<Desc/Clms Page number 1>
Kondensator zum Niederschlagen von Dämpfen
Die Erfindung betrifft einen Kondensator zum Niederschlagen vom Dänpfen an mit einem strömenden
Kühlmedium gekühlten Flächen, insbesondere Kühlrohre. Kondensatoren haben die Aufgabe, einem
Dampf oder der Dampfphase eines Dampf-Flüssigkeits-Gemisches die Verdampfungswärme zu entziehen, so dass die in den Kondensator eintretenden Dämpfe vollkommen niedergeschlagen und in die flüssige
Phase verwandelt werden. Bei der technischen Durchführung dieses Vorganges tritt meistens eine gewisse
Unterkühlung des Kondensates unter die jeweilige Sättigungstemperatur ein. Es sind zahlreiche Fälle be- kannt, bei welchen eine derartige Unterkühlung unerwünscht ist und möglichst gering gehalten werden soll.
Es ist bekannt, waagrecht liegende Kühlrohre eines Kondensators so untereinander anzuordnen, dass nur ein Teil des Rohrumfanges von dem jeweils vom oberen Rohr herabfliessenden Kondensat benetzt wird.
Bei vertikal angeordneten Kühlrohren kann man den gleichen Effekt durch Anordnen von Ringen um die
Rohre erzielen, durch welche das entlang den Rohren abwärtsfliessende Kondensat abgeschält und im freien Fall nach unten geleitet wird. Diesen bekannten Massnahmen haftet aber immer der Nachteil an, dass sich stets auch Kondensat an jenen Punkten der kühlenden Oberfläche bildet und längere Zeit haften bleibt, welche eine verhältnismässig niedrige Wandtemperatur haben, also nahe dem Kühlwassereintritt.
Hiedurch ist eine Unterkühlung dieses Teiles des Kondensates unvermeidlich und die Unterkühlung des gesamten Kondensates nach Mischung der einzelnen Kondensatteilströme kann noch immer beträchtliche Werte erreichen.
Zum Niederschlagen von Dämpfen ist es bereits bekanntgeworden, die Kühlflüssigkeit in einem inneren Rohr ohne wesentliche Erwärmung strömen zu lassen. Die Kühlflüssigkeit erreicht dabei in verhältnismässig kaltem Zustand den Abtropfpunkt am unteren Ende der Wärmetauschfläche und ruft dort eine Unterkühlung des Kondensates hervor. Auch wurde schon vorgeschlagen, die Kühlflüssigkeit durch ein Zentralrohr bis zum tiefsten Punkt strömen zu lassen und dann durch eine Vielzahl von Kühlrohren nach aufwärts. Zur Verhinderung der Unterkühlung eines Kondensates ist es bereits bekannt, bei Kondensatorrohren gleicher Länge, gleichen Querschnittes und gleicher wärmetauschender Oberfläche, die einzelnen Rohrreihen mit verschiedenen Mengen des zu kondensierenden Mediums zu beschicken.
Auch kann bei gleichen Mengen, die Länge, der Querschnitt oder die wärmetauschende Oberfläche bei den einzelnen Rohren verschieden sein.
Nach der vorliegenden Erfindung soll die Unterkühlung des Kondensates dadurch möglichst klein gehalten werden, dass der Punkt, an welchem das gesamte Kondensat sich endgültig von der kühlenden Oberfläche loslöst, durch geeignete konstruktive Massnahmen weit in Richtung auf die höhere Kühlmediumtemperatur und somit auf die höhere Kühlwandtemperatur hin verschoben wird. Da die mittlere, örtliche Temperatur des Kondensatfilmes stets zwischen der Sattdampftemperatur und der örtlichen Kühlmediumtemperatur liegt, bedeutet dies, dass der Ablöspunkt des Kondensates möglichst in Richtung auf den Austritt des Kühlmediums hin verschoben werden muss.
Da ferner die mittlere örtliche Kondensatfilmtemperatur bei turbulenter Strömungsform des Kondensatfilmes bei sonst gleichen Temperaturen des Sattdampfes und des Kühlmediums höher liegt als bei laminarer Strömungsform, soll der Ablöspunkt für das Kondensat erfindungsgemäss erst dort liegen, wo sich bereits ein turbulenter Kondensatfilm ausgebildet hat. Entsprechend diesen beiden Forderungen wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die Kühlrohre vom Eintritt des Kühlmediums angefangen ein Gefälle und erst vor dem Austritt des Kühlmediums aus dem Kondensator eine einen Abtropfpunkt bildende Aufwärtskrümmung aufweisen, wodurch der Abtropfpunkt für das gesamte Kondensat möglichst in den Bereich der höheren Temperaturen des Kühlmediums gelegt wird.
Wichtig hiebei ist auch, dass dieser tiefste Punkt der Kühlrohre niemals in das im unteren Teil des Kondensators sich ansammelnde Kondensat eintaucht.
