DE3510160A1

DE3510160A1 - Pressurised water supply plant for water desalination

Info

Publication number: DE3510160A1
Application number: DE19853510160
Authority: DE
Inventors: Hellmut 7923 Königsbronn Weinrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-21
Filing date: 1985-03-21
Publication date: 1986-09-25

Abstract

The pressurised water supply plant is used for a water desalination plant which operates by the osmosis principle. In this case, salt water is pumped to a high pressure and a part thereof is branched off as fresh water via filter devices. The portion of the salt water not flowing through filter devices is fed to a water turbine for energy recovery. In order to be able to design pumps and turbines with optimal efficiencies, two pumps are provided of which the low-pressure pump (2) is driven by a motor (3) whereas the high-pressure pump (6), coupled to the turbine (13), forms a separate unit. <IMAGE>

Description

Druckwasserversorgungsanlage zur WasserentsalzungPressurized water supply system for water desalination

Die Erfindung betrifft eine Druckwasserversorgungsanlage zur Wasserentsalzung, die nach dem Prinzip der Osmose arbeitet, und bei denen das Salzwasser auf hohen Druck gepumpt, ein Teil davon als Süßwasser über Filtereinrichtungen abgezweigt, und der nicht durch die Filtereinrichtung fließende Anteil des Salzwassers einer Turbine zur Energierückgewinnung zugeführt wird.The invention relates to a pressurized water supply system for water desalination, which works on the principle of osmosis, and where the salt water is on high Pressure pumped, part of it diverted as fresh water via filter devices, and the portion of the salt water that does not flow through the filter device Turbine for energy recovery is fed.

Bei bekannten Ausführungen dieser Art wird die mehrstufig ausgeführte Pumpe von einem Motor angetrieben und die Turbine ist entweder mit der Pumpe oder dem Motor gekuppelt. Eine solche Ausführung erlaubt es nichtßoptimal mögliche Wirkungsgrade von Pumpe unA Turbine zu erreichen, Die Wirkungsgrade beider Teile haben aber entscheidenden Einfluß auf die benötigte Antriebsleistung, die vom Motor aufgebracht werden muß. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Druckwasserversorgungsanlage mit einem hohen Wirkungsgrad zu schaffen, Um die Motorleistung möglichst klein zu halten, erfolgt bei der vorliegenden Erfindung die Druckwassererzeugung durch zwei hintereinander geschaltete Pumpen, nämlich einer Niederdruck- und einer Hochdruck-Pumpe, wobei die Niederdruck-Pumpe von einem Motor, die Hochdruck-Pumpe von der Turbine angetrieben ist.In known designs of this type, the multi-stage one is executed Pump driven by a motor and the turbine is either with the pump or coupled to the engine. Such a design does not allow optimally possible degrees of efficiency by pump and turbine, but the efficiency of both parts is decisive Influence on the required drive power that must be applied by the engine. The present invention is therefore based on the object of a pressurized water supply system with a high degree of efficiency, in order to keep the engine power as small as possible hold, the pressurized water is generated by two in the present invention pumps connected in series, namely a low-pressure and a high-pressure pump, the low-pressure pump from an engine, the high-pressure pump from the turbine is driven.

Bei dieser Kombination ergibt sich die Möglichkeit sowohl für die Hochdruck-Pumpe als auch für die Turbine optimale Wirkungsgrade zu erreichen, weil die Drehzahl des Aggregates Hochdruck-Pumpe - Turbine frei wählbar ist. Bei der Wahl der Drehzahl braucht keine Rücksicht mehr auf Motordrehzahl, Dichtungsprobleme und Kavitation an Hochdruck-Pumpensaugseite genommen #i# werden. Eavitationsgefahr besteht desalb nicht, weil durch die Niederdruck-Pumpe der Wasserdruck an der Hochdruck-Pumpensaugseite ausreichend hoch ist. Das Aggregat Hochdruck-Pumpe -murbine hat keine Wellendichtungen zur Atmosphäre, sodaß auch aus diesem Grunde beliebig hohe Drehzahlen von z.B. 10.ovo bis 100.000 U/min realisierbar sind, 3ei Berücksichtigung der Betriebsdaten, wie Förderhöhe h, Druckgefälle und Volumenstrom V, die ur Hochdruck-Pumpe und Turbine verschieden sind, läßt sich eine gemeinsame Drehzahl n ermitteln, die für beide Teile maximal erreichbare Wirkungsgrade ergibt, d.h. es ergeben sich für beide Teile je eine spezifische Drehzahl ra die optimale Wirkungsgrade ermöglichen.With this combination there is the possibility of achieving optimal efficiency for both the high pressure pump and the turbine, because the speed of the high pressure pump - turbine unit can be freely selected. When choosing the speed, the engine speed, sealing problems and cavitation on the high-pressure pump suction side no longer need to be taken into account # i #. There is no risk of eavitation because the low-pressure pump means that the water pressure on the high-pressure pump suction side is sufficiently high. The high-pressure pump-turbine unit has no shaft seals to the atmosphere, so that, for this reason as well, any number of high speeds from e.g. 10.ovo to 100,000 rpm can be achieved High-pressure pump and turbine are different, a common speed n can be determined, which results in the maximum achievable degrees of efficiency for both parts, ie there is a specific speed ra for both parts which enable optimal efficiency.

