invention.

Abb. I zeigt ein Beispiel einfachster Form, in welchem der Grundgedanke veranschaulicht ist. Fig. I shows an example of the simplest form in which the basic idea is illustrated.

In einem zylindrischen Gefäß I>sind zwei Rohrböden 2 und 3 druckdicht eingesetzt, zwischen denen sich ein Rohrbündel 4 erstreckt. In a cylindrical vessel I> two tube sheets 2 and 3 are pressure-tight used, between which a tube bundle 4 extends.

Zwischen den einzelnen Rohren befinden sich sonach innerhalb des durch die Rohrböden 2 und 3 und den Behälter I umgrenzten Raumes freie Teile, die von dem durch die Leitung 5 zugeführten Heizdampf ausgefüllt werden. Between the individual tubes there are therefore within the by the tube sheets 2 and 3 and the container I bounded space free parts that be filled by the heating steam supplied through line 5.

Der Heizdampfzufluß wird durch das Ventil 6 geregelt, während durch die Leitung 7 das Kondensat iiber den Dampfwasserableiter 8 abfiießt. Der Behälter I ist an seinem oberen Ende durch den Deckel g und an seinem unteren Ende durch den trichterförmigen Boden 10 abgeschlossen. In den Deckel g mündet die Zuleitung 11 für die zu verdampfende Flüssigkeit. Durch einen Zerteilungskopf I2 wird die Flüssigkeit den Rohren 4 zugeführt. Die Flüssigkeit wird sonach auf die Rohre gleichmäßig verteilt, die durch den Heizdampf beheizt sind und in denen sonach die Dampfbildung im Sinne der Erfindung durchgeführt wird. Durch den Dampf, der sich bei der sofort beginnenden Verdampfung bildet, wird infolge der Bemessung des Querschnittes des Rohrbündels eine hohe Geschwindigkeit des Flüssigkeitsgemisches erreicht. Dabei kann durch an sich bekannte Nilittel, beispielsweise Wirbelstreifen, noch dafür gesorgt werden, daß die zu verdampfende Flüssigkeit der Rohrwandung, also der Heizfläche, besonders zugeführt wird. The heating steam flow is regulated by the valve 6, while by line 7, the condensate flows off via steam water drain 8. The container I is through the lid g at its upper end and through at its lower end the funnel-shaped bottom 10 completed. The supply line opens into the cover g 11 for the liquid to be evaporated. With a splitting head I2, the Liquid supplied to the tubes 4. The liquid is therefore evenly distributed over the pipes distributed, which are heated by the heating steam and in which the steam is generated is carried out within the meaning of the invention. Due to the steam that comes out immediately incipient evaporation is formed as a result of the dimensioning of the cross-section of the Tube bundle reaches a high speed of the liquid mixture. Included can still be for this by means of Nilittel known per se, for example vertebral stripes care must be taken that the liquid to be evaporated from the pipe wall, i.e. the heating surface, is specially fed.

Unterhalb der Wand 2 befindet sich der Auslaß 13 für den erzeugten Brüdendampf. Below the wall 2 is the outlet 13 for the generated Exhaust steam.

Die nicht verdampfte Flüssigkeit sammelt sich im Boden I0 des Behälters; der sich absetzende Schlamm u. dgl. kann durch die Leitung I4 abgezogen werden.The non-evaporated liquid collects in the bottom I0 of the container; the settling sludge and the like can be drawn off through line I4.

Um die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit weiter zu erhöhen, kann ferner oberhalb des Zerteilungskopfes 12 an die Leitung 1I noch eine Dampfleitung 15 über ein Absperrventil I6 angeschlossen sein, nach dessen öffnen sonach ein Dampfflüssigkeitsgemisch durch den Kopf 12 ausströmt. To further increase the flow rate of the liquid, A steam line can also be connected to the line 1I above the dividing head 12 15 must be connected via a shut-off valve I6, after which a steam-liquid mixture is opened flows out through the head 12.

Die nicht verdampfte Flüssigkeit wird aus dem Boden 10 durch eine Leitung I7 und eine in diese geschaltete Umlaufpumpe 18 der Leitung II zugeführt, so daß auf diese Weise eine Behandlung der Flüssigkeit im Kreislauf erfolgt. The non-evaporated liquid is from the bottom 10 through a Line I7 and a circulation pump 18 connected to it are fed to line II, so that in this way a treatment of the liquid takes place in the circuit.

