DE834999C

DE834999C - Method and device for generating water vapor by means of step evaporation

Info

Publication number: DE834999C
Application number: DE1948P0024752
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1948-02-26
Filing date: 1948-12-14
Publication date: 1952-03-27
Also published as: FR981186A; CH261732A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserdampf mittels Stufenverdampfung Die bezieht sich einerseits auf ein Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf mittels Stufenverdampfung. Andererseits bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Ausübung obigen Verfahrens.Method and device for generating water vapor by means of step evaporation On the one hand, this relates to a method for generating water vapor by means of Step evaporation. On the other hand, the invention relates to a device to carry out the above procedure.

E s ist bekannt, daß bei Elektrokesseln, bei denen das Kesselwasser als elektrischer Leiter dient, die elektrische Leitfähigkeit des Kesselwassers und damit der Salzgehalt desselben gewisse Grenzen nicht überschreiten darf. Diese Grenzen sind insbesondere bei hohen Spannungen durch die Gefahr von Kurzschlüssen bedingt. Bei gegebener Speise- I wasserduaftät muß die zulässige Grenzleitfähigkeit im Kesselwasser durch entsprechendes Abschlämmen eingehalten werden. Dies bedingt ohne besondere Vorkehrungen beim Vorliegen von Speise-%vasser mit relativ hohem Salzgehalt entsprechend große Abschlämmungen, wodurch Wärmeverluste und 'höhere Kosten der Wasseraufbereitung hervorgerufen werden. Um diese dauernde Erhöhung der Betriebskosten -zu umgehen, ist bisher in besonders ungünstigen Fällen das Dampf- und Wassersystem des Elektrokessels von denjenigen des Verbrauchnetzes durch einen Dampftransformer getrennt worden. Elektrokessel und Primärseite des Dampftransformers bilden dabei ein geschlossenes System, in welchem die Aufrechterhaltung der gewünschten Grenzleitfähigkeit im Kesselwasser ,des Elektrokessels keine Schwierigkeiten bietet. Auf der Sekundärseite des Dampftransfonmers liegen alsdann die für derartige Apparate normalen Was.server,hältnisse vor. Diese Lösung ist jedoch verhältnismäßig teuer, da die ganze erzeugte Dampf= menge im Transformer umgesetzt werden muß, was entsprechend große Heizflächen bedingt. Diese kommt daher nur in Fällen mit besonders ungünstigen Speisewasserverhältnissen in Betracht.It is known that in electric boilers, in which the boiler water serves as an electrical conductor, the electrical conductivity of the boiler water and so that the salt content of the same may not exceed certain limits. These limits are caused by the risk of short circuits, especially at high voltages. With a given feed / water ductility, the permissible limit conductivity in the boiler water must be are adhered to by appropriate blow-down. This requires no special Take appropriate precautions if you have table water with a relatively high salt content large blowdowns, causing heat loss and 'higher water treatment costs be evoked. In order to avoid this constant increase in operating costs, is so far in particularly unfavorable cases the steam and water system of the electric boiler separated from those of the consumption network by a steam transformer been. The electric boiler and the primary side of the steam transformer form a closed one System in which the maintenance of the desired limit conductivity in the boiler water , the electric boiler does not present any difficulties. On the secondary side of the steam transformer then the normal was.server conditions for such devices are available. These However, the solution is relatively expensive because the entire amount of steam generated is in the transformer must be implemented, which requires correspondingly large heating surfaces. This is where it comes from only considered in cases with particularly unfavorable feed water conditions.

In sehr vielen Fällen ist nun die Speisewasserbeschaffenheit so, daß sich zwar .der Einbau eines Dampftransformers nicht rechtfertigt, daß indessen doch hohe Abschlämmungen in Kauf genommen werden müssen. Für diese Fälle sind das Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung geeignet, eine Verminderung der Betriebskosten herbeizuführen.In very many cases the quality of the feed water is such that The installation of a steam transformer is not justified, but it does high blowdowns have to be accepted. For these cases are the procedure and the device of the present invention is capable of a reduction bring about operating costs.