Wenn Hochdruck-Pumpe und Turbine je einstufig ausgeführt werden, was für hohe Wirkungsgrade und geringe Herstellungskosten erwünscht ist, dann ergeben sich bei Berücksichtigung der hohen Wasserdrücke beim Osmose-Verfahren hohe Drehzahlen für das Aggregat.If high pressure pump and turbine are ever designed in one stage, what is desired for high efficiencies and low manufacturing costs, then result If the high water pressures in the osmosis process are taken into account, the speeds are high for the aggregate.

Zur weiteren Vereinfachung des Aggregates ochdruck-Pumpe - Turbine ist es sinnvoll, die Lager der Welle mit Wasser zu schmieren. Wassergeschmierte, schr,elllaufende Turbinen neigen jedoch sehr leicht zu instabilen Wellenschwingungen (Oelwhip), die nicht nur mit Drehfreauenz, sondern auch mit niedrigeren Frequenzen auftreten. Um instabile Wellenschwingungen u vermeiden, werden erfindungsgemäß Traglager verwendet, die aus einer Kombination von hydrodynamisch geschmierten Lagern mit Kippsegmenten (Tildingpats) und 'nydrostatisch geschmierten Traglagern bestehen. Versuche haben ergeben, daß hierbei wassergeschmierte Turbinenwellen bis 100.000 Ulmin einwandfrei laufen.To further simplify the aggregate high pressure pump - turbine it makes sense to lubricate the shaft bearings with water. Water-lubricated, However, steep, elliptical turbines tend very easily to unstable shaft vibrations (Oelwhip), who not only do filming, but also work with lower frequencies appear. In order to avoid unstable shaft vibrations u, support bearings are used according to the invention used that consists of a combination of hydrodynamically lubricated bearings with Tilting pads (tildingpats) and hydrostatically lubricated support bearings exist. Tests have shown that this water-lubricated turbine shafts up to 100,000 Ulmin run flawlessly.

Eine weitere zu lösende Aufgabe für das Hochdruck-Pumpen - Turbinen-Aggregat ist die Aufnahme des Axialschubes, der auf die Welle wirkt. Da das Wasser z.B.Another task to be solved for the high pressure pump - turbine unit is the absorption of the axial thrust acting on the shaft. Since the water e.g.

mit ca. 40 bar der Hochdruck-Pumpe zugeführt wird, während der Wasserdruck am Turbinenaustritt nur einige bar beträgt, so ergibt sich ein hoher Axialschub auf die Welle. nährend des Betriebes des Hochdruck-Pumpe -Turbinen-Aggregates kann der Axialschub durch unterschiedliche Durchmesser der Hochdruck-Pumpenlaufraddichtungen und der Turbinenlaufraddichtungen fast vollständig aufgenommen werden. Das ist aber nicht möglich beim Inbetriebsetzen der Anlage, wenn das Hochdruck-Aggregat stillsteht.with approx. 40 bar the high pressure pump is supplied, while the water pressure is only a few bar at the turbine outlet, there is a high axial thrust on the wave. during operation of the high-pressure pump-turbine unit the axial thrust due to the different diameters of the high pressure pump impeller seals and the turbine impeller seals are almost completely absorbed. But that is not possible when starting up the system when the high-pressure unit is at a standstill.

