专利名称:从含盐的原水制造蒸汽的蒸汽动力设备的制作方法
发明属于蒸气动力设备的领域，它用于一种设备的建造，制用这种设备可以从含盐的原水得到蒸气。此外，这种设备还提供了这样的可能性，即从原水中提取饮用水，并借助于蒸气而产生电能。
在一个已知的从含盐的原水制备蒸气的设备中，为了加热原水而安装有一系列的热交换器，在这些热交换器中间装有一个净水储存器，在净水储存器的前面有一个软化水的装置，在位于燃气轮机排气管路上的最后一个热交换器后接有一个带降压阀门的倾析膨胀器，在倾析膨胀器中产生的蒸气被引入一个由燃气轮驱动的压缩机并随后送入用户。从倾析膨胀器分离得到的盐水，其一部分经过末端的热交换器重新回到倾析膨胀器，另一部份用于加热原水和净水，为了继续降低压力，这部份盐水将流经多个按梯队排列的冷凝器，冷凝器的类型为多级快速闪蒸式设备。在冷凝器内冷凝水被收集起来并被引到一个最终的冷凝液接收池内(德国专利DE-OS 3020297)。在这样的一个设备中馏出物是相对的较少的，所产生的蒸气被作为过程蒸气加以利用，即在化学工业中作为加热其他物质而用。此外，为了原水的软化需要大量的化学剂。
在一个被人们熟悉的从原水(海水)得到饮用水的设备中，由蒸气发生器生成的蒸气通过一个燃气轮机后膨胀，然后作为过程蒸气而引导到原水的蒸发器。生成的馏出物既可以加工得到饮用水，也可以作为蒸发器的净水。(德国专利DE-OS 3236499;西门子能源工程”，第5期，1983年附刊，“没有热能转换的更好的能量利用，”第32-38页)。利用这样的一个设备，能在产生饮用水的同时，又向电网馈送电能，这里的电能的供应具有第二位的重要意义。
对于由海水得到饮用水，人们知道得同样清楚，那些必需的过程蒸气和必需的电能可以从一个相邻的火力发电场得到。在海水的化学处理过程中需借助于离子交换器对海水进行软化，并附带地去掉硫酸根离子。这里为了离子交换树脂的再生需用盐水和食盐溶液。此处的食盐溶液来自于盐水(DE-OS 3243147，DE-OS 2233524)。
从一个具有权利要求
1的前述部分的特征的蒸气动力设备(DE-OS 3020297)出发，本发明的任务在于，建造一个同时既能产生电能又能生产大量饮用水的设备，这里产生的电能的多少与产生的钦用水量无关。
为了解决这一任务，根据本发明，最后的一个热交换器由一个蒸气发生器所组成，它的新鲜蒸气出口与带有一个发电机和一个后接的冷凝器的燃气轮机相接;用于软化原水的设备由一个离子交换器所组成，离子交换器中用于离子交换树脂再生的装置跟倾析膨胀器的盐水出口相接;倾析膨胀器的蒸气出口与一个物理处理净水的装置相连;接在燃气轮机后面的冷凝器的冷凝液的出口处后接一个将冷凝水加工成饮用水的装置。
这样的一个蒸气动力设备的特点首先在于，为了生成燃气轮机用的蒸气和得到饮用水，利用了同一个蒸气发生器。合适的蒸气发生器可以是众所周知的回旋炉，双全面旋炉，施密斯·哈特曼炉或罗夫纳炉，因为这些炉能利用含盐的水进行工作。同时通过附加的在倾析膨胀器内的浓缩可使得盐水的食盐浓度缩到20%。
在本发明框框内所设想的倾析膨胀器可以是一级的或多级的。在一级的情况下，倾析膨胀器的盐水出口经过一个泵而与其所属的减压阀门相连接。在原水和净水的热交换器间安有一个净水贮存器，值得推荐的是，将倾析膨胀器的蒸气出口和一个除气器相连，该除气器属于净水储存器，构成净水的物理处理装置。这里在倾析膨胀器和减压阀门的盐水出口之间有一热交换器，该热交换器由蒸气发生器供给新鲜蒸气。
在多级的倾析膨胀器的设计中，可以有目的地按照多级快速蒸发设备的方式来构成。这种形式设计的冷凝器被用作为净水的物理处理的热交换器，该热交换器为净水安有一个机械的除气器，多级倾析膨胀器的冷凝物的出口与位于燃气轮机的冷凝器和用于制备饮用水的设备之间的冷凝物导管相连接。
只要在这个新的设备中并非所有的产生的冷凝物能加工成饮用水，我们推荐，在冷凝器和用于制备饮用水的设备之间的冷凝物导管上，安装一个三通阀，它的第三个阀门口与原水导入管相接。与此相反，如在燃气轮机部分负载运行时应在一定的范围内保持饮用水产量。那么人们可以将蒸气发生器的新鲜蒸气出口经过一个阀门直接与冷凝器的入口相连接。
