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Verfahren und Vorrichtung zur Verdampfung von Verkrustungen bildenden
Flüssigkeiten in Verdampfungs anlagen
Bei der Verdampfung von Verkrtistungen bilden
den Flüssigkeiten in Verdampfungsanlagen, die mit zwei Kanalsystemen versehene indirekte
Wärmeaustauscher enthalten, in denen die Flüssigkeit durch das eine Kanalsystem
gefördert und dabei durch in dem anderen Kanalsystem kondensierten Dampf erhitzt
wird, ist es bekannt, durch sogenannten Kanaiwechsel die Strömungswege der beiden
wärmeaustauschenden Medien durch die Wärmeaustauscher periodisch zu wechseln. Dadurch
wird erreicht, daß die während einer bestimmten Periode mit der Verkrustungen bildenden
Flüssigkeit berührten Wärmeflächen, des Wärmeaustauschers während der darauffolgenden
Periode dadurch vom Heizdampf anfallendes Kondensat reingespült werden.
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Es ist ferner bekannt, im Zusammenhang mit einem derartigen Kanalwechsel
eine Verbesserung des Reinspüleffektes dadurch zu erzielen, daß ausgefälltes Kondensat
im Kreislauf über die vom Heizdampf berührten Wärmeflächen zum Strömen gebracht
wird.
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In der Praxis bat es sich jedoch gezeigt, daß nicht nur die genannten
Wärmeflächen, sondern auch andere Flächen, die zu den außerhalb des Wärmeaustauschers
belegenen, in der Anlage befindlichen Elementen und Apparaten gehören und die mit
der Verkrustungen. bildenden Flüssigkeit
in Berührung kommen, eine
solche den Betrieb stark störende Belegung mit Verkrustungen erhalten können, insbesondere
wenn diese Flächen durch stets neu zugeführte Flüssigkeit. überströmt werden.
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Beispiele solcher Elemente und Apparate sind Ventile, Rohrleitungen
und Pumpen, durch die die Flüssigkeit gefördert wird, durch däs Kondensat erhitzte
Vorwärmer für die Flüssigkeit, Dampf-und Flüssigkeitsabscheider sowie Niveaugefäße.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum periodischen
Reinspülen auch solcher Elemente dieser Art. Das Verfahren ist in erster Linie dadurch
gekennzeichnet, daß die wärmeaustauschenden Medien wenigstens im wesentlichen gleichzeitig
mit dem genannten Kanalwechsel dazu gebracht werden, ihre Strömungswege gegenseitig
auch außerhalb der genannten Wärmeaustauscher zu wechseln, so daß das Kondensat
vom Heizdampf derartige, während der vorangehenden Periode von der strömenden, verkrustungsbildenden
Flüssigkeit berührten Flächen wenigstens des größten Teiles der übrigen Elemente
der Verdamp fungs anlage, wie Vo'rwärmer, Pumpen, Ventile, Gefäße verschiedener
Art sowie Verbindungsleitungen, bestreicht. Die Erfindung betrifft auch eine zur
Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung.
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Die Erfindung soll an Hand einiger in den Zeichzungen dargestellten.
Ausführungsformen n;äher beschrieben werden.
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Fig. 1 zeigt einen dampferhitzten; Wärmeaustauscher, der mit einem
Rohr und Ventil system zur Erzielung des Kanalwechsels versehen ist; Fig. 2 ist
ein Schnitt durch dieselbe Vorrichtunig nach der Linie II-II in, Fig. I; Fig. 3
ist ein Schnitt durch den Wärmeaustauscher nach der Lin,ie III-III in Fig. I; Fig.
4 ist ein Schnitt durch den Wärmeaustauscher nach der Linie IV-IV in Fig. I; Fig.
5 ist ein Querschnitt durch eine Ausführungsform einer Düse zur Zerstäubung von
Konr densat; Fig. 6 zeigt schematisch eine einstufige für Kanal-Wechsel ausgebildete
Verdampfungsanlage; Fig. 7 zeigt schematisch eine für Kanalwechsel eingerichtete
dreistufige Verdampfungsanlage, und Fig. 8 zeigt dieselbe Anlage wie Fig. 7, jedoch
mit dem Wechselventilsystem, umgestellt für Kanalwechsel.
