WO2013117252A1 - Mehrstufige röhrenwärmetauschervorrichtung, insbesondere zur entsalzung von meerwasser - Google Patents

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WO2013117252A1
WO2013117252A1 PCT/EP2012/067978 EP2012067978W WO2013117252A1 WO 2013117252 A1 WO2013117252 A1 WO 2013117252A1 EP 2012067978 W EP2012067978 W EP 2012067978W WO 2013117252 A1 WO2013117252 A1 WO 2013117252A1
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heat exchanger
seawater
tube
medium
desalination
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PCT/EP2012/067978
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Thomas Stork
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Thomas Stork
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    • B01D1/06—Evaporators with vertical tubes
    • B01D1/065—Evaporators with vertical tubes by film evaporating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination

Definitions

  • the present invention relates to a multi-stage tubular heat exchanger device which can be used in particular for the desalination of seawater.
  • multi-stage heat exchanger devices for desalinating seawater also referred to as multi-effect heat exchanger devices
  • multi-effect heat exchanger devices are described in their basic function and also with a variety of variants.
  • Such heat exchanger devices are used in technical use in conjunction with other technical units so that the system-immanent material flows arrive in a logical order to specific locations of the desalination plant with the necessary there physical properties and physical effects that make the function of the heat exchanger devices only possible or this work qualitatively and functionally.
  • multi-effect heat exchanger devices There are basically two different types of multi-effect heat exchanger devices, namely on the one hand multi-effect heat exchanger devices that form a common chamber per effect of several chambers, as well as those that consist of a chamber per effect.
  • DE 10 2009 038 836 A1 describes a plate heat exchanger which is constructed in columns of pairs of plates so that the pairs of plates, which consist of an evaporator and a condensation plate connected in series each form an evaporator chamber and a condensation chamber for each effect, wherein the pairs of plates are provided with spacers made of elastic sealing elements. These elastic sealing elements work both as evaporator seals and as condensation seals.
  • the chambers connected in series form a total chamber with a total volume and a total evaporator surface, which results from the addition of all the pairs of laminations, since the plate pairs connected in series are likewise kept at a distance by elastic sealing elements as spacers.
  • the evaporator plates have openings with different cross-sectional areas for the passage of liquid media, such as raw water, brine or distillate, and for the implementation of inert gases and the vapor that arises in the evaporator chamber.
  • DE 196 03 380 C2 describes an integrated evaporator-condenser unit as the central element of a distillation apparatus with recovery of the heat of vaporization, wherein distillation and collecting recovery process carried out in a continuous countercurrent process and a vertical and little heat-conducting evaporation surface covered by the liquid film of the down-sliding and to be distilled solution becomes.
  • the condensation and evaporation surface run parallel to each other at a small distance and together form a Spaltkana), the so-called steam raum.
  • Each two facing back sides of the condensation surfaces also form a very narrow gap channel, in which the inflowing solution absorbs the heat of condensation.
  • the vapor space contains only the gas phase of the solvent, and the remains of the non-condensable gases escaped from the heated solution.
  • DE 30 10 042 discloses an apparatus for distilling water with a housing, a heat receiving plate member for absorbing heat on one side and evaporating a water to be treated and a plurality of cooling plate members for condensing the water vapor and vaporizing the water to be treated through the latent heat of condensation.
  • the cooling plate members are arranged in parallel spaced relation with each other and with respect to the heat receiving plate member.
  • water retaining means are provided for holding the water to be treated on the one side of the heat receiving plate member and on one side of each of the cooling plate members, each water holding means being disposed opposite to the condensing surface of the adjacent cooling plate member.
  • a water supply means is for supplying the water to be treated to the water retaining means, and a water collecting means is for collecting the condensed water. Disclosure of the invention
  • the present invention provides a multi-stage tubular heat exchanger device, in particular for desalination of seawater, according to claim 1.
  • the plurality of end-closed heat exchanger tubes are closed by a lower-side first end closure plate and by an upper-side second end closure plate.
  • a first tubular partition wall which is arranged in the interior of the innermost heat exchanger tube such that it forms the first catch basin for the unevaporated medium running down on the outside surface of the heating device together with part of the outside surface of the heating device and together with the first end closure plate and forming the first sump for the condensate running down the inner surface of the innermost heat exchanger tube together with a part of the inner surface of the innermost heat exchanger tube and together with the first end closure plate; in each case a further tubular dividing wall, which is arranged in the respective space between the innermost to outermost heat exchanger tube and the respectively next heat exchanger tube such that it forms the respective further collecting basin for the unevaporated medium running down on the respective outer surface together with a part of the respective outer surface forming the innermost to the outermostmost heat exchanger tube and together with the first end closure plate, and forming the respective further collection basin for the condensate running down on the respective inner surface together with a part of the respective inner surface of
  • a first sealing device is provided between the first end closure plate and the plurality of heat exchanger tubes closed at the bottom end, and a second sealing device is provided between the second end closure plate and the plurality of heat exchanger tubes closed at the top end.
  • the interior of the innermost heat exchanger tube and the respective other spaces between the innermost to vorletzäußers th heat exchanger tube and the next outer heat exchanger tube are evacuated.
  • the plurality of end-sealed heat exchanger tubes is cylindrical and arranged concentrically around the central axis.
  • the plurality of end-closed heat exchanger tubes are polygonal and arranged concentrically around the central axis.
  • the first collecting basin for the unevaporated medium running down on the outer surface of the heating device and the respective further collecting basins up to the penultimate outer collecting basin for the unevaporated medium running down on the respective outer surface are sequentially in pairs via a respective medium with a respective next outer collecting basin Compensating line is connected, wherein the outermost catch basin for the running down to the outer surface of the penultimate heat exchanger tube unevaporated medium having an outwardly leading medium-discharge line.
  • the first collecting basin for the condensate running down on the inner surface of the innermost heat exchanger tube and the respective further collecting basin for the condensate running down on the respective inner surface are sequential up to the penultimate collecting basin for the condensate running down on the respective inner surface with a respective next outer collecting basin connected in pairs via a respective condensate equalization line, wherein the outermost collecting basin for the running down to the inner surface of the outermost heat exchanger tube condensate having an outwardly leading condensate drain line.
  • the plurality of end-closed heat exchanger tubes are arranged concentrically around the central axis, wherein respective distances between each two adjacent heat exchanger tubes are the same.
  • the plurality of end-closed heat exchanger tubes are arranged concentrically around the central axis, wherein Increase or decrease or vary respective distances between each two adjacent heat exchanger tubes from the inside out.
  • the heating device is block-shaped.
  • the heating device is tubular.
  • the first supply device has a distributor hose attached on the upper side to the outer surface of the heating device.
  • the first supply device has an internal inlet of the heating device and a distributor device arranged on the top side of the heating device.
  • the cooling device comprises an outer wall tube sealed at the end, into which the plurality of heat exchanger tubes closed at the end is inserted.
  • the outer wall tube and the outer surface of the outermost heat exchanger tube form a cooling channel for a cooling medium as a cooling device.
  • the partitions extend starting from the lower end closure plate up to a part of the length of the heat exchanger tubes.
  • the partitions are height adjustable. According to a further preferred refinement, the partitions extend from the lower end closure plate to the upper end closure plate over the entire length of the heat exchanger tubes and have perforations for passage of steam in the upper region.
  • the present invention summarizes various functional engineering units of multiple constructions by a special tubular construction.
  • the invention thus considerably simplifies the construction and the production of multi-stage heat exchanger devices and significantly changes the economic efficiency. Especially for small systems, a significant increase in cost-effectiveness can be achieved.
  • the present invention enables a number of advantages of the multi-effect heat exchanger technology.
  • the pitches of the piles can be varied or increased from effect to effect as the vapor temperature decreases, which accommodates condensation at lower temperatures and also eliminates vapor losses.
  • the design is so compact that increases the ratio of the amount of permeate output to the volume of the entire system by a significant factor.
  • the construction and operation of the vacuum lines are simpler and more stable because they can be mounted on the cover.
  • Fig. 1a is a vertical schematic cross-sectional view
  • Fig. 1b is a horizontal schematic cross-sectional view along the line X-X 'of Fig. 1a;
  • Figure 2 is a vertical schematic cross-sectional view similar to Figure 1 a of a multi-stage tubular heat exchanger apparatus for desalination of seawater according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a vertical schematic cross-sectional view analogous to FIG. 1a of a multi-stage shell and tube heat exchanger apparatus for desalination of seawater according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a vertical schematic cross-sectional view analogous to FIG. 1a of a multi-stage shell and tube heat exchanger apparatus for desalination of seawater according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 a, b show a multi-stage shell and tube heat exchanger apparatus for desalination of seawater according to a first embodiment of the present invention, wherein Fig. 1a is a vertical schematic cross-sectional view and Fig. 1b is a horizontal schematic cross-sectional view along the line XX 'of Fig. 1a is.