利用根据本发明所制造的蒸气动力设备，可以根据选定的新鲜空气压力每千瓦小时生成多达10升的饮用水。
在燃气机后接的冷凝器中进行的燃气轮机排出气的冷却可以不同同的方式进行。在最简单的情况下，可使原水或机械净水后的海水流经冷凝器，这里冷凝水的一部分随后将加工成为饮水。冷凝也可以如此进行，即将冷凝器作为附加的海水去盐设备的一部分，它们的冷凝物同样引向饮用水制备设制。这个附加的海水去盐设制也可以涉及一个多级快速蒸发装置，它的最后加热器同时又是燃气轮机的一个冷凝器。
为了更好地利用冷凝物的热量，最好将多级快速蒸发设备的膨胀降压室与冷凝器的冷凝液出口相接，那个附加的海水去盐设备可以是一个VPE设备(振动试验设备)，(小册子火力发电联盟的“先进的蒸馏技术DWEC”图3，1983年11月)，它们第一个蒸发器同时又是燃气轮机的冷凝器。为了更好地利用冷凝物的热能，最好将VTE设备的下一个蒸发器接在第一个蒸发器的冷凝物的出口上。
三个接的蒸气动力设备的实施例在图1到图3中图解式地予以说明。
根据图1，机械净水后的海水作为原水RW首先流经一个冷凝器1，冷凝器1是用于冷凝燃气轮机的排出气体的。冷却水的一部分将被从冷却水的循环回路中导出。并经过两个热交换器2和3引到一个离子交换装置4，利用离子交换器4将海水中的硬化物钙和镁几乎全部除去。利用热交换器2和3可把原水的温度调节到一个对离子交换器最合适的温度上。
离子交换器4后接有一个净水储存器6，净水储存器6有一个蒸气驱动的除气器，净水从净水储存器6流经供水泵7和另一个热交换器8而进入蒸气发生器5。蒸气发生器5用化石燃料或核燃料，或用燃气轮机的废气加热。这种蒸气发生器可以是例如施密特·哈特曼炉在锅炉的蒸气发生器筒内净水将被倾析出来，这里净水的含盐量保持在一个可允许的数值内。经过一个在炉内的蒸发过程和一个相应的水滴分离过程，从蒸气发生器5出来的新鲜蒸气FD几乎不再含有盐分这新鲜的蒸气被导向燃气轮机13，发电机14与燃气轮机13相匹配。根据选好的压力，燃气轮机可以单室地或多室的与放置于中间的水分离子15相接，水分离器15的冷凝物将被回收到净水储存器6内。
从燃气轮机13出来的蒸气冷凝器1中被冷凝，并利用一个冷凝液泵经过三通阀7而泵入饮水制备设备18，在那里被处理成为饮用水TW。
在蒸气发生器5中附带得到的倾析水AW将通过降压阀9而引到倾析膨胀器10中，在此地产生的蒸气D将作为净水储存器6所属的除气器的驱动蒸气。对于同样目的，同样可以利用从燃气轮机来的放液气。
通过在倾析膨胀器中倾析水的减压膨胀，使得析水进一步浓缩，并被引入热交换器2，随后到达离子交换器4。离子交换器的离子交换树脂利用高浓缩的盐水再生，被用过的盐水随后被挪走。
只要从倾析膨胀器中出来的盐水的浓度还不适合使离子交换树脂再生需要的浓度，可使从倾析膨胀器10出来的盐水利用泵11经过热交换器12输回再次予以减压膨胀。为了加热热交换器12，可利用蒸气发生器5的新鲜饱和蒸气。
热交换器3由从燃气轮机来的放液气予以供给，这里产生的冷凝水将引到来自于冷凝1的主冷凝水道中。在从冷凝器1到饮用水制造设备18的冷凝水导管上，安装有一个三通阀，利用三通阀可将冷凝水的一部分输入原水管道内。另外平行于燃气轮机13有一降压阀19利用降压阀19可将来自于蒸气发生器5的新鲜蒸气开燃气轮机而导走，至此所有的必要条件皆已具备，为的是在低饮用水需求时用全负荷驱动燃气轮机，以及在恒定的饮用水产量下使得电能的生产与当时需求相适应。
在图2所示的实施例中，倾析膨胀器由根据多级快速蒸发设备方式构成的多级冷凝器20所组成，由蒸发器5中产生的倾析水在倾析膨胀器中经过多次降压膨胀，所产生的蒸气利用冷的净水加以冷凝，冷凝水DE被引到位于冷凝器1和饮用水制造设备18之间的冷凝水管中。浓缩的倾析水，还有盐水被用作于离子交换树脂的再生。在这种情况下，净水的去气过程发生在位于多级倾析膨胀器20前的一个单独的除气器21中，或者在多级倾析膨胀器20内一并完成。
只要在这个设备的建造时，总的原水流经多级倾析膨胀器20的冷凝器，可以省去离子交换器4的出口和净水储存器6之间的联接，这也可以想象，把净水流如此分开，使到只有一部分净水在多级倾析膨胀器中被加热，而其他部分则经储水器6和热交换器8。