Um diese Aufgabe zu lösen, wird zwischen Hochdruck-Pumpe und Turbine ein kombiniertes hydrostatisches und hydrodynamisches Drucklager verwendet. Bei Inbetriebsetzung ist zuerst das hydrostatische Drucklager wirksam. Es wird dabei mit dem hohen Wasserdruck nach der Niederdruck-Pumpe versorgt und muß einen hohen Axialschub aufnehmen. Der Wasserverbrauch ist in diesem Betriebszustand beträchtlich.To solve this problem, there is a high pressure pump and turbine a combined hydrostatic and hydrodynamic thrust bearing is used. at The hydrostatic thrust bearing is first effective when it is put into operation. It will be there with the high water pressure after the low pressure pump and must have a high Absorb axial thrust. The water consumption is considerable in this operating state.

Wenn Hochdruck-Pumpe und Turbine annähernd ihre Solldrehzahl erreicht haben, ist der vom Drucklager aufzunehmende Axialschub nur noch gering.When the high pressure pump and turbine almost reach their target speed the axial thrust to be absorbed by the thrust bearing is only small.

Dieser kann leicht von einem hydrodynamischen Drucklager aufgenommen werden, dessen Bedarf an Schmierwasser wesentlich kleiner ist und zudem mit niedrigem Druck zugeführt werden kann. Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß ein kombiniertes hydrostatisch-hydrodynamisches Drucklager verwendet.This can easily be absorbed by a hydrodynamic thrust bearing whose need for lubricating water is much smaller and also with low Pressure can be supplied. For this reason, according to the invention, a combined hydrostatic-hydrodynamic thrust bearing used.

Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der Lagerlaufzeit besteht darin, daß die Lager während des normalen Betriebes mit Süßwasser versorgt werden.Another measure to improve the storage life is to that the bearings are supplied with fresh water during normal operation.

Das Süßwasser kann einer Süßwasserleitung entnommen werden oder, wenn nötig, über eine Druckerhöhungspumpe den Lagern zugeführt werden. Die Versorgung der Lager mit Süßwasser hat den Vorteil, daß bei der Auswahl der Lagerwerkstoffe mit Rücksicht auf Korrosion eine größere Anzahl geeigneter Lagerwer<-stoffe zur Verfügung stehen.The fresh water can be taken from a fresh water pipe or if necessary to be fed to the bearings via a pressure booster pump. The supply the fresh water bearing has the advantage that when choosing the bearing materials with regard to Corrosion a large number of suitable storage materials be available.

Da die Laufräder der Hochdruck-Pumpe und der Turbine durch berührungsfreie Labyrinthdichtungen zu den Lagern hin getrennt sind, entstehen Leckverluste von Salzwasser, welches zur Atmosphäre abgeleitet wird, Gleichzeitig fällt aber auch Süßwasser von den Lagern kommend an. Das Süßwasser sollte aufgefangen und einer weiteren Verwendung zugeführt werden. Damit sich Süßwasser und Salzwasser nicht vermischen, sind weitere Labyrinthdichtungen auf der Welle zwischen Süßwasser und Salzwasserabfluß vorgesehen. Ein Druckregelventil sorgt hierbei dafür, daß der Druck im Süßwasserabfluß ein klein wenig höher ist, als der Druck im Salzwasserabfluß, sodaß kein Salzwasser in das Süßwasser gelangen kann, Während des Ablaufes des Osmoseprozesses gibt es viele Faktoren, welche die Membran-Charakteristik beeinflussen. Es sollte aber der Druck vor der Membran konstant gehalten werden, Wenn die Membran weniger durchlässig wird, amrde bekannterweise durch Öffnen von Bypaßventilen der Druck konstant gehalten, Das bedeutet aber volle Antriebsleistung der Wasserpumpe bei geringerem Anfall von Süßwasser.Since the impellers of the high pressure pump and the turbine are non-contact Labyrinth seals are separated from the bearings, there are leakage losses from Salt water, which is diverted to the atmosphere, but at the same time also falls Fresh water coming in from the camps. The fresh water should be caught and one further use. So that fresh water and salt water do not mix mix, more labyrinth seals are on the shaft between freshwater and Salt water drainage provided. A pressure control valve ensures that the pressure in the freshwater runoff is a little bit higher than the pressure in the saltwater runoff, so that no salt water can get into the fresh water during the osmosis process there are many factors that influence the membrane characteristics. It should but the pressure in front of the diaphragm can be kept constant when the diaphragm is less becomes permeable, amrde known to the pressure by opening bypass valves kept constant, but that means full drive power of the water pump lower supply of fresh water.