  • reference numeral 1 denotes a multi-stage tubular heat exchanger device for desalinating seawater M by evaporation and condensation.
  • the tube heat exchanger device 1 comprises a plurality of heat exchanger tubes P1 -P6 closed at the end, which are arranged spaced apart from each other about a central axis MA.
  • the plurality of end-closed heat exchange tubes P1 -P6 is, as shown in Fig. 1 b, cylindrical in shape and concentrically arranged around the central axis MA around.
  • the distance between adjacent heat exchange tubes which is denoted by d1, d2, d3, d4, d5, is the same.
  • a heater H is arranged, which has a (not shown) in the interior piping system, which can receive a heating medium from outside via a heating medium input HE and can emit the heating medium via a heating medium HA.
  • the heater H is a block-shaped cylindrical structure and has the same distance d to the innermost heat exchanger tube P1 as the distances d1 to d5 between the heat exchanger tubes P1 to P6 are selected.
  • Numeral AO denotes an outer wall tube which is also cylindrical and is arranged concentrically with the heat exchange tubes P1 -P6 around the central axis MA. Also, the distance d6 from the outermost heat exchanger tube P6 to the outer wall tube is the same as the distances d and d1 to d5.
  • the heat exchanger tubes P1 -P6 and the outer wall tube AO are hermetically sealed on both sides, in the present example by a lower-side first end closure plate E1 and by an upper-side second end closure plate E2, wherein between the respective tube ends and the Stanfordpiatte E, E2 a respective sealing device B1 or B2 is inserted, which in the present case is simply formed by a rubber mat.
  • Such a manner of sealing creates sealed pressure-proof spaces R, R1, R2, R3, R4, R5 between the heater H and the first heat exchanger tube P1 or between adjacent heat exchanger tubes, so that seawater M can be held in the tube heat exchanger device without it being unintentional can escape or without it comes to a pressure equalization between the spaces R1 to R5.
  • the medium to be evaporated in this case seawater M
  • the seawater M is supplied to the outer surface OF of the Hetzinraum H so that the seawater M can run down from the upper end of the outer surface OF to the lower end of the outer surface OF.
  • the material of the heating tion H should be designed so that it has a good thermal conductivity, so that the heat energy from the hot heat medium inside the heater H can be optimally transferred to the outer surface OF of the heater H.
  • About a designated with reference numeral VAC vacuum port of the inner space R is evacuated. Further (not shown) vacuum connections are provided for the rooms R1 -R5.
  • the feed device RE, V1 for supplying the seawater M to be evaporated comprises a feed line RE running from the outside into the space R and a distributor device V1 which preferably produces a thin film of liquid on the outer surface OF of the heater H.
  • a manifold V1 in the form of a hose is attached so as to once surround the circumference of the cylindrical heater H, thus forming a hose ring.
  • the tube has a multiplicity of small openings which are aligned with the outer surface OF in such a way that the medium to be evaporated, in this case seawater M, is applied in sufficient quantity to the outer surface OF, so that a liquid film which is as uniform as possible is formed from seawater M, continuously trickling along the outer surface OF to the bottom of the heater H.
  • the seawater M can at least partially vaporize from the outer surface OF, the steam being denoted by reference D, and condensing on an inner surface IP1 of the innermost heat exchanger tube P1 again with the reference symbol K on the inner surface IP1 of the innermost heat exchanger tube P1 can run down.
  • a first collecting basin A1 is provided for the unevaporated seawater M running down on the outer surface OF of the heating device H and a first collecting basin B1 for the condensate K running down on the inner surface IP1 of the innermost heat exchanger tube P1.
  • the two catchment basins A1, B1, which are separated in a fluid-tight manner by a partition T1 are designed such that no mixing of the concentrated seawater M with the condensate K can take place.
  • An overflow of the sea water M °. of the condensate K is through medium compensation lines L1, L3, L5, L7, L9 and condensate compensation lines L2, L4, L6, L8, L10, which are provided in the interior of the tube heat exchanger device 1 and which will be described in more detail below.
  • the material of the partition T1 and other partitions T2-T6 should be a bad Be a heat conductor, such as a plastic pipe or a thin double metal pipe with an air gap to prevent thermal losses of sea water M.
  • the respective outer surfaces AP1, AP2, AP3, AP4, AP5 of the heat exchanger tubes P1, P2, P3, P4, P5 become analogous to the outer surface OF of the heater H with respective manifolds V2, V3, V4, V5, V6 with seawater M from the top irrigated.
  • the distributor devices V2-V6 correspond to the distributor device V1, wherein they are not fed with fresh seawater, but from the collecting basin A1 -A6, from which part of the non-evaporated seawater M via a respective return line, here for reasons of clarity only the return line RF4 is shown, is returned to the respective associated feed device V2-V6 by means of an associated pump, so that the respective trickle film can not tear off.
  • the heat exchanger tubes P1 -P6 have a small tube thickness of typically 0.5 to 1 mm and consist, for example, of anodized aluminum, whereby the heat absorbed at a respective inner surface IP1, IP2, IP3, IP4, IP5 effectively to the respective outer surface AP1, AP2, AP3, AP4, AP5 can be routed.
  • respective further retention basins A2-A6 for the unevaporated seawater running down on the respective outside surface AP1-AP5 and respective further retention basins B2- are on the underside of the spaces R1, R2, R3, R4, R5.
  • the formation of the catch basins A1 -A6 and B1 -B6 is realized in that tubular partitions T1 -T6 are inserted into the spaces R, R1, R2, R3, R4, R5, which at the bottom by the sealing device D1 are sealed so that the catch basin A1 -A6 and B1 -B6 are each sealed in pairs against each other.
  • a respective catch basin for the unevaporated seawater M A1 -A5 is connected to an associated medium equalization line L1, L3, L5, L7, L9 with a next outer catch basin for the non-evaporated medium M.
  • the compensation lines L1, L3, L5, L7, L9 are formed as risers, so that a pressure equilibrium in the
  • Rooms R, R1, R2, R3, R4, R5 can form.
  • a medium outflow line RA leads to the outside.
  • condensate equalizing lines L2, L4, L6, L8, L10 are provided between the adjacent collecting basins B1 -B6 for the condensate K, each of which holds trapping tanks for the condensate K of adjacent spaces Connect in the form of risers.
  • Cooling is provided on the outer surface AP6 of the outermost heat exchanger tube P6, with a cooling medium K flowing into a channel formed by the outermost heat exchanger plate P6 and the outer wall tube A0.
  • Reference symbol KE denotes in this context a coolant inlet and reference symbol KA a coolant outlet.
  • Fig. 2 is a vertical schematic cross-sectional view analogous to Fig. 1 a of a multi-stage tubular heat exchanger voettiffle for desalination of seawater according to a second embodiment of the present invention.
  • the tube heat exchanger device is designated by reference numeral 1 ', wherein a heater H' changed in comparison with the first embodiment is provided.
  • This is tubular instead of being block-shaped.
  • the outer surface OF 'of the heater H' effective for generating the steam is thereby increased.
  • the distributor device V1 a, V1 b can be formed in this example by two tube rings, wherein the first tube ring V1 a in space RO and the second tube ring V1 b in space R1 at the top of the heater H 'runs.
  • Fig. 3 is a vertical schematic cross-sectional view analogous to Fig. 1 a of a multi-stage tubular heat exchanger apparatus for desalination of seawater according to a third embodiment of the present invention.
  • the tube heat exchanger device is designated by reference numeral 1 ", wherein a further modification is provided for the heating device, which is designated here by reference symbol H".
  • the heater H in this case comprises an in-feed RE 'for the seawater M which is fed from the outside, and at the top of the heater H", the seawater M flows out through a distributor plate VT to the periphery of the heater H "so that the said liquid film which drips the outer surface OF" can be formed.
  • FIG. 4 is a vertical schematic cross-sectional view analogous to FIG. 1a of a multi-stage shell and tube heat exchanger apparatus for desalination of seawater according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the tube heat exchanger device is denoted by reference numeral 1 "', wherein, unlike the second embodiment, a different configuration of the partition walls T1' -T6 'is adopted. Specifically, the partition walls T1' -T6 'extend from the lower end closure plate E1 Sealing device D1 to the upper end closure plate E2 over the entire length of the heat exchanger tubes P1 -P6 Passage of the steam D, a region with perforations PF in the upper region of the partition walls Tf to T6 'is provided. The height extent of this perforation area depends in turn on further parameters and can be optimized for a specific design structure.
  • the invention is not limited thereto, but also applicable to polygonal or other geometries nested heat exchanger tubes. Also, the invention is not limited to the desalination of seawater, but applicable to any evaporation / condensation processes.
  • the heater is not limited to the examples shown.