Der Erfindungsgedanke ist in den Fig. 1-3 beispielsweise dargestellt u. zw. in den Fig. 1 und 2 in einem vertikal angeordneten, in Fig. 3 in einem liegenden Kondensator.
In Fig. 1 stellt 1 schematisch das Gehäuse eines vertikal angeordneten Kondensators dar. Der Kühlwassereintrittssammler 2 im oberen Teil des Kondensators ist durch die Kühlrohre 3 mit dem Kühlwasseraustrittssammler 4 verbunden. Hiezu müssen die nach unten geführten Kühlrohre im unteren Teil des Kondensators wieder nach oben umgelenkt werden. Erfindungsgemäss ist diese Umlenkung 5 der Rohre 3
<Desc/Clms Page number 2>
derart ausgebildet, dass sich möglichst nahe dem Austrittssammler 4 eine scharfe Umlenkung 6 ergibt, an welcher das Abtropfen des Kondensates von den Kühlrohren 3 erfolgt. Der zu kondensierende Dampf tritt bei 7 in den Kondensator ein, während das Kondensat durch den Stutzen 8 abgeführt wird.
Es ist wichtig, die scharfe Umlenkung 6 der Kühlrohre 3 so hoch zu legen, dass sie auf keinen Fall in das im unteren Teil des Gehäuses 1 angesammelte Kondensat hineinragt. Die Kühlwasser-Zu- und -Abfuhr er- folgt mittels der Rohre 9 und 10 durch den Deckel 11 des Kondensators.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsvariante eines stehenden Kondensators gemäss der Erfindung gezeigt. Bei diesem erfolgt die Kühlwasserzufuhr durch den Rohrstutzen 12 im Deckel 11 des Kondensators.
Die Kühlrohre 3 sind in einem Rohrboden 13 dicht eingewalzt oder eingeschweisst, welcher zwischen dem
Deckel n und dem Kondensatorgehäuse 1 befestigt ist. Die Rohre 3 münden im unteren Teil des Konden- sators in den Austrittssammler 4, an dessen tiefstem Punkt 6 das Kondensat abtropft. Zur Vermeidung der Unterkühlung muss auch der Austrittssammler 4 über dem höchstmöglichen Niveau 22 des Kondensates im Gehäuse 1 angeordnet sein. Durch das nach oben geführte Rohr 14 wird das Kühlwasser, durch den Rohrstutzen das Kondensat abgeführt.
Fig. 3 zeigt schematisch einen liegenden Kondensator der üblichen Bauart mit den Deckeln 15 und 16 und den Rohrböden 17 und 18. Die zwischen den letzteren angeordneten Kühlrohre 3 sind jedoch unmittel- bar hinter dem Rohrboden 17, bei welchem der Kühlwassereintritt erfolgt, erfindungsgemäss mit einem Gefälle versehen. Erst kurz vor dem Rohrboden 18 auf der Kühlwasseraustrittsseite weisen die Kühlrohre 3 eine möglichst scharfe Umlenkung 6 auf und werden von da an aufwärtsgeführt, um wieder horizontal in den Rohrboden 18 einzumünden. Das an den geneigten Kühlrohren abrinnende Kondensat wird somit an der scharfen Umlenkung 6 abtropfen und sich im unteren Teil des Kondensatorgehäuses 1 sammeln, von wo es von den Kondensatstutzen 8 abgeführt wird.
Um das Eintauchen der Kühlrohre 3 in das im Gehäuse 1 angesammelte Kondensat mit Sicherheit zu verhindern, können beispielsweise mehrere Kondensatstutzen über die ganze Länge des Gehäuses 1 verteilt angeordnet werden, welche in einen darunterliegenden Kondensat- und Zwischenbehälter 23 führen. Der Kühlwassereintritt erfolgt durch den Stutzen 19, der Austritt durch den Stutzen 20. Der zu kondensierende Dampf tritt bei 21 in das Gehäuse 1 ein.
Der Erfindungsgedanke ist auf die in den Fig. 1-3 gezeigten Ausführungen von Kondensatoren nicht beschränkt. So können z. B. an Stelle der Kühlrohre anders ausgebildete Kühlelemente, welche von einem Kühlmedium durchströmt werden, ebenfalls nahe dem Austritt desselben mit der erfindungsgemässen Umlenkung versehen werden, an welcher das Kondensat abtropft.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kondensator zum Niederschlagen von Dämpfen an mit einem strömenden Kühlmedium gekühlten Flächen, insbesondere Kühlrohre, dadurch gekennzeichnet, dass die gekühlten Flächen, insbeondere die Kühlrohre (3) vom Eintritt des Kühlmediums angefangen ein Gefälle und erst vor dem Austritt des Kühlmediums aus dem Kondensator eine einen Abtropfpunkt bildende Aufwärtskrümmung (6) aufweisen, wodurch der Abtropfpunkt für das gesamte Kondensat möglichst in den Bereich der höheren Temperaturen des Kühlmediums gelegt wird.