DE1164437B

DE1164437B - Air-cooled surface condenser

Info

Publication number: DE1164437B
Application number: DEG26814A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Ertz
Original assignee: GEA Luftkuehler GmbH
Current assignee: GEA Luftkuehler GmbH
Priority date: 1958-05-12
Filing date: 1959-04-11
Publication date: 1964-03-05

Description

Luftgekühlter Oberflächenkondensator Die Erfindung betrifft einen durch einen zwangläufig bewegten Luftstrom gekühlten Oberflächenkondensator, bei welchem mindestens zwei Reihen von etwa parallel und im Abstand zueinander liegenden Kondensatorrohren in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander angeordnet, in Parallelschaltung an eine gemeinsame Dampfverteilerkammer angeschlossen und mit einem Kondensatsammelraum verbunden sind. Das zu kondensierende dampfförmige Medium, beispielsweise Wasserdampf, wird hierbei der Dampfverteilerkammer über mindestens einen Stutzen von einer Dampfverteilerleitung zugeführt. Die untereinander zumeist gleich ausgebildeten Kondensatorrohre sind in der Regel als Rippenrohre mit elliptischem Querschnitt ausgebildet und werden außenseitig von einem z. B. durch Schraubenlüfter zwangläufig bewegten, aus der Atmosphäre angesaub ten Kühlluftstrom beaufschlagt.Air-cooled surface condenser The invention relates to a surface condenser cooled by a forced air flow which at least two rows of approximately parallel and spaced from one another Condenser tubes arranged one behind the other in the direction of flow of the cooling air, in Parallel connection connected to a common steam distribution chamber and with are connected to a condensate collection chamber. The vapor medium to be condensed, for example water vapor, this is the steam distribution chamber over at least a nozzle fed from a steam distribution line. Most of them with each other identically designed condenser tubes are usually as finned tubes with an elliptical shape Cross-section and are formed on the outside by a z. B. by screw fan inevitably moving cooling air flow sucked in from the atmosphere.

