DE1289065B - Luftkondensator - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Luftkondensator zur meiden, daß die Dampfeinströmung in die Kühlrohre Kondensation von Dampf mittels Luft, der aus einer durch konstruktiv bedingte ungleichmäßige Über-Dampfverteilkammer und einem Kondensatsammler gänge und verschieden große Anströmgeschwindigbesteht, die durch aus einzelnen Rohren aufgebaute keiten unterschiedlich ist. Ferner macht sich die bei-Kühleinheiten verbunden sind, wobei die Kühleinhei- 5 spielsweise durch Wind bedingte Ungleichmäßigkeit ten dampfseitig parallel zu Reihen zusammengefaßt der Kühlluftströmung, insbesondere bei kaltem Wet- und mehrere Reihen in Strömungsrichtung der Luft ter, sehr nachteilig bemerkbar, zumal in diesen Fälhintereinander angeordnet sind. len meist die Ventilatorleistung vermindert oder der

Bei derartigen Einrichtungen wird der zu konden- Ventilator ganz abgestellt wird. In den dem Wind sierende Dampf in den in Querrichtung von der io besonders ausgesetzten Rohren ist dann die Konden-Kühlluft umströmten Rohren kondensiert, das Kon- sation vorzeitig beendet, so daß die Rohre einfrieren, densat im Sammler aufgefangen und aus diesem ab- Da die Einflüsse von nicht voraussehbaren Faktoren geleitet. In den einzelnen Rohren herrscht in etwa abhängen, konnte man ihnen mit den bekannten die gleiche Dampfgeschwindigkeit, da der Strömungs- Maßnahmen nicht zufriedenstellend begegnen, widerstand in erster Linie von der Einlaufgeschwin- 15 Zum Stande der Technik gehört ferner ein luftdigkeit des Dampfes in die Rohre bestimmt wird. beaufschlagter Kondensator mit kondensatorischer Andererseits wird infolge der von Rohrreihe zu Rohr- und dephlegmatorischer Niederschlagung der Brüden, reihe steigenden Temperatur in den luftseitig vorde- Dabei soll im kondensatorischen Teil stets nur ein ren Reihen mehr Dampf kondensiert als in den hinte- Teil der Brüden niedergeschlagen werden und die ren, so daß in den Rohren, die zuerst von der Kühl- ao daraus übertretenden Brüden werden in einem Kühlluft beaufschlagt werden, die Kondensation früher element dephlegmatorisch niedergeschlagen, das dem beendet ist als in den folgenden Reihen. Dies ist in- kondensatorischen Teil zugeordnet ist. Dem bekannsofern nachteilig, als die vorhandenen Kühlflächen ten Vorschlag liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unnicht voll zur Kondensation ausgenutzt werden und terschreitung des Stockpunktes bei der Beaufschladas Kondensat unterkühlt wird. Ferner kann es in 35 gung des Kondensators mit Brüden zu vermeiden, die den unteren Abschnitten der Rohre der vorderen einen hohen Stock- oder Festpunkt haben. Wesent-Rohrreihen bei starkem Frost zu einer Vereisung des Hch ist dabei, daß in den luftseitig ersten Elementen abfließenden Kondensates kommen. stets nur ein Teil der Brüden niedergeschlagen wird.

Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man bei Die Anlage muß also immer so gefahren werden, daß einem bekannten Oberflächenkondensator den Kon- 30 keinesfalls eine vollständige Kondensation in den densatsammelraum in mehrere gegeneinander abge- ersten Rohrreihen stattfindet, dichtete Teilkammern unterteilt, so daß der Unter- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ge-

druck in den in Strömungsrichtung der Kühlluft auf- fahr des Einfrierens in wirksamer Weise auch dann einanderfolgenden Teilkammern von Teilkammer zu zu verhindern, wenn mit einer ungleichmäßigen An-Teilkammer abnimmt und hierdurch die Dampfver- 35 Strömung der Kühleinheiten durch die Kühlluft zu teilung auf die an die einzelnen Teilkammern ange- rechnen ist. Dabei wurde davon ausgegangen, daß schlossenen Rohrreihen derart auf das jeweils zur nur der untere Teil der Kühleinheiten, nach prak-Verfügung stehende Temperaturgefälle zwischen tischen Erfahrungen höchstens ein Drittel der Rohr-Dampfeintrittstemperatur und Kühllufttemperatur ab- länge, der Einfriergefahr unterliegt, gestimmt ist, daß die Kondensation erst am Rohr- 4° Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geende beendet ist; die einzelnen Teilkammern stehen löst, daß den Rohren der luftseitig ersten Rohrreihe dabei unter verschiedenen Drücken. Bei einem so der Kühleinheiten weitere mit dem Kondensatsammler ausgebildeten Kondensator muß das vom Dampf mit- verbundene Wärmetauschrohre vorgeschaltet sind, geführte Inertgas, z.B. Luft, durch getrennte Absaug- die, ausgehend von dem Kondensatsammler, bis zu vorrichtungen entfernt werden, oder es müssen für 45 einer Höhe der Kühleinheiten reichen, bis zu der jede Teilkammer einzeln regelbare Drosselvorrichtun- Einfriergefahr besteht.

