Rohwasseraufbereitung Die Erfindung betrifft eine Kraftwerksanlage sowie ein Verfahren zur Rohwasseraufbereitung.

Thermische Kraftwerke sondern Abwässer aus Wasser-Dampf- Kreisläufen ab, den sogenannten Blow-Down. Dieses energierei- che und sehr saubere Wasser wird bisher meist als Abwasser verworfen .

Für die Nachspeisung in den Wasser-Dampf-Kreislauf wird üblicherweise eine herkömmliche Wasseraufbereitung bereitge- stellt, die aus Rohwasser (Flusswasser, Trinkwasser, Meerwasser) Deionat mit entsprechender Reinheit herstellt. Dieses wird als Make-up-Wasser zum Ausgleich der Verluste bereitgestellt . Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftwerksanlage bereitzustellen, die eine Rohwasseraufbereitung mit vergleichsweise geringen Investitions- und Betriebskosten ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein entsprechendes Verfahren zur Rohwasseraufbereitung anzugeben.

Die Erfindung löst die auf eine Kraftwerksanlage gerichtete Aufgabe, indem sie vorsieht, dass bei einer derartigen Kraftwerksanlage mit einem Wasser-Dampf-Kreislauf und mit einer mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf verbundenen Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf , die Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser eine Einspeisestelle umfasst, in die eine Rohwasserleitung mündet. Dadurch sinken die Investitionskosten, da statt in zwei separaten Wasseraufbereitungsanlagen die Aufbereitung von Kreislaufabwasser und Rohwasser in einer gemeinsamen Anlage erfolgt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser eine thermische Wasseraufbereitungsanlage. Eine solche Wasseraufbereitungsanlage hat gegenüber anderen Einrichtungen zur Reinigung von Flüssigkeiten den Vorteil, dass üblicherweise keine weiteren Stoffe zur Entfernung der Verunreinigungen hinzugefügt werden müssen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung einer thermischen Wasseraufbereitungsanlage ist durch die Humidifikation/Dehumi - difikation von Luft gegeben. Dies ist ein thermisches Wasse- raufbereitungsverfahren, bei dem Abwasser zum Teil in einem Luftstrom verdunstet wird und dieser verdunstete Wasseranteil anschließend wieder als „sauberes" Wasser auskondensiert wird . Es ist auch vorteilhaft, wenn die thermische Wasseraufbereitungsanlage eine Membrandestillationseinrichtung ist. Die Trennung von Wasser und Verunreinigungen geschieht durch eine mikroporöse, hydrophobe Membran, die von flüssigem Wasser nicht benetzt wird und gleichzeitig aber durch ihre hohe Po- rosität Wasserdampf gut durchlässt. Die Vorteile der Membrandestillation liegen wie beim zuvor genannten Verfahren zur Humidifikation/Dehumidifikation von Luft vor allem in den vergleichsweise niedrigen Betriebstemperaturen von 60°C bis 100 °C. Damit können auch Wärmequellen verwendet werden, deren Wärme in vielen Anwendungen aufgrund ihres geringen Niveaus einfach an die Umgebung abgegeben wird und verloren ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Kraftwerksanlage ferner einen Wärmetauscher, der primär- seitig in eine von der Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser abzweigenden Abwasserleitung (Brine) und sekundärseitig in die Rohwasserleitung geschaltet ist. Somit kann die Energie des Blow-down-Wassers genutzt werden um das Rohwasser vorzuwärmen .

In einer alternativen Ausführungsform ist eine von der Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser unabhängige Wärmequelle in die Rohwasserleitung geschaltet. Eine derartige Vorwärmung des Rohwassers durch Abwasserwärme oder externe Wärmequellen vor der Einspeisung auf einem vergleichsweise niedrigen Temperaturniveau in die Membran- destillationsanlage hat den Vorteil, dass etwa im Rohwasser enthaltene Calcium- und Magnesium-Bestandteile in Lösung bleiben und nicht auf den Membranen ausfallen. Somit kann auch das Rohwasser bis zu einer Reinheit gebracht werden, bei der eine nachgeschaltete Feinreinigung (Mischbettfilter, Elektrodeionisation) ausreicht, um die Anforderungen an das Make-up-Wasser für den Wasser-Dampf-Kreislauf einzuhalten.

Mit der Erfindung wird das zur Deckung der Wasserbilanz erforderliche Rohwasser an optimaler Stelle in den Verfahrens- prozess der Membrandestillation eingespeist. Damit wird ein für die Zusatzwasserreinigung optimales Temperaturniveau eingestellt. Die Einspeisung an einer Stelle mit niedrigem Temperaturniveau in beiden Prozessen, der Abwasserreinigung und der Rohwasseraufbereitung, erlaubt Rohwasser mit höherem Ge- halt an Calcium und Magnesium ohne Ausfällung von Calcium- und Magnesium-Salzen aufzubereiten.

