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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR TREATING CONTAMINATED WATER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/068038
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for treating contaminated water in a steam power installation, and to a corresponding steam power installation. According to the invention, steam and water are separated between a first steam-collecting drum (4) of a first pressure level and a second steam-collecting drum (5) of a lower second pressure level.

Inventors:
Schöttler, Michael (Theodor-Klippel-Str. 6, Erlangen, 91052, DE)
Wallmann, Anja (Dorfmeisterweg 7, Erlangen, 91056, DE)
Wulff, Rainer (Eschenbach 604, Pommelsbrunn, 91224, DE)
Application Number:
PCT/EP2004/010899
Publication Date:
July 28, 2005
Filing Date:
September 29, 2004
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Wittelsbachersplatz 2, München, 80333, DE)
Schöttler, Michael (Theodor-Klippel-Str. 6, Erlangen, 91052, DE)
Wallmann, Anja (Dorfmeisterweg 7, Erlangen, 91056, DE)
Wulff, Rainer (Eschenbach 604, Pommelsbrunn, 91224, DE)
International Classes:
B01D1/30; F22B33/14; F22B37/54; (IPC1-7): B01D1/30; C02F1/06; F01K17/04
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34, München, 80506, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Behandlung von verunreinigtem Wasser bei einer Dampfkraftanlage, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer ersten Dampftrommel (4) eines ersten Druckniveaus und einer zweiten Dampftrommel (5) eines niedrigeren zweiten Druckniveaus eine WasserDampf Trennung statt findet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dabei abgetrenntes verunreinigtes Wasser einem Sammeltank (23) zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dabei abgetrennter Dampf der zweiten Dampftrommel (5) zu geführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer dritten Dampftrommel (3) eines dritten Druckniveaus, das höher ist, als das erste Druckniveau, und der zweiten Dampftrommel (5) eine WasserDampf Trennung statt findet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der dritten Dampftrommel (3) und der ersten Dampftrommel (4) eine WasserDampfTrennung statt findet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der dritten Dampftrommel (3) und der ersten Dampftrommel (4) abgetrennter Dampf der ersten Dampftrom mel (4) zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der dritten Dampftrommel (3) und der ersten Dampftrommel (4) abgetrenntes, verunreinigtes Wasser der ersten WasserDampfTrennung zugeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die WasserDampfTrennung in einem Abscheiderbehälter (12,18) statt findet.
9. Vorrichtung (1) zur Behandlung von verunreinigtem Wasser bei einer Dampfkraftanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine erste Dampftrommel (4) eines ersten Druckniveaus und eine zweite Dampftrommel (5) ei nes niedrigeren zweiten Druckniveaus aufweist, die mit einander verbunden sind, und zwischen der ersten Dampf trommel (4) und der zweiten Dampftrommel (5) ein erstes Trennmittel (18) zur WasserDampfTrennung angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trennmittel (18) mit einem Sammeltank (23) zum Zuführen von abgetrenntem, verunreinigtem Wasser verbun den ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trennmittel (18) mit der zweiten Dampftrommel (5) zum Zuführen von abgetrenntem Dampf verbunden ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 911, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Dampftrommel (3) eines dritten Druckniveaus vorhanden ist, das höher ist, als das erste Druckniveau, und die dritte Dampftrommel (3) mit dem ersten Trennmit tel (18) zur WasserDampfTrennung verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der dritten Dampftrommel (3) und der ersten Dampftrommel (4) ein zweites Trennmittel (12) für eine weitere WasserDampfTrennung angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Trennmittel (12) mit der ersten Dampftrommel (4) zum Zuführen von abgetrenntem Dampf verbunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Trennmittel (12) mit dem ersten Trennmittel (18) zum Zuführen von bei der weiteren WasserDampf Trennung abgetrenntem, verunreinigtem Wasser verbunden ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trennmittel (18) und/oder das zweite Trennmit tel (12) ein Abscheiderbehälter ist.
17. Dampfkraftanlage mit einer Vorrichtung nach einem der An sprüche 9 bis 16.
Description:
Beschreibung Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von verunreinigtem Wasser Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von verunreinigtem Wasser bei ei- ner Dampfkraftanlage. Die vorliegende Erfindung betrifft wei- terhin eine Dampfkraftanlage.

