NO141798B - Fremgangsmaate og anordning for regulering av vaeskenivaaer i et avsaltingsapparat - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en

anordning for regulering av væskenivåer såvel for det frem-stilte ferskvann som for det foreliggende saltvann ved en flertrinnsprosess for avsalting av sjøvann.

Et avsaltingsapparat for en sådan destillasjonsprosess er

kjent fra norsk patentskrift nr. 139-OM-6. Dette apparat omfatter en vertikalt anordnet kolonne oppdelt i en rekke sylindriske fordampnings- og kondenseringstrinn, som hvert omfatter minst en fallskiktfordamper med vertikale rørbunter, hvis rør er tilsluttet bunnen av en oppsamlingsbeholder for tilført vann og damp fra et foregående trinn, samt en varme-veksler for foroppvarming av det sjøvannsom skal avsaltes, idet nevnte sjøvann tilføres nedenfra gjennom samtlige varmevekslere i serie til minst en oppsamlingsbeholder i et øverste fordampnings trinn som er forsynt med et innløpsrør for mottagelse av primær oppvarmingsdamp, mens et nederste trinn i kolonnen er forsynt med avløpsrør for behandlet, konsentrert saltvann og uttaksrør for kondensert avsaltet vann. For overføring av kondensat mellom de forskjellige fordampnings- og kondenseringstrinn er det anordnet minst et utsvingt og nedbøyet overførings-rør mellom bunnen av hvert trinn og midtområdet av det påfølgende

trinn på utsiden av kolonnen. Dette overføringsrør gjør tjeneste som en væskelås for å opprettholde trykkforskjellen mellom trinnene.

Under visse driftsforhold har det imidlertid vist seg i praksis

at sådanne overføringsrør kan bli tømt for væske, hvilket kan føre til vesentlige driftforstyrrelser i apparatet. Det er derfor et formål for oppfinnelsen å overvinne denne ulempe og angi en fremgangsmåte for sådan regulering av væskeoverføringen mellom fordampnings- og reguleringstrinnene at overføringsrøret aldri tømmes fullstendig.

Oppfinnelsen gjelder således en fremgangsmåte for regulering av væskenivået i et øvre trinn i et avsaltingsapparat ved væske-overføring til et nedre trinn med lavere trykk enn det øvre trinn, samtidig som trykkforskjellen mellom trinnene opprettholdes, idet væskeoverføringen finner sted gjennom et fallrør fra bunnen av det øvre trinn samt et stigerør som omslutter og strekker seg et stykke oppover langs fallrørets nedre ende,

samt er forsynt med utløpsåpninger som munner ut i det nedre trinn nær stigerørets øvre ende.

På denne bakgrunn av kjent teknikk består fremgangsmåtens sær-trekk i henhold til oppfinnelsen i at utløpsåpningenes samlede effektive strømningsmotstand innstilles slik i forhold til trykkforskjellen mellom øvre og nedre trinn at en væskestrømning uten strømningshindrende damputvikling i stigerøret finner sted ved en væskehøyde i fallrøret over et forut bestemt kritisk væskenivå i forhold til utløpsåpningenes nivå, mens en sådan strømningshindrende damputvikling i stigerøret foreligger ved væskehøyder i fallrøret under nevnte kritiske nivå, slik at fallrøret hindres fra å bli fullstendig tømt og overføring av

damp fra det øvre til det nedre trinn forhindres .

Oppfinnelsen omfatter også en anordning for utførelse av

ovenfor angitte fremgangsmåte, idet anordningen har som sær-trekk i henhold til oppfinnelsen at utløpsåpningene er dimensjonert for å gi en sådan samlet effektiv strømnings-motstand i forhold til trykkforskjellen mellom øvre og nedre trinn at en væskestrømning uten strømningshindrende damputvikling i stigerøret finner sted ved en væskehøyde i fallrøret over et forut bestemt kritisk væskenivå i forhold til utløps-åpningenes nivå, mens en sådan strømningshindrende damputvikling i stigerøret foreligger ved væskehøyder i fallrøret under nevnte kritiske nivå.