Im Falle der Abb. 2 findet sich das Wesentliche der Einrichtung nach Abb. 1 wieder, nur ist die Einrichtung nach verschiedenen Richtungen hin noch vervollständigt. Soweit die Einzelteile in ihrer Wirksamkeit mit denwenigen der Abb. I übereinstimmen, sind sie mit entsprechend gleichen Bezugszeichen versehen. Vor dem in diesem Falle waagerecht angeordneten Behälter I mit dem Rohrbündel 4 ist eine Vorkammer 19 und vor diese wiederum ein Mischvorwärmer 20, der in bekannter Weise gleichzeitig als Reiniger für die zu behandelnde Flüssigkeit dienen kann. In the case of Fig. 2, the essentials of the facility can be found Fig. 1 again, only the device is still completed in different directions. Insofar as the individual parts correspond in their effectiveness to the few in Fig. I, they are provided with the same reference numerals. Before that in this case horizontally arranged container I with the tube bundle 4 is an antechamber 19 and in front of this in turn a mixing preheater 20, which in a known manner at the same time as Cleaner can serve for the liquid to be treated.

In dem Vorwärmer sind waagerecht angeordnete Rieselbleche 2.1 und 22 angeordnet. Die zu behandelnde Flüssigkeit tritt wiederum durch die Leitung II und den Zerteilungskopf I2 in den Vorwärmer 20. Sie sammelt sich im unteren Teil des Vorwärmers, dessen Boden 23 wiederum trichterartig sich verjüngend in eine Abführungsleitung 24 für Schlamm und Lauge endigt. Die zu behandelnde Flüssigkeit gelangt weiter durch die Leitung 25 iiber ein Absperrventil 26 in eine in die Vorkammer 19 hineinreichende Leitung 27, die mit Düsen 28 besetzt ist. Durch diese Düsen erfolgt eine Entspannung der Flüssigkeit, wodurch die Dampfbildung bereits eingeleitet wird. In Form eines Dampfflüssigkeitsgemisches gelangt das zu verdampfende Mittel nunmehr in das beheizte Rohrbündel 4.In the preheater are horizontally arranged trickle plates 2.1 and 22 arranged. The liquid to be treated in turn passes through line II and the dividing head I2 in the preheater 20. It collects in the lower part of the preheater, the bottom 23 of which in turn tapers like a funnel into a discharge line 24 for sludge and lye ends. The liquid to be treated continues to pass through the line 25 via a shut-off valve 26 into one extending into the antechamber 19 Line 27, which is occupied with nozzles 28. Relaxation takes place through these nozzles the liquid, whereby the vapor formation is already initiated. In form of In the steam-liquid mixture, the agent to be evaporated now passes into the heated one Tube bundle 4.

Die nicht mitgerissene Flüssigkeit sammelt sich im unteren Teil der Vorkammer I9, deren kegelförmig gestalteter Boden 29 zur Aufnahme einer Leitung 30 dient, in welche nach Durchtritt durch eine Abscheidungshaube 3' die Flüssigkeit zur erneuten Behandlung einer Umlaufleitung I7 im Sinne der Abb. 1 zugeführt wird, die also dafür sorgt, daß die Flüssigkeit erneut behandelt werden kann. Die sich im Grunde der Vorkammer 19 absetzenden Bestandteile können wiederum durch eine Leitung 14 abgezogen werden, die mit einem Abschlußventil 32 versehen ist. Zur Entlüftung der Vorkammer 19 ist an ihrem oberen Ende eine Leitung 33 mit einem Absperrglied 34 angeschlossen. The liquid that is not entrained collects in the lower part of the Antechamber I9, the conical bottom 29 of which is designed to accommodate a line 30 is used, in which after passing through a separation hood 3 'the liquid is fed to a circulation line I7 in the sense of Fig. 1 for re-treatment, which therefore ensures that the liquid can be treated again. Which Basically the antechamber 19 settling components can turn through a line 14, which is provided with a shut-off valve 32. For ventilation the antechamber 19 is at its upper end a line 33 with a shut-off member 34 connected.