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Wie aus den Fig. I bis 6 h'ervorgeht, bestehe der Wärmeaustauscher
I aus einer Anzahl paralleler Wärmeübertragungswände 2, die zwischen. zwei Seitenwänden
3 gleichmäßig verteilt sind. Zusammen mit den Seitenwänden 3 und den Leisten 4 bilden
die Wände 2 ein System gleichförmiger, pa.r alleler Kanäle 12 und I2a Oberhalb-
und unterhalb der oberen bzw. unteren Enden der Leisten 4 erstrecken sich die Wände
2 V-förmig, so daß diese Wände oben und unten mit schrägen Kanten 5, 5a, 5b und
5c abschließen. Jeder Kanal ist längs seiner einen unteren schrägen Kante, z. B.
die Kanäle 12 längs der linken Kante 5«, durch eine Leiste 6a und in gleicher Weise
längs einer seiner oberen schrägen Kante, z. B. der gleiche Kanal längs ebenfalls
der linken Kante 5C mittels einer Leiste 6b, geschlossen. Benachbarte Kanäle I2a
sind in gleicher Weise längs der rechten Kanten 5 bzw. 5b geschlossen. Auf diese
Weise sind benachbarte Kanäle an jedem Ende abwechselnd nach rechts und nach links
offen;. Esi bilden sich somit zwei Gruppen von Kanälen, von denen die eine Gruppe
nach der linken Seite und die andere nach der rechten. Seite offen ist. Deckel 7,
die nach beiden Seiten durch eine Verlängerung der Seitenwände 3 abgeschlossen sind,
schließen Kammern 8, 8a, 8b und 8c sowohl über den oberen wie den, unteren Öffnungen
der Kanäle 12 und 12a ein. Die linken Kammern 8a und 8c verbinden die Kanäle 12a,
während die rechten Kammern 8 und 8b die Kanäle I2 verbinden. Es geht daraus hervor,
daß die linken, Kammern 8a und 8c miteinander durch Kanäle 12a in Verbindung stehen,
während die rechten Kammern 8 und 8b miteinander durch die Kanäle I2 verbunden sind.
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Die Verkrustungen bildende Flüssigkeit strömt durch die Leitung 9
ein und von diese während einer bestimmten Periode beispielsweise durch das Ventil
10 und den Einlaß II, wobei sie durch die Kanäle I2. gefördert und dabei erhitzt
wird, worauf sie in erhitztem, gegebenenfalls kochendem Zustand zusammen, mit dem
aus der Flüssigkeit gebildeten Dampf durch den Abzug I3, die Rohrleitung 45, das
Ventil 14 und die Leitung 15 weggeleitet wird.
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Durch das Ventil I6, die Leitungen I7 und I8, das Ventil 19a, das
Rohr 46a und den Einlaß t3a wird Zeizdampf in die Kanäle 12a eingeführt, in denen
er unter Wärmeaustausch mit der Verkrustungen bildenden Flüssigkeit in den Kanälen
12 kondensiert. Das Kondensat wird durch den Auslaß 11a, das Ventil 2,3a, die Leitung
20, die Schwimmerkammer 21, die Leitung 22, das Ventil 23, die Pumpe 24, die Leitungen
25 und' de'n durch das Drosselventil 27 geregelten Auslaß 26 weggeleitet.
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Das Drosselventil wird vom Schwimmer 28 und dem Hebelarmsystem 29
betätigt, so daß est bei steigendem Kondensatn,iveau in der Schwimmerkammer 2I geöffnet
wird. Von dieser kann das Kondensat auch unmittelbar nach der Leitung 26 durch das
Rohr 30 und das Ventil 31 gefördert werden.
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Beim Übergang zur nächsten Periode werden, die Strömungswege der
beiden wärmeaustauschenden Medien gegenseitig gewechselt, so daß die Verkrustungen
bildende Flüssigkeit in die Kanäle 12a durch das Ventil IOa zugeführt und von diesen
Kanälen durch den früheren Abzug für Heizdampf 13a, das Rohr 45a und das ventil
14a abgeführt wird, während der Heizdampf den Kanälen I2 durch das Ventil I9, das
Rohr 46 und den früheren Abzug I3 für die Flüssigkeit zugeführt wird'. Das Kondensat
wird durch den früheren Einlaß 11 für die Flüssigkeit und das Ventil 23 weggeleitet,
das dabei gemäß der Erfindung von. etwaigen durch Berührung mit der Verkrustungen
bildenden Flüssigkeit während der vorangegangenen Periode gebildeten Verkrustungen
reingespült wird.
