DD292961A5 - Vorrichtung zur kondensation von abdampf - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kondensation von Abdampf, der in waermeerzeugenden und waermeverbrauchenden Anlagen anfaellt. In einem Abdampfrohr zwischengeschalteten geschlossenen zylindrischen Gefaesz ist durch eine obere OEffnung ein von einem Kuehlmedium durchstroemtes Rohrbuendel eingehaengt, eingehuellt von einem zylindrischen Mantel mit Austrittsoeffnung, getragen von einer Ringscheibe, die den Gefaeszraum in eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer trennt. Fig. 1{Kondensation; Abdampf; geschlossenes zylindrisches Gefaesz; Kraftwerk; waermeverbrauchende Anlage; waermeerzeugende Anlage}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kondensation von Abdampf, der in wärmeerzeugenden, insbesondere Wärmekraftwerken, und in wärmeverbrauchenden Anlagen anfällt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In dor DE-PS 3803197 ist eine von einem Kühlmedium durchströmte Kondensationsfläche vorgegeben, die in einem gesonderten Raum untergebracht ist, in den der Abdampf horizontal einströmt und das Kondensat des kondensierten Abdampfes unten abströmt. Das Kondensat ist so weit angestaut, daß es zu dem den Kondensationsraum umgebenden Ringraum einen Wasserverschluß bildet, der den Kondensationsraum von der im äußeren Ringraum anstehenden Umgebungsluft trennt. Nachteilig an dieser Lösung ist, daß die Höhe des Wasserverschlusses von der Höhendifferenz zwischen dem Überlaufstandrohr und der Stirnseite des den Kondensationsraum umgebenden Mantels bestimmt wird. Die gleiche Höhe des Wasserstandes im Kondensationsraum und im Kondensatabflußgefäß setzt im Kondensationsraum einen Dampfdruck, der gleich dem Umgebungsdruck ist, voraus, bei einer Dampftemperatur von 100⁰C. Dabei müssen das bei diesem Druck vorhandene Kondensationsvermögen der Kondensationsfläche, das von der Flächengröße, dem Kühlmitteldurchsatz und der Kühlmitteltemperatur abhängt, mit dem zuströmenden Dampfmengenstrom übereinstimmen. Bei Verringerung des Dampfmengenstromes und/oder der Kühlmitteltemperatur und/oder Erhöhung des Kühlmitteldurchsatzes fällt der Druck des Dampfes unter den Umgebungsdruck. Gleichzeitig steigt der Kondensatabstand im Kondensationsraum bei fallendem Kondensatstand im äußeren Ringraum und im Kondensatabflußgefäß. Bei schnellem Druckabfall reicht das anfallende Dampfkondensat nicht aus, den Übertritt von Luft aus dem äußeren Ringraum in den Kondensationsraum zu verhindern. Aber auch bei allmählichem Druckabfall, sofern der Unterdruck bis zu den Absperrarmaturen der Zuflüsse zum Entspannungsgefäß reicht, dringt Luft über die Spindeldurchführungen der Armaturen ein. Geringe Luftanteile im Dampf verringern den Wärmeübergang um 1 bis 2 Größenordnungen. Damit steigt der Druck im Kondensationsraum wieder an, verdrängt das Kondensat über den äußeren Ringraum in das Abflußgefäß und bewirkt ein Durchschlagen des Dampfes durch die Kondensatvorlage bis in den Dampfnotauslaß. Das trifft auch ein bei einer Erhöhung des zuströmenden Dampfes oder bei Verringerung des Kühlmitteldurchsatzes.

Das Durchschlagen von Dampf durch untorkühltos Kondensat führt am Beginn dos Vorganges zur Kondensation cos Dampfos undzu Wassorsehlägon. Auch das vom Dampf mitgerissene Kondensat verursacht stoßartlgo Kräfte auf die Gofäßwandung und den Inneren Mantel. Diese geringe Anpassungsfähigkeit an wechselnde Betriebsbedingungen Ist ein wesentlicher Nachtoil dieser Lösung.

RIn weiterer Nachteil besteht darin, daß die Kondensationsfläche mit einem herkömmlichen Rohrbündel nicht realisierbar ist und eine Sonderkonstruktion erfordert. Das Abclichton defekter Rohre der Kondonsatlonsfiächö ist aufwendig.

Ziel Jer Erfindung

Ziel der Erfindung Ist es, eine Vorrichtung zur Kondensation von Abdampf durch Entspannung in einem geschlossenen zylindrischen Gefäß zu schaffen, bei der eine Vermischung der über das Abdampfrohr in das Gefäß eingoströmten Luft mit dom Entspannungsdumpf verhindert wird und hierfür ein Wasserverschluß vermieden wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kondensation von Abdampf zu schaffen, bei der sich die über das Abdampfrohr in das zur Entspannung vorgesehene geschlossene zylindrische Gefäß eingeströmte Luft mit dem Entspannungsdampf, auch bei veränderlichem Abdampfstrom, nicht mischt ohne Einsatz eines Wasserverschlusses. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zur Kondensation von Abdampf, der in wärmeerzeugenden und wärmeverbrauchenden Anlagen durch Zuführung anfallender Kondensate mit einer Temperatur > 100⁰C infolge Entspannung in einem geschlossenen zylindrischen Gefäß, das über ein Abdampfrohr mit der Atmosphäre verbunden ist, entsteht, ausgeführt wird, bei der in einem im Abdampfrohr zwischengeschalteten geschlossenen zylindrischen Gefäß durch eine obere Öffnung, besteht aus einem Stutzen, ein an sich bekanntes, von einem Kühlmedium durchströmtes Rohrbündel in das geschlossene zylindrische Gefäß eingehängt und am Stutzen angeflanscht ist, von einem inneren Mantel eingehüllt ist, der außen von einer Ringscheibe getragen ν ird, die an der Wand des geschlossenen zylindrischen Gefäßes befestigt ist und den Gefäßraum an dieser Stelle in eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer trennt und einer ringförmigen Öffnung, die den Zutritt des Abdampfes an die Kondensationsfläche des Rohrbündels im Innenraum des Inneren Mantels nur von oben sowie den Zutritt der Luft über eine Austrittsöffnung des inneren Mantels nur von unten gestattet. Erfindungsgemäß erfolgt die Einströmung des Abdampfes in den Innenraum des inneren Mantels mit geringem Druckverlust und über dem Umfang gleichmäßig verteilt über die ringförmige Öffnung. _i Erfindungsgemäß ist im inneren Mantel eine Austrittsöffnung angeordnet.

Ein Austrittsstutzen für den Anschluß des Abdampfrohres ist erfindungsgemäß, bezogen auf die Austrittsöffnung des inneren Mantels, höher angeordnet. Über dem unteren Boden des geschlossenen zylindrischen Gefäßes ist erfindungsgemäß ein Einlauftrichter eines Kondensatabflußrohres angeordnet.

Erfindungsgemäß erfolgt die Anpassung des Wärmeflusses durch die Kondensationsfläche des Rohrbündels an einen "veränderlichen Abdampfstrom durch eine selbsttätige, unterschiedlich hohe Abdeckung der Kondensationsfläche des Rohrbündels von unten mittels aus der Umgebung über dis Abdampfrohr ein- bzw. ausströmender Luft. Die an das Kühlmedium übertragene Wärme des Abdampfes wird erfindungs.^, "laß in einem Wärmekreisprozeß oder als Heizwärme genutzt. Der unter Atmosphärendruck stehende Abdampf gelangt über den Eintrittsstutzen, die Eintrittskammer und die ringförmige Öffnung in den Innenraum des inneren Mantels und kondensiert an der Kondensationsfläche des Rohrbündels. Als Kühlmedium strömt vorzugsweise Kondensat oder Heiznetzwasser mit einer Temperatur < 100⁰C durch das Rohrbündel und ist für den stationären Betrieb so eingestellt, daß für die Kondensation des Abdampfes 60-70% der Kondensationsfläche im oberen Bereich des Rohrbündels benötigt werden. In diesem Teil des Innenraumes des inneren Mantels befindet sich reiner Dampf mit nach unten gerichteter, bis auf den Wert Null abnehmender Strömung. Der folgende untere Teil des Innenraumes des inneren Mantels mit dem Rest der Kondensationsfläche enthält in einer dünnen Schicht ein Gemisch von Dampf und Luft und danach folgend nur Luft, die mit Feuchtigkeit gesättigt ist. Die Luft und auch das niederströmende Abdampfkondensat kühlen sich an den Rohren des Rohrbündels ab.

3ei vergrößertem Abdampfstrom verschiebt sich die Zone, die das Gemisch aus Dampf und Luft enthält, nach unten und gibt einen größeren Anteil der Kondensationsfläche für die Kondensation des Abdampfes frei. Eine Verringerung des Abdampfstromes bewirkt ein Ansteigen dieser Gemischzone nach oben mit erhöhter Abdeckung der Kondensationsfläche des Rohrbündels mit Luft. Bei instationären Betriebszuständen, in denen sich der Abdampfanfall erhöht oder bei einer Verringerung des Kühlmediumstromes ist ein Teil des Abdampfstromes nicht kondensierbar und gelangt über das Abdampfrohr in die Atmosphäre. Dabei wird der aus der Austrittsöffnung des inneren Mantels nach unten austretende Abdampf in der Austrittskammer nach oben umgelenkt und scheidet dabei das mitgeführte Abdampfkondensat ab.

Ausführungsbeispiel

Die Figur 1 zeigt ein geschlossenes zylindrisches Gefäß 1 in vertikaler Anordnung. Im oberen Boden des geschlossenen zylindrischen Gefäßes 1 befindet sich eine aus einem Stutzen 2 in DN 600 bestehende Öffnung, in die ein an sich bekanntes aus U-Rohren bestehendes, hängendes Rohrbündel 3 eingeführt ist, das mit der Wasserkammer, an der die Anschlußstutzen 4 für das Kühlmec!" jm angeordnet sind und an dem Rohrboden am Flansch des Stutzens 2 befestigt sind. Innerhalb des

geschlossenen zylindrischen Gofäßes 11st das Bohrbündel 3 von einem vorzugsweise zylindrischen, stirnseitig offenen Inneren Mantel 5, der oben im Abstand vom Stutzen 2 und unten mit dem Rohrbündel 3 endot, oingehüllt. Der innere Mantol 6 wird außen von einer Ringscheibe 6 gehalten, die an dor Wand den geschlossenen zylindrischen Gofäßos 1 bofostlgt ist und don Gefäßraum außerhalb des Inneren Mantels B In eine Eintrlttskomrner 7 ur* J eine Austrittskammer 8 trennt. Dor Vorbindungswog zwischen den Kammern erstreckt sich über die ringförmlgo Öffnung 9 unterhalb des Stutzens 2 und don Innenraum 10 dos Inneren Mantels 5 mit der darin befindlichen Kondensationsfläche dos Rohrbündels 3 von oben nach unten. An dor Eintrittskammer 7 und Austrittskammor 8 ist der Eintrittsstutzen 11 bzw. Austrittsstutzon 12 für den Anschluß des Abdampfrohres angeordnet. Der Austrittsstutzen 12 befindet sich oberhalb der Austrittsöffnung 13 dos inneren Mantels 5. Die Oberkante des Einlaufes in das Kondensatabflußrohr 14 befindet sich 200mm über dem unteren Boden des geschlossenen zylindrischen Gefäßes 1.

Zur Ableitung des Kondensates, das infolge der im Abdampf mitgeführten Dampffeuchto sich in der Eintrittskammer ? teilweise abscheidet, ist unterhalb einer Bohrung in der Ringscheibe 6 eine Rohrschleife 15 vorgesehen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Kondensation von Abdampf, der In wärmeerzeugenden und wärmeverbrauchenden Anlagen durch Zuführung anfallender Kondensate mit einer Temperatur > 100^cC durch Entspannung In einem geschlossenen zylindrischen Gofäß (1), das über ein Abdampfrohr mit der Atmosphäre verbunden ist, entsteht, gekennzeichnet dadurch, daß in einem im Abdampfrohr zwischengeschalteten geschlossenen zylindrischen Gefäß (1) durch eine obere Öffnung, bestehend aus einem Stutzen (2), ein an sich bekanntes, von einem Kühlmedium durchströmies Rohrbündel (3) in das geschlossene zylindrische Gefäß (1) eingehängt und am Stutzen (2) angeflanscht Ist, von einem inneren Mantel (5) eingehüllt ist, der außen von einer Ringscheibe (6) getragen wird, die an der Wand des geschlossenen zylindrischen Gefäßes (1) befestigt ist und den Gefäßraum an dieser Stelle in eine Eintritu.kammer (7) und eine Austrittskammer (8) trennt, und daß unterhalb des Stutzens (2) eine ringförmige Öffnung (9) angeordnet ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß mit der ringförmigen Öffnung (9) die Einströmung des Abdampfes in den Innenraum (10) des inneren Mantels (5) mit geringem Druckverlust und üb9r den Umfang gleichmäßig verteilt erfolgt.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß im inneren Mantel (5) eine Austrittsöffnung (13) angeordnet ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Austrittsstutzen (12) für den Anschluß des Abdampf rohres, bezogen auf die Austrittsöffnung (13) des inneren Mantels (5), höher angeordnet ist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Einlauftrichter eines Kondensatabflußrohres (14) über dem unteren Boden des geschlossenen zylindrischen Gefäßes (1) angeordnet ist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kondensationsfläche des Rohrbündels (3) durch eine selbsttätige, unterschiedlich höbe Abdeckung der Kondensationsfläche des Rohrbündels (3) gebildet wird.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die an das Kühlmedium übertragene Wärme des Abdampfes in einem Wärmekreisprozeß oder als Heizwärme genutzt wird.