DE1299565B - Mehrstufenverdampfer zur Gewinnung von Suesswasser - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Mehrstafenverdampfer zur Gewinnung von Süßwasser, insbesondere aus Meerwasser mit einer Anzahl von durch am Boden befindlicher öffnungen in Reihe geschalteter Kammern mit einer wehrartigen, eine die Zulauföffnung umgebende Zulaufkammer bildenden Wand.
• Bei derartigen Mehrstufenverdampfern erfolgt die Verdampfung durch das Druckgefälle zwischen den nacheinander folgenden Kammern, wodurch das mit der Siedetemperatur der in der vorhergehenden Kammer in die nachfolgende Kammer eintretende Wasser bei einem Siedepunkt unter seiner Temperatur teilweise verdampft. Dieser Siedepunktverminderung in Abhängigkeit von der Druckverminderung wirkt im wesentlichen der hydrostatische Druck entgegen, der in einer vorbestimmten Höhe der Wassersäule so groß wird, daß er die Druckverminderung in der Kammer ausgleicht und keine Verdampfung erfolgt. Die Verdampfung erfolgt also nur an der Oberseite, keinem hydrostatischen Druck unterworfenen Schicht des Wassers.
• Bei bekannten derartigen Mehrstufenverdampfern strömt entweder das Wasser durch einen durch den Boden der Kammer gebildeten Behälter und verdampft nur an seiner Oberfläche, wobei Leiteinrichtungen vorgesehen sein können, um das gesamte Wasser wenigstens kurzzeitig an die Oberfläche zu bringen. Diese Leiteinrichtungen sind jedoch entweder relativ aufwendig oder haben nur eine beschränkte Wirkung.
• Bei einer anderen bekannten Einrichtung fällt das Wasser über eine wehrartige Zwischenwand in der Kammer wasserfallartig auf den tiefer liegenden Spiegel des mit dem Auslauf verbundenen Teils der Kammer, wobei die Verdampfung im wesentlichen in diesem fallenden Wasser erfolgt. Da die Höhe des Gefälles von der Druckdifferenz zwischen den Kammern abhängt und andererseits die Höhe des Gefälles die Verdampfungsleistting beeinflußt, ist bei diesen bekannten Anordnungen die mögliche Dampfabgabe vom Druckgefälle zwischen den Kammern weitgehend abhängig, d. h., bei einem niedrigen Druckgefälle ist die Fallhöhe und damit die Dampfabgabe sehr gering. Außerdem wird bei diesen bekannten Anordnungen durch das Verdampfen aus dem an sich in einzelne Teilstrahlen zerteilten Wasser ein relativ großer Anteil Wasser beim Verdampfen mitgerissen, der mit dem Brüden in das Kondensat gelangt, wenn nicht aufwendige Abscheidevorrichtungen vorgesehen sind.
• Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, bei der der Wirkungsgrad des Mehrkörperverdampfers vom Druckgefälle unabhängig gegenüber bekannten Verdampfem verbessert wird> ohne, daß dadurch eine wesentlich aufwendigere Konstruktion bedingt ist.
• Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht,-daß die Oberseite der Zulaufkammer mit einer = leicht geneigten Horizontalplatte abgedeckt- ist, welche in Abstand von ihren Randkanten Durchtrittsöffnungen besitzt.
• Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird also das Wasser starr in einem Wasservorhang im freien Fall über das Wehr nach unten horizontal über die Horizontalplatte geleitet, und seine Wegstrecke ist damit vom Unterschied des Wasserspiegels zwischen der Zulaufkammer und der Ablaufkammer im wesentlichen unabhängig. Durch die Verdampfung aus einer dünnen geschlossenen Wasserschicht wird außerdem der Anteil des vom Dampf mitgerissenen Wassers vermindert ' so daß die Verunreinigungen des Kondensats geringer als bei bekannten Verdampfern ist und gegebenenfalls vorzusehende Abscheidevorrichtungen im Brüdenstrom wesentlich einfacher ausgebildet sein können.
• Vorzugsweise nimmt die die Oberseite der Verdampferkammer abdeckende Horizontalplatte mehr als 50 70 der Horizontalquerschnittsflächen der Verdampferkammer ein. Um mitgerissenes Wasser direkt aus dem Brüden abzuscheiden, ist vorzugsweise oberhalb der Durchtrittsöffnungen in der Horizontalplatte eine Prallwand angeordnet. Die Durchtrittsöffnung in der Horizontalplatte kann eine einzige längsschlitzartige Durchtrittsöffnung in ihrem mittleren Teil aufweisen.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 schematisch eine Draufsicht auf einen Mehrstufenverdampfer gemäß der Erfindung, F i g. 2 in vergrößertem Maßstab einen Horizontalschnitt durch eine Kammer mit Draufsicht auf die horizontale Abdeckplatte, F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in F ig. 2, F i g. 4 einen Horizontalschnitt durch eine Kammer mit einer Abwandlungsform der erfindungsgemäßen Anordnung und F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in F i g. 4.
• In der ersten Ausführungsform nach F i g. 1 bis 5 besteht der Mehrstufenverdampfer 10 z. B. zur Gewinnung von Süßwasser aus Meerwasser aus zweiundzwanzig in zwei Reihen hintereinandergeschalteten Verdampfungskammem 11.
• Die Verdampfungskammern 11 (F i g. 2 und 3) sind durch einen Zylindermantel 12 als Außenwand durch eine der in Längsrichtung den Mantel teilenden lotrechten Trennwände 13 und Quer-wände 14 und 15 geteilt. Die Wände 14 und 15 haben in ihren unteren Abschnitten Strömungsdurchlässe 16 bzw. 17. Das aus der vorhergehenden Stufe in die Verdampfungskammer 11 fließende Wasser strömt über die öffnung 16 in der Wand 14 in eine Einlaßkammer 18, die im unteren Teil der Kammer 11 durch eine senkrechte Wand 19 abgegrenzt ist, die sich von der Einlaßwand 14 zur Trennwand 13 nahe der zweiten Wand 15 bis an den Zylindermantel 12 und an ihrer Oberkante etwa waagerecht erstreckt. Das in die Kammer 11 eintretende Wasser strömt also zuerst in die Einlaßkammer 18 und dann über die Wand 19 und darauf aus der Verdampfungskammer 11 über den Auslaß 17 ab. Der nach oben gerichtete Wasserstrom wird mittels -einer horizontalen Platte 20 geführt, die zwischen den Wänden 13, 14 und 15 die Kammer 11 abdeckt. Die Platte 20 weist an ihrem breitesten, stromauf gelegenen Ende in Abstand vom freien Rand mehrere lochartige öffaungen 21 auf, durch die das Wasser aus der Einlaßkammer 18 auf die Oberseite der Platte 20 und in einer dünnen Schicht über die Oberseite der Platte 20 zum Auslaß 17 zu strömt. Das Wasser ist daher zwangsweise mit seiner freien Oberfläche über einen langen Weg dem Druck in der Verdampfungskammer ausgesetzt. Bei der Bildung von Dampfbläschen in dieser verhältnismäßig dünnen Wasserschicht auf Platte 20 erfolgt eine Durchmischung, so daß die Verdampfungsleistung weiterhin erhöht und das zur Erzielung der gewünschten Verdampfung erforderlicheDruckgefälle herabgemindert wird. Das Druckgefälle kann bei einem Ausführungsbeispiel kleiner als 50mmWS sein.
• Die Verdampfungsleistung im Verdampfer 10 wird weiterhin dadurch verbessert, daß die Platte 20 geneigt verläuft. Der Neigungswinkel liegt je nach gewünschter Strömungsgeschwindigkeit und gegebenem Druckgefälle zwischen 5' und 45' zur Waagerechten. In der dargestellten Ausführung ist die Platte 20 von der Trennwand 13 in einer Ebene nach unten geneigt, die im wesentlichen parallel zur Achse des Gehäuses 12 verläuft.
• Die letzten vier Stufen 11 a, 11 b, 11 c und 11 d des Verdampfers 10 haben die Lochplatten 201 zunehmend niedrigere Neigungen, so daß in diesen Endstufen die Strömung auch bei verhältnismäßig niedrigem Druckgefälle der Stufen in Gang gehalten wird.
• In den F i g. 4 und 5 ist eine andere Ausführungsform eines Verdampfers dargestellt, der mehrere Verdampfungskammern 311 aufweist. Das die Außenwände der Kammem bildende zylindrische Gehäuse 312 des Verdampfers hat keine in der Mitte gelegene Trennwand ', die durch Querwände 314 bzw. 315 gebildeten Kammem 311 sich über die ganze Breite des Innenraums des Gehäuses erstrecken. In der Wand 314 liegt die Einlaßöffnung. Die Wände haben Strömungsdurchlässe 316 und in der Wand 315 die Auslaßöffnung 317. Eine aufrechte Wand 319 erstreckt sich trapezförmig von der Einlaßwand durch horizontale Oberkanten 114 (F i g. 7) und begrenzt zwischen dem Gehäuse 312 und ihren Oberkanten eine im Grundriß trapezförmige Einlaßkammer 318, die mit dem Einlaß 316 in Verbindung steht.
• Eine horizontale Platte 320 deckt die Oberseite der Einlaßkammer 318 ab und hat eine längsschlitzartige Mittelöffnung 221, über die das aus dem Einlaßraum 218 kommende Wasser auf die Oberseite der Platte 320 strömt. Die Platte 320 verläuft parallel zum Boden des im ganzen mit etwas Gefälle angeordneten Gehäuses 312. Die Fläche der Öffnung 221 kann entsprechend den Arbeitsverhältnissen des zugeordneten Verdampfers geändert werden.
• Oberhalb der öffnung 321 in der die Einlaßkammer 318 abdeckenden Platte 320 ist eine Prallplatte 322 auf Stützen 323 angeordnet, die verhütet, daß bei der Verdampfung mitgehendes Wasser nach oben in den Brüden gelangen.
• Die die Einlaßkammern 18 bzw. 318 abdeckenden Platten 20 bzw. 320 liegen mit ihren Umfangskanten vorzugsweise an den Oberkanten der aufrechten Wände 19 bzw. 319. Die Fläche dieser Platten ist aber vorzugsweise in jedem Falle größer als die halbe Fläche des Horizontalquerschnitts der Verdampfungskammer in der Höhe der Platte.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Mehrstufenverdampfer zur Gewinnung von Süßwasser, insbesondere aus Meerwasser, mit einer Anzahl von durch am Boden befindlicher Öffnungen in Reihe geschalteter Kammem mit einer wehrartigen, eine die Zulauföffnung umgebende Zulaufkammer bildenden Wand, d a - durch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Zulaufkammer (18, 318) mit einer leicht geneigten Horizontalplatte (20, 320) abgedeckt ist, welche in Abstand von ihren Randkanten wenigstens eine Durchtrittsöffnung (21, 231) besitzt.
2. 2. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Oberseite der Verdampferkammer (18, 318) abdeckende Horizontalplatte (20, 320) mehr als 50 % der Horizontalquerschnittsflächen der Verdampferkammer (11, 311) einnimmt. 3. Mehrstufenverdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Durchtrittsöffnungen (321) in der Horizontalplatte (320) eine Prallwand (322) angeordnet ist. 4. Mehrstufenverdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalplatte (320) eine einzige längsschlitzartige Durchtrittsöffnung (321) in ihrem mittleren Teil aufweist.