Die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Rohwasseraufbereitung in einer Kraftwerks- anläge mit einem Wasser-Dampf-Kreislauf und einer Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf , bei dem Rohwasser der Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf vorgewärmt zugeführt wird. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Rohwasser im Wärmetausch mit Abwasser (Brine) aus der Vorrichtung zum Reinigen von Abwasser aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf vorgewärmt wird.

Alternativ oder ergänzend kann es vorteilhaft sein, wenn Roh- wasser durch eine von der Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser unabhängige Wärmequelle vorgewärmt wird, bevor es der Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser zugeführt wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn Abwasser aus dem Wasser- Dampf-Kreislauf und Rohwasser in der Vorrichtung zur Reinigung mittels einer Anlage zur Humidification/Dehumidification von Luft oder mittels Membrandestillation gereinigt werden.

Die Erfindung wird beispielhaft für eine Membrandestillation anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt schematisch und nicht maßstäblich: Figur 1 eine Kraftwerksanlage nach der Erfindung.

Die Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft eine erfindungsgemäße Kraftwerksanlage 1 mit einem Wasser-Dampf- Kreislauf 2, in den ein Speisewasserbehälter 10, eine Ver- dampfungseinrichtung 11, eine Dampfturbine 12 und ein Kondensator 13 hintereinander geschaltet sind. Im Betrieb der

Kraftwerksanlage 1 fallen Abwässer an, die in einer Vorrichtung 3 zum Reinigen von Abwasser aus dem Wasser-Dampf- Kreislauf 2 wieder aufbereitet und in den Prozess zurückge- führt werden.

Die Kraftwerksanlage 1 umfasst zu diesem Zweck einen Entspannungsbehälter/ Verdampfer 14, der zur Aufnahme und zumindest teilweisen Verdampfung von Abwasser aus dem Wasser-Dampf- Kreislauf 2 mit diesem über eine Abwasserzuleitung 15 verbunden ist.

Die Kraftwerksanlage 1 der Figur 1 umfasst weiter eine erste Kondensationsstufe 16, die über eine Dampfleitung 17 mit dem Entspannungsbehälter/ Verdampfer 14 verbunden ist. Das im

Entspannungsbehälter/ Verdampfer 14 verdampfte Abwasser (die dazu notwendige Verdampfungswärme kann aus dem Abwasser selbst oder aus einer externen Wärmequelle 25 stammen) wird in der ersten Kondensationsstufe 16 kondensiert und über eine Kondensatrückführungsleitung 18, die von der ersten Kondensationsstufe 16 abzweigt, in den Wasser-Dampf-Kreislauf 2 zurückgeführt. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 mündet die Kondensatrückführungsleitung 18 in den Speisewasserbehälter 10.

Zur weiteren Abwasserreinigung umfasst die Kraftwerksanlage 1 der Figur 1 neben dem Entspannungsbehälter/ Verdampfer 14 und der ersten Kondensationsstufe 16 ferner eine Destillationseinrichtung 6, die thermisch an die erste Kondensationsstufe 16 gekoppelt ist, so dass Kondensationswärme an die Destillationseinrichtung 6 übertragbar ist. Über eine Abwasserablei - tung 23 wird im Entspannungsbehälter/ Verdampfer nicht verdampftes Abwasser der Destillationseinrichtung 6 zugeführt.

Die Destillationseinrichtung 6 weist eine Rezirkulations- leitung 24 auf. Somit können die Rückgewinnungsrate erhöht bzw. die endgültige Abwassermenge verringert werden.

Zur abschließenden Aufbereitung ist der Destillationseinrichtung 6 und einer Endkondensationsstufe 19 über eine Kondensatleitung 20 eine Deionisationsanlage 21 nachgeschaltet, welche vollentsalztes Wasser über eine entsprechende Deionat- leitung 22 an den Speisewasserbehälter 10 abgibt.

Gemäß der Erfindung wird nun Rohwasser über eine entsprechende Rohwasserleitung 5 an einer Einspeisestelle 4 der Vorrich- tung 3 zum Reinigen von Abwasser aus dem Wasser-Dampf-

Kreislauf 2 zugeführt. Vor der Einspeisung kann das Rohwasser alternativ oder ergänzend über einen Wärmetauscher 7, der primärseitig in eine von der Vorrichtung 3 zum Reinigen von Abwasser abzweigenden Abwasserleitung 8 und sekundärseitig in die Rohwasserleitung 5 geschaltet ist mit Abwasser aus der

Vorrichtung 3 zur Reinigung bzw. über eine unabhängige Wärmequelle 9 vorgewärmt werden.