CN105387732B - 用于蒸汽冷凝的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于蒸汽冷凝的设备，该设备具有自承载式构造的管束(5)，所述管束以其上端部(9)连接到配汽管道(10)上并以其下端部(11)连接到凝液收集器(14)上，该凝液收集器支撑在基底结构(2)上，其中，所述凝液收集器(14)在其内部具有牵条(15，16)。

Description

用于蒸汽冷凝的设备
技术领域
本发明涉及一种用于蒸汽冷凝的设备，该设备具有自承载式构造的管束。
背景技术
DE 199 37 800 B4公开了一种呈A形或双坡屋顶形结构的、用于风冷冷凝设备的管束配置组件。管束大多是以约60°的角度装配在基底结构的平台上，其中，从下方吸入冷却空气。蒸汽通过脊顶侧的配汽管道引入到各个管束中。蒸汽在管束的外侧加筋的管系内冷凝。产生的冷凝物收集在管束的脚部区域内的凝液收集器中。凝液收集器可以构造成凝液收集管道，在该凝液收集管道内冷凝物和可能的残留蒸汽流向一个共同的方向。管束具有例如2200mm×10000mm的尺寸并且因此具有很大的重量，其中还要加上配汽管道的重量。除了这个静态重量之外，设备的基底结构还要抵御外部的影响如风荷载、雪荷载或者还有地震力。为了降低用于支撑管束的费用，所述管束是自承载式构造的，从而它们还能够承受配汽管道的重量。由于管束的自承载结构，因此可以省略用于管束的昂贵的和沉重的承载架。基底结构须承受较少的负荷并且能够以较少的材料消耗得以实现。
管束与配汽管道的全部负荷通过凝液收集器引入到基底结构中。凝液收集器(它可以构造成矩形的或者在横截面中也可以构造成圆的)为此在外部设置有大量的筋骨状的加固机构。凝液收集器自身的壁也是比较厚的，以便能够传递必要的负荷。
为了实现充分刚性的和有承载能力的凝液收集器，加工工艺费用、还有材料消耗是比较高的，特别是由于大量在外侧的、力传递所需的加强筋之故。
DE 10 2006 092 773 B3的主题内容是一种用于建造这样的自承载式冷凝设备的方法。其提出：将热交换器集束在一个预装配底架上呈屋顶状设置。DE 34 14 589 A1公开了冷凝器的一种屋顶状设置结构，其中，在收集腔室的区域内设置有外侧的保持元件，这些保持元件能够与相邻的管束实现铰接。
在凝液收集器的内部分隔一些分区，也属于现有技术。为此可以设置一些导向板亦或一些单个的腔室(DE 28 17 821 A1，GB 908 429 A)。另外，属于现有技术的是，在热阱(Hotwell)的情况下在冷凝器下方设置有曲回形延伸的衰变通道，以使带有放射性的冷凝物衰变。
发明内容
本发明的目的是，在材料消耗方面使凝液收集器最佳化以及特别是降低自承载式管束的制造费用。
为此，本发明提供一种用于蒸汽冷凝的设备，该设备具有自承载式构造的管束，所述管束以其上端部连接到配汽管道上并以其下端部连接到凝液收集器上，所述凝液收集器支撑在基底结构上，其特征在于：所述凝液收集器在其内部具有牵条(Strebe，支撑)，所述牵条与所述管束的管底连接并且从凝液收集器中伸出，其中，所述牵条直接承受来自管束的管底的力并将其传递到所述基底结构中。
本发明的用于蒸汽冷凝的设备设置有自承载式构造的管束。所述管束以其上端部连接到配汽管道上并以其下端部连接到凝液收集器上。管束可以相对于铅垂方向倾斜，如在管束的A形或V形的设置方式中。然而管束也可以垂直竖立，从而配汽管道竖直地位于凝液收集器上方。
管束、配汽管道和凝液收集器的负荷传递到基底结构上，所述凝液收集器支撑在该基底结构上。本发明现在规定：凝液收集器在其内部具有牵条。这些牵条具有承受并传递从配汽管道或者管束引入凝液收集器内的负载的功能。在此，牵条可以配置得如此坚固，使得可以完全省略凝液收集器的外侧加固筋。因此，牵条可以构造得短于在外侧沿着周边方向围绕凝液收集器延伸的筋条。另外，牵条的取向可实现更好的材料利用，因为由管束传递的负荷能够直接而无需经过外部环绕的筋条的弯路引入到基底结构中，以及因为管束传递的负荷不经过凝液收集器的壁传递。