Eine solche Dampfkraftanlage enthält üblicherweise mehrere Dampftrommeln, mit denen in unterschiedlichen Druckniveaus Dampf erzeugt wird, der insbesondere einer Dampfturbine zuge- führt werden kann. Verunreinigungen im Wasser-Dampf-Kreislauf der Dampfkraftanlage müssen entfernt werden. Eine Aufkon- zentration der Verunreinigungen erfolgt in der jeweiligen Dampftrommel. Aufgrund der Entnahme von Sattdampf aus den Dampftrommeln verbleiben nicht-flüchtige Substanzen in den Dampftrommeln. Diese nicht-flüchtigen Substanzen werden durch Abschlämmen aus dem Kreislauf entfernt. Dabei gehen dem Kreislauf Energie und Wasser verloren, das durch Zusatzwas- ser, sogenanntes Deionat, wieder zugeführt werden muss. Da- durch entstehen Kosten. Des Weiteren wird die Umwelt be- lastet.

Um die energetischen Verluste gering zu halten, wurde bereits vorgeschlagen, das Abschlämmwasser aus der Dampftrommel hohen Druckniveaus in die Dampftrommel niedrigeren Druckniveaus weiterzuleiten, in der es entspannen kann (sogenanntes Boiler Cascading Blowdown). Ein Teil der Energie des zusätzlich ein- geleiteten Abschlämmwassers kann dann durch Ausdampfen und Weiterleiten des gewonnenen Dampfes an die Dampfturbine in Leistung umgesetzt werden. Nachteilig ist dabei allerdings, dass sämtliche Verunreinigungen von einem Druckniveau zum nachfolgenden weitergegeben werden.

Es ist weiterhin bekannt, dass bei der Dampftrommel eines einzelnen Druckniveaus das abgeschlämmte Wasser in einem Ab- scheiderbehälter entspannt und Wasser und Dampf voneinander getrennt werden. Der Dampf wird anschließend bei niedrigem Druck in einen Sammeltank zur Entgasung und zur Aufwärmung von darin enthaltenem Wasser weiter geleitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf technisch ein- fache und effektive Weise ein Reinigen von verunreinigtem Wasser bei einer Dampfkraftanlage mit mehreren Druckniveaus zu ermöglichen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Verfahren und ei- ner Vorrichtung zur Behandlung von verunreinigtem Wasser bei einer Dampfkraftanlage gelöst, wobei zwischen einer ersten Dampftrommel eines ersten Druckniveaus und einer zweiten Dampftrommel eines niedrigeren zweiten Druckniveaus eine Was- ser-Dampf-Trennung statt findet. Die Aufgabe ist ebenfalls mit einer Dampfkraftanlage gelöst, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist. Mit der vorliegenden Erfindung kann die Häufigkeit des Abschlämmens gegenüber dem Stand der Technik reduziert werden. Des Weiteren können die Menge von zu ent- sorgendem Abschlämmwasser sowie der Verbrauch von zuzuführen- dem Deionat gering gehalten werden.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei der Wasser-Dampf-Trennung abgetrenntes, verunreinigtes Wasser einem Sammeltank zur weiteren Aufbereitung zugeführt. Damit wird das von mehreren Dampftrommeln abgeführte Abschlämmwas- ser zentral gesammelt und nachfolgend aufbereitet. Das Volu- men des Sammeltanks kann klein gehalten werden.