gen vorgesehen werden. Ferner muß das Kondensat Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Länge

in den Teilkammern getrennt abgeleitet oder durch der vorgeschalteten Rohre so zu bemessen, daß sie Siphons von Stufe zu Stufe geführt werden. etwa ein Drittel der Gesamtlänge der übrigen Kühl-

Es ist ferner bekannt, die Einfriergefahr dadurch 50 einheiten beträgt. Dabei können die Kühlrohre der zu verringern, daß die Wärmetauschflächen der Kon- Kühleinheiten und auch die vorgeschalteten Wärmedensatorrohre in den in Strömungsrichtung der Luft tauschrohre in bekannter Weise aus berippten Rohhintereinanderliegenden Rohrreihen und bzw. oder ren gefertigt werden und die vorgeschalteten Rohre die Dampfverteilung auf diese Rohrreihen derart auf einen anderen Durchmesser oder eine andere Beripdas jeweils zur Verfügung stehende Temperatur- 55 pung haben als die übrigen Kühlrohre, gefalle zwischen Dampfeintrittstemperatur und Kühl- Selbstverständlich können an Stelle von Rohren so-

lufttemperatur abgestimmt sind, daß in allen Rohr- wohl für die vorgeschalteten Rohre als auch für die reihen die Kondensation möglichst gleichmäßig und übrigen Kühlrohre andere Kühlsysteme, z. B. Kühlin geringem Abstand von den in den Kondensat- taschen od. dgl. benutzt werden, oder man kann statt sammelraum mündenden Rohrenden beendet ist. 60 einer Reihe vorgeschalteter Rohre mehrerer solcher Diese bekannten Maßnahmen erfüllen allerdings Rohrreihen vorsehen, die in Strömungsrichtung der nur dann ihren Zweck, wenn sowohl der Dampf in Luft hintereinander liegen und jeweils kürzer sind als allen nebeneinanderliegenden Rohren als auch die die Rohre der folgenden Reihe und nur im unteren die Rohre umströmende Kühlluft gleichmäßig strö- Teil der von der Kühlluft angeströmten Fläche anmen. Bei den verhältnismäßig großen Geschwindig- 65 geordnet sind.

keiten und den dadurch bedingten hohen dynami- Die vorgeschalteten Rohre können von oben oder

sehen Unterdrücken im Verhältnis zu dem oft sehr von unten mit Dampf beaufschlagt werden. Für den geringem Kondensationsdruck läßt sich nicht ver- Fall, daß der Dampf von oben nach unten strömen

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soll, sieht die Erfindung vor, daß die mit ihrem grundlegend dadurch, daß außer der ohnehin stattunteren Ende an den Kondensatsammler angeschlos- findenden Vorwärmung der vorbeistreichenden Kühlsenen vorgeschalteten Rohre an ihrem anderen Ende luft der in den vorgeschalteten Rohren nicht kondenin eine Dampfleitung münden, die mit der Dampf- sierte Dampf in die ebenfalls kondensatorisch arbeiverteilkammer in Verbindung steht. 5 tenden Rohre eintritt und in diesen dephlegmatorisch

Auf diese Weise wird erreicht, daß der Dampf, da abgeschieden wird. Bei der Ausführungsform, bei der die zur Verfugung stehende Kühlfläche in den vor- die vorgeschaltete, d. h. in Richtung des Kühlluftgeschalteten Rohren im Verhältnis zu den übrigen stromes erste kürzere Rohrreihe dephlegmatorisch Rohren klein ist, an der Eintrittsstelle in den Kon- geschaltet ist, strömt der in den dahinterliegenden densatsammler nur teilweise kondensiert, so daß an io Rohrreihen anfallende überschüssige Dampf von undieser Stelle ein Dampfüberschuß vorhanden ist. Da- ten nach oben in die vorgeschalteten Rohre und mit dieser nicht zu groß wird, ist erfindungsgemäß in kondensiert in diesen dephlegmatorisch, wobei gleichdie Dampfleitung ein Drosselorgan eingebaut. Dieses zeitig eine Vorwärmung der Kühlluft erzielt wird, kann aus einer unveränderbaren Blende oder einem Während bei dem bekannten Kondensator als beson-Rohrteil mit geringerem Querschnitt oder aber einem 15 derer Vorteil herausgestellt wird, daß das im deOrgan bestehen, dessen Querschnitt veränderbar ist, phlegmatorischen Teil niedergeschlagene Kondensat beispielsweise einer Klappe oder einem Schieber, die schon durch einen erwärmten Luftstrom gekühlt eine bessere Anpassung an die jeweiligen Verhält- wird, trifft im Gegensatz dazu die Kühlluft bei der nisse gestatten. Andererseits ändern sich Wärme- Anordnung gemäß vorliegender Erfindung zuerst auf Umsatz, Dampfdurchsatz und Temperaturgradienten ao die dephlegmatorisch geschaltete kürzere Rohrreihe, annähernd proportional, so daß in vielen Fällen eine so daß die besonders gefährdeten unteren Abschnitte Drossel genügt, die gegebenenfalls nach Inbetrieb- der Kühlrohre vor denen die vorgeschalteten Rohre nähme noch korrigiert werden muß. Der Dampf- angeordnet sind, mit vorgewärmter Kühlluft beaufstrom in den vorgeschalteten Rohren muß so ein- schlagt werden.