Um bei geringerem Süßwasseranfall die Pumpenantriebsleistung zu reduzieren, wird erfinderungsgemäß der Betriebspunkt der Niederdruck-Pumpe in ihrem Kennfeld so verschoben, daß der Gesamtdruck von Niederdruck- und Hochdruck-Pumpe auch bei reduziertem Fördervolumen den erforderlichen Gesamtdruck erzeugt. Der Wasserdurchsatz durch die Turbine und ihre Leistung bleiben dabei angenähert konstant. Da die Fördermenge der Hochdruck-Pumpe sinkt, steigen Drehzahl und ihre Drucksteigerung, Daher ist die erforderliche Drucksteigerung der Niederdruck-Pumpe kleiner. Kleinere Drucksteigerung und kleineres Fördervolumen reduzieren den Leistungsverbrauch der Niederdruck-Pumpe.To reduce the pump drive power when there is less fresh water, According to the invention, the operating point of the low-pressure pump is in its map shifted so that the total pressure of the low-pressure and high-pressure pump is also at reduced delivery volume generates the required total pressure. The water flow due to the turbine and its power remain approximately constant. Because the flow rate the high pressure pump decreases, its speed increases and its pressure increase, therefore, is the required pressure increase of the low-pressure pump is smaller. Small pressure increase and a smaller delivery volume reduce the power consumption of the low-pressure pump.

Die Verschiebung des Betriebspunktes der Niederdruck-Pumpe kann auf verschiedene Weise erfolgen.The shift in the operating point of the low-pressure pump can be due to done different ways.

1) Durch ein Eintrittsleitrad zur Niederdruck-Pumpe mit verstellbaren Schaufeln 2) Durch Reduktion der Antriebsdrehzahl der Niederdruck-Pumpenwelle z,B. durch eine Regelkupplung zwischen Motor und Pumpe oder durch Drehzahl des Antriebsmotors. 1) Through an inlet guide wheel to the low-pressure pump with adjustable Blades 2) By reducing the drive speed of the low-pressure pump shaft z, B. through a control coupling between the motor and pump or through the speed of the drive motor.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem weitere erfindungsgemäße Merkmale hervorgehen, anhand von Zeichnungen erläutert.In the following an embodiment of the invention from which further Features according to the invention emerge, explained with reference to drawings.

Die Figuren zeigen: Fig. 1 das Schema einer Wasserentsalzungsanlage, die nach dem Osmose-Verfahren arbeitet, Fig. 2 einen Querschnitt durch das Hochdruck-Pumpen-Turbinen-Aggregat, Fig. 3 einen Schnitt senkrecht zur Drehachse durch ein Traglager nach der Linie III - III der Fig. 2, Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Drucklagerscheibe in Achsenrichtung (Pfeilrichtung A) mit Schnitt durch die Wasserzuführung.The figures show: FIG. 1 the diagram of a water desalination plant, which works according to the osmosis process, FIG. 2 shows a cross section through the high-pressure pump-turbine unit, 3 shows a section perpendicular to the axis of rotation through a support bearing along the line III - III of FIG. 2, FIG. 4 shows a plan view of a thrust bearing disk in the axial direction (Direction of arrow A) with a section through the water supply.

Das zu entsalzende Wasser fließt zunächst durch eine Reinigungsanlage 1 (Fig, 1) und wird danach einer Niederdruckpumpe 2 zugeführt, die von einem Motor 3 angetrieben wird; In der Niederdruck-Pumpe wird das Salzwasser auf ca. 60 % des erforderlichen Gesamtdruckes hochgepumpt. Von der lliederdruck-Pumpe fließt das Wasser durch eine Leitung 4 zu einem Saugstutzen 5 einer Hochdruckpumpe. In der Hochdruck-Pumpe 6 wird das Salzwasser auf den für den Osmose-Prozeß erforderlichen Enddruck gepumpt und tritt an einem Stutzen 7 aus der Hochdruck-Pumpe aus, Von hier fließt das Salzwasser über eine Leitung 8 zu einer Osmosefilteranlage 9.The water to be desalinated first flows through a cleaning system 1 (Fig, 1) and is then fed to a low-pressure pump 2, which is driven by an engine 3 is driven; In the low-pressure pump, the salt water is reduced to approx. 60% required total pressure pumped up. Of the low pressure pump the water flows through a line 4 to a suction port 5 of a high pressure pump. In the high pressure pump 6, the salt water is required for the osmosis process Ultimate pressure is pumped and exits at a nozzle 7 from the high pressure pump, from here the salt water flows via a line 8 to an osmosis filter system 9.