Bei den bekannten Oberflächenkondensatoren dieser Art sind für die in Strömungsrichtung der Luft hintereinander angeordneten Kondensatorrohre jeweils eine gemeinsame Dampfverteilerkammer sowie ein gemeinsamer Kondensatsammelraum vorgesehen, so daß alle Rohrreihen mit etwa gleichen Dampfmengen beaufschlagt werden. Da die Rohre in den einzelnen Rohrreihen zumeist auch mit gleich großen wärmetauschenden Oberflächen ausgestattet sind, ergibt sich infolge des in Strömungsrichtung der Kühlluft von Rohrreihe zu Rohrreihe abnehmenden Temperaturgefälles zwischen der Temperatur des in die Verteilerkammer eintretenden Dampfes und der jeweiligen Kühllufttemperatur der Nachteil, daß die Kondensation an den einzelnen Rohrreihen sehr unterschiedlich verläuft. In der vom Luftstrom zuerst bestrichenen Rohrreihe ist die Kondensation des Dampfes bereits in größerem Abstand von den in den Kondensatsammelraum mündenden Rohrenden beendet, während in der vom Kühlluftstrom zuletzt beaufschlagten Rohrreihe der Kondensationsprozeß erst im Bereich der in die Kondensatsammelkammer mündenden Rohrenden abgeschlossen wird. Demnach wird von mehreren an einen Kondensatsammelraum angeschlossenen Rohrreihen nur in der in Richtung des Kühlluftstromes letzten Rohrreihe die volle Kondensationsleistung ausgenutzt, während die Kondensatorrohre der davorliegenden Reihen infolge der größeren Differenz zwischen Dampfeintrittstemperatur und Kühllufttemperatur eine geringere Kondensationsleistung abgeben, als sie bei dem vorhandenen Temperaturgefälle abzugeben in der Lage wären. Hieraus folgt, daß die gesamte Kondensationsleistung eines Kondensatorelementes von der in Richtung des Kühlluftstromes hintersten Rohrreihe bestimmt wird, für deren Rohre der Wärmeübertragungswirkungsgrad infolge des dort vorhandenen, relativ geringsten Temperaturgefälles am niedrigsten ist. Da somit in den vom Kühlluftstrom zuerst beaufschlagten Rohrreihen nur ein Teil der Rohrlänge für die Kondensation des Wasserdampfes ausgenutzt wird, wird das Kondensat in dem restlichen Längenabschnitt dieser Rohre unterkühlt. Diese Kühlung des Kondensats unter den Kondensationspunkt hat sich vor allem bei niedrigen Außentemperaturen, insbesondere bei strengem Frost, als außerordentlich nachteilig erwiesen, weil das Kondensat in den von der kalten Luft zuerst bestrichenen Rohrreihen bis unter den Gefrierpunkt gekühlt wird, so daß diese Rohre schließlich durch Eispfropfen völlig verstopft werden. Nachdem die Rohre der zuerst vom Kühlluftstrom bestrichenen Rohrreihe durch Vereisung verstopft sind, gelangt die Kühlluft mit einer niedrigeren Temperatur in den Bereich der zweiten Rohrreihe, wodurch auch bei diesen Rohren infolge des größeren zur Verfügung stehenden Temperaturgefälles sich die Grenze zwischen Kondensationsbereich und Unterkühlungsbereich zur Dampfeintrittsseite hin verlagert und ebenfalls Eispfropfen gebildet werden. Der gleiche Vorgang ist bei sehr niedrigen Außentemperaturen, beispielsweise bei etwa 20° C, unter Umständen auch noch bei den nächstfolgenden Rohrreihen zu beobachten, so daß in jedem Falle sich die durchgesetzte Dampfmenge und damit die Kondensationsleistung stark verringert und es gegebenenfalls sogar zu einer völligen Vereisung des Kondensators kommen kann.In the known surface capacitors of this type are for condenser tubes arranged one behind the other in the direction of flow of the air a common steam distribution chamber and a common condensate collection space are provided, so that all rows of pipes are exposed to approximately the same amount of steam. Since the Tubes in the individual rows of tubes usually also have heat exchangers of the same size Surfaces are equipped, arises as a result of the in the direction of flow Cooling air from pipe row to pipe row decreasing temperature gradient between the Temperature of the steam entering the distribution chamber and the respective cooling air temperature the disadvantage that the condensation on the individual rows of tubes varies greatly runs. In the first row of pipes swept by the air flow, there is condensation of the steam at a greater distance from the ones opening into the condensate collection chamber Tube ends ended while in the row of tubes last acted upon by the flow of cooling air the condensation process only occurs in the area of the opening into the condensate collection chamber Pipe ends is completed. Accordingly, several of them are connected to a condensate collection chamber connected rows of pipes only in the last row of pipes in the direction of the cooling air flow the full condensation capacity is used, while the condenser tubes are in front of them Series due to the larger difference between the steam inlet temperature and the cooling air temperature give off a lower condensation output than they would with the existing temperature gradient would be able to deliver. It follows that the total condensation capacity a condenser element from the rearmost row of tubes in the direction of the cooling air flow is determined, for the tubes of the heat transfer efficiency due to there existing, relatively slightest temperature gradient is the lowest. Since thus only part of the length of the tube in the rows of tubes that are first acted upon by the flow of cooling air is used for the condensation of water vapor, the condensate is in the remaining length of these pipes supercooled. This cooling of the condensate below the condensation point, especially at low outside temperatures, especially in severe frost, proved to be extremely disadvantageous because that Condensate in the rows of pipes first coated by the cold air to below the Freezing point is cooled, so that these tubes are finally completely covered by ice plugs become clogged. After the pipes of the first row of pipes swept by the flow of cooling air are clogged by icing, the cooling air reaches a lower temperature in the area of the second row of tubes, whereby these tubes as a result of the greater available temperature gradient, the boundary between the condensation range and subcooling area relocated to the steam inlet side and also ice plugs are formed. The same process is at very low outside temperatures, for example at about 20 ° C, possibly also with the next following rows of pipes observe, so that in each case the amount of steam and thus the Condensation performance greatly reduced and it may even be the condenser may completely freeze up.

Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, diesen Übelstand durch in den Rohrboden der Dampfverteilerkammer oder in die Rohre unmittelbar eingesetzte Düsen zu beheben. Diese Düsen sind in Richtung des Kühlluftstromes mit einem zunehmend kleineren Durchtrittsquerschnitt für den Dampf versehen, so daß eine bessere Verteilung desselben auf die einzelnen Rohrreihen erreicht und der Druckabfall in den hinteren Rohrreihen vergrößert wird. Für ganz bestimmte Betriebsbedingungen läßt sich durch diesen Vorschlag erreichen, daß die zuerst von der Kühlluft beaufschlagten Rohre im wesentlichen die Kondensationsleistung erreichen, für die sie ausgelegt sind, d. h. daß die Kondensation des Dampfes in den Rohren erst kurz vor deren Einmündung in die Kondensatsammelkammer beendet und somit eine Unterkühlung des Kondensates vermieden wird. Jedoch kann ein derartiger mit Düsen ausgestatteter Luftkondensator zur vollen Ausnutzung seiner Kondensationsleistung nicht den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden.It has already been suggested that in the tube sheet of the steam distribution chamber or inserted directly into the tubes Fix nozzles. These nozzles are increasing in the direction of the cooling air flow Smaller passage cross-section provided for the steam, so that a better distribution the same is achieved on the individual rows of pipes and the pressure drop in the rear Rows of tubes is enlarged. For very specific operating conditions it can be achieve this proposal that the first acted upon by the cooling air tubes essentially achieve the condensation performance for which they are designed, d. H. that the condensation of the steam in the pipes only shortly before their confluence ends in the condensate collection chamber and thus a subcooling of the condensate is avoided. However, such an air condenser equipped with nozzles in order to fully utilize its condensation capacity, does not comply with the respective operating conditions be adjusted.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Kondensatsammelraum in Strömungsrichtung der Kühlluft in mindestens zwei gegeneinander abgedichtete Teilkammern unterteilt ist, an die jeweils mindestens eine der Rohrreihen angeschlossen ist, und daß der Unterdruck in den in Strömungsrichtung der Kühlluft aufeinanderfolgenden Teilkammern von Teilkammer zu Teilkammer abnimmt und hierdurch die Dampfverteilung auf die an die einzelnen Teilkammern angeschlossenen Rohrreihen derart auf das jeweils zur Verfügung stehende Temperaturgefälle zwischen Dampfeintrittstemperatur und Kühllufttemperatur abgestimmt ist, daß die Kondensation in allen Rohrreihen in geringem Abstand von den in die zugehörige Teilkammer einmündenden Rohrenden beendet ist. Hierdurch wird erreicht, daß sämtliche in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander angeordneten Rohrreihen unter Berücksichtigung des jeweils zur Verfügung stehenden, mit fortschreitenderErwärmung derKühlluft naturgemäß geringer werdenden Temperaturgefälles zwischen Dampfeintritts- und Kühllufttemperatur gleichmäßig zur Kondensation herangezogen werden, so daß weder in den vorderen Rohrreihen eine unerwünschte bzw. unzulässige Unterkühlung des Kondensats noch in den hinteren Rohrreihen eine unvollständige Kondensation des Dampfes eintreten kann. Es wird somit eine bestmögliche Ausnutzung der gesamten zur Verfügung stehenden wärmetauschenden Oberfläche des Kondensators und damit ein optimaler Kondensationswirkungsgrad gewährleistet. Dies wirkt sich naturgemäß nicht nur bei niedrigen, sondern auch bei höheren Außentemperaturen außerordentlich günstig aus. So hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausbildung des Kondensators sich bei sommerlichen Temperaturen gegenüber den bisher bekannten luftgekühlten Kondensatoren eine Steigerung der Kondensatorleistung um etwa 10 bis 15 % erreichen läßt, was bei den durchweg sehr großen und leistungsfähigen luftgekühlten Kondensatoranlagen als wesentliche Verbesserung angesehen werden muß. Außerdem wird bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kondensator eine Kondensation der gesamten Dampfmenge gewährleistet, ohne daß die Gefahr besteht, daß aus den Rohren der zuletzt vom Luftstrom beaufschlagten Rohrreihe noch teilweise Dampf abgesaugt wird.To avoid this disadvantage, it is proposed according to the invention that that the condensate collecting space in the flow direction of the cooling air in at least two is divided mutually sealed sub-chambers, each at least one of the rows of pipes is connected, and that the negative pressure in the flow direction the cooling air in successive sub-chambers decreases from sub-chamber to sub-chamber and thereby the steam distribution to the connected to the individual sub-chambers Rows of tubes in such a way to the respectively available temperature gradient between Steam inlet temperature and cooling air temperature is matched that the condensation in all rows of tubes at a short distance from those opening into the associated subchamber Pipe ends is finished. This ensures that all in the direction of flow the cooling air one behind the other arranged rows of tubes taking into account the respective available, naturally lower as the cooling air heats up the temperature gradient between the steam inlet temperature and the cooling air temperature evenly are used for condensation, so that neither in the front rows of tubes undesired or impermissible undercooling of the condensate in the rear rows of pipes incomplete condensation of the steam can occur. It becomes a best possible utilization of the entire available heat-exchanging surface of the condenser and thus an optimal condensation efficiency. Naturally, this has an effect not only at low but also at higher outside temperatures extremely cheap. It has been shown that by the invention proposed design of the capacitor against each other in summer temperatures the previously known air-cooled condensers an increase in condenser performance by about 10 to 15%, which is the case with the consistently very large and powerful air-cooled condenser systems must be viewed as a significant improvement. In addition, condensation occurs in the capacitor proposed according to the invention the total amount of steam guaranteed without the risk that from the Pipes of the last row of pipes acted upon by the air flow still partially sucked off steam will.