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Das vom Wärmeaustauscher weggeleitete Kondensat wird im Kreislauf
durch die jeweils Heiz-
dampf führenden Kanäle I2 oder I2a durch
die Pumpe 24, die Leitung 25 sowie entweder das Ventil 33 und die Leitung 32 oder
das Ventil 33a und die Leitung 32a zum Verteilerrohr 34 bzw. 34a gefördert, wodurch,
wie oben erwähnt, ein verbesserter Spüleffekt auf den Wärmeflächen des Wärmeaustauschers
in bekannter Weise erhalten wird.
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Gemäß der Erfindung wird weiterhin das obere Rohr- und Ventilsystem,
durch das die Flüssigkeit vom Wärmeanstauscher weggeleitet und Heizdampf ihm zugeführt
wird, auch mit Kondensat bespült, was in folgender Weise geschieht: Die Verteilerrohre
34 und 34a, die an ihren Enden 35 bzw.
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35a geschlossen sind, besitzen eine Anzahl Düsen 36 zur Zerstäubung
des Kondensats. Der Hauptteil dieser Düsen richtet das Kondensat nach den Wärmeflächen,
während eine von ihnen an jedem Verteilerrohr den Kondensatstrahl in, den Einlaß
oder Auslaß I3 bzw. I3a richtet. Leitungen 44 und 44a sind von der Leitung 25 abgezweigt
und stehen mit den Verteilerrohren 42. 42a, 43 und 43a in Verbindung, die in die
Rohre 45, 45a, 46 bzw. 46a einmünden und mit Düsen 36 zum Hereinspülen von Kondensat
in die genannten Rohre und auf die Ventile I4, 14a, 19 und 192 versehen sind. Jede
Leitung 44 und 442 besitzt ein Ventil 47, 472, so daß das Kondensat den Elementen
der einen oder der anderen Seite zugeführt werden kann, je nachdem, welche Seite
jeweils Heizdampf führt. Es ist offenbar, daß man auf diese Weise eine völlige Kondensatbespülung
sämtlicher Elemente des gegenannten oberen Rohr- und Ventil systems erzielen kann.
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Eine Ausführungsform der Düse 36 ist in Fig. 5 dargestellt. Der Düsenkörper
41 besitzt eine schraubenförmige Führungsfläche 40, durch deren Wirkung das Kondensat
durch die Öffnung 412 in Form eines Kegels mit mehr oder minder feinen Tropfen zerstäubt
wird. Der Düsenkörper 2,I ist in das Verteilerrohr, hier die Leitung 34, eingeschraubt.
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Alternativ kann der Heizdampf in das System durch das Ventil 37 und
den Injektor 38 eingeführt werden und somit durch Saugwirkung den Umlauf des Kondensats
herbeiführen. Auf diese Weise wird das Kondensat von der Leitung 25 durch das Ventil
39 und den Injektor 38 dem oberen, Rohr-und Ventilsystem durch die Leitung I8 mit
dem Heizdampf innig gemischt zugeführt und mit diesem zur Berührung mit allen vom
Dampf berührten Flächen gefördert, um Verkrustungen auf diesen aufzulösen. In diesem
Fall kann der Injektor somit sowohl die Pumpe wie die Verteilerorgane gemäß der
vorangegangenen Beschreibung ersetzen.
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Fig. 6 zeigt eine Anlage zur Verdampfung von Verkrustungen bildender
Flüssigkeit unter Anwendung des Kanalwechselprinzips mit einem Wärmeaustauscher
I, der an doppelte Dampf- und Flüssigkeitsabscheider 48 und 48a zur Abscheidung
des aus der im Wärmeaustauscher erhitzten Flüssigkeit gebildeten Dampfes angeschlossen
ist. Diese Verdoppelung des Abscheiders und anderer Elemente beruht auf dem Wunsch,
derartige Elemente ebenfalls periodisch mit Kondensat reinigen zu können. Die Flüssigkeit
wird durch die Leitung 49 mittels der Pumpe 50 zugeführt und kann von dieser entweder
durch eine der Leitungen 51 und 51a nach dem Wärmeaustauscher I unmittelbar zu seinem
Oberteil durch eine der Leitungen 69 und 69a und indirekt zum Unterteil durch eine
der Leitungen 7I und 71a, die Abscheider 48, 48a, die Leitungen 58, 58a, die Schwimmerkammern
59, gga und die Leitungen 74 und 74n gefördert werden. Die Regelungsventile 52 und
52a sind in en Leitungen 51 bzw. gIa zum Wechsel des Strömungsweges der Flüssigkeit
vorgesehen. Heizda.mpf wird dem Wärmeanstauscher von der Leitung 53 entweder über
das Ventil 55 oder 55a in den Leitungen 54, 542> durch die Abscheider 48 oder
48a und das Rohr 13. oder I3a zugeführt, das zu den Kammern 8b bzw. 8c des Wärmeaustauschers
führt. Die erhitzte Flüssigkeit und der Dampf aus dieser werden von den Kanälen
im Wärmeaustauscher, denen sie zugeführt wolrden sind, durch das Rohr 132 oder I3
nach dem Abscheider 482 bzw. 48 weggeleitet, in denen der Dampf von der Flüssigkeit
abgeschieden wird und durch das Ventil 56a bzw. 56 abgeht. Die im unteren Teil des
Abscheiders 48, 482 gesammelte Flüssigkeit läuft durch das Rohr 58 oder 58a, die
Schwimmerkammer 59 oder 59a, die Leitungen 74 oder 74a im Kreislauf zurück und wird
inl die untere Kammer 8 bzw. 82 des Wärmeaustauschers eingeleitet.