  • an overflow principle can be selected, wherein at the upper end of the heater an overflow basin, which is provided at the periphery with suitable flow openings, is provided which distributes the liquid film evenly through these openings or by overflowing over the outer edge of the outer surface of the heater ,
  • the partitions could also be provided in the upper overflow for the steam with sliding scenes, so that the respective separation height and the overflow are variable and adaptable to the requirements.
  • the perforation area is thus eliminated and replaced by the backdrop area.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1;1';1";1"') mit einer Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren (P1 -P6), welche voneinander beabstandet ineinander gesetzt um eine zentrale Achse (MA) herum angeordnet sind. Eine Heizeinrichtung (H; Η'; H") ist in einem Innenraum (R) einer innersten Wärmetauscherröhre (P1) der Mehrzahl von Wärmetauscherröhren (P1 -P6) angeordnet. Eine erste Zuführungseinrichtung (RE, V1; RE, V1a, V1b; RE') zum Zuführen eines zu verdampfenden Mediums (M) auf eine Außenoberfläche (OF; OF'; OF") der Hetzeinrichtung (H; H1; H") ist derart gestaltet, dass das zu verdampfende Medium an der Außenoberfläche (OF; OF'; OF") hinunterlaufen kann und zumindest teilweise verdampfbar ist, wobei der entsprechende Dampf (D) an einer Innenoberfläche (IP1) der innersten Wärmetauscherröhre (P1) kondensierbar ist und ein entsprechendes Kondensat (K) daran hinunterlaufen kann. Ein erstes Auffangbecken (A1) für das an der Außenoberfläche (OF; OF'; OF") der Heizeinrichtung (H; Η'; H") hinunterlaufende nicht verdampfte Medium und ein erstes Auffangbecken (B1) für das an der Innenoberfläche (IP1) der innersten Wärmetauscherröhre (P1) hinunterlaufende Kondensat (K) in einem Innenraum (R), der zwischen der innersten Wärmetauscherröhre (P1) und der Heizeinrichtung (H; Η'; H") gebildet ist, sind vorgesehen. Jeweils eine weitere Zuführungseinrichtung (RE, V2-V6) zum Zuführen des zu verdampfenden Mediums (M) auf eine jeweilige Außenoberfläche (AP1-AP5) der innersten bis vorletzäußersten Wärmetauscherröhre (P1 -P5) derart, dass das zu verdampfende Medium an der jeweiligen Außenoberfläche (AP1 -AP5) hinunterlaufen kann und zumindest teilweise verdampfbar ist, wobei der entsprechende Dampf (D) an einer jeweiligen Innenoberfläche (IP2-IP6) der nächstäußeren Wärmetauscherröhre (P2-P6) der Mehrzahl von Wärmetauscherröhren (P1-P6) kondensierbar ist und ein entsprechendes Kondensat (K) daran hinunterlaufen kann, und ein jeweiliges weiteres Auffangbecken (A2-A6) für das an der jeweiligen Außenoberfläche (AP1-AP5) hinunterlaufende nicht verdampfte Medium und einem jeweiligen weiteren Auffangbecken (B2-B6) für das an der jeweiligen Innenoberfläche (IP2-IP6) hinunterlaufende Kondensat (K) in einem jeweiligen weiteren Raum (R1-R5), der zwischen der innersten bis vorletzäußersten Wärmetauscherröhre (P1-P5) und der jeweils nächstäußeren Wärmetauscherröhre (P2-P6) gebildet ist, sowie eine Kühleinrichtung (A0, K) zum Kühlen einer Außenoberfläche (AP6) der äußersten Wärmetauscherröhre (P6) sind vorgesehen. Der jeweiligen weiteren Zuführungseinrichtung (RF4, V2-V6) ist zumindest einen Teil des nicht verdampften Mediums (M) aus dem jeweiligen weiteren Auffangbecken (A2-A6) für das an der jeweiligen Außenoberfläche (AP1-AP5) hinunterlaufende nicht verdampfte Medium (M) über eine jeweilige Rückführungsleitung (RF4) zuführbar.

Description

Beschreibung Titel Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung, insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung, die insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser verwendet werden kann.
Stand der Technik
Obwohl prinzipiell auf beliebige mehrstufige Wärmetauschervorrichtungen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung und die ihr zugrunde liegende Problematik anhand von mehr- stufigen Wärmetauschervorrichtungen zur Entsalzung von Meerwasser erläutert.
Im aktuellen Stand der Technik und auch in älteren Veröffentlichungen werden mehrstufige Wärmetauschervorrichtungen zur Entsalzung von Meerwasser, auch als Multi-Effekt- Wärmetauschervorrichtungen bezeichnet, in ihrer Grundfunktion und auch mit einer Varian- tenvielfalt beschrieben.
Derartige Wärmetauschervorrichtungen werden im technischen Einsatz in Verbindung mit anderen technischen Einheiten so eingesetzt, dass die systemimmanenten Stoffströme in einer folgerichtigen Reihenfolge an spezifische Orte der Entsalzungsanlage mit den dort notwendigen physikalischen Eigenschaften und physikalischen Effekten gelangen, die die Funktion der Wärmetauschervorrichtungen erst möglich machen bzw. diese qualitativ und funktionssicher arbeiten lassen.
Es gibt grundsätzlich zwei unterschiedliche Bauformen von Multi-Effekt- Wärmetauschervorrichtungen, nämlich zum einen Multi-Effekt-Wärmetauschervorrichtungen, die pro Effekt aus mehreren Kammern eine gemeinsame Kammer bilden, sowie auch solche, die aus einer Kammer pro Effekt bestehen.
In beiden Bauformen werden mit aufeinander abgestimmten Temperatur- und Dampfdruck- werten in jedem Effekt Verdampfungs- und Kondensierungsvorgänge ausgeführt, oder es wird nur verdampft und dem Folgeeffekt wird der Dampf wiederum zur Verfügung gestellt. Dadurch kann der Energieinhalt eines einmal erzeugten Dampfes durch Rückführung der Verdampfungswärme mehrmals genutzt werden, wobei der Phasenübergang und der damit verbundene Energiefluss von Flüssigkeit zu Dampf zu Flüssigkeit zu Dampf so lange ausgeführt werden kann, bis nicht mehr ausreichend Energie für einen Phasenübergang ausgetauscht werden kann oder bis eine bauliche Beschränkung den letzten Phasenübergang in der Multi-Effekt-Wärmetauschervorrichtung definiert.
Die DE 10 2009 038 836 A1 beschreibt einen Plattenwärmeübertrager, der kolonnenweise aus Blechpaaren so aufgebaut ist, dass die Blechpaare, die aus einem Verdampfer- sowie einem Kondensationsblech bestehen, hintereinander geschaltet je eine Verdampferkammer und eine Kondensationskammer für je einen Effekt bilden, wobei die Blechpaare mit Abstandshaltern aus elastischen Dichtelementen versehen sind. Diese elastischen Dichtelemente arbeiten sowohl als Verdampferdichtungen als auch als Kondensationsdichtungen.
Die hintereinander geschalteten Kammern bilden eine Gesamtkammer mit einem Gesamtvo- lumen und eine Gesamtverdampferfläche, die sich aus der Addition aller Blechpaare ergibt, da die hintereinander geschalteten Blechpaare ebenfalls von elastischen Dichtelementen als Abstandshalter auf Distanz gehalten werden. So bilden z.B. 15 Blechpaare hintereinander geschaltet in einem Effekt 15 Verdampfer- und Kondensationskammern. Der Dampf wird in einem Effekt kondensiert, und die bei der Kondensation frei werdende Energie wird in dem Folgeeffekt zum Verdampfen des Mediums genutzt.
Die Verdampferbleche haben Durchbrüche mit unterschiedlichen Querschnittsflächen zur Durchführung von flüssigen Medien, wie Rohwasser, Sole oder Destillat, und zur Durchführung von Inertgasen und des Dampfes, der in der Verdampferkammer entsteht. Diese Durchbrüche bilden in Verbindung mit den elastischen Kondensator- und Verdampferdichtungen Kanäle für die Zu- und Abführung sowie für die Verteilung der Flüssigen und gasförmigen Medien auf die Verdampfer- und Kondensatorkammer.
Speziell für den Dampf ergeben sich dabei zwei Probleme. Zum einen entstehen durch das Strömen des Dampfes von den Verdampferkammern in das Dampf rohr, dem damit verbundenen Richtungswechsel um 90° und dem anschließenden Strömen des Dampfes in die Kondensatorkammern, wo wiederrum ein Richtungswechsel des Dampfes um 90° notwendig wird, und das Strömen des Dampfes zwischen den Verdampfer- und Kondensatorplatten erhebliche Strömungsverluste, die mit einem Energieinhaltsverlust vom Dampf einhergehen. Zum anderen werden diese Verluste durch einen zu kleinen Plattenabstand nochmals erhöht, da der Abstand aus fertigungstechnischen Gründen und Stabilitätsgründen mit den elastischen Dichtungen begrenzt ist. Damit der Plattenwärmetauscher aus der DE 10 2009 038 836 A1 im technischen Einsatz qualitativ und funktionssicher arbeiten kann, ist es notwendig das erzeugte Destillat und das in einem dünnen Flüssigkeitsfilm herunterfließende Rohwasser, das von Effekt zu Effekt im- mer mehr zu einer Sole aufkonzentriert wird, in Behältern an jedem einzelnen Effekt aufzufangen. Da der jeweilige Folgeeffekt aufgrund der geringeren Sole- und Destillattemperatur einen etwas geringeren Druck hat, werden das Destillat sowie die Sole über eine Leitung in den Behälter des nächsten Effektes gesaugt. Die Sole wird somit dem Folgeeffekt zur Verfügung gestellt und das Destillat abgeführt.
Die DE 196 03 380 C2 beschreibt eine integrierte Verdampfer-Kondensatoreinheit als Zentralelement einer Destillationsvorrichtung mit Rückgewinnung der Verdampfungswärme, wobei Destillations- und Sammelrückgewinnungsvorgang in einem kontinuierlichen Gegen- stromverfahren erfolgen und eine senkrechte und wenig wärmeleitende Verdampfungsfläche von dem Flüssigkeitsfilm der herabgleitenden und zu destillierenden Lösung bedeckt wird. Die Kondensations- und Verdampfungsfläche verlaufen in geringem Abstand parallel gegenüberstehend und bilden zusammen einen Spaltkana), den sogenannten Dampf räum. Je zwei einander zugewandte Rückseiten der Kondensationsflächen bilden ebenfalls einen sehr schmalen Spaltkanal, in welchem die zufließende Lösung die Kondensationswärme auf- nimmt. Der Dampfraum enthält nur die Gasphase des Lösungsmittels, und die Reste der aus der erhitzten Lösung entwichenen nicht kondensierbaren Gase.
Die DE 30 10 042 offenbart eine Vorrichtung zum Destillieren von Wasser mit einem Gehäuse, einem Wärmeaufnahme-Plattenglied zum Aufnehmen von Wärme an einer Seite und zum Verdampfen eines zu behandelnden Wassers sowie einer Mehrzahl von Kühlplattengliedern zum Kondensieren des Wasserdampfes und zum Verdampfen des zu behandelnden Wassers durch die latente Kondensationswärme. Die Kühlplattenglieder sind unter paralleler Abstandsbeziehung untereinander und in Bezug auf das Wärmeaufnahme- Plattenglied angeordnet. Weiterhin sind Wasserhaltemittel vorgesehen zum Halten des zu behandelnden Wassers an der einen Seite des Wärmeaufnahme-Plattengliedes und an einer Seite eines jeden der Kühlplattenglieder, wobei jedes Wasserhaltemittel der Kondensationsoberfläche des angrenzenden Kühlplattenglieds gegenüberliegend angeordnet ist. Ein Wasserzufuhrmittel dient zum Zuführen des zu behandelnden Wassers zu den Wasserhaltemitteln, und ein Wassersammelmittel dient zum Sammeln des kondensierten Wassers. Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung, insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach Anspruch 1.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren durch eine unterseitige erste Endverschlussplatte und durch eine oberseitige zweite Endverschlussplatte verschlossen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind vorgesehen: eine erste röhrenförmige Trennwand, welche im Innenraum der innersten Warmetauscher- röhre derart angeordnet ist, dass sie das erste Auffangbecken für das an der Außenoberfläche der Heizeinrichtung hinunterlaufende nicht verdampfte Medium zusammen mit einem Teil der Außenoberfläche der Heizeinrichtung und zusammen mit der ersten Endverschlussplatte bildet und das erste Auffangbecken für das an der Innenoberfläche der innersten Wärmetauscherröhre hinunterlaufende Kon-densat zusammen mit einem Teil der Innenober- fläche der innersten Wärmetauscherröhre und zusammen mit der ersten Endverschlussplatte bildet; jeweils eine weitere röhrenförmigen Trennwand, welche im jeweiligen Raum zwischen der innersten bis vorletzäußersten Wärmetauscherröhre und der jeweils nächstäußeren Wärme- tauscherröhre derart angeordnet ist, dass sie das jeweilige weitere Auffangbecken für das an der jeweiligen Außenoberfläche hinunterlaufende nicht verdampfte Medium zusammen mit einem Teil der jeweiligen Außenoberfläche der innersten bis vorletzäußersten Wärmetauscherröhre und zusammen mit der ersten Endverschlussplatte bildet und das jeweilige weitere Auffangbecken für das an der jeweiligen Innenoberfläche hinunterlaufende Kondensat zusammen mit einem Teil der jeweiligen Innenoberfläche der nächstäußeren Wärmetauscherröhre und zusammen mit der ersten Endverschlussplatte bildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine erste Dichteinrichtung zwischen der ersten Endverschlussplatte und der Mehrzahl von dadurch unterendseitig verschlosse- nen Wärmetauscherröhren und eine zweite Dichteinrichtung zwischen der zweiten Endverschlussplatte und der Mehrzahl von dadurch oberendseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren vorgesehen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind der Innenraum der innersten Wärmetauscherröhre und die jeweiligen weiteren Räume zwischen der innersten bis vorletzäußers- ten Wärmetauscherröhre und der nächstäußeren Wärmetauscherröhre evakuierbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren zylinderförmig ausgebildet ist und konzentrisch um die zentrale Achse herum angeordnet. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren polygonal ausgebildet und konzentrisch um die zentrale Achse herum angeordnet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind das erste Auffangbecken für das an der Außenoberfläche der Heizeinrichtung hinunterlaufende nicht verdampfte Medium und die jeweiligen weiteren Auffangbecken bis zum vorletztäußeren Auffangbecken für das an der jeweiligen Außenoberfläche hinunterlaufende nicht verdampfte Medium mit einem jeweils nächstäußeren Auffangbecken sequenziell paarweise über eine jeweilige Medium- Ausgleichsleitung verbunden, wobei das äußerste Auffangbecken für das an der Außenober- fläche der vorletztäußersten Wärmetauscherröhre hinunterlaufende nicht verdampfte Medium eine nach außen führende Medium-Abflussleitung aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind das erste Auffangbecken für das an der Innenoberfläche der innersten Wärmetauscherröhre hinunterlaufende Kondensat und die jeweiligen weiteren Auffangbecken für das an der jeweiligen Innenoberfläche hinunterlaufende Kondensat bis zum vorletztäußersten Auffangbecken für das an der jeweiligen Innenoberfläche hinunterlaufende Kondensat mit einem jeweils nächstäußeren Auffangbecken sequenziell paarweise über eine jeweilige Kondensat-Ausgleichsleitung verbunden, wobei das äußerste Auffangbecken für das an der Innenoberfläche der äußersten Wärmetauscherröhre hinunterlaufende Kondensat eine nach außen führende Kondensat-Abflussleitung aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren konzentrisch um die zentrale Achse herum angeordnet, wobei jeweilige Abstände zwischen jeweils zwei benachbarten Wärmetauscherröhren gleich sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren konzentrisch um die zentrale Achse herum angeordnet, wobei jeweilige Abstände zwischen jeweils zwei benachbarten Wärmetauscherröhren von innen nach außen zunehmen oder abnehmen oder variiieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Heizeinrichtung blockförmig.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Heizeinrichtung röhrenförmig.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die erste Zuführungseinrichtung einen oberseitig auf der Außenoberfläche der Heizeinrichtung angebrachten Vertetler- schlauch auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die erste Zuführungseinrichtung einen Innenzulauf der Heizeinrichtung und eine oberseitig auf der Heizeinrichtung angeordnete Verteilereinrichtung auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst die Kühleinrichtung eine endseitig verschlossene Außenwandröhre, in welche die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren eingesetzt ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung bilden die Außenwandröhre und die Außenoberfläche der äußersten Wärmetauscherröhre einen Kühlkanal für ein Kühlmedium als Kühleinrichtung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erstrecken sich die Trennwände von der unteren Endverschlussplatte ausgehend bis zu einem Teil der Länge der Wärmetauscherröhren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die Trennwände höhenverstellbar. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erstrecken sich die Trennwände von der unteren Endverschlussplatte ausgehend bis zur oberen Endverschlussplatte über die gesamte Länge der Wärmetauscherröhren und weisen im oberen Bereich Perforationen zum Dampfdurchtritt auf. Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung fasst verschiedene funktionelle technischen Einheiten aus mehreren Bauweisen durch eine spezielle röhrenförmige Bauweise zusammen. Die Erfindung ver- einfacht somit die Bauweise und die Herstellung von mehrstufigen Wärmetauschervorrichtungen erheblich und verändert die Wirtschaftlichkeit signifikant. Vor allem für kleine Anlagen ist eine erhebliche Steigerung der Wirtschaftlichkeit zu erzielen.
