NO149691B - Flertrinns ekspansjonsfordamper for avsalting av saltvann - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en flertrinns ekspansjonsfordamper for avsalting av saltvann, med en rekke fordampningstrinn og over disse anordnede kondensasjonstrinn, idet fordampningstrinnene som etter tur skal gjennomstrømmes av saltvann i bunnområdet og kondensasjonstrinnene som skal gjennomstrømmes av ferskvann er innrettet til å stå under lavt trykk og er adskilt av vertikale skillevegger, idet hver skillevegg i sitt nedre parti har en åpning som mun-

ner ut i et fordampningskammer inne i det etterfølgende trinn, og idet fordampningskammeret på en side grenser til skilleveggen og på den annen side grenser til bunnen i det etter-følgende trinn, og i sitt øvre parti oppviser i det minste en firkantet overstrømningsåpning som munner ut i det etter-følgende trinn.

Det er tidligere kjent fremgangsmåter for termisk avsalting ved multippel-ekspansjon som hovedsakelig omfatter en rekke ekspansjoner, i flere etter hverandre følgende trinn, av en strøm av brakkvann ved gradvis minkende trykk innen et tempe-raturområde som vanligvis ligger mellom 2 5 og 125°C.

Den damp som inngår i hvert ekspansjonstrinn kondenseres på en overflate som kjøles av strømmen av kaldt brakkvann, hvilket således forvarmes, og kondensatet utgjør det produserte ferskvann .

En av de største ulemper ved denne type anlegg er overføringen av brakkvann og kondensat fra et trinn til det neste uten at det skjer noen stor ansamling av væske i de enkelte trinn, eller at trinnene tømmes. Hovedsakelig skjer overføringen,av væske fra et trinn til det neste ved hjelp av et neddykket overløp.

I ekspansjonstrinnene skjer en omdannelse av den statiske trykkenergi i væsken og av et eventuelt vannsøyletrykk. I et slikt tilfelle kan det lett sees at små variasjoner i strøm-ningshastighet kan gi betydelige variasjoner av væskenivået i de enkelte trinn, hvilket medfører enten en stor ansamling av væske eller en tømming av trinnet med en strøm av damp fra ett trinn til det neste. Sagt på en annen måte blir systemet lett ustabilt og vanskelig å styre. Av denne grunn er det gjort forsøk på å drive anleggene under en meget bestemt, konstant ytelse, og det er anordnet åpninger i de man-ge ekspansjonstrinn slik at væskenivåene kan styres fra ut-siden.

Dessuten, under ekspansjonen av væsken i det neddykkede over-løp, blandes brakkvannet og den utviklede damp og forårsaker en reduksjon av den spesifikke vekt i væsken, som derved blir en emulsjon av væske og damp, hvilket bidrar til å gjøre styr-ingen av anlegget ennå vanskeligere.

En fordamper som angitt innledningsvis er kjent fra US-PS 3809623.

Apparatet i henhold til patentet vil under bruk medføre føl-gende : Dersom nivået i et trinn stiger, vil dette øke strømningen gjennom de nedre åpninger inn i kammeret. Fordampningen i kammeret vil imidlertid virke bremsende på utslippet gjennom åp-ningene i toppen av kammeret, og nivået i trinnet vil stige ytterligere.

Dersom nivået i trinnet synker, vil trykket avta tilsvarende, og fordampningen avtar. Det spesifikke volum av blandingen avtar dermed. Følgelig øker strømningsmengden ut gjennom de øvre åpninger, og nivået i trinnet synker ytterligere.

Det kjente apparat vil således, etter at et unormalt nivå har oppstått i et trinn, bevirke at tilstanden forandrer seg ytterligere mot det unormale.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å oppnå at det

i en ekspansjonsfordamper som angitt innledningsvis skjer en automatisk regulering av strømningsmengden, ved at strømnings-mengden bringes mot det normale etter at det har oppstått et avvik.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd ved at åpningen

i skilleveggen har så stort tverrsnitt i forhold til over-strømningsåpningene at trykkfall mellom trinnene bare skjer i overstrømningsåpningene, som befinner seg i fordampnings-kammerets sidevegg som vender mot det etterfølgende trinn.

Ved avvikelser fra nominell strømningsmengde vil således følgende skje: Dersom strømningsmengden fra et trinn f.eks. er mere enn 30% større enn den nominelle, stiger nivået i trinnet over den øvre begrensning til overstrømningsåpningene. Den trykkfor-skjell som derved oppstår vil øke strømningshastigheten gjennom overstrømningsåpningene, og tilstanden vil gå tilbake til den normale.

Dersom nivået i et trinn synker under det normale, vil for^ dampningen starte i kammeret, og det dannes en blanding av vann og dampbobler. Fordi overstrømningsåpningene er i side-veggen til kammeret, vil blandingen virke bremsende på væske-strømmen og skape et mottrykk mot væsken i kammeret. Væskenivået i trinnet vil derfor måtte stige for å øke gjennom-strømningen, dg derved bringes tilstanden tilbake til den normale.

Dette oppnås uten at det foretas noen form for regulering, idet den automatiske regulering skjer på grunn av de konstruktive trekk som kjennetegner oppfinnelsen.

I henhold til en utførelsesform er tverrsnittet til overstrøm-ningsåpningene overdimensjonert med 20 til 30% i forhold til

det tverrsnitt som tilsvarer nominell gjennomstrømning.