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In dem in Fig. 6 gezeigten Zeitpunkt läuft die Flüssigkeit über den
Weg 13, 48, 58, 59 und 7, und der Heizdampf wird durch die Elemente 54a, 55a, 48a
und I3a zugeführt, wobei sein Kondensat von der Kammer 8a zur Schwimmerkammer gga
abgeht.
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Die Schwimmerkammer 59 ist mit Flüssigkeit gefüllt, und das Flüssigkeitsniveau
im Abscheider 48 ist genügend hoch, um den Schwimmer 60 betätigen zu können, der
über das Hebelarmsystem 6I das Ventil 62 derart beeinflußt, daß der Flüssigkeitsstrom
zum Wärmeaustauscher selbsttätig in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand im Abscheider
48 geregelt wird. Verdampfte Flüssigkeit kann. aus der Anlage von der Schwimmerkammer
59 durch die Rohre 63 und 64 in einer durch das Ventil 65 geregelten Menge abgezapft
werden. Das vom Schwimmer 67 in der völlig gefüllten Schwimmerkammer 59 betätigte
Ventil 66 ist offen, und das Ventil 68 in der Umlaufsleitung ist geschlossen.
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Das Kondensat in der Kammer gga wird durch die Pumpe 70a, das Ventil
682 und die Leitung 69a teils zur Kammer 8c zur Erhöhung des Spüleffektes im Wärmeaustauscher
in bekannter Weise, teils durch die Leitungen 512 und 71a durch die Düsen 722, 732
gefordert, um nach der Erfindung von diesen teils über die inneren Wandflächen des
Abscheiders 48a zumindest in einer dem Flüssigkeitsstand im Abscheider 48 entsprechenden
Höhe, teils in das Rohr 13a zerstäubt zu werden. Die Ventile 52n und 62n sind geschlossen,
das letztere wird vom Schwimmer 60a betätigt, der sich frei in der untersten Lage
befindet. Das derart geförderte Kondensat strömt darauf nach dem Niveaugefäß. 5
ga durch die Rohre 742
bzw. 58 zurück und läuft auf diese Weise
um.
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Kondensat, das der durch die ständige Neukondensierung von Heizdampf
gebildeten Menge entspricht, wird dabei aus dem System durch das vom Schwimmer 67a
betätigte Ventil 66a, die Leitung 64a und das offene Ventil 65a automatisch abgelietet.
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Die Flüssigkeit wird dem System von der Leitung 51 teils durch die
leitung 69 und die Düsen 36 in der Kammer 8b, teils durch die Leitung 7r und die
Düsen 72 und 73 zugeführt. Während der nächsten Periode werden diese Düsen voni
Kondensat durchströmt, und dadurch, daß sie auf diese Weise stets von einem Medium
durchströmt werden, wird vermieden, daß sie während der Periode, während der sie
nicht von Kondensat durchströmt werden, durch in ihnen angesammelte Flüssigkeit
verstopft werden können.
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In Fig. 6 der Zeichnung sind die doppelten Elemente mit demselben
Bezugszeichen bezeichnet, aber das eine Element jeder Gruppe besitzt außerdem den
Index . Wenn die Strömungswege der Flüssigkeit einerseits und des Heizdampfes und
seines Kondensats anderseits gegenseitig wechseln, werden sämtliche doppelten Elemente,
die ohne index bezeichnet sind, statt entsprechender mit dem index a bezeichneten
Elemente vom Kondensat durchspült und gewaschen und umgekehrt beim nächsten Wechsel.
