DE2103287B2 - Vorrichtung zum Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit eines Mehrstufenverdampfers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit eines Mehrstufenverdampfers.

Das Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit erfolgt gemäß der GB-PS 10 25 922 bei einer Anlage zur Gewinnung von reinem Wasser aus Salz- oder Brackwasser mit Hilfe einer Vorrichtung mit einem Mehrkammergehäuse, durch das sich ein die Beschikkungsflüssigkeit führendes Rohrbündel erstreckt und in dessen einzelne Kammern Dampf eingeleitet wird, der durch spontane Verdampfung eines Teils der in einem Brennraum erwärmten Flüssigkeit erhalten ist Das durch den Wärmetausch zwischen Dampf und Beschikkungsflüssigkeit gebildete Kondensat wird durch Ein- und Auslässe des Mehrkammergehäuses von Kammer zu Kammer geführt und schließlich abgeführt

Das Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit eines Mehrstufenverdampfers ist beispielsweise in der DE-AS 15 19 636 beschrieben. Dieses Vorwärmen erfolgt einerseits mittels des Abdampfs des Mehrstufenverdampfers oder andererseits dadurch, daß die Beschikkungsflüssigkeit mit einem heißen Kondensat aus dem Verdampfer in Wärmeaustausch gebracht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit eines Mehrstufenverdampfers zu schaffen, die mit einem verbesserten Wirkungsgrad arbeitet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer t> <) Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst

Die vorliegende Vorrichtung verwendet zur Aufheizung der Beschickungsflüssigkeit nebeneinander Dampf und Kondensat, die mit dem die Beschickungsflüssigkeit führenden Rohrbündel in Wärmetausch treten. Beim ir> Einleiten des heißen Kondensats in das Mehrkammergehäuse verdampft wegen des dort herrschenden geringeren Drucks als im Mehrstufenverdampfer ein Teil des Kondensats spontan, wodurch das restliche Kondensat gekühlt wird. Der Kondensatdampf kommt mit dem Rohrbündel in Berührung und das gekühlte Restkondensat sammelt sich im Gehäuse, von wo es abgezogen wird. Der aus dem Mehrstufenverdampfer eingeleitete Dampf überstreicht aufgrund der gewählten Anordnung des Rohrbündels zunächst die Oberfläche des gekühlten Restkondensats, bevor auch er mit dem Rohrbündel in Berührung kommt Bei diesem Überstreichen der Oberfläche des gekühlten Restkondensats wird Überhitzungswärme des Dampfes abgeführt, so daß der Dampf beim anschließenden Inberührungkommen mit dem Rohrbündel zur Kondensation kommt und dadurch der Wärmeübergang verbessert wird.

Der das Rohrbündel durchströmende Gesamtdampf kondensiert an den Rohren weitgehend, um die Beschickungsflüssigkeit in den Rohren aufzuheizen. Die infolge von Dampfkondensation abnehmende Dampfmasse wird durch die abnehmende Strömungsquerschnittsfläche zwischen den nach oben zusammenlaufenden Leitwänden ausgeglichen, so daß die Geschwindigkeit des Dampfes in allen unterstromseitigen Teilen des Rohrbündels einen Mindestwert für eine optimale Wärmeübertragung überschreitet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt der Vorrichtung zum Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit;

F i g. 2 einen Längsschnitt der Vorrichtung nach der Linie 2-2 in F ig. 1 und

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise einer Kammer der in F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung. Die Vorrichtung 10 zum Vorwärmen der Beschickungsflüssigkeit besitzt ein im wesentlichen elliptisches oder zylindrisches Gehäuse 11 mit Endwänden 12 und 13 und inneren vertikalen Zwischenwänden 14 und 15, welche das Gehäuse in Kammern 16,17 und 18 unterteilen. Leitwände 19 und 20 erstrecken sich durch das Gehäuse 11 zwischen der Endwand 12, den Zwischenwänden 14 und 15 und der Endwand 13. Die Leitwände 19 und 20 laufen am oberen Teil der Gehäusekammern zusammen und begrenzen ein Bündel 21 von im wesentlichen zylindrischen Rohren. Die Enden der Rohre des Bündels 21 stehen über Sammelleitungen 22 und 23 mit einer Alislaßleitung 24 bzw. mit einer Einlaßleitung 25 für die Beschickungsflüssigkeit in Strömungsverbindung. Wo die Leitwände 19 und 20 zusammenlaufen, befinden sich Abzugsöffnungen 26, die über Sammelleitungen 27, 28 und 29 mit Leitungen 30,31 bzw. 32 zum Abzug nicht kondensierten Dampfes zu einem Bereich niedrigeren Druckes in Strömungsverbindung stehen.

Einlasse 33, 34 und 35 dienen zur Einleitung von Kondensat aus vorangehenden Vorwärmerstufen in die jeweilige Kammer 16, 17 bzw. 18. In gleicher Weise dienen Leitungen 36, 37 und 38 zum Einleiten von heißem Dampf, beispielsweise Wasserdampf, aus einem Verdampfer. In manchen Fällen wird in jede einzelne Kammer heißer Dampf eingeleitet, während in anderen Fällen nur ausgewählte Kammern Dampf aus einem Verdampfer erhalten. Auslässe 39,40 und 41 dienen zur Wegführung angesammelten Kondensats aus der Kammer 16,17 bzw. 18.