In der Filteranlage wird ein Teil des Wassers als Süßwasser abgezweigt und verläßt die Filteranlage mit nur geringem Druck in einer Leitung 10. Der übrige Anteil des Wassers verläßt mit hohem Druck die Filteranlage 9 in einer Leitung 11 und gelangt zu einem Turbineneintrittsstutzen 12.In the filter system, part of the water is diverted as fresh water and leaves the filter system with only low pressure in a line 10. The rest Part of the water leaves the filter system 9 in a line 11 at high pressure and arrives at a turbine inlet connection 12.

In einer Turbine 13 (Fig, 2) wird das Wasser mit nunmehr erhöhtem Salzwassergehalt auf nahezu Atmosphärendruck entspannt und tritt an einem Stutzen 14 aus. Die dabei im Turbinenlaufrad 15 erzeugte Leistung wird über eine Welle 16 einem Hochdruck-Pumpenlaufrad 17 zugeführt. Die Welle 16 ist in zwei Traglagern 18 gelagert. Zur Aufnahme des Axialschubes dient ein Drucklager 19.In a turbine 13 (Fig, 2), the water is now increased Salt water content relaxes to almost atmospheric pressure and occurs at a nozzle 14 off. The power generated in the turbine runner 15 is transmitted via a shaft 16 a high pressure pump impeller 17 is supplied. The shaft 16 is in two support bearings 18 stored. A thrust bearing 19 serves to absorb the axial thrust.

Das Traglager nach Fig. 2 und Fig. 3 besitzt in seiner hydrodynamischen Schmierfunktion drei oder mehrere Kippsegmente 20 gleichmäßig über den Umfang verteilt, Die Kippsegmente 20 können um eine Kante 21 kippen und damit einen Wasserkeil zwischen Welle und Kippsegment bilden, sodaß bei schnelldrehender Welle die Tragfähigkeit gewährleistet ist, Beim Kippen der Segmente bildet sich zwischen Außenfläche der Segmente 22 und der Gehäusefläche 23 ein keilförmiger Spalt, der mit Wasser gefüllt wird. Bei Auftreten von Wellenschwingungen wirkt der keilförmige mit Wasser gefüllte Spalt als Schwingungsdämpfer, der die Laufeigenschaften der Welle wesentlich verbessert.The support bearing according to FIG. 2 and FIG. 3 has in its hydrodynamic Lubricating function three or several tilting segments 20 evenly over distributed over the circumference, the tilting segments 20 can tilt around an edge 21 and thus Form a water wedge between the shaft and the tilting segment, so that when it is rotating at high speed Shaft the load-bearing capacity is guaranteed, when the segments are tilted it forms a wedge-shaped gap between the outer surface of the segments 22 and the housing surface 23, which is filled with water. When shaft vibrations occur, the wedge-shaped one acts water-filled gap as a vibration damper, which prevents the running properties of the Wave much improved.

Damit auch bei Stillstand der Welle und bei geringer Drehzahl keine metallische Berührung von Welle und Lager stattfindet, sind zwischen den hydrodynamisch wirkenden Kippsegmenten drei oder mehrere hydrostatisch wirkende Wassertaschen 24 angeordnet. Die Umrandung der Taschen hat die Kontur der Welle mit einem geringen Spalt zur Welle, dem Lagerspiel entsprechend. Das Druckwasser wird den Taschen durch Drosseln 25 zugeführt.This means that even when the shaft is at a standstill and at a low speed, there is no Metallic contact between the shaft and the bearing takes place between the hydrodynamic acting tilting segments three or more hydrostatically acting water pockets 24 arranged. The border of the pockets has the contour of the wave with a slight Gap to the shaft, according to the bearing play. The pressurized water gets through the bags Chokes 25 supplied.