Durch die vorliegende Erfindung werden eine ganze Reihe von Vorteilen der Multi-Effekt- Wärmetauschertechnologie möglich.
Erstens entfällt eine Dampf Strömung, wie sie sich bei Multi-Effekt-Plattenwärmetauschern mit Kolonnenbauweise ergibt, da der Dampf nicht mehr von einer Vielzahl von Räumen, die einen Gesamtraum ergeben, zu einem neuen Gesamtraum, der wiederum aus einer Vielzahl von Räumen besteht, strömen muss und somit keine Strömungsverluste bzw. Energieverluste des Dampfes mehr vor dem Kondensieren auftreten.
Zweitens können die Pfattenabstände ohne große Mühe von Effekt zu Effekt, mit abnehmender Dampftemperatur variiert bzw. vergrößert werden, was dem Kondensieren bei niedrige- ren Temperaturen entgegenkommt und die Dampfverluste seinerseits ebenfalls eliminiert.
Drittens ergibt sich eine Vergrößerung der Verdampferfläche, wenn man die Wärmetauscherflächen konzentrisch anordnet, was eine bessere Energieübertragung bei sinkenden Temperaturen ermöglicht und die Effektivität steigert.
Viertens ergibt sich bei einer konzentrischen Bauweise eine natürliche Vergrößerung des Verdampferraumes aus der Radiusabhängigkeit der Verdampferfläche.
Fünftens vereinfacht sich die Fertigung der Bleche enorm, da keine Durchbrüche für die Me- dienführung mehr notwendig werden. Das ist eine wirtschaftliche Verbesserung bei der Fertigung der Wärmetauscherbleche.
Sechstens vereinfacht sich die Montage, da bei einer 16-Effekt Anlage nur noch 16 Wärmetauscherbleche notwendig sind und nicht ca. 300, wenn man bei der gegenwärtigen Techno- logie 15 Bleche pro Effekt inklusive Verdampfer und Kondensator vorsieht. Siebtens vereinfachen sich die Fertigung und die Montage bezüglich der Dichtungen, da man nur einige wenige Dichtungen benötigt
Achtens erreicht man eine bessere Funktionssicherheit bezogen auf die Lebensdauer der Dichtungen da sich bei einer zentrischen Bauweise die Dichtungen der Plattenwärmetauscher-Effekte entfallen, da der Druckunterschied zum nächsten Effekt sehr klein ist. Die Anforderungen an die Dichtungen sinken also sehr stark.
Neuntens ergibt sich eine viel günstigeres Verhältnis der Gesamtfläche der Wärmetau- scherbleche zur Verdampferfläche, das statt bei ca. 30% bei ca. 95% liegt, wenn man die konzentrische Bauweise wählt.
Zehntens werden die Abstrahlverluste sehr stark reduziert. Elftens, kann durch die Reduzierung der Verluste insgesamt möglicherweise eine größere Anzahl von Effekten bei gleichbleibender Temperaturspanne in die Anlage integriert werden.
Zwölftens ist das Austauschen von Blechen, wenn sie verschlissen oder verkalkt sind, ohne große Probleme zu durchzuführen.
Dreizehntens entfällt ein Großteil der Verrohrung, die bei der Umsetzung in eine Anlage nach der DE 10 2009 038 836 A1 notwendig ist, da man keine Auffangbehälter mehr benötigt. Die Überleitung von einem in den nächsten Effekt gestaltet sich sehr einfach und standardisiert. Das ist ein wirtschaftlicher Vorteil beim Materialeinkauf und bei der Montage.
Vierzehntens ergibt sich durch die kompakte Bauweise eine bessere Transportfähigkeit bezüglich des Gewichtes.
Fünfzehntes ergibt sich durch die kompakte Bauweise ebenfalls eine bessere Transportfä- higkeit bezüglich des Volumens, da sich die Verrohrung stark reduziert und die verbleibenden Rohre sich im Verlauf natürlich an den Wärmetauscherblechen orientieren und dort befestigt werden können, was den Röhren eine größere Betriebssicherheit beim Transport gibt.
Sechzehntens ist die Bauweise so kompakt, das sich das Verhältnis der Menge des Per- meatausstoßes zum Volumen der Gesamtanlage um einen erheblichen Faktor erhöht. Siebzehntens gestaltet sich der Bau und die Funktion der Vakuumleitungen einfacher und stabiler, da sie auf der Abdeckung angebracht werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
eine mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung zur Entsalzung von Meerwasser gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 1a eine senkrechte schematische Querschnittsansicht und Fig. 1 b eine waagrechte schematische Querschnittsansicht entlang der Linie X-X' von Fig. 1 a ist;
Fig. 2 eine senkrechte schematische Querschnittsansicht analog zu Fig. 1 a einer mehrstufigen Röhrenwärmetauschervorrichtung zur Entsalzung von Meerwasser gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine senkrechte schematische Querschnittsansicht analog zu Fig. 1 a einer mehrstufigen Röhrenwärmetauschervorrichtung zur Entsalzung von Meerwasser gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 4 eine senkrechte schematische Querschnittsansicht analog zu Fig. 1a einer mehrstufigen Röhrenwärmetauschervorrichtung zur Entsalzung von Meerwasser gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Komponenten.
Fig. 1 a, b zeigen eine mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung zur Entsalzung von Meerwasser gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 1 a eine senkrechte schematische Querschnittsansicht und Fig. 1 b eine waagrechte schematische Querschnittsansicht entlang der Linie X-X' von Fig. 1 a ist. In Fig. 1a, b bezeichnet Bezugszeichen 1 eine mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrich- tung zur Entsalzung von Meerwasser M durch Verdampfung und Kondensation. Die Röh- renwärmetauschervorrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl von endseitig verschlossenen War- metauscherröhren P1 -P6, welche voneinander beabstandet ineinander gesetzt um eine zentrale Achse MA herum angeordnet sind. Die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren P1 -P6 ist, wie in Fig. 1 b gezeigt, zylinderförmig ausgebildet und konzentrisch um die zentrale Achse MA herum angeordnet. Bei der vorliegenden ersten Ausführungsform ist der Abstand zwischen benachbarten Wärmetauscherröhren, welcher mit d1 , d2, d3, d4, d5 bezeichnet ist, gleich. Im Innenraum R der innersten Wärmetauscherröhre P1 ist eine Heizeinrichtung H angeordnet, welche im Inneren ein (nicht dargestelltes) Leitungssystem aufweist, das von außen über einen Heizmediumeingang HE ein Heizmedium aufnehmen kann und über einen Heizmediumausgang HA das Heizmedium abgeben kann. In diesem Beispiel ist die Heizeinrichtung H blockförmig zylindrisch aufgebaut und weist zur innersten Wärmetauscherröhre P1 denselben Abstand d auf, wie die Abstände d1 bis d5 zwischen den Wärmetauscherröhren P1 -P6 gewählt sind.
Bezugszeichen AO bezeichnet eine Außenwandröhre, welche ebenfalls zylindrisch ist und konzentrisch mit den Wärmetauscherröhren P1 -P6 um die Mittelachse MA angeordnet ist. Auch der Abstand d6 von der äußersten Wärmetauscherröhre P6 zur Außenwandröhre ist gleich wie die Abstände d und d1 bis d5. Die Wärmetauscherröhren P1 -P6 und die Außenwandröhre AO sind beiderseits hermetisch verschlossen, und zwar im vorliegenden Beispiel durch eine unterseitige erste Endverschlussplatte E1 und durch eine oberseitige zweite End- verschlussplatte E2, wobei zwischen die jeweiligen Röhrenenden und die Anschlusspiatte E , E2 eine jeweilige Dichteinrichtung B1 bzw. B2 eingelegt ist, welche vorliegend einfach durch eine Gummimatte gebildet ist. Eine derartige Art der Abdichtung schafft abgeschlossene drucksichere Räume R, R1 , R2, R3, R4, R5 zwischen der Heizeinrichtung H und der ersten Wärmetauscherröhre P1 bzw. zwischen benachbarten Wärmetauscherröhren, so dass Meerwasser M in der Röhrenwärmetauschervorrichtung gehalten werden kann, ohne dass es ungewollt entweichen kann bzw. ohne dass es zu einem Druckausgleich zwischen den Räumen R1 bis R5 kommt.