Das Verfahren nach der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf mittels Stufenverdampfung und besteht darin, daß das Wasser zunächst in einem Hauptkessel, als elektrischer Leiter dienend, geheizt und teilweise verdampft wird und daß fortlaufend Wasser in einen Nachverdampfer abgeführt wird, der auf andere Weise beheizt wird.The method of the invention is a method for producing Water vapor by means of step evaporation and consists in that the water first in a main boiler, serving as an electrical conductor, heated and partially evaporated and that water is continuously discharged into a reboiler, which is on is heated in another way.

Die Vorrichtung zur Ausführung obigen Verfahrens Besteht aus einem Elektrodenkessel für die erste Verdampfungsstufe und einem andersartig beheizten Nachverdampfer für die Restverdampfung.The apparatus for carrying out the above method consists of one Electrode boiler for the first evaporation stage and one heated in a different way Post-evaporator for residual evaporation.

Die im Nachverdampfer zur Verdampfung des Kesselwassers benötigte Wärme kann dem im Hauptkessel erzeugten Dampf oder auch dem Kesselwasser des Hauptkessels entnommen werden. Der im Hauptkessel erzeugte Dampf kann nach Drosselung mit dem Dampf des Nachverdampfers vereinigt werden, wobei es vorteilhaft ist, diese Drosselung in Abhängigkeit des Wasserstandes im Nachverdampfer einzustellen. Der im Nachverdampfer erzeugte Dampf kann aber auch in ein unabhängiges Netz von niedrigerem Druck abgegeben werden. Wird in diesem Fall der Nachverdampfer durch einen Teil des irn Hauptkessel erzeugten Dampfes geheizt, so wird vorteilhafterweise die Menge dieses letzteren in Abhängigkeit vom Wasserstand im Nachverdampfer reguliert. Die Menge des aus dem Hauptkessel in den Nachverdampfer geführten Wassers kann in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit im Hauptkessel reguliert werden. Es ist auch möglich, daß mehrere Hauptkessel über eine Sammelleitung mit einem gemeinsamen Nachverdampfer zusammenarbeiten, wobei am besten für jeden Hauptkessel die Entnahme von Wasser in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit in diesem Kessel geregelt wird. Endlich besteht die Möglichkeit, dem Speisewasser des Hauptkessels einenTeil der Wärme des atrs dem Nachverdampfer abgeschlämmten Wassers zu übertragen.The amount required in the post-evaporator to evaporate the boiler water Heat can be obtained from the steam generated in the main boiler or from the boiler water in the main boiler can be removed. The steam generated in the main boiler can after throttling with the Steam of the post-evaporator are combined, it being advantageous to reduce this to be set depending on the water level in the re-evaporator. The one in the reboiler However, the generated steam can also be released into an independent network at lower pressure will. In this case, the re-evaporator is through part of the main boiler generated steam is heated, so the amount of this latter is advantageous regulated depending on the water level in the re-evaporator. The amount of the Main boiler in the re-evaporator led water can depending on the Conductivity in the main boiler can be regulated. It is also possible that several The main boiler works together with a common re-evaporator via a collecting line, being best for each main boiler depending on the withdrawal of water the conductivity in this boiler is regulated. Finally there is the possibility the feed water of the main boiler part of the heat of the atrs to the re-evaporator to transfer drained water.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. Fig. i ist das Schema einer Vorrichtung, bestehend aus einem Hauptkessel und einem durch den Dampf des Hauptkessels geheizten Nachverdampfer.Several exemplary embodiments are shown schematically in the drawing. Fig. I is the schematic of a device consisting of a main boiler and a re-evaporator heated by the steam from the main boiler.

Fig. 2 und 3 zeigen zwei ähnliche Vorrichtungen, bei welchen jedoch die Heizung des Nachverdampfers durch das Kesselwasser des Hauptkessels vorgenommen wird.Figs. 2 and 3 show two similar devices, but in which the heating of the re-evaporator is carried out by the boiler water of the main boiler will.

Fig.4 zeigt eine Vorrichtung, bei welcher drei Hauptkessel mit einem gemeinsamen Nachverdampfer zusammenarbeiten.Fig.4 shows a device in which three main boiler with one common re-evaporator work together.