因此，凝液收集器具备两个功能的结构组件，即一方面是设置用于力的传递的牵条、另一方面是凝液收集器的外罩管，也就是说壳体状的部分，该部分对于设置得更高的部件来说不具有支承功能并且这样能够构造得尽可能地经济。由于用于蒸汽冷凝的设备在真空下运行，所以外罩管只是还须经受住外部压力。与凝液收集器(对于该凝液收集器，要附加地通过壁传递支撑力)的情况相比，外罩管的壁可以构造得相应较薄。在本发明中，壁的走向或者横截面形状可以完全与牵条的走向无关地选定。与外罩管相连接的管底虽然在功能上是管束的一部分，但它还与外罩管一起界定了凝液收集器的内部空间。外罩管优选圆弧形地从管底的一个长边延伸至其另一长边，以便捕集排出的冷凝物。凝液收集器因此特别是可以具有一种大体上为圆的横截面。外罩管的横截面形状在相应地确定壁厚尺寸的情况下使得外部的、也就是说在外部环绕的加固机构成为多余。一方面凝液收集的以及维持真空的功能和另一方面管束的和配汽管道的所有作用力(风力、地震力、重力等)的转移之间的功能分离总体上可实现这样一种构造方式，该构造方式在加工工艺上能够简单而快速转换、紧凑并且能够节省材料。
凝液收集器通过支脚支承在基底结构上，其中，牵条特别是设置在支脚的区域内并沿着管束到支脚的方向延伸。支脚就是承受由牵条传递的力并将其引入到基底结构中的部件。为了避免牵条与支脚之间的可能的弯曲力矩，支脚设置得尽可能地接近牵条以及特别是与所述牵条对齐设置。
在凝液收集器内部的牵条减少了凝液收集器内部供冷凝物或者过剩蒸汽使用的容积。所述容积的减少可以忽略不计。然而，如果牵条在流体技术方面具有尽可能小的影响的话，则是有益的。因此，所述牵条的横截面应该是沿着凝液收集器的纵向方向与横向于该纵向方向相比具有更大的延伸尺寸。具有这种比例的牵条在本发明的意义中是适于流动的。牵条可以具有一种流线型的横截面并且特别是能够在宽度的流入区域和/或流出区域内逐渐缩小。在横截面的长大于宽的牵条内，诸如矩形或者基本上矩形的牵条，长宽比(横纵比)应该在1:2至1:30的范围内，特别是在1:3至1:20的范围内，特别是在1:10至1:20的范围内。牵条特别是为扁钢，这些扁钢以它们的狭窄端侧指向流动方向，也就是说，指向凝液收集器的纵向方向。按这种取向，既不妨碍冷凝物的流出也不妨碍过剩的蒸汽的溢出。扁钢的端侧可以是倒圆的。同时，通过形式为扁钢的牵条可以传递相对较大的支撑力，因为在凝液收集器内部的牵条的自由折弯长度相对较小。
为了不堵塞与凝液收集器相连接的管束的管底内的排出口，优选牵条设置在管口之外。
牵条可以彼此非平行地延伸，其中，它们的假想相交线平行于凝液收集器的纵轴线延伸或者平行于凝液收集器内的流动方向。所述相交线优选位于凝液收集器之外。
作为可选方案，牵条可以相互平行地延伸。这一点使得将牵条垂直地加装在管底上成为可能，由此，出于加工工艺的原因比成不等于90°角的牵条更加容易固定。
牵条在一定程度上作为割线穿过凝液收集器的横截面呈圆形的外罩管。在此，牵条在至少一个位置上穿透外罩管。外罩管在它的面朝管束的一侧上具有一个沿纵向方向的缝隙状的开口，从而凝液收集器在一定程度上呈槽形配置，具有圆的横截面。带有经过钻孔的管底的管束与这个缝隙状的开口相连接。管底既与外罩管也与牵条连接，特别是焊接。牵条在装入凝液收集器的情况下不是间接地、而是直接地支撑在管底上。在管束的V形的设置方式中，也可以在所述缝隙状的开口中设置两个管底。外罩管接纳来自两个相接的管束的冷凝物。
牵条的另外的端部从凝液收集器的外罩管中伸出。也就是说，牵条穿过凝液收集器。为此，在凝液收集器中设置有相应的开口，特别是缝隙。牵条在开口区域内与凝液收集器的外罩管紧密连接，特别是焊接。由此，凝液收集器通过管底并且也直接通过牵条得到定位保持。
牵条可以如此程度地从凝液收集器中伸出，使得它们本身构成支脚的组成部分，或者甚至是该支脚的主要组成部分。支脚设置在凝液收集器的外罩管的外部。牵条可以一直延伸到支脚的支承点。为了加固牵条，这些牵条可以在支脚的区域内与侧面元件连接。这里特别是涉及的是焊接结构。
在此，侧面元件优选处于与牵条成角度的、特别是垂直的设立状态。侧面元件既支撑着牵条也支撑着凝液收集器。它们(侧面元件)可以沿着外罩管的周边方向部分地、也就是说小于180°或者完全环绕180°地从下部扣住并支承外罩管，并且通过这种方式还在较大的周边区域上支撑外罩管。因此，凝液收集器不仅通过牵条、而且还通过沿径向且在周边方向上延伸的侧面元件得到保持。在特别的大载荷情况下，侧面元件还可以在大于180°的范围上延伸，从而包围更大的周边区域。
另外，侧面元件可以一直延伸到支脚的平行于凝液收集器的支撑座。支撑座是支脚的最外侧的部分并且用于与基底结构的连接。支脚则又可相对移动地支承在基底结构的滑轨上。这些沿着凝液收集器的纵向方向延伸的滑轨与支脚相结合共同用于补偿由凝液收集器、管束和配汽管道构成的复合结构的由热所引起的长度变化。也可以考虑实施凝液收集器在基底结构上的滚动式支承。
附图说明
下文将参照示意图中示出的实施例详细地阐述本发明。附图示出：
图1为现有技术的用于蒸汽冷凝的设备的透视和局部剖视图；
图2为图1所示现有技术的设备的两个相互支撑的管束的放大图，局部为剖视；
图3为用于蒸汽冷凝的设备的凝液收集器的透视图的第一视图；
图4为图3所示凝液收集器的第二透视图；
图5为图3和4所示凝液收集器的第三透视图；
图6为另一个实施方式的用于蒸汽冷凝的设备的部分区域的侧视图；
图7为图6的沿着线VII-VII的剖视图，和
图8为另一个实施方式的凝液收集器的剖视图。
具体实施方式
图1示出了在示意图中图解的用于蒸汽冷凝的设备1，如其在现有技术(DE 199 37800B4)中众所周知的那样。通常多个这样的设备1成排相继地和平行并列地设置。
设备1包括一个由多根竖直的和水平的钢梁构成的基底结构2。该基底结构2具有一平台3，在其高度范围内设置有风扇4。
在风扇4的上方设有呈A形或者双坡屋顶形结构设置的、自承载式构造的、矩形横截面的管束5。管束5由在图2和6中能够进一步看清楚的翅管6以及上部管底7和下部管底8组成。管束5传输液体地以其上端部9连接到配汽管道10上(图1)并以其下端部11连接到凝液收集器12上。凝液收集器12在图1和2(现有技术)中配置为呈矩形。在外侧设置有筋条13，以便加固所述凝液收集器12。
在图3至8中图解示出本发明的凝液收集器14。可以看出：与现有技术不同，该凝液收集器14没有外筋条，而具有在凝液收集器14的内部延伸的牵条15、16(图5)。牵条15、16成对地设置并且彼此直接相对置。牵条15、16构造成扁钢，其中，它们的扁平侧彼此直接相对。凝液收集器14自身、也就是它的外罩管20在横截面中构造成圆形的。管束的管底17位于凝液收集器14的上方。牵条15、16设置为：使它们不覆盖管底17内的开口18(图3)。它们一定程度上位于开口18的狭窄的端侧上。凝液收集器14的这种结构的特别之处在于：外罩管20自身不必将配汽管道的和管束的力传递到基底结构上，而只有收集、传输凝液和保障设备内部的真空的功能。承载功能主要由牵条15、16来执行。
牵条15、16设置得适于流动，其中，它们的窄侧19指向凝液收集器14的纵向方向L。牵条15、16直接承受来自管束的管底17的力并将其从凝液收集器14的外罩管20中导出或者首先根本就不导入这个外罩管内。为此，牵条15、16在图5的图平面中在右下部穿过外罩管20并且如图3和4所示出的那样从该外罩管20中引出。牵条15、16在此夹在侧面元件21之间，这些侧面元件处于与牵条15、16成角度的设立状态。侧面元件21与牵条15、16焊接在一起。侧面元件21将外罩管20在外侧沿其周边方向包围。在此，侧面元件21在略小于180°的范围上延伸，从而实现对外罩管20的一种镰刀形接纳。侧面元件21与牵条15、16共同构成位于外罩管20外部的支脚22的一部分。支脚22在它的外端部上具有形式上为L形导轨的支撑座23，所述导轨平行于凝液收集器14的纵向方向L延伸。彼此相邻的支脚22的对齐定位取向的支撑座23使得沿着固定在基底结构2上的滑轨24的纵向移动成为可能(图2)。
图6示出了凝液收集器的另一个实施方式，支脚的构造有所不同。为了简单起见，基本上相同的部件继续沿用之前引入的附图标记。