Vorteilhafterweise wird bei der Wasser-Dampf-Trennung abge- trennter Dampf der zweiten Dampftrommel zugeführt. Dies er- möglicht eine besonders gute Energieausnutzung, was letztend- lich zu einer Erhöhung der von der Dampfkraftanlage erzeugba- ren Leistung führt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung findet zu- sätzlich zwischen einer dritten Dampftrommel eines dritten Druckniveaus, das höher ist, als das erste Druckniveau, und der zweiten Dampftrommel die Wasser-Dampf-Trennung statt. Da- durch kann das Abschlämmen noch effektiver gestaltet werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung findet zwischen der dritten Dampftrommel und der ersten Dampftrommel eine weitere Wasser-Dampf-Trennung statt. Durch weitere Eindickung (Konzentrierung) kann der Abschlämmstrom reduziert werden. Des Weiteren können ebenfalls die Menge von zu entsorgendem Abschlämmwasser sowie der Verbrauch von zuzu- führendem Deionat geringer gehalten werden.

Bei der weiteren Wasser-Dampf-Trennung abgetrennter Dampf wird vorteilhafterweise der ersten Dampftrommel zugeführt.

Dies ermöglicht eine weiter verbesserte Energieausnutzung.

Bei der weiteren Wasser-Dampf-Trennung abgetrenntes, verun- reinigtes Wasser wird der ersten Wasser-Dampf-Trennung zuge- führt. Das abgetrennte, verunreinigte Wasser kann daher einer zweimaligen Wasser-Dampf-Trennung unterzogen werden, wodurch mehr Energie verwertet werden kann.

Besonders vorteilhaft findet die Wasser-Dampf-Trennung in ei- nem Abscheiderbehälter statt. Dies ermöglicht auf besonders einfache und kostengünstige Weise die Trennung von Wasser und Dampf.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt : Die Figur ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung von verunreinigtem Was- ser in einer Dampfkraftanlage.

In der Figur ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Gestalt einer Reinigungsvorrichtung 1 dargestellt, die Teil einer Dampfkraftanlage zur Stromerzeugung ist. Zur Vereinfachung der Darstellung sind von der Dampfkraftanlage insbesondere Abschlämmwege gezeigt, die zum Abtransportieren von Ab- schlämmwasser dienen, das beim Abschlämmen von Dampftrommeln der Dampfkraftanlage anfällt.

Innerhalb der Dampfkraftanlage ist eine Hochdruck (HD)- Dampftrommel 3 mit einem HD-Druckniveau, eine Mitteldruck <BR> <BR> (MD) -Dampftrommel 4 mit einem MD-Druckniveau, das niedriger liegt, als das HD-Druckniveau, und eine Niederdruck (ND)- Drucktrommel 5 mit einem ND-Druckniveau, das niedriger liegt, als das MD-Druckniveau, vorgesehen. Mit den Dampftrommeln 3, 4,5 wird im Betrieb der Dampfkraftanlage aus in den Dampf- trommeln 3,4, 5 enthaltenem Wasser, in jeweils einem (nicht dargestellten) Verdampfer, Dampf erzeugt. Dieser Dampf wird über den Dampftrommeln 3,4, 5 zugeordnete Überhitzer einer oder mehreren Turbinen der Dampfkraftanlage 2 zugeführt. Die Dampftrommeln 3,4, 5 besitzen daher jeweils einen oberen Ausgang 6,7 bzw. 8, an denen der Dampf der verschiedenen Druckniveaus austreten kann.

Zum Reinigen werden die Dampftrommeln 3,4, 5 abgeschlämmt.

Dazu haben sie jeweils einen unteren Ausgang 9,10 bzw. 11, an denen das aufkonzentrierte, verunreinigte Wasser aus den Dampftrommeln 3,4 bzw. 5 teilweise abgeschlämmt wird. Die Dampftrommeln 3,4, 5 sind über die oben erwähnten Abschlämm- leitungen miteinander verbunden.

