DE2015235A1 - - Google Patents

Description

Anm.: united States Atomic Energy Commission

Die Erfindung betrifft eine besonders zur Entsalzung von Meereswasser geeignete Verdampferanordnung mit einen die maximale Druckdifferenz zwischen den einzelnen, hintereinandergeachalteten Stufen begrenzenden Notventil.

In bekannten Anordnungen zur Verdampfung von Meereswasser wird das Salzwasser durch tine Reihe von hintereinandergeschslteten, meist aus senkrechten Verdampferrohren bestehenden Stufen geleitet und nach Durchlauf durch eine Stufe jeweils in eine Kon»entratkaauaer gepumpt. Mit den in eimer Stufe erzeugten Dampf wird die auf niedrigerer Temperatur und niedrigere« Druck ge-.fahrene nächste Stufe erhifcst. Nachteilig hierbei ist, daß bei Ausfall der Pumpe einer einzelnen Stufe tie gesamte Verdampferanlage abgeschaltet werden muß. Bei den immer größer ausgelegten produktionseinheiten ist der entstehende Produktionsausfall erheblich und liegt im Bereich von mehreren Millionen 1. Nachteilig ist ferner, daß die Verdampferkammern zwischen den Stufen auf einen mutmaßlichen, maximalen Unfalldifferentialdruck zwischen benachbarten Stufen ausgelegt werden müssen. Aufgabe der Erfindung ist eine Verdampferanordnung, die den Differentialdruck zwischen benachbarten Stufen auf ein vorbestimmtes Maxiiaua begrenzt und einen Austausch der J-umpen einzelner Stufen ohne Abschaltung der ganzen Anlage ermöglicht. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dati zwischen den Verdampferkammern benachbarter Stufen Notventile in Form von Leitungen mit einer Flüssigkeitssäule solcher Auslegung angeordnet sind, daß sie unter normalen Betriebsbedingungen eine gasdichte Abdichtung bilden und bei Aultreten eines Überdrucks Dampf hindurchlassen.

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Die Zeichmung zeigt teilweise echeaatisch und im Schnitt die enindungsgemäße Verdampferanordnuug mit dem Notventil bzw. der ivotabdichtung.

Zur Vereinfachung sind nur drei Stufen gezeigt. Jede Stufe besteht aus einem senkrechten Rohrbündel 5» einer »it Dampf von der vorhergehenden Stuf· gespeisten Dampfkammer 7» einer

Koiizentratkammer 9i einer Saauaelwanne 11 und einer Puape 15*

lasier Das zu dtötillierende/wird Bit dtr £uapt 13 über einen Vor erhiteer Ia die Aaltgt ftpuapt. Die pump· fördert da· Mttrt·- waseer in dit Ilen ι eat rat kanne r 5 u md die Stoatlwftxuat 11. Infolge dt· iwiacaea dt» einxelnen Stufen btetthtaden Druckgefällte Hießt dta Meereawaaeer über die Verbindungaleitum«en 17 in dit ·ϊιι§·1β·α SUMielwam«ta 11. BiAt auf 4·*·* Stuft vtrcettktae Hmp· 15 fövAtrb int g*aatj»tx»t »i* v*riMiti«i*tA firUOk 1« 4ie KtnientratkaaatrA % jÜa ItU. verdampft iaother-■itch bei» lertiflltÄ·» durch die etnkrtoliltii lebare. Dts aa dta uiitertn Boartnd· austretende Ion«entrat fällt in dit StAiutlvanAt aurücic, aus dtr ta herauegepumpt wurde, äit erste atttf· wird im btkMAttr »tiae d*»ick eiAt §tti«attt jjaupxquelle, z.B. einen iieaktorboiler 19 erhitzt. Da· kondensat flieüt von dtr Außenseite der senkrechten Rohre der otufe 1 in den Boiler zurück. Danach wird dtr durch die gestrichelte Linie 23 angedeutete in j β" der Stuxe erzeugte Dampf kondensiert und wird aa Boden der nächst folgenden 3tuie 21 gesammelt. Das Jbreduktwaseer fließt dann durch die öauiiuelleitungen 23» Srfindungügemäß *ird nun zwischen benachbarte Verdampfungskam_ern 7 ein Notventil 27 geschiatet. Ls besteht z.B. aus einem in der Kammerwand benachbarter otuieu liegenden U-Hohr 29, Die Öffnung des unteren findes dieses U-Rohrs liegt gerade über der normalen Konzentrathöhe in der Wanne 11, während das höhere Ende in der benachbarten VerdamprungskaiOüier über dieser' Hohe liegt, soüaß eine für die Dampfabdichtung unter normalen Betriebsbedingungen ausreichende Druckhohe besteht. Ein Teil das unverdampften Konzentrats fließt aus den Rohren 5 in das Rohr 2y und füllt es bis zur erforderlichen Höhe.

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Die Hohe der Wassersäule und damit die Rohrhöhe am dotieren Ende hängt von dem normalen Druckunterschied zwischen den einzelnen Stufen, und der Querschnitt des Rohrs 29 hängt von der aui jeder Stufe erzeugten Daiiipfmenge ab, die bei Ausfall einer Stufe mit geringstem Druckabgall durch das Rohr fließen muss. Die Auslegung des itohrs erfolgt entsprechend diesen für jede ^tufe bekannten Werten. Ein Beispiel für eine Verdainpi craniate m.tt einem Durchsatz von 250 Millionen Gallonen zeigt die folgende Tabelle.

Stufe	II	Dampf	Dampf	■i n	Dampf-	Ventil-	Durch-	Dampfge-
	III	Temp. ■ F	druck	xn ft	durchs	rohr-	fluß-	schwindigk
	IV		psia	11,1	ftVsek	querschn. * 4-	fläehe	ft/Sek.
I	V	258,6	34,6	10, k	16500	J. U 1 .	180	92
VI	249,9	29,8	8,3	19000	1 ■	194	98
VII	241,2	25,4	7,9	^IbQO	1	208	104
VIII	232,5	21,8	6,7	25000	1	d'd2.	112
IX	223,7	18,4	5,8	29Ö00	1	236	123
X	214,7	15,5	5,6	34000	1,5	374	91
XI	205,6	13	4,o	40000	1,5	395	101
XII	196,2	10,6	4,4	48000	2	550	87
XIII	186,5	8,6	3	58000	2	580	100
XIV	17b,4	b,7	3	70000	■2,5	/ Ό *p	93
XV	1b5,b	5,4	c!,8	08OOO	2,5	783;	113
154,1	4,1	ei	II3OOÜ	3	970 .	11ü
141,5	2,9	I52OOO	3	1000	150
126,9	2,05	1,85 2IcOOu	3	1041	200
109,1	1,24

Mit dem eriindungsgemäßen Veuiil wird ein technischer iortschritt in doppelter Hinsicht erzielt. Einmal wird die Druckdifferenz zwischen benachbarten Stulen auf ein vorbestimmtes Maxiaua /W (Fig.1J begrenzt. Die Wände zwischen aen einzelnen Stufen können-daher mit Hinblick aui diesen begrenzten Diiie« r»atialdruck an statt auf einen mutmaßlichen, maximalen Unfallsdruck ausgelegg werden. Zum anderen braucht beiu, Ausfall der Pumpe einer Stufe der Verdampierbetrieb nicht unterbrochen werden. Fällt z.B. die Pumpe 15 der Stufe II aus, so steigt der Drück in der Dampfkammer 7'« da die Rohre 5'' nicht kühlen und der in der Stufe I erzeugte Dampi nicht kondensiert wird. Gleichzeitig entfällt die Dampfquelle für die Stufe III und der Dampfdruck in der Kammer 7¹'fällt ab. Sobald die Druckdifferenz den ftotdruck L·^ übersteigt, _Aird die Wassersäule

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in der Hohrleituiife 29' ausgeblasen und der in der Stufe I erzeugte Dampf fließt in die Kammer 7' und wird in der Stufe III kondensiert. Die Verdampferanorunung läuft während des Ausfalls und beim Auswechseln der Pumpe der Stufe II weiter. Sobald die d"T5 Pumpe ersetzt und auge behalt et ist, arbeitet auch der Verdampfungs- Kondensationskreislauf der Stufe II' wieder und die Druckhohe ^, kehrt auf ihren Uormalwert zurück. Der Konzentratabiluß aus den Kohren 5¹ ' füllt nun das zuvor entleerte Kohr 2y wieder bis zur normalen Betriebshöhe.

Der geringfügig größere apparative Aufwand der erfindungsgemäßen Anordnung wird durch diü erwähnten beiden Vorteile mehr als ausgeglichen. Allein schon die Auslegung der Stärke der VerdajxpfungskaiiLuern gleicht den höheren Aufwand der zusätzlichen Bauteile mehr als aus.

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Claims (2)

1. Mehrstufige Verdampferanordnung zur Meereswaseerdestillation, in der das in einer Stufe verdampfte Meereswasser die Verdampferrohre der benachbarten Stufe über eine beide Stufen verbindende Verdampierkam&er erhitzt,-wobei die V er dampf erkammern mit einem von Stufe zu Stufe abnehmenden Druckgefälle betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kammern: benachbarter Stufen iiotventile (27) in Form von Leitungen mit einer Flüssigkeitssäule solcher Auslegung angeordnet sind, daß sie unter normalen Betriebsbedingungen eine gasdichte Abdichtung bilden und bei Auftreten eines Überdrucks Dampf hindurchlassen.

2. Verdampferanordnung gemäß Anspruch 1,

d a d u r c h g e kee η η ζ ei c h η e t, daß Äie Notventilleitungen die Form eines U-Rohrs aufweisen, dessen eine Offnung mit der Kammer einer Stufe, und dessen zweite Öffnung* mit der Kammer einer darauffolgenden Stufe verbunden ist, und die zweite öffnung so gelagert ist, daß . in sie bis zur erforderlichen Flüssigkeitshöhe unverdampftes meereswasser von dejft Verdampferrohren der darauffolgenden Stuie fließt.

3· Verdampferanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des U-Rohr-s so ausgelegt ist, daß bei Uiinen des Ventils der Dampfdurchfluß mit minimalem Druckabfali möglich ist.

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