In Fig. i ist als Hauptkessel ein Elektrokessel i mit den Elektroden 2 dargestellt. Das Speisewasser gelangt in den Hauptkessel über eine Leitung 3, ein Regulierventil 4, einen Wärmeaustauscher 5 und eine Leitung 6. Im Hauptkessel wird das Wasser, als elektrischerLeiter dienend, geheizt und teilweise verdampft. Der erzeugte Dampf wird über eine Leitung 7 und ein Druckreduzierventil R in das Verbrauchernetz d abgeführt. Zur Einhaltung der Grenzleitfähigkeit im Hauptkessel -,wird eine eiltsprechende Menge Kesselwasser über eine Leitung io und ein Regulierorgan i i in einen Nachverdampfer 12 geführt. Zur Heizung .des Nachverdampfers wird ein Teil des ini Hauptkessel i erzeugten Dampfes von der Leitung 7 über eine Leitung 13 in den Nachverclampfer 12 abgeleitet, wo er durch Austauschflächen 1.4 einen Teil seiner Wärme an das Kesselwasser abgibt. Das sich dabei bildende Kondensat wird durch eine Kondensatpumpe 15 und die Leitung 16 in .den Ilauptkessel i zurückgeführt. Der im Nachverdampfer 12 erzeugte Dampf entweicht durch eine Leitung 17 und vereinigt sich mit dem durch das Druckreduzierventil 8 gedrosselten Dampf des Hauptkessels. Die Al>-schlämmung des Nachverdampfers erfolgt durch die Leitung 18 über den Wärmeaustauscher 5 und die Abfuhrleitung icg. lm Wärmeatistauscher 5 wird die im Abschlämmwasser enthaltene Wärme zum größten Teil durch Abgabe an das Speisewasser zurückgewonnen. Der Zufluß des Speisewassers in den Hauptkessel wird automatisch durch einen auf das Regulierventil .4 wirkenden Wasserstandregler 2o eingestellt. Die Drosselung des Dampfes des Hauptkessels wird durch den Wasserstand im Nachverdampfer beeinflußt, indem ein Wasserstandregler 2i das Druckreduzierventil 8 automatisch einstellt. Kann das Kondensatwasser dem Hauptkessel i durch natürliches Gefälle wieder zugeführt werden, so kann die Kondensatpumhe 15 entbehrt @yerden.In Fig. I, the main boiler is an electric boiler i with the electrodes 2 shown. The feed water enters the main boiler via a line 3, a regulating valve 4, a heat exchanger 5 and a line 6. In the main boiler the water, serving as an electrical conductor, is heated and partially evaporated. The generated steam is via a line 7 and a pressure reducing valve R into the Consumer network d discharged. To maintain the limit conductivity in the main boiler -, a corresponding amount of boiler water is supplied via a line and a regulating device i i passed into a post-evaporator 12. A Part of the ini main boiler i generated steam from line 7 via a line 13 derived into the post-evaporator 12, where he has a 1.4 exchange surfaces Gives off part of its heat to the boiler water. The condensate that forms is returned through a condensate pump 15 and line 16 in .den Ilauptkessel i. The steam generated in the reboiler 12 escapes through a line 17 and is combined with the steam from the main boiler, which has been throttled by the pressure reducing valve 8. The Al> slurry of the post-evaporator takes place through line 18 via the heat exchanger 5 and the discharge line icg. In the heat exchanger 5, the in the blowdown water Most of the heat contained is recovered by releasing it to the feed water. The flow of the feed water into the main boiler is automatically controlled by a the regulating valve .4 acting water level regulator 2o adjusted. The throttling of the steam from the main boiler is influenced by the water level in the post-evaporator, in that a water level regulator 2i automatically adjusts the pressure reducing valve 8. Can the condensate water be returned to the main boiler i through a natural gradient? the condensate pump 15 can be omitted @yerden.