图7以图6的剖视图的形式示出：成对设置的牵条15、16如何首先沿着支脚22的方向笔直向下地从外罩管20中引出。大致在牵条15、16的向外伸出部分的长度的一半处，这些牵条有折弯并且指向下侧的、形式上为角铁的支撑座23。侧面元件21的轮廓向下朝着支撑座23的方向逐渐变成尖状。在图7中，在图平面右侧，在侧面元件21中有一个孔，该孔可接纳用于运输或者用于建立由凝液收集器14和管束5所构成之单元的吊装工具。在图6中仅仅示出管束5的下端部。在图7中仅仅示出了管底17。
图8示出了凝液收集器14的另一个变型，该变型与图6所示变型的不同之处仅仅在于空间取向。在这个变型中，管束竖直地位于凝液收集器14的上方。因此，需由管束传递的负荷垂直向下地通过牵条15、16和支脚22的侧面元件21导入支撑座23之中。
附图标记列表
1 用于蒸汽冷凝的设备
2 基底结构
3 平台
4 风扇
5 管束
6 翅管
7 上部管底
8 下部管底
9 5的上端部
10 配汽管道
11 5的下端部
12 凝液收集器
13 筋条
14 凝液收集器
15 牵条
16 牵条
17 管底
18 17中的开口
19 窄侧
20 外罩管
21 侧面元件
22 支脚
23 支撑座
24 滑轨
L 14的纵向方向

Claims (11)

1.用于蒸汽冷凝的设备，该设备具有自承载式构造的管束(5)，所述管束以其上端部(9)连接到配汽管道(10)上并以其下端部(11)连接到凝液收集器(14)上，所述凝液收集器支撑在基底结构(2)上，其特征在于：所述凝液收集器(14)在其内部具有牵条(15，16)，所述牵条与所述管束(5)的管底(17)连接并且从凝液收集器(14)中伸出，其中，所述牵条(15，16)直接承受来自管束(5)的管底(17)的力并将其传递到所述基底结构(2)中。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述凝液收集器(14)具有大体上为圆的横截面。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述凝液收集器(14)通过支脚(22)支承在所述基底结构(2)上，其中，所述牵条(15，16)设置在所述支脚(22)的区域内并且沿着从管束(5)到支脚(22)的方向延伸。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述牵条(15，16)的横截面沿着所述凝液收集器(14)的纵向方向(L)与横向于该纵向方向(L)相比具有更大的延伸尺寸。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于：所述牵条(15，16)的横截面具有从1:2至1:30范围内的长宽比。
6.如权利要求3所述的设备，其特征在于：所述牵条(15，16)是所述支脚(22)的组成部分。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述牵条(15，16)的从所述凝液收集器(14)中伸出的外部区域与侧面元件(21)连接。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于：所述侧面元件(21)沿着所述凝液收集器的周边方向从下部扣住并支承所述凝液收集器(14)。
9.如权利要求7所述的设备，其特征在于：所述凝液收集器(14)通过支脚(22)支承在所述基底结构(2)上，其中，所述牵条(15，16)设置在所述支脚(22)的区域内并且沿着从管束(5)到支脚(22)的方向延伸；所述侧面元件(21)一直延伸到支脚(22)的支撑座(23)，该支撑座平行于所述凝液收集器(14)延伸，其中，所述支脚(22)通过所述支撑座(23)支撑在所述基底结构(2)上。
10.如权利要求1至9之任一项所述的设备，其特征在于：所述管束是呈A形或V形设置的。
11.如权利要求1至9之任一项所述的设备，其特征在于：所述管束是垂直竖立地设置的。
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