Die Arbeitsweise jeder Stufe des erfindungsgemäßen Vorwärmers wird nachfolgend in Verbindung mit der schematischen Darstellung von Fig.3 erläutert, in

welcher die Bezugsziffern sich auf entsprechende Teile des in F i g. 1 und 2 dargestellten Aufbaus beziehen. Die Beschickungsflüssigkeit, welche durch die Einlaßleitung 25 eintritt, strömt durch das Rohrbündel 21 in den Kammern 18 und 17 (F i g. 2) und sie tritt in die Kammer 16 als Strom 25a ein und tritt aus dieser Kammer durch die Leitung 24 aus. Heißer Dampf wird durch die Einlaßleitung 36 zum Rohrbündel 21 geleitet, um die Beschickungsflüssigkeit in diesem aufzuheizen.

Überhitztes Kondensat aus einer vorausgehenden Vorwärmerstufe erhält durch den Einlaß 33 Zutritt zum Bereich 16ä der Vorwärmerstufe. Das Kondensat hat vorzugsweise einen Druck, der wesentlich höher als der Druck im Bereich 16a ist, so daß, wenn das überhitzte Kondensat in den Bereich 16a gelangt, ein Teil des Kondensats spontan verdampft, wodurch das restliche Kondensat gekühlt wird. Obwohl in Fig.3 für die Zwecke der Erläuterung gesondert dargestellt, bilden die Bereiche 16a und 16 die gleiche Kammer bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten körperlichen Ausführungsform.

Der Dampf im Bereich 16a vermischt sich in der Kammer 16 mit heißem Wasserdampf, der durch die Leitung 36 eingeleitet wird. Der Gesamtdampf wird zwischen die Leitwände 19 und 20 geleitet, um die Beschickungsflüssigkeit im Rohrbündel 21 aufzuheizen. Die Leitwände 19,20 erzwingen ferner eine Dampfstrcmung über die Oberfläche des flüssigen Kondensats 42, 43, wodurch die Überhitzungswärme des Dampfes abgeführt wird. Das an der Außenfläche des Rohrbündels 21 sich bildende Kondensat wird in jeder Kammer in dem gekühlten Kondensat aus dem Bereich 16a vereinigt und durch den Auslaß 39 abgezogen, um in eine nachfolgende Kammer des Vorwärmers eingeleitet zu werden, beispielsweise durch den Einlaß 34 in die Kammer 17.

Zui Wegführung nicht kondensierten Dampfes von den Außenflächen der Rohre im Bündel 21 soll der Abstand zwischen den äußersten Rohren und den Leitwänden 19 und 20 nicht den kleinsten Abstand zwischen den Rohren des Bündels überschreiten. Ferner bleibt, wenn der Abstand zwischen den Rohren sowie zwischen den Rohren und den Leitwänden gleichmäßig gehalten wird, die Dampfströmung im Rohrbündel relativ gleichmäßig und turbulent über die ganze Querschnittsfläche an jeder Stelle im Bündel, so daß die Rohre gleichmäßig beheizt werden.

Das Rohrbündel 21 ist so angeordnet und ausgebildet, daß der Dampfströmungsquerschnitt innerhalb des Rohrbündels längs der Dampfströmungsrichtung kontinuierlich abnimmt. Daher wird, wenn Dampf an den Rohren des Rohrbündels kondensiert und die Dampfmasse infolge der Dampfkondensation kontinuierlich abnimmt, durch die abnehmende Strömungsquerschnittsfläche die Verringerung der Dampfmasse etwa ausgeglichen, so daß die Geschwindigkeit des Dampfes einen bestimmten Mindestwert in allen unterstromseitigen Teilen des Rohrbündels überschreitet. Für diesen Zweck ist das Rohrbündel im Querschnitt vorzugsweise im wesentlichen dreieckig, wobei der Scheitel des

jo Dreiecks zur Sammelleitung 27 hin liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Vorwärmen der Beschikkungsflüssigkeit eines Mehrstufenverdampfers, be- stehend aus einem Mehrkammergehäuse, durch das sich ein die Beschickungsflüssigkeit führendes Rohrbündel erstreckt, wobei wenigstens eine Gehäusekammer einen Dampfeinlaß aufweist, der mit dem Mehrstufenverdampfer verbunden ist, und bei ι ο dem jede Gehäusekammer mit einem Ein- und Auslaß für das durch Wärmetausch zwischen Dampf- und Beschickungsflüssigkeit gebildete, von Kammer zu Kammer geführte Kondensat versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrbündel von schräggestellten, am oberen Teil der Gehäusekammern zusammenlaufenden Leitwänden (19, 20) umgeben ist, zwischen denen sich Abzjgsöffnungen (26) für die nicht kondensierten Dämpfe befinden, und daß der Dampfeinlaß (36) so angeordnet ist, dafl der Dampf die Oberfläche des Kondensats überstreicht, bevor er zum Rohrbündel strömt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Leitwänden (19, 20) und den benachbarten Rohren des Rohrbündels nicht größer als der kleinste Abstand zwischen zwei benachbarten Rohren des Rohrbündels ist

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