Wenn die Welle im Zentrum steht, bildet sich ein mittlerer Wasserdruck in den Taschen 24. Nähert sich die Welle einer Tasche, so wird der Spalt zur lelle verkleinert und der Wasserdruck in der Tasche steigt, wodurch die Welle wieder zum Zentrum gedrückt wird. Der umgekehrte Fall tritt ein, wenn die Welle sich von der Tasche über das Zentrum hinaus entfernt.When the wave is in the center, an average water pressure is created in the pockets 24. If the shaft approaches a pocket, the gap becomes lelle and the water pressure in the pocket increases, causing the wave to return to the Center is pressed. The opposite occurs when the shaft moves away from the Pocket removed beyond the center.

Dann nimmt der Druck in der Tasche ab. Auf diese Weise wird die Welle auch bei Stillstand oder bei kleineren Drehzahlen berührungsfrei gegenüber Lagern und Labyrinthdichtungen gehalten, Das Drucklager 19 (Fig. 2 und 4) besteht aus einer rotierenden Druckscheibe 26 und stillstehenden Scheiben 28 und 29 sowie einem Dichtungsring 30. Die drei Teile umfassen die Druckscheibe derart, daß Radialspalte 31 und 32 und Axialspalte 33 und 34 gegenüber der Druckscheibe 26 vorhanden sind, Das Druckwasser, das in einen Ringraum 35 eingeführt wird, fließt über Spalte 31 und 32 in Wasserkammern 36 und 37 und von dort durch Spalte 33 und 34 zum Abfluß. Wenn die Druckscheibe 26 in der Mitte zwischen den Scheiben 28 und 29 steht, bildet sich in den Druckkammern 36 und 37 ein mittlerer Wasserdruck aus. Nähert sich durch Axialschub auf die Welle die Druckscheibe 26 einer der Scheiben 28 und 29, so verkleinert sich einer der Axialspalte 33 oder 34, wodurch der Wasserdruck in einer der Kammern 36 oder 37 stark ansteigt und in der entgegengesetzten Kammer stark abfällt, wodurch der Axialschub aufgenommen wird.Then the pressure in the pocket decreases. This way the wave becomes contact-free with respect to bearings even at standstill or at lower speeds and held labyrinth seals, the thrust bearing 19 (Fig. 2 and 4) consists of one rotating pressure disk 26 and stationary disks 28 and 29 and a sealing ring 30. The three parts encompass the thrust washer in such a way that radial gaps 31 and 32 and there are axial gaps 33 and 34 opposite the thrust washer 26, the pressurized water, which is introduced into an annular space 35 flows via gaps 31 and 32 into water chambers 36 and 37 and from there through gaps 33 and 34 to the drain. When the thrust washer 26 stands in the middle between the disks 28 and 29, forms in the pressure chambers 36 and 37 show an average water pressure. Approaches due to axial thrust on the shaft the pressure disk 26 of one of the disks 28 and 29, then one of the Axial gap 33 or 34, whereby the water pressure in one of the chambers 36 or 37 increases sharply and drops sharply in the opposite chamber, causing the axial thrust is recorded.

Infolge des Wasservordruckes auf der Hochdruck-Pumpensaugseite tritt der größte Axialschub bei Inbetriebsetzung auf, wenn die Niederdruck-Pumpe läuft und die Hochdruck-Pumpe stillsteht. Durch die hydrostatische Druckverteilung wird die Welle auch bei Stillstand und kleinen Drehzahlen berührungsfrei im Gehäuse gehalten.As a result of the water pre-pressure on the high-pressure pump suction side occurs the greatest axial thrust at start-up when the low pressure pump is running and the high pressure pump has stopped. Due to the hydrostatic pressure distribution, the shaft is kept contact-free in the housing even at standstill and at low speeds.

Die hydrostatische Positionseinhaltung verbraucht relativ viel Druckwasser, was Leistungsverluste zur Folge hat, Während des normalen Betriebes werden daher Wasserdruck und die Wassermenge auf einen Bruchteil reduziert, wobei der noch verbleibende Axialschub durch hydrodynamisch wirkende I(eilflächen 38 aufgenommen wird.The hydrostatic position maintenance uses a relatively large amount of pressurized water, which results in a loss of performance, during normal operation will therefore Water pressure and the amount of water reduced to a fraction, with the remaining Axial thrust is absorbed by hydrodynamically acting I (partial surfaces 38.

Die rotierenden Läuferteile sind nach Fig. 2 durch berührungsfreie Labyrinthdichtungen gegenüber den stillstehenden Gehäuseteilen abgedichtet. Das Pumpenlaufrad 17 hat Dichtungen 39 und 40 zum Gehäuse mit unterschiedlichen Durchmessern. Dabei wirkt auf das rotierende Pumpenlaufrad ein Axialschub in Richtung Pumpensaugseite. Das Turbinenlaufrad 15 hat Dichtungen 41 und 42 zum Gehäuse mit ebenfalls unterschiedlichen Durchmessern. Dabei wirkt auf das rotierende Turbinenlaufrad ebenfalls ein Axialschub in Richtung Pumpensaugseite. Durch beide Axialschübe zusammen kann der Axialschub auf die Welle, bedingt durch den hohen Vordruck der Hochdruck-Pumpe, ausgeglichen werden, Das durch die Dichtungen 40 und 41 strömende Leckwasser sammelt sich als Salzwasser in Kammern 43 und 44 und fließt gemeinsam an einem Austrittsstutzen 45 ab. Das aus den Lagern austretende Süßwasser wird in Kammern 46 und 47 gesammelt und fließt gemeinsam an einem Austrittsstutzen 48 ab, um weiter verwendet zu werden. Die Kammern 43 und 46 sind durch zusätzliche Labyrinthdichtungen 49 getrennt. Das gleiche gilt für die Kammern 44 und 47 durch eine Labyrinthdichtung 50.The rotating rotor parts are according to Fig. 2 by non-contact Labyrinth seals sealed against the stationary housing parts. That Pump impeller 17 has seals 39 and 40 to the housing with different diameters. An axial thrust acts on the rotating pump impeller in the direction of the pump suction side. The turbine runner 15 has seals 41 and 42 to the housing with likewise different ones Diameters. An axial thrust also acts on the rotating turbine runner in Towards the pump suction side. With both axial thrusts together, the axial thrust can increase the shaft, due to the high pre-pressure of the high pressure pump, must be balanced, The leakage water flowing through the seals 40 and 41 collects as salt water in chambers 43 and 44 and flows out together at an outlet connection 45. The end Fresh water leaking from the camps is collected in chambers 46 and 47 and flows together at an outlet connection 48 in order to be used further. The chambers 43 and 46 are separated by additional labyrinth seals 49. The same goes for for the chambers 44 and 47 by a labyrinth seal 50.

Um die Funktion der Lager, wie vorstehend beschrieben, zu gewährleisten, ist ein Schaltventil 51 und ein Rückschlagventil 52 vorgesehen. Ist das Ventil 51 geöffnet, dann fließt Salzwasser von der Niederdruck-Pumpendruckseite zu einem Lagerwassereintrittsstutzen 53 mit hohem Druck. Ist das Schaltventil 51 beschlossen, dann fließt Süßwasser niederen Druckes durch das Rückschlagventil 52 zum Lagerwassereintrittsstutzen 53. Die Funktion des Ventiles 51 ist bei verschiedenen Betriebszuständen wie folgt: 1) Niederdruck-Pumpe steht, Antriebsmotor ist ausgeschaltet. Das Ventil 51 wird durch Federkraft geschlossen. Die Lager werden mit Süßwasser über das Rückschlagventil 52 versorgt.In order to ensure the function of the bearings as described above, a switching valve 51 and a check valve 52 are provided. Is the valve 51 opened, then salt water flows from the low pressure pump pressure side to a storage water inlet nozzle 53 with high pressure. If the switching valve 51 is closed, then fresh water flows lower Pressure through the check valve 52 to the storage water inlet nozzle 53. The function of the valve 51 is as follows in different operating states: 1) The low-pressure pump is at a standstill, the drive motor is switched off. The valve 51 is through Spring force closed. The bearings are supplied with fresh water via the check valve 52 supplied.

2) Niederdruck-Pumpe läuft, aber Hochdruck-Pumpe steht noch still, Das Ventil 51 wird durch den Druck der Niederdruck-Pumpe gegen Federkraft geöffnet. Das Rückschlagventil 52 schließt, Die Lager werden kurzzeitig mit Salzwasser hohen Druckes versorgt, 3) Die Hochdruck-Pumpe läuft an und erzeugt Wasserdruck während auch die Niederdruck-Pumpe läuft.2) The low-pressure pump is running, but the high-pressure pump is still at a standstill, The valve 51 is opened by the pressure of the low-pressure pump against spring force. The check valve 52 closes, the bearings are briefly high with salt water Pressure supplied, 3) The high pressure pump starts and generates water pressure during the low pressure pump is also running.

Wasserdruck der Hochdruck-Pumpe und Federkraft schließen das Ventil 51, sodaß Wasserversorgung der Lager über Rückschlagventil 52 erfolgt. The water pressure of the high pressure pump and spring force close the valve 51, so that the bearings are supplied with water via the non-return valve 52.

Um zu verhindern, daß während des Betriebes Salzwasser in das aus den Lagern abfließende Süßwasser strömt, ist ein Regelventil 54 vorgesehen, welches den Druck des abfließenden Süßwassers geringfügig über den Druck des abfließenden Salzwasser hält.To prevent salt water from getting into the off during operation The fresh water flowing off the camps flows, a control valve 54 is provided, which the pressure of the outflowing fresh water slightly above the pressure of the outflowing Salt water holds.

Zur Regelung der Drehzahl der Niederdruck-Pumpe ist ein Regler 55 vorgesehen. Dieser Regler erhält seinen Ist-Wert vom Austrittsdruck der Hochdruck-Pumpe über eine Steuerleitung 56. Der Sollwert wird über eine #;teuerleitung 57 vorgegeben, Der Regler kann die Eintrittsleitschaufeln 58 der ITiederdruck-Pumpe, oder eine Regelkupplung 59, oder die Drehzahl des Antriebsmotors 5 direkt beeinflussen.A controller 55 is used to regulate the speed of the low-pressure pump intended. This controller receives its actual value from the outlet pressure of the high pressure pump via a control line 56. The setpoint is specified via a control line 57, The regulator may be the inlet guide vanes 58 of the low pressure pump, or a Control clutch 59, or directly influence the speed of the drive motor 5.

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Claims

2 claims 1) pressurized water supply system for water desalination, which works on the principle of osmosis, whereby the salt water is numped at high pressure and part of it is diverted as fresh water via filter devices and the Part of the salt water of a turbine that does not flow through the filter device for energy recovery is characterized in that for pressurized water generation two pumps connected in series, namely one Low pressure pump (2) and a high-pressure pump (6) are provided, the low-pressure pump (2) from an electric motor (3) or another drive unit and the high-pressure pump (6) is driven by the water turbine (13).

2) pressurized water supply system according to claim l, characterized in that that the high pressure pump (6) and the water turbine (13) share through pressurized water have lubricated bearings.

3) pressurized water supply system according to claim 1, characterized in that that the supply of the bearings is carried out by pressurized water, which is between low pressure and the high pressure pump is removed.

4) pressurized water supply system according to claim 1, characterized in that that the support bearing is designed as a combined static and dynamic bearing are, the dynamically acting bearing parts having tilting segments (20).

5) pressurized water supply system according to claim 1, characterized in that that the thrust bearing to absorb the axial thrust as a combined static and dynamic thrust bearing is executed.

6) pressurized water supply system according to claim 1, characterized in that that fresh water is provided to lubricate the bearings during normal operation, which can be used again after the warehouse has passed through.

) Pressurized water supply system according to claim 6, characterized in that that for the separation of the fresh water flowing out of the camps from the salt leakage water the high pressure pump and the turbine additional labyrinth seals (49) and (50) are arranged, 3) pressurized water supply system according to claim 6, characterized in that that in the stream flowing back from the camps to the fresh water stream part of a differential pressure control valve (54) is installed, which the fresh water pressure in the water chambers (46) and (47) regulates a little higher than the pressure of the salt water in the salt water drains (43) and (44).

9) pressurized water supply system according to claim 1, characterized in that that when the turbine pump set is started up, the bearings have a Switching valve (51) can be supplied with salt water from the low-pressure pump until the final pressure the high pressure pump has almost reached the setpoint.

10) Druclcwasserversorgungsanlage according to claim 1 d # -characterized by, that to maintain the prescribed final pressure after the high pressure pump Regulator (55) is provided with either adjustable guide vanes (58) at the inlet affects the low pressure pump or the speed of the low pressure pump.