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Diese periodische Reinigung der außerhalb der eigentlichen Wärmeaustauscher
vorgesehenen Elemente ist von besonders großer Bedeutung bei Anlagen, die aus einer
Anzahl Verfampfungsstufen bestehen, in denen sowohl Heizdampf wie Flüssigkeit von
Stufe zu Stufe gefördert werden soll. Es ist z. B. offenbar, daß, wenn die Belegungen
eine erhebliche Verringerung der Durchströmflächen der dampfleitenden Elemente hervorgerufen
haben, ein großer Teil des gesamten verfügbaren Druckgefälles der Anlage zwischen
den Stufen verlorengeht, so daß die Kapazität herabgesetzt wird, oder daß, wenn
ein großer Teil der vielen in einer solchen Anlage erforderlichen Ventile und Pumpen
mit Verkrustungen derart belegt worden ist, daß sie nicht befriedigt arbeiten können,
dies für die Arbeitsweise der gesamten Anlage verhängnisvoll werden kann. Eine verringerte
Kapazität kann auch dadurch hervorgerufen werden, daß die Wärmeflächen der beispielsweise
zwischen den Stufen eingeschalteten Wärmeanstauscher mit Verkrustungen belegt werden.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen eine für Kanalwechsel ausgebildete dreistufige
Verdampfungsanlage, bei der gemäß der Erfindung sämtliche in der Anlage befindlichen,
aber außerhalb der Wärmeanstauscher der einzelnen Stufen vorgesehenen Elemente während
einer Periode (Fig. 7) von; der verkrustungsbildenden Flüssigkeit und während der
darauffolgenden Periode (Fig. 8) vom Kondensat durch strömt werden.
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Drei dampferhitzte Wärmeaustauscher 101, 102 und 103 gehören zu je
einer der drei Stufen und enthalten je zwei Kanäle 101a, 101b, 102a, 102b sowie
103a, 103b, durch die Flüssigkeit oder kondensierender Heizdampf in der oben bezüglich
der Kanäle 12 und 12a beschriebenen Weise geleitet wird. Zwischen benachbarten Wärmeaustauschern
101, 102 sowie 102, 103 sind Behälter 104, 105 angeordnet, von denen jeder in zwei
Kammern 104a, 104b und 105a, 105b aufgeteilt ist, die durch wischenwände 106, 107
voneinander getrennt sind, über anderen Oberkanten Kanäle 108, 109 benachbarte Kammern
jedes Behälters verbinden.
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Im Anschluß an die Wärmeaustauscher 101 und 103 sind auch zwei behälter
110, 111 angeordnet, die die Kammern' IIOa bzw. IIIb einschließen. Die Kanäle 101a,
102a und 103a sind oben an den Oberteilen der benachbarten Kammer 110a, 104a bzw.
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105a durch Kopfanschlüsse 112a, 113a, 114a und an dem Bodenteil der
Kammer durch Bodenanschlüsse 115a, 116a, 117a, 118a sowie 119a, 120a angeschlossen.
In gleicher Weise sind die Kanäle 101b, 102b und 103b an die benachbarte Kammer
104b, 105b 111b durch Kopfanschlüsse 112b, 113b und 114b und durch Bodenanschlüsse
115b, 116b, 117b, 118b sowie 119b und I20b angeschlossen.
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Jede Kammer besitzt einen Einlaß für die Verkrustungen bildende Flüssigkeit
bzw. für das Kondensat 1212, I2Ib, 1222, I22b, I23a bzw. I23b. Jeder solcher Einlaß
mündet in die entsprechende Kammer und besitzt eine oder mehrere Verteilungsvorrichtungen
I24 zur Verteilung der Flüssigkeit oder des Kondensats über die innere Wandfläche
der Kammer und in deren Kopfanschluß an den entsprechenden Wärmeaustauscher ein.