Über eine erste Zuführungseinrichtung RE, V1 wird das zu verdampfende Medium, hier Meerwasser M, auf die Außenoberfläche OF der Hetzeinrichtung H derart zugeführt, dass das Meerwasser M vom oberen Ende der Außenoberfläche OF zum unteren Ende der Außenoberfläche OF hinunterlaufen bzw. hinunterrieseln kann. Das Material der Heizeinrich- tung H sollte so ausgebildet sein, dass es eine gute Wärmeleitfähigkeit hat, damit die Wärmeenergie vom heißen Wärmemedium im Inneren der Heizeinrichtung H optimal auf die Außenoberfläche OF der Heizeinrichtung H übertragen werden kann. Über einen mit Bezugszeichen VAC bezeichneten Vakuumanschluss ist der Innen räum R evakuierbar. Weitere (nicht dargestellte) Vakuumanschlüsse sind für die Räume R1 -R5 vorgesehen.
Die Zuführungseinrichtung RE, V1 zum Zuführen des zu verdampfenden Meerwassers M umfasst eine von außen in den Raum R hineinlaufende Zufuhrleitung RE sowie eine Verteilereinrichtung V1 , welche vorzugsweise einen dünnen Flüssigkeitsfilm auf der Außenoberflä- che OF der Heizeinrichtung H erzeugt. Beim vorliegenden Beispiel ist am oberen Ende der Außenoberfläche OF der Heizeinrichtung H eine Verteilereinrichtung V1 in Form eines Schlauches derart angebracht, dass er den Umfang der zylindrischen Heizeinrichtung H einmal umfasst, also einen Schlauchring bildet. Der Schlauch verfügt über eine Vielzahl kleiner Öffnungen, die auf die Außenoberfläche OF so ausgerichtet sind, dass das zu verdamp- fende Medium, hier Meerwasser M, in ausreichender Menge auf die Außenoberfläche OF aufgebracht wird, sodass ein möglichst gleichmäßiger Flüssigkeitsfilm aus Meerwasser M entsteht, der kontinuierlich entlang der Außenoberfläche OF zur Unterseite der Heizeinrichtung H rieselt. Bei geeignet gewähltem Druck im Raum R sowie geeignet gewählter Temperatur der Heizeinrichtung H kann das Meerwasser M zumindest teilweise von der Außenoberfläche OF verdampfen, wobei der Dampf mit Bezugszeichen D bezeichnet ist, und an einer Innenoberfläche IP1 der innersten Wärmetauscherröhre P1 wieder kondensieren, wobei ein entsprechendes mit Bezugszeichen K bezeichnetes Kondensat an der Innenoberfläche IP1 der in- nersten Wärmetauscherröhre P1 hinunterlaufen kann. Im unteren Bereich der Heizeinrichtung H ist ein erstes Auffangbecken A1 für das an der Außenoberfläche OF der Heizeinrichtung H hinunterlaufende nicht verdampfte Meerwasser M sowie ein erstes Auffangbecken B1 für das an der Innenoberfläche IP1 der innersten Wärmetauscherröhre P1 hinunterlaufende Kondensat K vorgesehen.
Die beiden durch eine Trennwand T1 fluiddicht separierten Auffangbecken A1 , B1 sind selbstverständlich derart gestaltet, dass keine Vermischung des aufkonzentrierten Meerwassers M mit dem Kondensat K erfolgen kann. Ein Überlaufen des Meerwassers M bzw, des Kondensats K wird durch Medium-Ausgleichsleitungen L1 , L3, L5, L7, L9 und Kondensat- Ausgleichsleitungen L2, L4, L6, L8, L10, welche im Innern der Röhrenwärmetauschervorrich- tung 1 vorgesehen sind und welche nachstehend detaillierter beschrieben werden, verhindert. Das Material der Trennwand T1 sowie weiterer Trennwände T2-T6 sollte ein schlechter Wärmeleiter sein, z.B. ein Kunststoffrohr oder ein dünnes Doppelmetallrohr mit einem Luftspalt, um thermische Verluste des Meerwassers M zu verhindern.
Die jeweiligen Außenoberflächen AP1 , AP2, AP3, AP4, AP5 der Wärmetauscherröhren P1 , P2, P3, P4, P5 werden analog zur Außenoberfläche OF der Heizeinrichtung H mit entsprechenden Verteilereinrichtungen V2, V3, V4, V5, V6 mit Meerwasser M von der Oberseite her berieselt. Die Verteilereinrichtungen V2-V6 entsprechen der Verteilereinrichtung V1 , wobei sie nicht mit frischem Meerwasser gespeist werden, sondern aus dem Auffangbecken A1 -A6, aus denen ein Teil des nicht verdampften Meerwassers M über eine jeweilige Rückführlei- tung, hier ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die Rückführleitung RF4 gezeigt, zur jeweils zugehörigen Zuführungseinrichtung V2-V6 mittels einer zugehörigen Pumpe zurückgeführt wird, sodass der jeweilige Rieselfilm nicht abreißen kann.
Die Wärmetauscherröhren P1 -P6 weisen eine geringe Rohrdicke von typischerweise 0,5 bis 1 mm auf und bestehen beispielsweise aus eloxiertem Aluminium, wodurch die an einer jeweiligen Innenoberfläche IP1 , IP2, IP3, IP4, IP5 aufgenommene Wärme effektiv zur jeweiligen Außenoberfläche AP1 , AP2, AP3, AP4, AP5 geleitet werden kann.
An der Unterseite der Räume R1 , R2, R3, R4, R5 sind analog zum Innenraum R der inners- ten Wärmetauscherröhre P1 jeweilige weitere Auffangbecken A2-A6 für das an der jeweiligen Außenoberfläche AP1 -AP5 hinunterlaufende nicht verdampfte Meerwasser und jeweilige weitere Auffangbecken B2-B6 für das an der jeweiligen Innenoberfläche IP2-IP6 hinunterlaufende Kondensat gebildet. Im vorliegenden Fall ist die Bildung der Auffangbecken A1 -A6 bzw. B1 -B6 dadurch realisiert, dass röhrenförmige Trennwände T1 -T6 in die Räume R, R1 , R2, R3, R4, R5 eingesetzt sind, welche an der Unterseite durch die Dichteinrichtung D1 abgedichtet sind, sodass die Auffangbecken A1 -A6 und B1 -B6 jeweils paarweise gegeneinander abgedichtet sind. Somit ist es möglich, dass sich der Verdampfungs-Kondensationsvorgang des Raumes R in den Räumen R1 , R2, R3, R4, R5 wiederholt, wobei die Temperatur des Dampfes sequenziell sinkt. Ein immer kälter werdender Dampf D beansprucht bei gleichem Energiegehalt ein immer größer werdendes Volumen der Räume R, R1 , R2, R3, R4, R5, was im vorliegenden Fall durch die Zylindersymmetrie automatisch erfolgt. Sollte dies nicht ausreichen, so können die Abstände D und D1 -D5 von innen nach außen größer werdend vorgesehen werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Erstreckung der Trennwände T1 -T6 ausgehend von der unteren Endverschlussplatte E1 bzw. der Dichteinrichtung D1 ca. 30 % der Länge der Wärmetauscherrohre P1 -P6. Diese Höhe hängt jedoch von verschiedenen Faktoren ab und kann ggf. wesentlich größer sein, beispielsweise bis zu 80 % der Länge der Wärmetauscherrohre P1 -P6. Im Folgenden wird das bei der Ausführungsform vorgesehene Ausgleichsverfahren zwischen den Auffangbecken A1 -A6 bzw. B1 -B6 näher erläutert. Ein jeweiliges Auffangbecken für das nicht verdampfte Meerwasser M A1 -A5 ist mit einer zugehörigen Medium-Ausgleichsleitung L1 , L3, L5, L7, L9 mit einem nächstäußeren Auffangbecken für das nicht verdampfte Medium M verbunden. Dabei sind die Ausgleichsleitungen L1 , L3, L5, L7, L9 als Steigleitungen ausgebildet, sodass sich ein Druckgleichgewicht in den
Räumen R, R1 , R2, R3, R4, R5 ausbilden kann. Ausgehend von dem äußersten Auffangbecken A6 für das nicht verdampfte Meerwasser M führt eine Medium-Abflussieitung RA nach außen. Analog zu den Medium-Ausgleichsleitungen L1 , L3, L5, L7, L9 sind zwischen den benachbarten Auffangbecken B1 -B6 für das Kondensat K Kondensat-Ausgleichsieitungen L2, L4, L6, L8, L10 vorgesehen, welche jeweils Auffangbecken für das Kondensat K benachbarter Räume in Form von Steigleitungen miteinander verbinden. Aus dem äußersten Auffangbecken B6 für das Kondensat K führt eine Kondensat-Abflussleitung DA nach außen.