gestellt sein, daß der Dampfüberschuß am Eintritt in 25 Andererseits wird die Versorgung der durch die den Kondensatsammler gerade so groß ist, daß er vorzeitige Beendigung der Kondensation inaktiven ausreicht, um den nicht mit Dampf beaufschlagten Rohrteile mit Dampf sichergestellt, so daß durch die unteren, der Einfriergefahr unterliegenden Teil der Maßnahmen gemäß vorliegender Erfindung der Geübrigen Kühlrohre in den Kondensationsprozeß ein- fahr des Einfrierens in doppelter Weise entgegenzubeziehen. Es hat sich herausgestellt, daß die Ge- 30 gewirkt wird.

schwindigkeit des in die Kühleinheiten von unten Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des

nach oben einströmenden Dampfes so gering ist, daß Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

das Kondensat ungestört abfließen und auch die Luft F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die vor-

nach unten entweichen kann. geschalteten Rohre mit dem Dampfverteiler verbun-

Bei einer anderen Ausführungsform des Erfin- 35 den sind,

dungsgegenstandes, bei der der Dampf in den vor- F i g. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem

geschalteten Rohren von unten nach oben strömend die vorgeschalteten Rohre an eine Entlüftungseinrich-

kondensiert werden die vorgeschalteten Rohre nicht tung angeschlossen sind.

an eine Dampfleitung, sondern an eine Entlüftungs- Die auf der Zeichnung schematisch dargestellten einrichtung angeschlossen, wobei die normalerweise 40 Luftkondensatoren bestehen aus dem Dampfverteiam Kondensatsammler vorgesehene Entlüftung ent- ler 1, den Kühleinheiten und dem Kondensatsammfällt. In diesem Fall strömt der überschüssige Dampf, ler 3. Die Kühleinheiten bestehen aus drei parallelen der im Kondensatsammler am Eintritt der am we- Reihen a, b, c von senkrecht zur Zeichenebene nigsten gekühlten hinteren Kühlrohre anfällt, von nebeneinanderliegenden Rohren 2, wobei die einzelunten nach oben in die vorgeschalteten Rohre und 45 nen Reihen in Strömungsrichtung (Pfeil 9) der Kühlkondensiert; das Kondensat kann wegen der verhält- luft hintereinander angeordnet sind, so daß die nismäßig kleinen Dampfgeschwindigkeit ungehindert Reihe α zuerst von der Kühlluft getroffen wird. Der abfließen. Da das Kondensat moderner Dampfkraft- über den Dampfverteiler 1 zugeführte Dampf konanlagen nur einen geringen Luftgehalt hat, findet densiert in den meist berippten Rohren der Kühlauch in den vorgeschalteten Rohren überwiegend 50 einheiten; man ist bemüht, möglichst die ganze Länge Dampfkondensation statt. Die vorbeiströmende Kühl- der Kühlrohre auszunutzen. Das im Kondensatsammluft wird also wie bei der zuerst beschriebenen Aus- ler 3 anfallende Kondensat wird über die Leitung 4 führungsform ebenfalls vorgewärmt. Da darüber hin- abgezogen.

aus der in den vorgeschalteten Rohren benötigte Um das Einfrieren der Rohre der Reihe a in ihren

Dampf durch die übrigen dahinter liegenden Kühl- 55 unteren Abschnitten, in denen die Kondensation vor-

rohre mit durchgezogen wird, gelingt es, die vor- zeitig beendet ist, zu vermeiden, ist eine weitere

zeitige Beendigung der Kondensation in den der kai- Reihe d, die ebenfalls aus einzelnen Rohren 6 be-

testen Luft ausgesetzten Rohren bei entsprechender steht, vorgesehen, die kurzer sind als die Rohre der

Auslegung der vorgeschalteten Rohre ganz zu vermei- Reihen a, b, c und luftseitig vor den gefährdeten un-

den, wobei der Überschußdampf für die vorgeschal- 60 teren Abschnitten der Rohre 2 angeordnet sind. Die

teten Rohre durch diejenigen Rohre fließt, in denen einzelnen Rohre 6 münden in der Kondensatkam-

ursprünglich die Kondensation am Eintritt in den mer 3 für die dahinterliegenden Kühlrohre.