Jeder Einlaß ist mit Regelventilen 125a, 125b, 126a, 126b, 127a bzw. 127b versehen,
die in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand in der entsprechenden, Kammer der art
geöffnet und geschlossen werden, daß das Ventil durch die Wirkung eines Schwimmers
128 bei steigendem Niveau schließt und bei fallendem Niveau öffnet. An jeden Bodenanschluß
zwischen den Kanälen jedes Wärmeaustauschers und der an diesen angeschlossenen Kammer
ist eine Schwimmerkammer 129a, 129b, 130a, 130b, 131a bzw. I3Ib angeschlossen, die
mit dem Flüssigkeits; oder Kondensateird'aß in diese Kammer durch ein Leitungssystem
in Verbindung steht, das die Kanäle 132a, 132b, 133a, 133b, 134a sowie 134b, die
Leitungen 135a, 135b, 136a, 136b, 137a sowie 137b, die Ventile 138a, 138b, 139a,
139b, 140a und 140b umfaßt. Zusammen mit diesem Einlaß, den Bodenanschlüssen und
der Schwimmerkammer bildet dieses Leitungssystem ein Kreislaufsystem, durch das
z. B. Kondensat vom Wärmeaustauscher durch eine an seine Kondensierungsseite angeschlolssene
Kammer wieder in den Kreislauf gesetzt werden kann. Flüssigkeit kann von jedem solchen
Kreislaufsystem durch die Regelventile 141a, 141b, 142a, 142b, I43a bzw. I43b nach
dem entsprechenden Kammereinlaß der benachbarten Stufe durch die Leitungen 145a,
146a, I46b, I479 oder nach einen Auslaß von der Verdampfungsanlage durch die Leitungen
147a, 145b weggeleitet werden. Die Leitungen 145a, 146b sowie 146a und 147b sind
an Vorwärmer I48 bzw. I49 angeschlossen. Jedes der Regelventile I4ta bis I439 wird
von einem Schwim-
mer I44 derart betätigt, daß dieser den Auslaß
von dem entsprechenden Kreislaufsystem in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand in
der zugehörigen Schwimmerkammer regelt, wobei das Ventil bei steigendem bzw. fallendem
Niveau öffnet bzw. schließt. Heizdampf wird der Anlage durch den Einlaß I50 und
darauf durch das Ventil I5Ia und die Leitung I52a oder durch das Ventil I5Ib und
die Leitung I52b zugeführt, während Dampf von der verdampften Flüssigkeit von der
Anlage durch den Abzug 154 auf zwei Wegen abgeht, nämlich durch die Leitung I52b
und das Ventil I53b, wenn der Heizdampf durch die Leitung 152a zugeführt wird, oder
durch die Leitung I42a und das Vene til 153% wenn der Heizdampf durch die Leitung
I52b zugeführt wird. Die Verkrustungen bildende Flüssigkeit wird der Anlage durch
den Einlaß I55 und von diesem durch das Ventil I56b und die Einlaßleitung I23b oder
durch das Ventil 1 56a und die Einlaßleitung I2Ia zugeführt. Die in der Anlage konzentrierte
Flüssigkeit kann auf zwei verschiedenen Wegen abgelassen werden, nämlich durch die
Leitungen I45b und den Auslaß I57b über das Ventil 158b oder durch die Leitung I47a
bzw. den Auslaß 157a über das Ventil 158a, während vom Heizdampf in der Anlage gebildetes
Kondensat durch die Leitung I47a und das Ventil 159a oder durch die Leitung 145b
bzw. das Ventil 159b nach dem Ablauf I60 abgelassen wird.
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Bei der in Fig. 7 gezeigten Stellung der Ventile arbeitet die Anlage
in folgender Weise: Die zu verdampfenide Flüssigkeit wird dem System durch den Einlaß
155, das Ventil I56b sowie bei geschlossenen Ventilen I62 und I40 durch die Einlaßleitung
I23b unmittelbar der Kammer II 1b zugeführt und von dieser durch die Anschlüsse
II9b und I20b nach dem Kanalsystem 103b im Wärmeaustauscher 103 geleitet. Die Flüssigkeitszufuhr
erfolgt, bis die Flüssigkeit in der KammerIIIb genügende Höhe erreicht hat, so daß
der Schwimmer I2& das Regelventil I2'7b schließen kann. Die Schwimmerkammer
131b wird dabei völlig gefüllt, wobei das Ventil I43b in völlig offener Stellung
durch dem Schwimmer I44 in dieser Kammer gehalten wird, so daß die Pumpe I34 die
Flüssigkeit durch die Leitungen I37b, I47b und den Vorwärmer I491 zum Einlaß I22&
fördern kann. Bei geschlossenem Ventil I3gb führt der Einlaß 122b die Flüssigkeit
nach dem Kanal Io2b des Wärmeaustauschers 102 und die an diesen angeschlossenen
Kammern Iosb und 130b, in gleicher Weise, wie dem Kanal 103b sowie den Kammerru
IIIb und I31b Flüssigkeit durch den Ein, laß I23b zugeführt wurde. In gleicher Weise
wird auch dem Kanal IoIb mit entsprechenden Kammern und Verbindungsleitungen Flüssigkeit
vonl der Schwimmerkammer 130b mittels der Pumpe I33b durch die Leitung I36b, das
Ventil I42b, die Leitung I46b, den Vorwärmer 148 und den Einlaß 121b bei geschlossenem
Ventil I38b zugeführt. Von der Schwimmerkammer 129b wird konzentrierte Flüssigkeit
vom System mittels der Pumpe I32b durch die Leitung I35b, das Ventil 141b, die Leitung
145b, das Auslaßbentil 158b und den Auslaß 157b bei geschlossenem Ventil 159b weggeleitet.