图3的实施例的实质部分与图1中的实施例相仿，这里没有对这个设备的蒸气部分予以说明，其区别在于一个附加的海水去盐设备30，这个设备按已知的多级快速蒸气设备的方式予以制造。这里燃气轮机的冷凝器1同时又作为多级快速蒸气设备的终加热器，此外多级快速蒸发设备又由于加热器31，水软化装置33和带有单一蒸发器的主加热器32所组成。从冷凝器1出来的冷凝水被引到第一个减压室，从而与去盐过程发生联系。附带而产生的馏出物DE将通过三通阀17而引到饮用水制造设备18。在此设备工作时。原水RW首先引到予加热器中，然后分成原水流1供给蒸气动力设备和原水分流2供给多级快速蒸发设备。
权利要求
1.从含盐的原水制取蒸气的蒸气动力设备，为了加热原水和净化处理过的原水，设有多个热交换器，在热交换器之间有一个软化原水的装置，在最后的一个热交换器后接有一个倾析膨胀器，其带有一个蒸气出口和一个盐水出口，盐水出口与一个净水处理装置相连接，其特征为-最后的一个热交换器由一个蒸气发生器(5)组成，它的新鲜蒸气出口与一个带有发电机(14)和后接冷凝器(1)的燃气轮机(13)相连接，-用于软化原水的设备由一个离子交换器(4)所组成，离子交换器用于离子交换树脂再生的装置与倾析膨胀器(9、10)的盐水出口相接，-倾析膨胀器的蒸气出口与一个净水的物理处理装置(6)相连，-在燃气轮机后接的冷凝器(1)的冷凝液出口上接有一个从冷凝液制取饮用水的装置设备。
2.根据权利要求
1的蒸气动力设备，带有一个一级的倾析膨胀器，膨胀器的盐水出口经过一个泵与附属于膨胀器的减压阀门相连，在热交换器之间没有一个净水储存装置，其特征为给水的物理处理装置有一个属于给水储存器的除气器。
3.根据权利要求
2的蒸气动力设备，其特征为在倾析膨胀器(70)的盐水出口和减压阀门之间有一个热交换器(12)，热交换器(12)由蒸气发生器(5)供给新鲜蒸气。
4.根据权利要求
1的蒸气动力设备，其特征为给水的物理处理装置由若干热交换器组成，其一部分构成多级倾析膨胀器(20)的多级快速闪蒸装置，这里一个净水的机械除气器(21)接在热交换器前，多级除气器的冷凝液出口与位于冷凝器(1)和饮用水制取设备(18)之间的冷凝液导管相连接。
5.根据权利要求
1至4中一个的蒸气动力设备，其特征为在冷凝器(1)和饮用水制取设备(18)之间的冷凝液导管上装有一个三通阀门，阀门的第二个增开口与原水导管相连。
6.根据权利要求
1至5中任何一个蒸气动力设备，其特征为蒸气发生器(5)的新鲜蒸气出口与通过一个阀门(16)直接与冷凝器(1)的入口相连。
7.根据权利要求
1的蒸气动力设备，其特征为原水水流经接在燃气轮杋后面的冷凝器(1)。
8.根据权利要求
1的蒸气动力设备，其特征为接在燃气轮机(13)后面的冷凝器(1)组成附助的海水除盐装置的一部分，其冷却液同样流入饮用水制取设备。
9.根据权利要求
8的蒸气动力设备，其特征为冷凝器(1)构成一个多级快速闪蒸设备的终端加热器，设备的减压膨胀室与冷凝器的冷凝液出口相连。
10.根据权利要求
8的蒸气动力设备，其特征为冷凝器(1)构成一个振动试验设备(VTW-设备)的第一个蒸发器，该设备后接的蒸发器连在第一个蒸发器的冷凝液出口上。
专利摘要
为了在从含盐的原水制取驱动带发电机(14)的汽轮机(13)的过程蒸汽的同时获得饮用水，将接在一个排污膨胀器(10)前面的、用来加热已软化的原水的最后一个热交换器作为蒸汽发生器(5)。 汽轮机废汽的冷凝液流入一个新鲜水制取装置(18)。由排污膨胀器(10)回流的盐水用来再生一个离子交换器(4)的离子交换树脂，该离子交换器位于原水制备管线中。排污膨胀器的废气可以用来除气，也可用来加热给水。
文档编号F22B3/00GK85104354SQ85104354
公开日1986年12月3日 申请日期1985年6月8日
发明者孔斯特, 莱朱奥 申请人:克拉卡特沃克联合公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan