Luftgekühlter Kondensator für ortsfeste Dampfkraftanlagen, insbesondere für Grossanlagen. Die Erfindung bezieht sich auf einen luft gekühlten Kondensator für ortsfeste Dampf kraftanlagen mit Niederschlagung des Damp fes unter Vakuum unter Verwendung von par allel geschalteten Rippenrohren, die durch einen mittels Gebläse erzeugten Luftstrom beaufschlagt sind.
Gemäss einem älteren Vorschlag des Erfin ders soll bei grossen Dampfkraftanlagen die Niederschlagung des Dampfes unter hohem Vakuum in luftgekühlten Kondensatoren er folgen, welche aus einer Reihe parallel ge- sehalteter Rippenrohre bestehen, welchen Schraubenlüfter grossen Durchmessers zuge ordnet sind, die grosse Luftmengen von ver hältnismässig niedrigem Druck (z. B. 10 bis ?5 mm @Vassersäule) durch das Rohrsystem hindurchführen. Die Rippenrohre besitzen hierbei vorzugsweise einen engen Querschnitt von elliptischer Form.
Bei den bekannten Kondensatoren dieser Art wurden je zwei Reihen von Rippenrohren unter einem spitzen Winkel gegeneinander- geneigt, so dass sie einen leeren, im Quer schnitt dreieckigen Hohlraum abdecken, an dessen Basis die Schraubenlüfter angeordnet sind. Durch eine solche Anordnung ist es ge lungen, das Problem solcher Kondensatoren für Dampfkraftanlagen derart zu lösen, dass die Anlagen- und Betriebskosten denjenigen der bisherigen Anlagen mit wassergekühlten Kondensatoren und Kaminkühlern angegli chen werden konnten, wobei die grossen be- trieblichen Nachteile und die Schwierigkeiten der Beschaffung von Zusatzwasser der letzt genannten Einrichtungen aber vermieden wer den.
Diese Anordnung stellt aber insofern noch keine vollkommene Lösung dar, als bei Dampfkraftanlagen grosser Leistung die räum liche Ausdehnung der luftgekühlten Konden- satoranlage unverhältnismässig gross und die Anordnung durch die Vielzahl der erforder lichen grossen Lüfter und deren Antriebs organe verwickelt ist.
Ein Nachteil solcher Grossanlagen besteht auch in der Schwierig keit einer gleichmässigen Verteilung des nie derzuschlagenden Dampfes auf die Konden- satorelexhente. Zur Beseitigung dieses Nach teils wurde gemäss älteren Vorschlägen des Erfinders ein umfangreiches System von Leit- vorrichtungen vorgesehen. Fast die gleichen Nachteile besitzt eine Bauart mit quadrati schem Schacht, bei welchem mindestens zwei gegenüberliegende Seiten mit Kondensatorele- menten besetzt sind und wobei ein grosser Lüfter in der obern Öffnung des Schachtes angeordnet ist.
Bei Lokomotivkondensatoren ist es be kannt, den Kondensator durch ein einziges Ringelement von kreisförmigem Querschnitt zu bilden, wobei an den Enden des zylindri schen Gehäuses Schraubenlüfter vorgesehen sind. Die obern oder untern Endkammern die ses ringförmigen Wärmeaustauschers, also Teile, die mit den Rippenrohren dieses Ele mentes eine Einheit bilden, dienen gleichzei- tig zur Verteilung des Dampfes auf die ein zelnen Rohre des Wärmeaustausehers. Diese Anordnung ist nur in Verbindung mit Kon densatoren kleinerer Abmessungen, wie es bei den Lokomotivkondensatoren der Fall ist, möglich;
für ortsfeste Grossdampfkraftanla- gen wäre sie nachteilig, weil sie zu einer ausserordentlich komplizierten Bauweise füh ren würde und eine gleichmässige Verteilung des Dampfes auf die einzelnen Rippenrohre nicht ermöglichen könnte.
Erfindungsgemäss werden die geschilder ten Nachteile dadurch beseitigt, da.ss ein Luft schacht mit senkrechter Achse von einer aus senkrecht gerichteten Rippenrohren gebilde ten Kondensatorfläche ummantelt ist, ober halb welcher ein den Luftschacht durchset zender Lüfter angeordnet ist, und dass die Kondensatorfläche in parallel geschaltete Ele mente aufgeteilt ist, welche im Querschnitt die Seiten eines den Luftschacht umschliessen den Vielecks bilden, und dass an einem Ende der Kondensatorelemente für die Dampfver teilung eine axial zur Luftschachtachse ange ordnete Ringleitung vorgesehen ist,
die mit den angrenzenden Enden der Kondensator elemente durch Verbindungsstücke verbunden ist. Bei diesem Aufbau sind die Kondensator elemente über den ganzen Umfang des Schach tes verteilt nebeneinander angeordnet, so dass sie die Seiten eines Polygons bilden, wobei die zwischen ihnen aus baulichen Gründen auf tretenden Zwischenräume zweckmässig durch Platten oder dergleichen abgekleidet sind. An den Luftsehaehtauslass kann ein diffusorarti- ausgebildeter Aufsatz anschliessen.
Zur Veranschaulichung der ungefähren Grössenanordnung eines so ausgebildeten Luft- kondensators möge folgendes Beispiel dienen: Für eine Anlage von etwa 25 000 kW entspre chend einer stündlich niederzusehla-,enden Dampfmenge von etwa 100 t und einem Va- kuum von etwa 92,5% unter Zugrundelegung einer mittleren Jahresaussentemperatur von 10 C wird ein Luftkondensator von etwa.
25 m Durchmesser bei einer Höhe der Kon- densatorelemente von etwa. 6 bis 7 m und einer Tiefe von etwa 250 mm mit einem Lüfter von etwa. 16 m Durchmesser und einem Diffusor von etwa 5 bis 6 m Höhe benötigt.. Selbstver ständlich steht nichts im Wege, bei Grossanla gen die Kondensation in mehrere parallel ge schaltete Einheiten dieser Art zu unterteilen, zweckmässig nicht unter einer 20-t-Stunden- leistung.
Die vorgeschlagene Grundanordnung hat nicht nur den Vorteil, dass grosse Leistung auf verhältnismässig kleinem Raum untergebracht werden können, sondern sie ermöglicht vor allem ohne Schwierigkeiten eine gleichmässige Verteilung des Dampfes auf die gesamte Flä che des Kondensators. Dabei ist es ganz be sonders günstig, wenn der Luftsehachtauslass kleineren Durchmesser aufweist, als der von der Kondensatorfläehe ummantelte Schacht teil, wobei in dem so entstehenden Absatz der Luftschaehtdecke die Ringleitung angeordnet sein kann,
die durch krümmerartige Rohr stücke mit den obern Enden der Kondensator elemente verbunden ist. Diese Rohrstücke kön nen mit etwa senkrechten Schenkeln an die obern Enden der Kondensatorelemente ange schlossen und mit nach einwärts gerichteten Sehenkeln mit der Ringleitung etwa in deren waagreeliten 1Tittelaelise am Aussenumfang verbunden sein.
Dadurch ergibt sieh eine gün stige Ausnutzung der bei den hohen Dampf geschwindigkeiten (700 m/Sek. und mehr) beträchtlichen Zentrifu;alwirkung für die Zwecke der gleichmässigen Dampfverteilung auf die Kondensatorelemente.
Die ringförnii-e Da,mpfzuführungslcitung, deren Durelimesser bei clem vorstehend ange gebenen Beispiel einer Anlage von 25 000 kW etwa 1..5 m beti@ä-t, wird zweckmässig aus ein zelnen, im waaggreehten Schnitt.
trapezförmi- gren Schüssen hergestellt, die miteinander vorzugsweise durch Sehweissen - verbunden ,werden, wobei zweckmässig- jedem Sehuss min destens ein Kondensa.torelement zugeordnet ist. Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn an die obern und untern Enden der Kondensatorelemente Leitflächen für die Luftführung an;esehlossen sind, welche nahe dem Aussenumfang bzw. der Nabe des Lüfters enden.
Dabei entsteht. unterhalb der innern Leitfläche ein Hohlraum, der zur Unterbrin- frung der Antriebsvorrichtung für den Lüfter <B>z</B> ausfrenutzt werden kann.
## An Stelle eines einfachen Diffusors kön nen auch mehrere koaxial angeordnete Diffu- soren benutzt werden, um zu grosse Druckver luste als Folge grosser Luftaustrittsgeschwin- digkeiten zti vermeiden.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in verschiedenen Ausführungsbei spielen dargestellt.
Fig.1. und 2 zeigen eine Ausführungsform im Aufriss und Grundriss.
Fig. 3 und 4 zeigen zwei andere Ausfüh rungsformen im Aufriss.
Fig. 5 und 6 zeigen ein für die Kondensa- torelemente benutztes elliptisches Rippenrohr im Aufriss und Grundriss.
In den Zeichnungen bedeuten: 1 die Kon- densatorelemente, 2 die ringförmige Dampf verteilungsleitung, 3 den Lüfter, 4 den Dif- fusor.
Die Kondensatorelemente 1 sind so ange ordnet, dass sie gewissermassen den Mantel eines zylinderähnlichen Schachtes bilden (s. insbesondere Fig.1 und 2). Sie bestehen vor zugsweise aus elliptischen Rippenrohren mit kleinem Rohrquerschnitt und enger Rippen- leilung (Fig. 5 und 6).
An das untere Ende der Kondensatorele- mente ist die Leitfläche 5 angeschlossen, die an der Nabe des Lüfters endet. An das obere Ende der Kondensatorelemente ist ebenfalls eine Leitfläche 6 angeschlossen, die an dem äussern Umfang des Lüfters endet bzw. in den Diffusor 4 übergeht.
Bei dem in Fig.1. und 2 dargestellten Aus- führungsbeispiel wird der niederzuschlagende Dampf über die Leitung 7 der Ringleitung 2 zugeführt. Diese besteht aus einzelnen Schüs sen 2a von im Horizontalschnitt nTrapezform (s. Fig.2). Jedem Sehuss ist ein Kondensa- torelement zugeordnet, doch können auch meh rere Elemente an einen Schuss angeschlossen sein.
Die obern Enden der Elemente sind über in ihrer Breite etwa derjenigen der Elemente entsprechende Verbindungsstücke 8 an die Ringleitung angeschlossen. Diese Verbindungs- stücke münden (Fig.1) vorzugsweise in der waagrechten Mittelebene der Ringleitung 2 an deren Aussenumfang. Wenn man auf die hierdurch bedingte Ausnutzung der Zentri- fugalwirkung für die Dampfverteilung ver zichten will, kann man die Verbindungsstücke 8 auch an andern Stellen der Ringleitung an bringen.
Mit 9 ist die Luftabsaugeleitung und mit 10 die Kondensatableitung bezeichnet.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Antrieb 11 für den Lüfter 3 hr dem Hohlraum unterhalb der Leitfläche- 5 unter gebracht. Diese Leitfläche besitzt eine Ein stieg- und Montageöffnung 12, die normaler weise durch einen Deckel verschlossen ist.
Der Kondensator kann unmittelbar auf der Sohle bzw. auf einem entsprechenden Fundament angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, ihn auf Säulen oder einem Dach des Maschinenhauses aufzustellen. Im allge meinen ist ein besonderer Kamin nicht erfor derlich.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unter scheidet sich von Fig.1 und 2 im wesentlichen nur dadurch, dass die Ringleitiuig 2 an dem untern Ende der Kondensatorelemente unter halb der Leitfläche 5 angeordnet ist, so dass also der Dampf den Elementen von unten zu geführt wird. Das Kondensat wird in nicht dargestellter Weise in die Ringleitung 2 zu rückgeführt und von dieser an geeigneter Stelle abgezogen. Die Luftabsaugung kann hierbei in ebenfalls nicht dargestellter Weise am obern Ende der Elemente erfolgen.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 unter scheidet sich von demjenigen der Fig.1 durch die Verwendung mehrerer koaxial angeordne ter Diffusoren 4a.
Für den Aufbau der Kondensatorelemente soll vorzugsweise ein elliptisches Rippenrohr verwendet werden, wie es in Fig. 5 und 6 dar gestellt ist. Das elliptische Rippenrohr 13 be sitzt runde Einlassenden 14 und rechteckige Rippen 15 mit ausgestanzten-Distanzhaltern 16. Dieses Rohr kann zweckmässig auch in Doppel- oder Mehrfachanordnung verwendet werden, bei welcher also zwei oder mehrere Rohre von gemeinsamen Rippen umschlossen werden. Bei den Kondensatorelementen liegen nur wenige Rohre, z. B. zwei bis vier, in Strö mungsrichtung hintereinander, woraus sich eine geringe Bautiefe für die Kondensatorele-. mente ergibt.
Der Widerstand der zur Anwen dung kommenden Kondensatorelemente soll sich vorzugsweise in den Grenzen von 10 bis 25 mm Wassersäule bewegen.
Solche Kondensatoren sind in erster Linie für Grossdampfkraftanlagen bestimmt, sie können aber auch bei mittleren und kleinen Anlagen Verwendung finden. Die Anordnung nach der Erfindung hat auch dann Vorteile, wenn infolge der klimatischen Verhältnisse ein hohes Vakuum nicht erreichbar ist.
Die Ringleitung 2 kann auch mit zwei oder mehr Anschlüssen an die Dampfzuleitung aus gerüstet sein.