Der Heizdampf wird dem Behälter I wieder durch die Leitung 5 zugeführt. Er verläßt sie durch die Leitung 35, die zum Mischvorwärmer 20 führt. The heating steam is fed back to the container I through the line 5. It leaves it through line 35 which leads to mixer preheater 20.

Der durch die Leitung I3 abziehende Brüdendampf gelangt in diesem Falle noch durch einen Abscheider 36 und verläßt ihn durch den Stutzen 37. Die abgeschiedene Flüssigkeit wird durch eine Leitung 38 der Umlaufleitung I7 zugeführt. The exhaust vapor drawn off through line I3 arrives in this Still falls through a separator 36 and leaves it through the nozzle 37. The separated liquid is through a line 38 of the circulation line I7 fed.

Im Falle der Abb. 3 ist der Behälter I senkrecht angeordnet und mit einer senkrechten Scheidewand 39 versehen, durch welche der durch die Leitung 5 zuströmende Heizdampf genötigt wird, eine Umkehrbewegung zu vollführen. Der Behälter reicht außerdem in einen zweiten Behälter 40 hinein, und in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen beiden Behältern ist ein Dampfreiniger 41 angeordnet, welchem der Dampf nach Durchgang durch das Rohrbündel 4 zugeführt wird. Die nicht verdampfte Flüssigkeit sammelt sich wiederum in dem Bodenteil 42 des Behälters 40. Der Spiegel dieser Flüssigkeit wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch einen bekannten Flüssigkeitsstandregler +3 beherrscht, der mittels eines Anschiußstückes 44 an die Zuflußleitung II angeschlossen ist, die weiter in die Umlaufleitung I7 mündet. Die zu behandelnde Flüssigkeit wird einem Oberflächenvorwärmer 45 zugeführt, der seinerseits mittels einer vom Behälter I ausgehenden Leitung 46 den nötigen Heizdampf für'sein Rohrbündel 47 erhält, während die Heizkondensatabführung durch die Leitung 48 erfolgt. In the case of Fig. 3, the container I is arranged vertically and with a vertical partition 39, through which the through line 5 incoming heating steam is forced to perform a reverse movement. The container also extends into a second container 40, and into the annular space A steam cleaner 41 is arranged between the two containers, which the steam is supplied after passage through the tube bundle 4. The liquid that has not evaporated again collects in the bottom part 42 of the container 40. The level of this liquid is according to this embodiment by a known liquid level regulator +3, which is connected to the inflow line II by means of a connecting piece 44 is, which continues into the circulation line I7. The liquid to be treated will fed to a surface preheater 45, which in turn by means of one of the container I outgoing line 46 receives the necessary heating steam for its tube bundle 47 while the heating condensate is discharged through line 48.

Vom Vorwärmer 45 aus gelangt die Flüssigkeit durch die Leitung 49 über eine Drosselstelle 50 in den Zerteilungskopf I2, wobei durch die Drosselstelle 50 für Entspannung gesorgt wird und die Dampfbildung erfolgt, durch die eine hohe Strömungsgeschwindigkeit im Rohrbündel 4 erreicht wird. Die weitere Behandlung des Dampfflüssigkeitsgemisches erfolgt in bereits erwähnter Weise. The liquid passes from the preheater 45 through the line 49 via a throttle point 50 into the splitting head I2, whereby through the throttle point 50 is provided for relaxation and the steam is generated, through which a high Flow rate in the tube bundle 4 is reached. Further treatment of the Steam-liquid mixture takes place in the manner already mentioned.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Circulation evaporator, especially for feed water, in which the liquid to be evaporated is finely divided by a heated Tube bundle is guided, characterized in that the division of the liquid, if necessary using special additional steam, in one in front of the tube bundle (4) arranged antechamber (I9) takes place, and that the heating surface and the cross-sections of the tube bundle (4) are dimensioned such that by the volume of the heating steam that forms, the steam-liquid mixture adopts a high speed.

2. Circulation evaporator according to claim I, characterized in that a throttle point before the entry of the circulation line (49) into the antechamber (I9) (50) is provided to superheat the additional steam by relaxing the circulating To form liquid.