Dette medfører at så lenge strømningsmengden ikke overstiger den nominelle med mere enn det som tilsvarer den nevnte over-dimensjonering, vil nivået i vedkommende trinn være lik nivået i fordampningskammeret i det neste trinn. Vannet strømmer gjennom overstrømningsåpningene, og fordampning skjer i det neste trinn.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere, under hen-visning til de vedføyde tegninger, som viser en fordamper i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom et fordampningstrinn og

et over dette anordnet kondensasjonstrinn, idet det er antydet vanntilførsel fra de foranliggende trinn og øverstrømning til etterfølgende trinn. Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom fordampningstrinnet og kon-densas j onstrinnet vist i fig. 1. Fig. 3 viser forstørret overstrømningsområdet mellom to

fordampningstrinn.

Fig. 4 viser overstrømningsområdet i fig. 1 sett i perspektiv.

Som vist i fig. 1, er det anordnet en rekke fordampningstrinn

6 og en over disse beliggende rekke av kondensasionstrinn 7, som en tilførselsledning 8 for kaldt saltvann forløper gjennom. Under ledningen er anordnet et oppsamlingskar 9 for avsaltet vann. Som antydet i fig. 2, kan damp fra fordampningstrinnet 6 stige opp i kondensasjonstrinnene 7 på begge sider av karet 9, og vil kondensere, under angivelse av varme til saltvannet i ledningen 8. Kondensatet oppsamles i karet 9.

Som det fremgår av fig. 1, gjennomstrømmes trinnene, som er adskilt av skilleveggene 2, av henholdsvis saltvann og-konden-sert ferskvann, i retning mot høyre i fig. 1, og overføres fra trinn til trinn. Dette er vist mere detaljert i fig. 3 og 4, som viser overføringen av saltvann mellom to fordampningstrinn 6.

Fig. 3 og 4 viser partiet av fordamperen nederst i en skillevegg, med et fordampningskammer og en åpning nederst på skilleveggen .

Som det best fremgår av fig. 3 og 4, omfatter fordamperen et kammer 1 for en innledende ekspansjon, med nøye bestemt stør-relse, avgrenset mot en side av en skillevegg 2 mellom et fordampningstrinn og det neste, og på en annen side avgrenset av bunnen 3 i samme trinn. I den øvre del av kammeret er utformet overstrømningsåpninger 4, fortrinnsvis med rektangulært tverrsnitt. Disse åpninger har en slik størrelse at de muliggjør en strømningsmengde som er større enn den nominelle, f.eks. 20 til 30% større, under trykkfall som bestemmes av nivåforskjellen i to nabotrinn.

Tverrsnittet for gjennomstrømning i åpningen 5 nederst på skilleveggen 2 er meget stort, slik at trykkfallet i væsken er neg-lisjerbart. Under disse betingelser virker fordamperen som vist i fig. 3, der trykkfallet skjer i overstrømningsåpningene 4 og den hurtige ekspansjon skjer ved utløpet av disse. Dersom strøm-ningsmengden avtar til under nominell verdi, vil det øvre kammer ha en tendens til å tømmes raskt, og vannsøyletrykket vil bli negativt. Væsken vil være i stand til å nå overstrømnings-åpningene 4 på bekostning av sin trykkenergi, hvorved den går over i en tilstand av overmetning og utvikling av hurtig ek-spanderende damp. Nettopp denne damp vil, på grunn av dens større spesifikke volum enn væsken, oppta en del av tverrsnittet i overstrømningsåpningene. Fordamperen blir på denne måte selvjusterende, og tømming av trinnet vil forhindres, idet strømningsmengden endres mot den nominelle.

Fig. 4 viser væskenivåene under normal drift. I kammeret 1 stiger væsken til en høyde over den opprinnelige, og forårsaker en hurtig ekspansjon med dannelse av damp som opptar en del av tverrsnittet av overstrømningsåpningene 1 som er til rådighet for innstrømning av væsken, slik at den dannede damp opprettholder nivåene og virker regulerende.

Som nevnt er overstrømningsåpningene av en slik størrelse at det muliggjøres en gjennomstrømmet væskemengde pr. tidsenhet som er større enn den nominelle, mens åpningen 5 har så stort tverrsnitt at trykkfall mellom to trinn bare skjer i over-strømningsåpningene 4.

Claims (2)

1. Flertrinns ekspansjonsfordamper for avsalting av saltvann, med en rekke fordampningstrinn og over disse anordnede kondensasjonstrinn, idet fordampningstrinnene som etter tur skal gjennomstrømmes av saltvann i bunnområdet og kondensasjonstrinnene som skal gjennomstrømmes av ferskvann er innrettet til å stå under lavt trykk og er adskilt av vertikale skillevegger (2), idet hver skillevegg i sitt nedre parti har en åpning (5) som munner ut i et fordampningskammer (1) inne i det etterfølgende trinn, og idet fordampningskammeret på en side grenser til skilleveggen, og på den annen side grenser til bunnen (3) i det etterfølgende trinn, og i sitt øvre parti oppviser i det minste en firkantet over-strømningsåpning (4) som munner ut i det etterfølgende trinn, karakterisert ved at åpningen (5) i skilleveggen (2) har så stort tverrsnitt i forhold til overstrøm-ningsåpningene (4) at trykkfall mellom trinnene bare skjer i overstrømningsåpningene (4), som befinner seg i fordamp-ningskammerets sidevegg som vender mot det etterfølgende trinn.

2. Flertrinns ekspansjonsfordamper som angitt i krav 1, karakterisert ved at tverrsnittet til overstrømningsåpningene (4) er overdimensjonert med 20 til 30% i forhold til det tverrsnitt som tilsvarer nominell gj ennomstrømning.