Somit stellt sich ebenfalls in den Auffangbecken B1 -B6 ein Druckgleichgewicht ein, sodass diese Auffangbecken B1-B6 wie auch die Auffangbecken A1 -A6 nicht zum Überlaufen gebracht werden können, und gleichzeitig wird das Kondensat K auf natürliche Weise unter Ausnutzung des statischen Drucks von Fluiden bis in den letzten Effekt und dann zur Kon- densat-Abflussleitung DA gefördert.
An der Außenoberfläche AP6 des äußersten Wärmetauscherrohres P6 ist eine Kühlung vorgesehen, wobei ein Kühlmedium K in einen Kanal fließt, der von der äußersten Wärmetauscherplatte P6 und der Außenwandröhre A0 gebildet wird. Bezugszeichen KE bezeichnet in diesem Zusammenhang einen Kühimitteleinlass und Bezugszeichen KA einen Kühlmittelaus- lass.
An der Innenoberfläche IP6 der äußersten Wärmetauscherröhre P6 kondensiert der Dampf D der letzten Stufe bzw. des letzten Effekts. Das Kühlmedium K muss die verbleibende im Dampf D enthaltene Energie aufnehmen. Durch diese Kühlung ist es möglich, das Temperaturgefälle über alle Effekte gleichmäßig zu halten, um so quasi ein selbststabilisierendes Gleichgewicht zu erzeugen. Fig. 2 ist eine senkrechte schematische Querschnittsansicht analog zu Fig. 1 a einer mehrstufigen Röhrenwärmetauschervor ichtung zur Entsalzung von Meerwasser gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei der zweiten Ausführungsform ist die Röhrenwärmetauschereinrichtung mit Bezugszeichen 1 ' bezeichnet, wobei eine im Vergleich zur ersten Ausführungsform geänderte Heizeinrichtung H' vorgesehen ist. Diese ist, anstelle blockformig zu sein, röhrenförmig gestaltet. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass der im Innern der röhrenförmig ausgestalteten Heiz- einrichtung H' vorgesehene Hohlraum R0 ebenfalls zur Verdampfung des Meerwassers M beitragen kann. Mit anderen Worten ist die zur Dampferzeugung effektive Außenoberfläche OF' der Heizeinrichtung H' dadurch vergrößert. Analog zur ersten Ausführungsform kann die Verteilereinrichtung V1 a, V1 b bei diesem Beispiel durch zwei Schlauchringe gebildet werden, wobei der erste Schlauchring V1 a im Raum RO und der zweite Schlauchring V1 b im Raum R1 an der Oberseite der Heizeinrichtung H' verläuft.
Fig. 3 ist eine senkrechte schematische Querschnittsansicht analog zu Fig. 1 a einer mehrstufigen Röhrenwärmetauschervorrichtung zur Entsalzung von Meerwasser gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei der dritten Ausführungsform ist die Röhrenwärmetauschereinrichtung mit Bezugszeichen 1 " bezeichnet, wobei eine weitere Modifikation für die Heizeinrichtung vorgesehen ist, welche hier mit Bezugszeichen H" bezeichnet ist. Die Heizeinrichtung H" umfasst in diesem Fall einen Innenzulauf RE' für das Meerwasser M, welcher von außen gespeist wird. An der Ober- seite. der Heizeinrichtung H" strömt das Meerwasser M aus und wird durch eine Verteilerplatte VT auf den Umfang der Heizeinrichtung H" verteilt, sodass der besagte Flüssigkeitsfilm, welcher die Außenoberfläche OF" hinabrieselt, gebildet werden kann.
Fig. 4 ist eine senkrechte schematische Querschnittsansicht analog zu Fig. 1 a einer mehr- stufigen Röhrenwärmetauschervorrichtung zur Entsalzung von Meerwasser gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei der vierten Ausführungsform ist die Röhrenwärmetauschereinrichtung mit Bezugszeichen 1 "' bezeichnet, wobei im Unterschied zur zweiten Ausführungsform eine andere Gestaltung der Trennwände T1 '-T6' gewählt. Insbesondere verlaufen die Trennwände T1 '-T6' ausgehend von der unteren Endverschlussplatte E1 bzw. der Dichteinrichtung D1 bis zur oberen Endverschlussplatte E2 über die gesamte Länge der Wärmetauscherrohre P1 -P6. Zum Übertritt des Dampfes D ist ein Bereich mit Perforationen PF im oberen Bereich der Trennwände Tf bis T6' vorgesehen. Die Höhenerstreckung dieses Perforationsbereichs hängt wiederum von weiteren Parametern ab und ist für einen speziellen Konstruktionsaufbau optimierbar.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eine zylindrische konzentrische Symmetrie der Wärmetauscherröhren bzw. der Außenwandröhre beschrieben wurde, ist die Erfindung darauf nicht beschränkt, sondern auch für polygonale oder sonstige Geometrien ineinander gesetzte Wärmetauscherröhren anwendbar. Auch ist die Erfindung nicht auf die Entsalzung von Meerwasser beschränkt, sondern für beliebige Verdampfungs- /Kondensationsprozesse anwendbar.
Auch ist die Heizeinrichtung nicht auf die gezeigten Beispiele beschränkt. Beispielsweise kann auch ein Überlauf prinzip gewählt werden, wobei am oberen Ende der Heizeinrichtung ein Überlaufbecken, das am Umfang mit geeigneten Durchflussöffnungen versehen ist, vorgesehen ist, welches den Flüssigkeitsfilm gleichmäßig durch diese Öffnungen bzw. durch Überlaufen über die Aussenkante auf die Außenoberfläche der Heizeinrichtung verteilt.
Weiterhin ist die Anzahl der Stufen bzw. Effekte selbstverständlich je nach Anforderung variierbar.
Die Trennwände könnten auch im oberen Überströmbereich für den Dampf mit verschiebbaren Kulissen versehen sein, so dass die jeweilige Trennhöhe und der Überströmfluß variabel und den Anforderungen entsprechend anpassbar sind. Der Perforationsbereich entfällt somit und wird durch den Kulissenbereich ersetzt.

Claims

Patentansprüche
1. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, mit: einer Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren (P1 -P6), welche voneinander beabstandet ineinander gesetzt um eine zentrale Achse (MA) herum angeordnet sind; einer Heizeinrichtung (H; H1; H"), welche in einem Innenraum (R) einer innersten Wärmetauscherröhre (P1) der Mehrzahl von Wärmetauscherröhren (P1-P6) angeordnet ist; einer ersten Zuführungseinrichtung (RE, V1 ; RE, V1a, V1 b; RE') zum Zuführen eines zu verdampfenden Mediums (M) auf eine Außenoberfläche (OF; OF'; OF") der Heizeinrichtung (H; Η'; H") derart, dass das zu verdampfende Medium (M) an der Außenoberfläche (OF; OF1; OF") hinunterlaufen kann und zumindest teilweise verdampfbar ist, wobei der entsprechende Dampf (D) an einer Innenoberfläche (IP1 ) der innersten Wärmetauscherröhre (P1 ) kondensierbar ist und ein entsprechendes Kondensat (K) daran hinunterlaufen kann; einem ersten Auffangbecken (A1) für das an der Außenoberfläche (OF; OF'; OF") der Heizeinrichtung (H; Η'; H") hinunterlaufende nicht verdampfte Medium (M) und einem ersten Auffangbecken (B1) für das an der Innenoberfläche (IP1 ) der innersten Wärmetauscherröhre (PI) hinunterlaufende Kondensat (K) in einem Innenraum (R), der zwischen der innersten Wärmetauscherröhre (P1 ) und der Heizeinrichtung (H; Η'; H") gebildet ist; jeweils einer weiteren Zuführungseinrichtung (RF4, V2-V6) zum Zuführen des zu verdampfenden Mediums (M) auf eine jeweilige Außenoberfläche (AP1 -AP5) der innersten bis vor- letzäußersten Wärmetauscherröhre (P1 -P5) derart, dass das zu verdampfende Medium (M) an der jeweiligen Außenoberfläche (AP1 -AP5) hinunterlaufen kann und zumindest teilweise verdampfbar ist, wobei der entsprechende Dampf (D) an einer jeweiligen Innenoberfläche (IP2-IP6) der nächstäußeren Wärmetauscherröhre (P2-P6) der Mehrzahl von Wärmetauscherröhren (P1 -P6) kondensierbar ist und ein entsprechendes Kondensat (K) daran hinunterlaufen kann; und einem jeweiligen weiteren Auffangbecken (A2-A6) für das an der jeweiligen Außenoberfläche (AP1 -AP5) hinunterlaufende nicht verdampfte Medium (M) und einem jeweiligen weiteren Auffangbecken (B2-B6) für das an der jeweiligen Innenoberfläche (IP2-IP6) hinunterlaufende Kondensat (K) in einem jeweiligen weiteren Raum (R1 -R5), der zwischen der innersten bis vorletzäußersten Wärmetauscherröhre (P1 -P5) und der jeweils nächstäußeren Wärmetauscherröhre (P2-P6) gebildet ist; und einer Kühleinrichtung (K) zum Kühlen einer Außenoberfläche (AP6) der äußersten Wärmetauscherröhre (P6); wobei der jeweiligen weiteren Zuführungseinrichtung (RF4, V2-V6) zumindest einen Teil des nicht verdampften Mediums (M) aus dem jeweiligen weiteren Auffangbecken (A2-A6) für das an der jeweiligen Außenoberfläche (AP1 -AP5) hinunterlaufende nicht verdampfte Medium (M) über eine jeweilige Rückführungsleitung (RF4) zuführbar ist.
2. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1'; 1 "; 1 '"), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach Anspruch 1 , wobei die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren (P1 -P6) durch eine unterseitige erste Endverschlussplatte (E1) und durch eine oberseitige zweite Endverschlussplatte (E2) verschlossen ist.
3. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach Anspruch 2, mit: einer ersten röhrenförmigen Trennwand (T1 ; TV), welche im Innenraum (R) der innersten Wärmetauscherröhre (P1 ) derart angeordnet ist, dass sie das erste Auffangbecken (A1) für das an der Außenoberfläche (OF; OF'; OF") der Heizeinrichtung (H; Η'; H") hinunterlaufende nicht verdampfte Medium (M) zusammen mit einem Teil der Außenoberfläche (OF; OF'; OF") der Heizeinrichtung (H; Η'; H") und zusammen mit der ersten Endverschlussplatte (E1 ) und das erste Auffangbecken (B1 ) für das an der Innenoberfläche (IP1) der innersten Wärmetauscherröhre (P1 ) hinunterlaufende Kondensat (K) zusammen mit einem Teil der Innenoberfläche (IP1) der innersten Wärmetauscherröhre (P1 ) und zusammen mit der ersten Endverschlussplatte (E1) bildet; jeweils einer weiteren röhrenförmigen Trennwand (T2-T6; T2'-T6'), welche im jeweiligen Raum (R1-R5) zwischen der innersten bis vorletzäußersten Wärmetauscherröhre (P1-P5) und der jeweils nächstäußeren Wärmetauscherröhre (P2-P6) derart angeordnet ist, dass sie das jeweilige weitere Auffangbecken (A2-A6) für das an der jeweiligen Außenoberfläche (AP1 -AP5) hinunterlaufende nicht verdampfte Medium (M) zusammen mit einem Teil der jeweiligen Außenoberfläche (AP1 -AP5) der innersten bis vorletzäußersten Wärmetauscherröhre (P2-P5) und zusammen mit der ersten Endverschlussplatte (E1) und das jeweilige wei- - 16 -
WO 2013/117252 PCT/EP2012/067978 tere Auffangbecken (B2-B6) für das an der jeweiligen Innenoberfläche (IP2-IP6) hinunterlaufende Kondensat (K) zusammen mit einem Teil der jeweiligen Innenoberfläche (IP1 ) der nächstäußeren Wärmetauscherröhre (P2-P6) und zusammen mit der ersten End verschlussplatte (E1 ) bildet.
4. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; V; 1 "; V"), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei eine erste Dichteinrichtung (D1 ) zwischen der ersten Endverschlussplatte (E1 ) und der Mehrzahl von dadurch un- terendseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren (P1 -P6) und eine zweite Dichteinrichtung (D2) zwischen der zweiten Endverschlussplatte (E2) und der Mehrzahl von dadurch oberen- dseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren (P1 -P6) vorgesehen ist.
5. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Innenraum (R) der innersten Wärmetauscherröhre (P1) und die jeweiligen weiteren Räume (R1 -R5) zwischen der innersten bis vorletzäußersten Wärmetauscherröhre (P1 -P5) und der nächstäußeren Wärmetauscherröhre (P2-P6) evakuierbar sind.
6. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; V"), insbesondere zur Entsal- zung von Meerwasser, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren (P1 -P6) zylinderförmig ausgebildet ist und konzentrisch um die zentrale Achse (MA) herum angeordnet ist.
7. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsal- zung von Meerwasser, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren (P1 -P6) polygonal ausgebildet ist und konzentrisch um die zentrale Achse (MA) herum angeordnet ist.
8. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsal- zung von Meerwasser, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Auffangbecken (A1 ) für das an der Außenoberfläche (OF; OF'; OF") der Heizeinrichtung (H; H'; H") hinunterlaufende nicht verdampfte Medium (M) und die jeweiligen weiteren Auffangbecken (A2-A5) bis zum vorletztäußeren Auffangbecken (A5) für das an der jeweiligen Außenoberfläche (AP1 -AP5) hinunterlaufende nicht verdampfte Medium (M) mit einem jeweils nächstäußeren Auffangbecken (A2-A6) sequenziell paarweise über eine jeweilige Medium- Ausgleichsleitung (L1 , L3, L5, L7, L9) verbunden sind und wobei das äußerste Auffangbecken (A6) für das an der Außenoberfläche (AP5) der vorletztäußersten Wärmetauscherröhre (P5) hinunterlaufende nicht verdampfte Medium (M) eine nach außen führende Medium- Abflussleitung (RA) aufweist.
9. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsal- zung von Meerwasser, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Auffangbecken (B1) für das an der Innenoberfläche (IP1) der innersten Wärmetauscherröhre (P1) hinunterlaufende Kondensat (K) und die jeweiligen weiteren Auffangbecken (B2-B6) für das an der jeweiligen Innenoberfläche (IP2-IP6) hinunterlaufende Kondensat (K) bis zum vorletztäußersten Auffangbecken (B5) für das an der jeweiligen Innenoberfläche (IP1 -IP5) hinunterlaufende Kondensat (K) mit einem jeweils nächstäußeren Auffangbecken (B2-B6) sequenziell paarweise über eine jeweilige Kondensat-Ausgleichsleitung (L2, L4, L6, L8, L10) verbunden sind und wobei das äußerste Auffangbecken (B6) für das an der Innenoberfläche (IP6) der äußersten Wärmetauscherröhre (P6) hinunterlaufende Kondensat (K) eine nach außen führende Kondensat-Abflussleitung (KA) aufweist.
10. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; V; 1 "; 1 '"), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren (P1 -P6) konzentrisch um die zentrale Achse (MA) herum angeordnet ist und wobei jeweilige Abstände (d1 -d5) zwischen jeweils zwei benachbarten Wärmetauscherröhren (P1-P6) gleich sind.
11 . Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren (P1 -P6) konzentrisch um die zentrale Achse (MA) herum angeordnet ist und wobei jeweilige Abstände (d1 -d5) zwischen jeweils zwei benachbarten Wärmetauscherröhren von innen nach außen zunehmen oder abnehmen oder variieren.
12. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsal- zung von Meerwasser, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizeinrichtung (H) blockförmig ist.
13. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei die Heizeinrichtung (Η') röhrenförmig ist.
14. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei erste Zuführungseinrich- tung (RE, V1 ; RE, V1 a, V1 b; RE') mindestens einen oberseitig auf der Außenoberfläche (OF; OF1; OF") der Heizeinrichtung (H; Η'; H") angebrachten Verteilerschlauch aufweist.
15. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei die erste Zuführungseinrichtung (RE, V1 ; RE, V1a, V1 b; RE') einen Innenzulauf (RE1) der Heizeinrichtung (H") und eine oberseitig auf der Heizeinrichtung (H; Η'; H") angeordnete Verteilereinrichtung aufweist.
16. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühleinrichtung (K) eine endseitig verschlossene Außenwandröhre (AO) umfasst, in welche die Mehrzahl von endseitig verschlossenen Wärmetauscherröhren (P1 -P6) eingesetzt ist.
17. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach Anspruch 17, wobei die Außenwandröhre (AO) und die Außenoberfläche (AP6) der äußersten Wärmetauscherröhre (P6) einen Kühikanal (K) für ein Kühlmedium als Kühleinrichtung bilden.
18. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 '"), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach Anspruch 3, wobei sich die Trennwände (T1-T6) von der unteren Endverschlussplatte (E1) ausgehend bis zu einem Teil der Länge der Wärmetauscherröhren (P1-P6) erstrecken,
19. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1"'), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach Anspruch 18, wobei die Trennwände (T1 -T6) höhenverstellbar sind.
20. Mehrstufige Röhrenwärmetauschervorrichtung (1 ; 1 '; 1 "; 1 "'), insbesondere zur Entsalzung von Meerwasser, nach Anspruch 3, wobei die Trennwände (Τ1 '-Τ6') sich von der unteren Endverschlussplatte (E1) ausgehend bis zur oberen Endverschlussplatte (E2) über die gesamte Länge der Wärmetauscherröhren (P1 -P6) erstrecken und im oberen Bereich Perforationen zum Dam pfdurcht ritt aufweisen.
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