Oppfinnelsens anordning er også vel egnet for regulert overføring av saltvann mellom separate områder i skiktfordampere i avsaltings-apparatet, idet trykkforskjellen mellom områdene opprettholdes. Anordningen er da fortrinnsvis utført slik at avstanden fra utløpsåpningenes nivå til det kritiske væskenivå er større enn lengden av fallrøret fra bunnen av det øvre område til utløps-åpningenes nivå, således at det foreligger permanent strømnings-hindrende damputvikling i stigerøret.

Det vil forstås at man ved hjelp av oppfinnelsens fremgangsmåte

og anordning ved enkle midler kan oppnå en vesentlig forbedring av driftssikkerheten og dermed også driftsøkonomien for et flertrinns apparat for avsalting av sjøvann.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av utførel-seseksempler og under henvisning til den vedføyde tegning, hvorpå: Figurene 1,2 og 3 viser, skjematisk en anordning i henhold til oppfinnelsen i tre forskjellige driftstilstander, og Figur h viser et fordampnings- og kondensasjonstrinn med en skiktfordamper utstyrt med oppfinnelsens anordning. Fig. 1 viser en anordning i henhold til oppfinnelsen for overføring av væske (ferskvann eller saltvann) fra et trinn med trykk P til et påfølgende trinn med et trykk P-^P ,

idet de to trinn er adskilt ved hjelp av en spesielt anordnet skilleplate 1. Anordningen omfatter et fallrør k som er ført fra bunnen av det øvre trinn gjennom skilleplaten 1 og strekker seg vertikalt nedover i det nedre trinn. Fallrørets nedre ende omsluttes av et stigerør 3 i kommunikasjon med fallrøret og utstyrt med utløpsslisser 2 til det nedre trinn nær stigerørets øvre ende. I det viste tilfelle, som tilsvarer normal drift, har væskenivået i fallrøret k- en høyde ^ over utløpsslis-sene 2,og det trykk som virker på slissene 2 vil tilsvare en væskehøyde lik ^ H\j + ^P/ $ hvor ^ er væskens egenvekt. Under disse forhold vil væskens ekspansjon bare finne sted ved utløpsslissene og stigerøret 3 vil følgelig ikke inneholde noe vanndamp.

Fig. 2 viser et tilfelle hvor væsketilstrømningen er nedsatt og fallrøret h vil følgelig ha en tendens til å tømmes. Den hydrauliske væskesøyle H^ kan da bli negativ i forhold til utløpsslissene 2, og det totale trykk som hersker ved slissene 2 vil således være lik^P/ X - jåiE .

En følge av dette er at væsken vil utsettes for hurtig for-dampning i det indre av stigerøret 3S og den utviklede damp vil på grunn av sitt større spesifikke volum raskt nedsette væskens effektive strømningstverrsnitt og derved hindre fall-røret. h fra å bli.fullstendig tømt. Fig. 3 viser et tilfelle som ikke forekommer så ofte, nemlig at væsketilstrømningen øker over den nominelle verdi. I et sådant tilfelle vil væskenivået i fallrøret h stige, og den nivåstigning som er mulig, bestemmes av lengden av dette rør. Innsetning av et passende overløpsrør vil kunne hindre overdrevet stor væskeansamling i de forskjellige trinn i de tilfeller det ikke er mulig å anordne et tilstrekkelig langt fallrør. Som et alternativ til et sådant overløpsrør kan det selvregulerende overføringsrør være utført for en nominell strømningstakt større enn den normale, således at det vil foreligge en viss hurtigfordampning i stigerøret også under vanlig drift, slik som vist i fig. 2. Fig. h viser et fordampnings- og kondensasjonstrinn i en av-saltingskolonne. Dette trinn er utstyrt med to fordampere 5 anordnet side ved side samt en midtre forvarmer 6.

Det kondensat som frembringes i det overliggende trinn, over-føres til det viste trinn gjennom fallrøret h og det tilordnede stigerør, slik som forklart ovenfor. Høyden av et sådant trinn er omkring k til 5 m? så fallrøret kan utføres med tilstrekkelig lengde til å tillate store fluktasjoner av væskenivået i røret uten at dette medfører akkumuleringsproblemer.