Kondensatsammler beendet war. Bei der auf F i g. 1 dargestellten Ausführungsform

Von dem bekannten Kondensator mit kondensa- ist vom Dampfverteiler 1 eine Dampfleitung 7 abgetorischer und dephlegmatorischer Niederschlagung 65 zweigt, durch die den vorgeschalteten Rohren 6 der der Brüden unterscheidet sich diejenige Ausführungs- Reihe d Dampf über eine weitere kleinere Dampfform der Erfindung, bei der die vorgeschalteten \'erteilkammer 10 zugeleitet wird; der Dampfdurch-Rohre kondensatorisch geschaltet sind, demnach satz wird dabei durch das Drosselorgan 8 gedrosselt.

In den vorgeschalteten Rohren 6 findet eine Kondensation statt, die jedoch beim Eintritt in den Kondensatsammler 3 nicht vollständig beendet ist, so daß Uberschußdampf vorhanden ist, der von unten nach oben in die Abschnitte der dahinterliegenden Rohre 2 einströmt, in denen die Kondensation vorzeitig beendet ist. Die Luft wird durch die Entlüftungseinrichtung 5 aus dem Kondensatsammler 3 abgezogen.

Bei der auf F i g. 2 dargestellten Ausführungsform sind die vorgeschalteten Rohre 6 nicht, wie bei der beschriebenen Ausführungsform, mit dem Dampfverteiler 1 verbunden, sondern an eine Entlüftungseinrichtung 5 angeschlossen; mit anderen Worten, die Luft, die bei der erstgenannten Ausführungsform über die Entlüftungseinrichtung 5 aus der Kondensatkammer abgezogen wurde, leitet man über die vorgeschalteten Rohre 6 ab. Dabei strömt zusätzlicher Dampf durch die Kühlrohre 2, der über die Kondensatkammer von unten nach oben in die vorgeschalteten Rohre 6 einströmt und darin kondensiert. Auf diese Weise wird erreicht, daß einerseits die Kühlluft im Bereich der vorgeschalteten Rohre 6 vorgewärmt wird, und das andererseits die Kondensation in den Kühlrohren 2 erst am Eintritt in die Kondensatkammer beendet ist. Man erzielt so einen sicheren Schutz gegen das Einfrieren der Kühlrohre. Der üblicherweise an der Kondensatkammer vorgesehene Luftabzug kommt bei der auf Fig. 2 dargestellten Ausführungsform selbstverständlich in Fortfall.

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Luftkondensator zur Kondensation von Dampf mittels Luft, der aus einer Dampfverteilkammer und einem Kondensatsammler besteht, die durch aus einzelnen Rohren aufgebaute Kühleinheiten verbunden sind, wobei die Kühleinheiten dampfseitig parallel zu Reihen zusammengefaßt und mehrere Reihen in Strömungsrichtung der Luft hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Rohren(2) der Iuftseitig ersten Rohrreihe (a) der Kühleinheiten weitere mit dem Kondensatsammler (3) verbundene Wärmetauschrohre (6) vorgeschaltet sind, die, ausgehend vom Kondensatsammler, bis zu einer Höhe der Kühleinheiten reichen, bis zu der Einfriergefahr besteht.

2. Luftkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der vorgeschalteten Rohre (6) etwa ein Drittel der Gesamtlänge der Rohre (2) der übrigen Kühleinheiten beträgt.

3. Luftkondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einerseits mit dem Kondensatsammler (3) verbundenen vorgeschalteten Rohre (6) an ihrem anderen Ende in eine Dampfleitung (7) münden, die mit der Dampfverteilkammer (1) in Verbindung steht.

4. Luftkondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dampfleitung (7) und den vorgeschalteten Rohren (6) eine weitere kleinere Dampfverteilkammer (10) angeordnet ist.

5. Luftkondensator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfleitung (7) mit einem Drosselorgan (8) versehen ist.

6. Luftkondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (8) eine unveränderbare Blende oder ein Rohrstück mit kleinerem Querschnitt als dem der Dampfleitung (7) oder ein Organ, dessen Querschnitt verändert werden kann, ist.

7. Luftkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeschalteten Rohre (6) an eine Entlüftungseinrichtung (5) angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen