DE2948541A1

DE2948541A1 - Verfahren und vorrichtung zur mehrstufigen verdampfung

Info

Publication number: DE2948541A1
Application number: DE19792948541
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Dieter 6368 Bad Vilbel Feyerbacher; Ing.(grad.) Folkmar 6458 Rodenbach Schwarz
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1979-12-03
Filing date: 1979-12-03
Publication date: 1981-06-04
Also published as: BE886461A; JPS5689891A; IT8068735A0; FR2471203A1; GB2064346A; ES496320A0; BR8007848A; ES8204607A1; IT1129845B

Description

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NUKEM GmbH 6450 Hanau 11

Verfahren und Vorrichtung zur mehrstufigen Verdampfung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Mischkondensation in mehrstufigen Verdampferanlagen zur Konzentrierung von salzhaltigen Lösungen und/oder Feststoff-Suspensionen, insbesondere zur Dekontamination radioaktiv kontaminierter Lösungen und Suspensionen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

In mehrstufigen Verdampferanlagen können die Brüden der vorhergehenden Verdampferstufe durch Mischkondensation in der nachfolgenden Verdampferstufe verflüssigt werden. Die bei der Mischkondensation übertragene Wärme wird durch Druckreduzierung der im Zwangsumlauf befindlichen Flüssigkeit zur erneuten Verdampfung genutzt.

In der DE-AS 2418045 wird berichtet, daß die Brüden über perforierte Flächen o.a. in die Flüssigkeit eingeleitet werden. Dabei ist jedoch nachteilig, daß derartige Mischkondensatoren konstruktiv aufwendig sind, die perforierten Flächen leicht verstopfen, Wasserschläge verursachen und erheblicher Wartung bedürfen. Bei der Verarbeitung radioaktiv kontaminierter Lösungen und Suspensionen können aus diesen Nachteilen besondere Schwierigkeiten resultieren.

Ein in der DE-OS 2632910 beschriebenes Verfahren verwendet indirekte Wärmeaustauscher für jede Stufe. Diese Verfahrensweise ist technisch aufwendig, teuer und bietet insbesondere für radioaktive Abwasser nachteilige Wartungsprobleme.

Es war daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Mischkondensation in mehrstufigen Verdampferanlagen zur Konzentrierung von salzhaltigen Lösungen und/oder FeststoffTSuspensionen, insbesondere

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zur Dekontamination radioaktiv kontaminierter Lösungen und Suspensionen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu finden, die vor allem leicht zu warten, technisch nicht aufwendig sind und nicht zu Verstopfungen neigen.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Mischkondensation ab der zweiten Stufe Strahlpumpen eingesetzt werden.

In den schematischen Abbildungen I und II vird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer besonders vorteilhaften Vorrichtung beispielhaft nähe.r erläutert, wobei Abbildunn II eine Strahlpumpe im Detail zeigt.

Die einzudampfende Flüssigkeit wird mittels Rohrleitung (1) über einen Vorwärmer (3) in einen Ausdampfbehälter (2) der ersten Verdampferstufe eingespeist. Eine Umwälzpumpe (4) fördert die Flüssigkeit über einen Wärmetauscher (5) und eine Drosselblende (6) in den Ausdampfbehälter (2) zurück. Eine Teilmenge der Flüssigkeit verdampft bei der Entspannung des umlaufenden Konzentrats in der Drosselblende (6)· Dabei ist die dem Wärmetauscher (5) über eine Zuleitung (7) zugeführte Heizdampfmenge bestimmend für die Durchsatzleistunq der Verdampferanlaqe. Im Ausdampfbehälter (2) erfolgt die Trennung der Brüden vom umlaufenden Konzentrat. Die Abwärme des durch eine Rohrleitung (8) abgeführten Heizdampfkondensats heizt im Vorwärmer (3) die über die Rohrleitung (1) einzuspeisende Flüssigkeit auf. Die Brüden der ersten Verdampferstufe gelangen mittels einer Rohrleitung (9) in einen Mischkondensator (10), der sich in der Umlaufleitung (11) einer zweiten Verdampferstufe befindet. Dabei werden alle von den Brüden aus der ersten Verdampferstufe mitgerissenen Tröpfchen in den Konzentratumlauf der zweiten Verdampferstufe injiziert und eingebunden, damit die Tröpfchen der ersten Stufe nicht das Destillat der nachfolgenden Stufe verunreinigen, z.B. radioaktiv kontaminieren. Dieses Injizieren erfolgt erfindungsgemäß mittels einer den Mischkondensator darstellenden Strahlpumpe (10). Strahlpumpen sind als kleine kompakte Elemente zum erfindungs'gemäPen Einbau als Mischkondensatoren hervorragend geeignet, ca sie praktisch einen Teil

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der Umlaufleitung bilden. Das Volumen der bisher bekannten voluminösen und konstruktiv aufwendigen Mischkondensatoren, das beispielsweise für eine Ausdampfleistung von 6,5 t/h 7 m beträgt, reduziert sich für die gleiche Ausdampfleistung bei erfindungsoemäßer Ausgestaltung auf 0,1 m , das Materialgewicht auf ca. 10 %. Die erfindungsgemäße Mischkondensation erfolgt im gewählten Beispiel in einer Strahlpumpe mit einer Nennweite von ca. 300 mm und einer Länge von ca. 1,5 m. Dabei wird eine vollständige Brüdenkondensation erzielt. Das erfindungsgemäße Verfahren wirkt sich auch besonders günstig auf den Montageaufwand und auf die gute Dekontaminierbarkeit im Falle der Verdampfung und Dekontamination radioaktiver Abwässer aus. Im Gegensatz zu bisherigen Mischkondensatoren lassen sich ferner mehrstufige erfindungsgemäße Verdampferanlagen ohne die bekannten, die Apparatur beeinträchtigenden Wasserschläge anfahren. Es kann daher auch auf sonst zusätzlich nötwendige indirekte Wärmetauscher verzichtet werden. Die als Mischkondehsator fungierende Strahlpumpe (10) ist durch Flansche (12) mit der Umläufleitung (11) und der Drosselblende (17) der zweiten Verdampferstufe sowie mit der Rohrleitung (9) der Brüdenzuführuhg montierbar bzw* demontierbar verbunden. Zwischen der Strahlpumpe (10) und der Brüden führenden Rohrleitung (9) ist eine Absperrarmatur (13) geschaltete Es ist vorteilhaft, weitere Absperreinrichtungeri zwischen der Strahlpumpe (1O) und der dem Kreislauf angepaßten Drosselblende (17) bzwi der Umlaufleitung (11) vorzusehen. Somit ist dife Strahlpumpe (10) schnell und gefahrlos auswechselbar, !fegen der kleinen Außenoberfläche machen sich auch die nur geringen Wärmeverluste vorteilhaft bemerkbar. Durch Integrierung der den Mischkondensator darstellenden Strahlpumpe (1O) in die Umlauf leitung {H) vereinfacht sich ebenfalls der konstruktive Aufwand, der zur Berücksichtigung der Wärmedehnung erforderlich ist.

Die zweite und gegebenenfalls die weiteren Verdampfungsstufen, jeweils erfindungsgemäß mit der als Mischkondensator fungierenden Strahlpumpe (10) ausgestattet, arbeiten ansonsten nach dem gleichen

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Prinzip wie die erste Verdampferstufe, d.h. die Flüssigkeit gelangt im Zwangsumlauf aus dem Ausdampfbehälter (14) über die Umwälz- ί pumpe (15) zur Strahlpumpe (10) zurück. Die Brüden werden mittels Brüdenleitungen (16) gegebenenfalls in die nächsten Stufen geleitet oder auf an sich bekannte Weise weiterbehandelt.

Das Konzentrat der ersten Verdampferstufe wird über eine Leitung (18) abgelassen. Die Abschlämmung aus der zweiten und weiteren Verdampferstuf e erfolgt über Leitungen (19).

H. KroLl - erk, 29.I1.79

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Claims

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Patentansprüche

/1. Verfahren zur Mischkondensation in mehrstufigen Verdampferanlagen zur Konzentrierung von salzhaltigen Lösungen und/oder Feststoff-Suspensionen, insbesondere zur Dekontamination radioaktiv kontaminierter Lösungen und Suspensionen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Mischkondensation ab der zweiten Stufe Strahlpumpen eingesetzt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer ersten Verdampferanlagenstufe mit Vorwärmer, Ausdampfbehälter, Umwälzpumpe, Wärmetauscher und Drosselblende und einer oder mehreren weiteren Verdampferanlagenstufen mit Ausdampfbehälter, Umwälzpumpen, Drosselblenden, Rohrleitungen und Mischkondensatoren, dadurch gekennzeichnet , daß in den weiteren Verdampferanlagenstufen die Mischkondensatoren als Strahlpumpe (1O) ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe (10) mit der Brüdenrohrleitung (9) über eine Absperrarmatur (13) verbunden ist.

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