Die Strömung der verkrustungsbildenden Flüssigkeit durch die Anlage wird mengenmäßig
mittels des Auslaßventils I58b geregelt. Sämtliche von Schwimmern betätigten Ventile
regeln dabei selbsttätig die Zufuhr neuer Flüssigkeit zur Anlage sowie von Stufe
zu Stufe in Abhängigkeit von der abgezapften Menge konzentrierter Flüssigkeit.
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Bei geschlossenen Ventilen I5Ib und 153a wird primärer Heizdampf
der Anlage durch den Einlaß I50, das Ventil 151a, die Leitung I52a, die Kammer 102
sowie die obere Verbindungsleitung 1 12a zum Wärmeaustauscherkanal IOIa zugeführt,
in dem der Heizdampf kondensiert, während die verkrustungsbildende Flüssigkeit im
Kanal 101b auf Kochtemperatur erhitzt wird. Von diesem Kanal geht die mit ihrem
eigenen Dampf (Sekundärdampf) gemischte Flüssigkeit durch die obere Verbindungsleitung
112b zur Kammer Ioqb ab, in der der Dampf von der Flüssigkeit abgeschieden wird,
die im Kreislauf zu diesem Kanal durch die Leitung 115b, die Schwimmerkammer 129b
und die Leitung 116b zurückströmt, während der Dampf durch den Kanal I08, die Kammer
104a und die obere Verbindungsleitung II3a zum Kanal 102a strömt, in dem er als
Heizmedium oder Primärdampf zur Erhitzung der verkrustungsbildenden Flüssigkeit
im Kanal 102b bis zum Kochen verwertet wird. Der dabei gebildete Sekundärdampf wird
durch die obere Verbindungsleitung II3b, die Kammer 105b, den Kanal 109, die Kammer
IO5a und die obere Verbindungsleitung II4a zum Kanal 103a geleitet; um in gleicher
Weise wie der Primärdampf die verkrustungsbildende Flüssigkeit im Kanal 103b zu
erhitzen, deren Sekundärdampf vom System durch die obere Verbindungsleitung 114b,
die Kammer III9, die Leitung I529, das Ventil I53b und den Auslaß I54 weggeführt
wird.
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Vom Heizdampf gebildetes und in der Schwimmerkammer I29a gesammeltes
Kondensat wird durch die Pumpe I32a über die Leitung 135% das Ventil 138a und die
Einlaßleitung I2Ia nach der Kammer 110a gefördert, in der es durch die Düsen 124
über die innere Wandflächen der Kammer sowie in die obere Verbindungsleitun,g II2a
gespritzt wird. Von der Kammer 110a strömt das Kondensat nach der Schwimmerkammer
I2ga durch die Leitung 115a und den Kanal IOIa bzw. die Leitung II6a zurück.
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Eine der Menge des im Kanal IOIa stets neu gebildeten Kondensats entsprechende
Kondensatmenge wird aus dem Kreislauf durch das vom Schwimmer I44 in der Schwimmerkammer
1219a betätigte Ventil t4Ia selbsttätig weggeleitet, so daß die Menge des umlaufenden
Kondensats im wesentlichen konstant gehalten wird.
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In gleicher Weise läuft das Kondensat durch entsprechende an die
Heizdampfführenden Kanäle angeschlossenen Kammern, Leitungen. und Pumpen in den
übrigen Stufen um und wird aus dem jeweiligen Kreislauf in der beschriebenen Weise
abgeleitet. Das von der Stufe I abgehende Kondensat wird zum Kreislaufsystem in
der Stufe 2 durch die Leitung 145a und den Vorwärmer I48 und das
von
Stufe 2 abgehende Kondensat zum Kreislauf system in Stufe 3 durch die Leitung I46a
und den Vorwärmer I49 gefördert. Von Stufe 3 wird die gesamte in der Anlage ununterbrochen,
gebildete Kondensatmenge durch die Leitung I47a, das Ventil I59a und den Auslaß
Ii50 weggeleitet.