Ferner wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausbildung des Kondensators die verhältnismäßig große Empfindlichkeit sämtlicher luftgekühlter Oberflächenkondensatoren gegen besonders niedrige Außentemperaturen mit sehr einfachen Mitteln vollständig beseitigt. Während es bislang bei den bekannten luftgekühlten Kondensatoren bei strengem Frost immer wieder vorkam, daß zumindest die von der kalten Luft zuerst beaufschlagten Rohrreihen durch Eispfropfen verstopft wurden und eine erhebliche Leistungsminderung des Kondensators, in manchen Fällen sogar ein völliger Ausfall ganzer Kondensatoranlagen die Folge war, werden diese Schwierigkeiten durch die Erfindung völlig beseitigt, da auch bei extrem niedrigen Außentemperaturen durch eine entsprechende Regelung des Unterdruckes der einzelnen Teilkammern jegliche Vereisungsgefahr ausgeschlossen werden kann. Darüber hinaus wird gewährleistet, daß auch jegliche unnötige und die Wirtschaftlichkeit des Kondensationsprozesses beeinträchtigende Unterkühlung des Kondensates ebenso vermieden wird wie eine unvollständige Kondensation des Dampfes in der von der Kühlluft zuletzt beaufschlagten Rohrreihe.Furthermore, the proposed according to the invention design of the Condenser the relatively high sensitivity of all air-cooled Surface capacitors against particularly low outside temperatures with very simple Funds completely eliminated. While so far with the known air-cooled Capacitors in severe frost it happened again and again that at least that of the The rows of pipes exposed to cold air were clogged with ice plugs and a significant degradation in the performance of the capacitor, in some cases even If the result was a complete failure of entire condenser systems, these difficulties become completely eliminated by the invention, since even at extremely low outside temperatures by regulating the negative pressure of the individual sub-chambers accordingly The risk of icing can be excluded. In addition, it is guaranteed that also any unnecessary and economic efficiency of the condensation process Detrimental undercooling of the condensate is avoided as well as incomplete Condensation of the steam in the row of tubes last exposed to the cooling air.