Um einerseits zu verhindern, dass abgeschlämmte Verunreini- gungen im Abschlämmweg von der einen Dampftrommel zu der nächsten mittransportiert werden, und um andererseits zu ge- währleisten, dass in dem abgeschlämmten Wasser noch enthalte- ne Energie weitgehend genutzt wird, wird das Abschlämmwasser einer Wasser-Dampf-Trennung unterzogen. Dazu ist in dem Ab-

schlämmweg von der HD-Dampftrommel 3 zu der MD-Dampftrommel 4 ein Trennmittel in Gestalt einer Mitteldruck-Abscheider- flasche 12 angeordnet, die eine Wasser-Dampf-Trennung im MD- Druckniveau ermöglicht. Die Mitteldruck-Abscheiderflasche 12 hat einen Eingang 13, der mit dem unteren Ausgang 9 der HD- Dampftrommel 3 über eine Abschlämmleitung verbunden ist. Über diese Abschlämmleitung kann Abschlämmwasser aus der HD- Dampftrommel in die Mitteldruck-Abscheiderflasche 12 geleitet werden. In der Mitteldruck-Abscheiderflasche 12 kann das Ab- schlämmwasser entsprechend des MD-Druckniveaus ausdampfen.

Die Mitteldruck-Abscheiderflasche 12 hat einen oberen Ausgang 14, der mit einem Eingang 15 der MD-Dampftrommel 4 verbunden ist. Über diese Verbindung kann der in der Mitteldruck-Ab- scheider-flasche 12 abgetrennte Dampf zur Weiterverwertung in die MD-Dampftrommel 4 geleitet werden.

Die Mitteldruck-Abscheiderflasche 12 hat weiterhin einen un- teren Ausgang 16, der über eine Abschlämmleitung und ein Ven- til mit einem Eingang 17 eines Trennmittels in Form einer Niederdruck-Abscheiderflasche 18 verbunden ist, die eine Was- ser-Dampf-Trennung im ND-Druckniveau ermöglicht. Über diesen unteren Ausgang 16 kann abgetrenntes, verunreinigtes Wasser in die Niederdruck-Abscheiderflasche 18 geleitet werden, um dieses Wasser dort der ND-Wasser-Dampf-Trennung zu unterzie- hen. Der untere Ausgang der MD-Dampftrommel 4 ist ebenfalls über eine Abschlämmleitung und ein Ventil mit dem Eingang 17 der Niederdruck-Abscheiderflasche 18 verbunden, um abge- schlämmtes Wasser einzuleiten. In der Niederdruck-Abscheider- flasche 18 kann das zugeführte Abschlämmwasser entsprechend dem ND-Druckniveau ausdampfen.

Die Niederdruck-Abscheiderflasche 18 hat einen oberen Ausgang 19, der zum Einleiten von abgetrenntem Dampf mit einem Ein- gang 20 der ND-Dampftrommel 5 verbunden ist. Die Niederdruck- Abscheiderflasche 18 hat des Weiteren einen unteren Ausgang 21, der mittels einer Abschlämmleitung und eines Ventiles zum Einleiten des abgetrennten, verunreinigten Wassers mit einem

Eingang 22 eines Sammeltanks 23 verbunden ist. Der Eingang 22 des Sammeltanks 23 ist darüber hinaus über eine Abschlämmlei- tung mit dem unteren Ausgang 11 der ND-Dampftrommel verbun- den, um aus der ND-Dampftrommel abgeschlämmtes Wasser dem Sammeltank 23 zuzuführen. Der Sammeltank 23 sammelt das ver- unreinigte und nicht weiter genutzte, abgetrennte Abschlämm- wasser und entspannt es dort. Der Sammeltank 23 hat einen o- beren Ausgang 24, an dem Dampf entweder zur Atmosphäre oder zu einem (nicht dargestellten) Kondensator abgeführt wird, und einen unteren Ausgang 25, an dem das verbleibende Abwas- ser-Kondensat mit den weiter aufkonzentrierten Verunreinigun- gen aus dem Kreislauf entsorgt oder wiederaufbereitet wird.

Im obigen Ausführungsbeispiel wurden vorteilhafterweise zwei Abscheiderflaschen 12 und 18 eingesetzt. Es ist ebenfalls möglich, nur eine oder mehrere dieser Abscheiderflaschen vor- zusehen. In dem Fall, in dem nur die Niederdruck-Abschneider- flasche 18 vorgesehen ist, ist der Ausgang 9 der HD-Dampf- trommel 3 direkt mit dem Eingang 17 der Niederdruck- Abscheiderflasche 18 verbunden, um abgeschlämmtes Wasser ein- zuleiten.




 
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