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Das Heizmedium und dessen Kondensat wird durch die Anlage von Wärmeanstauscher
nacht Wärmeaustauscher in, der Reihenfolge 101-102-103 in den mit dem Index a bezeichneten,
Leitungen gefördert. Die verkrustungsbiidende Flüssigkeit wird durch die Anlage
von Wärmeaustauscher nach Wärmeaustauscher in den mit dem Index b bezeichneten Leitungen
gefördert, die dabei der Wirkung der verkrustungsbildend1en Flüssigkeit ausgesetzt
sind.
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Um eine Auflösung und'Fartspülunig der in diesen Leitungen sich absetzenden
Verkrustungen herbeizuführen, ohne den Verdampfungsverlauf in größerem Ausmaße unterbrechen
zu müssen, wird periodisch eine Umwechslung der Strömungswege der wärmeaustauschenden
Medien durch die ganze Anlage vorgenommen, so daß das Kondensat durch die von der
verkrustungsbildenden Flüssigkeit während der vorangegangenen Periode durchströmten
Elemente strömt.
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Fig. 8 zeigt dasselbe System wie in Fig. 7 mit für eine solche Umschaltung
umgestellten Ventilen.
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In diesem Fall sind die Ventile I38a, I3ga, 140a, 156b und 159a geschlossen
und die Ventile 156a und I58a offen, so daß die Flüssigkeit der Anlage im Kanal
IOIa statt im Kanal 103b während der vorangegangenen Periode zugeführt wird, während
konzentrierte Flüssigkeit aus dem Wärmeaustauscherkanal 103a statt aus dem. Kanal
IOIb abgelassen wird. Die Flüssigkeit strömt dabei durch die Wärmeaustauscher in
entgegengesetzter Nummernfolge wie in Fig. 7 durch Leitungen, die vorher vom Kondensat
durchströmt worden sind. Weiterhin sind die Ventile IsIa und I53b geschlossen und
die Ventile I5Ib, I53a und 159« offen, wobei der Heizdampf der Anlage zur Kammer
111b statt zur Kammer 1 102 während der voranboegangenen Periode zugeführt wird.
Der Heizdampf wird weiterhin von Wärmeaustauscher nach Wärmeaustauscher in umgekehrter
Reihenfolge durch die mit dem Index b bezeichneten Kanäle und Elemente geleitet,
die während der vorangegangenen Periode von der Verkrustungen bildenden' Flüssigkeit
durchströmt wurden Bei geöffneten Ventilen I3Bb, I39b und I40b läuft das Kondensat
in jed'er Stufe durch Pumpen, Leitungen und Räume um, die ebenfalls mit dlem Index
b bezeichnet sind und während der voranr gegangenen Periode von der verkrustungsbildenden
Flüssigkeit durchströmt wurden. Das Kondensat strömt dabei durch die mit dem Index
b bezeichneten Elemente des Kreislaufsystems in der gleichen Reihenfolge, wie die
Strömung während der vorangegangenen Periode durch die entsprechenden mit dem Index
a bezeichneten Elemente erfolgte.
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Der Kondensatstrom von Wärmeaustauscher nach Wärmeaustauscher erfolgt
ebenfalls in jetzt umgekehrter Reihenfolge in Elementen, die vorher von. verkrustungsbildender
Flüssigkeit durchströmt wurden, und geht schließlich durch den Kanal IOIb aus dem
System ab.
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Durch diesen periodischen Wechsel der Strömungswege der wärmeaustauschenden
Medien in der beschriebenen Weise werden alle während einer Periode in Berührung
mit der verkrustungsbildenden Flüssigkeit stehenden Elemente der Verdampfungsanlage
während der nachfolgenden Periode wirksam von Kondensat des Heizdampfes überspült.
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Gemäß Fig. 7 und 8 sind die Kammern I04a und 104b sowie 105' und
105b aus Platz- und Preisgründen paarweise im gleichen Behälter 104, 105 untergebracht.
Diese Kammern können n!atürlich auch in je einem Behälter untergebracht werden,
wobei keine andere Veränderung des gesamten Systems vorgenommen zu werden' braucht,
ais daß die Dampfräume der Kammern paarweise miteinander durch eine die Kanäle 108,
IO9 ersetzende Leitung von Oberteil nach Oberteil der Behälterpaare verbunden werden.
Durch eine solche Ausbildung können diese Kammern leichter eine zur wirksamen Dampf-
und Flüssigkeitsabscheidung geeignete Konstruktion erhalten.
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Die beschriebenen Vorrichtungent sjnd nur Ausführungsbeispiele des
Erfindungsgedankens und können in verschiedener Weise abgeändert werden.