bie in den Fig. 2 und 3 dargestellten Vorrichtungen weichen von denjenigen der Fig. i nur darin ab, daß die im Nachverdampfer benötigte Verdampfungswärme nicht dem Dampf, sondern dem Kesselwasser des Hauptkessels i entnommen wird. Im Fall der Vorrichtung nach Fig.2 sind zu diesem Zweck im Wasserraum des Hauptkessels Heizschlangen 22 eingelegt, die durch Sammelleitungen 23 mit dem nur noch als Ausdampfgefäß wirkenden Behälter des Nachverdampfers 12 verbunden sind. Das in den Heizschlangen 22 sieh bildende Dampf-Wasser-Gemisch wird durch die Zirkulation in (las Ausdampfgefäß 12 befördert, wobei der Dampf ausgeschieden und durch die Leitung 17 ins Verbrauchernetz 9 geführt wird.The devices shown in FIGS. 2 and 3 differ from those The only difference in FIG. i is that the heat of evaporation required in the re-evaporator is not is taken from the steam, but from the boiler water of the main boiler i. In the case of the The device according to Figure 2 is for this purpose in the water space of the main boiler heating coils 22 inserted, which through collecting lines 23 with the only acting as an evaporation vessel Container of the reboiler 12 are connected. See that in the heating coils 22 forming steam-water mixture is made by the circulation in (read Evaporation vessel 12 is conveyed, with the vapor excreted and passed through the line 17 is led into the consumer network 9.

Im Falle der Vorrichtung nach Fig. 3 sind Heizschlangen 24 im Nachverdampfer 12 selbst untergebracht, welche über Leitungen 25 mit dem Wasserbehälter des Hauptkessels t verbunden sind'. Hier wird das Kesselwasser des Hauptkessels durch 'Phermosip'honwirkung unigewälzt. In den Schaltungen nach den Fig. 2 und 3 kann wiederum die Intensität der Be'heizung des Nachverdampfers durch entsprechendes Drosseln des Druckreduziervenbils 8 erfolgen.In the case of the device according to FIG. 3, heating coils 24 are in the post-evaporator 12 itself housed, which via lines 25 to the water tank of the main boiler t are connected '. Here the boiler water of the main boiler is 'phermosiphoned' unrolled. In the circuits according to FIGS. 2 and 3, the intensity can in turn the heating of the re-evaporator by throttling the pressure reducing valve accordingly 8 take place.

1n Fig.4 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei welcher mehrere Hauptkessel 1 mit einem gemeinsamen Nac`h.verdampfer 12 zusammenarbeiten. Die Speisung jedes Hauptkessels geschieht wiederum über ein Regulierventil 4, welches durch einen Wasserstandregler 2o automatisch und unaMlängig von den Regulierventilen -der .anderen Hauptkessel eingestellt wird. Das Abschläm@mwasser jedes Kessels gelangt über eine Sammelleitung 26 in den Nachverdampfer, wobei aber für jeden Kessel die entnommene Wassermenge durch ein selbständiges Al)scblämmventi111 bestimmt wird, dessen Einstellung durch einen betreffenden Leitfähigkeitsregler 27 in Abhängigkeit der Leitfähigkeit des Kesselwassers bee-influßt wird. Der in den Hauptkesseln erzeugte Dampf gelangt über eine SammelleitUng 28 ins Dampfnetz 29. Der im Nachverdampfer erzeugte Dampf wird hier als Variante in ein besonderes Dampfnetz 30 mit niedrigerem Druck geführt. Zur Heizung des Nachverdampfers wird in diesem Falle ein Teil des Dampfes der Hauptkessel aus der Sammelleitung 28 über das Drosselventil 31 und' die Leitung 32 dem Nachverdampfer zugeleitet. Im Nachverdampfer kann die Regelung der entsprechend der abfallendere Abschlä,mm-enge benötigten Heizdampfmenge so gestaltet werden, daß durch den Wasserstand im Nachverdampfer über einen Wasserstandregler 33 das Drosselventil 31 beeinflußt wird. Die Steuerung dieses Drosselventils 31 erfolgt dabei @in dem Sinne, daß dasselbe sich mit steigendem Wasserstand zunehmend öffnet, wodurch eine entsprechend größere Heizleistung dem Nachverdampfer aufgedrückt wird.1n FIG. 4 shows a device in which several main boilers 1 work together with a common secondary evaporator 12. Each main boiler is fed in turn via a regulating valve 4, which is set automatically by a water level regulator 2o and independently of the regulating valves of the other main boilers. The blowdown water from each boiler reaches the re-evaporator via a collecting line 26, but the amount of water withdrawn for each boiler is determined by an independent Al) scblämmventi111, the setting of which is influenced by a respective conductivity controller 27 depending on the conductivity of the boiler water. The steam generated in the main boilers reaches the steam network 29 via a collecting line 28. The steam generated in the re-evaporator is here, as a variant, fed into a special steam network 30 with a lower pressure. In this case, to heat the re-evaporator, part of the steam from the main boiler is fed from the collecting line 28 via the throttle valve 31 and the line 32 to the re-evaporator. In the re-evaporator, the regulation of the required amount of heating steam, corresponding to the sloping drainage, mm-tight, can be designed in such a way that the throttle valve 31 is influenced by the water level in the re-evaporator via a water level regulator 33. The control of this throttle valve 31 takes place in the sense that it opens increasingly as the water level rises, whereby a correspondingly greater heating output is forced on the re-evaporator.

Die im Nachverda-rnpfer benötigte Verdampf ungswärme kann selbstverständlich aus irgendeiner anderen Wärmequelle, wie dem Kesselwasser oder dem Dampf des Hauptkessels, entnommen werden. So kann der Nachverdampfer z. B. auch als Elektrokessel ausgebildet werden, in welchem das Wasser nicht als elektrischer Leiter dient und daher die hohe Leitfähigkeit des Wassers belanglos ist.The heat of evaporation required in the post-digestion vessel can of course from any other heat source, such as boiler water or steam from the main boiler, can be removed. So the re-evaporator z. B. also designed as an electric boiler in which the water does not serve as an electrical conductor and therefore the high conductivity of the water is irrelevant.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for generating water vapor by means of step evaporation, characterized in that the water is first heated and partially evaporated in a main boiler, serving as an electrical conductor, and that water is continuously discharged into a re-evaporator, which is heated in another way.

2. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized by an electrode kettle for the first evaporator rod and a differently heated post-evaporator for residual evaporation.

3. Procedure according to claim I, characterized in that the re-evaporator for evaporation The heat required for the boiler water is taken from the steam generated in the main boiler.

4. The method according to claim 1 and 3, characterized in that part of the im Main boiler generated steam in the reboiler by exchanging heat with the water the re-evaporator releases and that the resulting condensate in the main boiler flows back.

5. The method according to claim 1, da'durc'h characterized in that the for Evaporation of the boiler water of the re-evaporator required heat from the boiler water from the main boiler.

6. The method according to claims 1 and 5, characterized characterized that part of the boiler water of the main boiler irreversible re-evaporator gives off heat by exchange to the water of the re-evaporator and then in -den Main boiler flows back.

7. The method according to claims 1 and 5, characterized in that the boiler water of the re-evaporator -in the main boiler is heated by heat exchange and then flows back into the re-evaporator. B. The method according to claim 1, characterized in that the steam generated in the main boiler is throttled and combined with the steam generated in the reboiler. 9. The method according to claim 8, characterized in that the throttling is set as a function of the water level in the reboiler. 1o. Method according to Claim 1, characterized in that the steam generated in the reboiler is distributed in a network which is independent of the steam from the main boiler. 11. The method according to claims', 4 and 1o, characterized in that the amount of steam generated in the main boiler and passed into the re-evaporator for heat dissipation is regulated as a function of the water level in the re-evaporator. 12. The method according to Ansptudh 1,. Characterized in that the amount of water fed from the main boiler into the re-evaporator is regulated as a function of the conductivity in the main boiler. 13. The method according to claim 1, characterized in that several main boilers work together via a collecting line with a common re-evaporator. 14. X'erfahren according to claims 1, 12 and 13, characterized in that for each main boiler, the amount of water removed is regulated as a function of the conductivity in this main boiler. 1s. Method according to claim 1, characterized in that part of the heat of the water removed from the re-evaporator is transferred to the feed water of the main boiler. Printed publications: Dtsch. Elektrowärme vii 1939, pp. Ii to i4.