Det saltvann som kommer fra skikt-f.ordamperne 5 opptas i opp-samlingsbeholdere 7» hvor væskenivået reguleres av et selvregulerende overføringsrør E i henhold til oppfinnelsen, og som har sitt vertikale fallrør 8 festet til err~skrlleplate H', samt står i å<p>enforbindelse med overgangsområdet mellom væske og damp. Fallrørets annen ende står i forbindelse med og er omsluttet av et sylinderformet stigerør 9? som er anordnet ko-aksialt med fallrøret og utstyrt med utløpsslisser 2 ved sin øvre ende.

Idet fallrøret i dette tilfelle ikke kan utføres med tilstrekkelig lengde til å tillate store fluktas joner i væske-

nivået, kar overføringsrøret være utført slik at det arbeider med permanent hurtigfordampning i stigeavsnittet, slik som beskrevet ovenfor.

For avlastning ved eventuell unormalt høy væskeansamling på oversiden av skilleplaten H, er det anordnet et overløpsrør E' utført som et selvregulerende overføringsrør i henhold til oppfinnelsen og bestående av fallrør 10 og stigerør 3« Normalt vil det være et lavt væskenivå ^lH' i fallrøret 10 i forhold til stigerørets utløp.

Claims (3)

4

1. Fremgangsmåte for regulering av væskenivået i et øvre trinn i et avsaltingsapparat ved væskeoverføring til et nedre trinn med lavere trykk enn det øvre trinn, samtidig som trykkforskjellen mellom trinnene opprettholdes, idet væskeoverføringen finner sted gjennom et fallrør ( k) fra bunnen (1) av det øvre trinn samt et stigerør (3) som omslutter og strekker seg et stykke oppover langs fallrørets nedre ende, samt er forsynt med utløpsåpninger (2) som munner ut i det nedre trinn nær stige-rørets øvre ende; karakterisert ved at utløps-åpningenes samlede effektive strømningsmotstandinnstilles slik i forhold til trykkforskjellen mellom øvre og nedre trinn at en væskestrømning uten strømningshindrende damputvikling i stigerøret (3) finner sted ved en væskehøyde ( J\ ) i fallrøret (>+) over et forut bestemt kritisk væskenivå i forhold til utløpsåpningenes nivå, mens en sådan strømningshindrende damputvikling i stigerøret foreligger ved væskehøyder i fallrøret under nevnte kritiske nivå, slik at fallrøret ( h) hindres fra å bli fullstendig tømt og overføring av damp fra det øvre til. detnedre trinn forhindres.

2. Anordning for regulering av væskenivået i et øvre trinn i et avsaltingsapparat ved væskeoverføring til et nedre trinn med lavere trykk enn det øvre trinn, samtidig som trykkforskjellen mellom trinnene opprettholdes, ved utførelse av den fremgangsmåte som er angitt i krav 1, idet anordningen omfatter et fall-rør ( h) fra bunnen (1) av det øvre trinn samt et stigerør (3) som omslutter og strekker seg et stykke oppover langs fallrørets nedre ende, samt er forsynt med utløpsåpninger (2) nær stige-rørets øvre ende; karakterisert ved at utløpsåpningene (2) er dimensjonert for å gi en sådan samlet effektiv strømningsmotstand i forhold til trykkforskjellen mellom øvre og nedre trinn at en vasske strømning uten strømningshindrende damputvikling i ■ stigerøret (3) finner sted ved en væskehøyde (A ) i fallrøret over et forut bestemt kritisk væskenivå i forhold til utløps-åpningenes nivå, mens en sådan strømningshindrende damputvikling i stigerøret foreligger ved væskehøyder i fallrøret under nevnte kritiske nivå.

3. Anordning som angitt i krav 2, 6ærlig for saltvannnoverføring mellom to separate områder i en skiktfordamper (5) i avsaltings-apparatet; karakterisert ved at avstanden fra utløps-åpningenes nivå (2) til det kritiske væskenivå er større enn lengden av fallrøret (8) fra bunnen (H) av det øvre område til utløpsåpningenes nivå (2), således at det foreligger permanent strømningshindrende damputvikling i stigerøret (3) (Flg. *f. ).