DE1117146B

DE1117146B - Mehrstufige Dampfstrahl-Kuehlanlage

Info

Publication number: DE1117146B
Application number: DEST15845A
Authority: DE
Inventors: Karl Stief
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-11-26
Filing date: 1959-11-26
Publication date: 1961-11-16

Description

Mehrstufige Dampfstrahl-Kühlanlage Bei den bekannten Dampfstrahl-Kühlanlagen erfolgt die Kühlung von Wasser oder anderen Flüssigkeiten, indem die Flüssigkeit in einen geschlossenen Raum, den sogenannten Verdampfer, eingebracht wird, in welchem der absolute Druck so niedrig ist, daß die Flüssigkeit siedet und teilweise verdampft. Eine Wärmezufuhr erfolgt hierbei nicht, d. h., die Verdampfungswärme wird aus dem Wärmeinhalt der Flüssigkeit bezogen, die sich dadurch abkühlt, und zwar, bis die Temperatur dem Verdampferdruck entspricht. Der durch den Kühlvorgang freiwerdende Dampf wird so weit verdichtet, daß er mit Wasser gewöhnlicher Temperatur kondensiert werden kann. Die Verdichtung des Dampfes erfolgt in Anlagen genannter Art mittels Dampfstrahlverdichtern und die besagte Kondensation des aus diesen strömenden Dampfgemisches in sogenannten Misch- oder Oberflächen-Kondensatoren. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit erfolgt die Abkühlung und Kondensation, wie bekannt, stufenweise. Soll z. B. Wasser von 15 auf 5° C gekühlt werden, dann wird der Dampfverbrauch niedriger, wenn zunächst in einer Stufe auf beispielsweise 10° C und erst in der zweiten Stufe auf 5° C gekühlt wird. Zum Verdichten des Dampfes von dem einer Temperatur von 10°C entsprechenden Druck auf den Kondensatordruck wird weniger Treibdampf benötigt, als wenn beispielsweise von dem der Temperatur von 5'C entsprechenden Druck aus verdichtet werden muß. Eine weitere Einsparung von Treibdampf wird außerdem erreicht durch stufenweise Kondensation. Wird zum Niederschlagen des Dampfgemisches beispielsweise Kühlwasser mit einer Eintrittstemperatur von 20°C verwendet und ist dessen Erwärmung auf 301 C vorgesehen, so muß bei einstufiger Kondensation die gesamte Dampfmenge auf den der Temperatur von 30° C entsprechenden Druck verdichtet werden. Erfolgt die Kondensation dagegen in zwei Stufen, so braucht in einer Stufe nur bis auf den Druck entsprechend einer Wasserablauftemperatur von etwa 25°C verdichtet zu werden. Für diese Kondensation wird also für jede Stufe ein besonderer getrennter Kondensator verwendet. In dem vorstehenden Beispiel sind lediglich zwei Stufen ausgeführt worden. Im allgemeinen werden jedoch drei und mehr Stufen angewendet, so daß auch drei und mehr Kondensatoren erforderlich sind.
Es sind auch mehrstufige Oberflächenkondensatoren bei Dampfstrahl-Kühlanlagen bekannt, bei welchen jedoch für die Kondensatabführung besondere, außerhalb des Kondensators angeordnete Vorrichtungen vorgesehen sind. Demgegenüber wird bei der Erfindung ein gemeinsamer Kondensatsumpf zwischen den einzelnen Kondensatkammern angeordnet, wodurch besondere Kondensatabführeinrichtungen wegfallen, die gesamte Anlage in ihrem Aufbau einfacher ist und leichter überwacht wird.
Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Dampfstrahl-Kühlanlage, bei welcher die zwei- und mehrstufige Kondensation des Dampfes der Dampfstrahlverdichter durch einen einzigen Oberflächen-Kondensator erfolgt. Die gesamte Wärmeaustauschfläche ändert sich dadurch nicht, doch ist die Einsparung an Herstellungskosten für den Kondensationsteil der Anlage bei der Unterbringung der gesamten Wärmeaustauschfläche in nur einer Einheit erheblich und beträgt bei drei- oder vierstufiger _Kondensation etwa 50 %.
Die Dampfstrahl-Kühlanlage der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die entsprechend der Anzahl der Kondensationsstufen im Dampfraum vorgesehene Scheidewand bzw. Scheidewände zur Bildung eines gemeinsamen Koädensatsumpfes an ihrem unteren Rand Durchbrüche od. dgl. aufweisen und daß zur Ableitung des Kondensates oberhalb der Durchbrüche ein Kondensatablaufstutzen vorgesehen ist.
Das Kühlwasser durchfließt die Kühlrohre der durch die Scheidewände gebildeten Kammern nacheinander, wodurch erreicht wird, daß entsprechend der jeweiligen Erwärmung des Kühlwassers entsprechend abgestuft niedrigere Drücke in den einzelnen Kammern erzielt werden.
Es wird eine derartige Wasserstandsbegrenzung erreicht, daß ein Druckausgleich der Dampfräume in den einzelnen Kammern ausgeschlossen ist.
Durch die erfindungsgemäße Dampfstrahl-Kühlanlage wird auch erreicht, daß die Störanfälligkeit durch Flanschverbindungen bei den besonderen Kondensatabführungseinrichtungen verringert wird. In der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform rein schematisch dargestellt.
Die Abbildung zeigt eine zweistufige Kühlanlage. Der Verdampfer 1 ist. über zwei Dampfstrahlverdichter 2 und 3 mit dem Kondensator 4 verbunden. Durch eine Trennwand 5 ist der Kondensator dampfseitig in zwei Kammern b und 7 aufgeteilt. Das Kühlwasser tritt durch den Stutzen 8 in den Kondensator und durchströmt in Pfeilrichtung zunächst die Kühlrohre der Kammer 6 und dann die der Kammer 7 und fließt nach Aufnahme der Wärme durch den Stutzen 9 aus. Infolge der nur teilweisen Erwärmung kann in der Kammer 6 ein niedrigerer absoluter Druck gehalten werden als in der Kammer 7, wo die endgültige Aufwärmung des Kühlwassers erfolgt. In Ausnutzung dieses Umstandes hat der Dampfstrahlverdichter 2 einen niedrigeren Druck zu überwinden als der Dampfstrahlverdichter 3. Die Trennwand 5 erhält an der tiefsten Stelle einen Durchbruch 10, durch den beide Kammern zwecks gemeinsamer Kondensatabführung miteinander verbunden sind. Dies ist möglich, weil der Druckunterschied in den Kammern 6 und 7 nur einige Zentimeter Wassersäule beträgt. Durch die Höhenanordnung des Kondensatabsaugestutzens 11_ wird ein Wasserabschluß zwischen beiden Kammern hergestellt und damit ein Druckausgleich verhindert. Die Entlüftung der Kondensatorkammern erfolgt über die Stutzen 12 und 13 entweder getrennt über je einen Dampfstrahl-Luftsauger oder gemeinsam in der Weise, daß der Stutzen 13 über eine Drosselscheibe od. dgl. mit dem Stutzen 12 verbunden wird.
Beschrieben wurde eine Anlage mit stehendem Oberflächen: Kondensator, bei welchem die Kühlrohre senkrecht eingesetzt sind. Die Merkmale der Erfindung lassen sich jedoch ohne weiteres auch auf Kondensatoren in anderer Lage, z. B. in waagerechter Anordnung, anwenden. Der Einfachheit halber wurde eine zweistufige Anlage dargestellt. Die Erfindung findet ebenso für drei- und mehrstufige Anlagen Anwendung. Auch für Vakuum-Kühlanlagen ohne Zwischenschaltung von Dampfstrahlverdichtern trifft dies zu.

Claims

PATENTANSPRUCH: Dampfstrahl-Kühlanlage mit mindestens zweistufiger Kondensation des Dampfes der Dampfstrahlverdichter durch einen Oberflächen-Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechend der Anzahl der Kondensationsstufen im Dampfraum vorgesehene Scheidewand bzw. vorgesehenen Scheidewände zur Bildung eines gemeinsamen Kondensatsumpfes an ihrem unteren Rand Durchbrüche od. dgl. aufweisen und daß zur Ableitung des Kondensates oberhalb der Durchbrüche ein Kondensatablaufstutzen vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 026 233, 2 052 619, 2 064 609, 2 206 428.