Bei luftgekühlten Oberflächenkondensatoren, deren Kondensatorrohre in mehrere hintereinander oder nebeneinander angeordnete Reihen unterteilt sind, ist es bekannt, die einzelnen Rohrreihen dampfseitig hintereinander und hinsichtlich der Richtung des Kühlluftstromes nebeneinanderzuschalten. Es handelt sich somit genau um die umgekehrte Anordnung wie bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kondensator, bei dem die einzelnen Rohrreihen in Richtung des Kühlluftstromes hintereinander angeordnet und die Rohre aller Rohrreihen dampfseitig parallel geschaltet sind. Zwischen den einzelnen dampfseitig hintereinandergeschalteten Rohrreihen dieser bekannten Oberflächenkondensatoren sind Zwischenkammern vorgesehen, die sowohl als Kondensatsammelraum für die vorhergehende Rohrreihe als auch als Dampfverteilerkammer für die nachfolgende, eine wesentlich kleinere Anzahl von Rohren aufweisend:: Rohrreihe dienen. In den einzelnen dampfseitig hintereinandergeschalteten und in bezug auf den Kühlluftstrom nebeneinander an-eordneten Rohrreihen soll eine stufenweise Dampfkondensation erfolgen, wobei sich die Anzahl der auf jede Rohrreihe entfallenden Rohre in Strömungsrichtung des Dampfes der fortschreitenden Dampfkondensation entsprechend verringert.In the case of air-cooled surface condensers, their condenser tubes are divided into several rows one behind the other or next to one another, it is known, the individual rows of tubes on the steam side one behind the other and with regard to the direction of the cooling air flow side by side. So it is exactly the opposite arrangement as in the case of the capacitor proposed according to the invention, in which the individual rows of tubes one behind the other in the direction of the cooling air flow arranged and the pipes of all pipe rows are connected in parallel on the steam side. Between the individual rows of pipes connected one behind the other on the steam side known surface capacitors intermediate chambers are provided, both as Condensate collecting space for the previous row of pipes as well as a steam distribution chamber for the following, having a significantly smaller number of tubes: tube row to serve. In the individual series-connected on the steam side and in relation to the cooling air flow next to each other arranged rows of tubes should a step-by-step steam condensation take place, the number of tubes allotted to each row of tubes in the direction of flow of the steam of the progressive steam condensation is reduced accordingly.

Bei einem anderen bekannten Kondensator dieser Art sind die in Gruppen zusammengefaßten Rohre ebenfalls dampfseitig hintereinandergeschaltet, wobei ferner die in Strömungsrichtung des Dampfes eine jeweils geringere Anzahl von Rohren aufweisenden Rohrgruppen gleichfalls über Zwischenkammern verbunden sind, die sowohl als Kondensatsammelraum für die vorhergehende Rohrgruppe als auch als Dampfverteilerkammer für die nachfolgende Rohrgruppe dienen. Es handelt sich somit ebenfalls um einen Kondensator mit stufenweiser Dampfkondensation in mehreren dampfseitig hintereinandergeschalteten Rohrgruppen, die allerdings in bezug auf den Kühlluftstrom hintereinander angeordnet sind. Im Gegensatz zu dem erfindungsgemäß vorgeschlageneu Kondensator münden jedoch bei diesem bekannten Kondensator ebenso wie bei der zuvor behandelten bekannten Bauart sämtliche dampfseitig parallel geschalteten Rohre einer jeden Rohrgruppe in einen gemeinsamen und ungeteilten Kondensatsammelraum.In another known capacitor of this type, they are in groups combined pipes also connected in series on the steam side, furthermore each having a smaller number of tubes in the direction of flow of the steam Tube groups are also connected via intermediate chambers, which both serve as a condensate collection space for the previous pipe group as well as a steam distribution chamber for the following one Serve pipe group. It is therefore also a capacitor with a stepwise Steam condensation in several pipe groups connected in series on the steam side, which, however, are arranged one behind the other with respect to the cooling air flow. in the In contrast to that proposed according to the invention Open condenser however, in this known capacitor as well as in the previously discussed known one Design of all pipes connected in parallel on the steam side of each pipe group in a common and undivided condensate collecting space.

Bei diesen bekannten Kondensatoren mit stufenweiser Kondensation des Dampfes in mehreren dampfseitig hintereinandergeschalteten und in bezug auf den Kühlluftstrom hinter- oder nebeneinander angeordneten Rohrreihen ist das bei der Grundbauart der Kondensatoren nach der Erfindung vorhandene Problem der großen Kälteempfindlichkeit der von der Kühlluft zuerst bestrichenen Rohrreihen sowie der stark unterschiedlichen Ausnutzung der einzelnen Rohrreihen für die Dampfkondensation überhaupt nicht vorhanden. Irgendwelche Anregungen in bezug auf die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe und die zu ihrer Lösung vorgeschlagenen Mittel sind daher diesen bekannten Oberflächenkondensatoren nicht zu entnehmen.In these known capacitors with gradual condensation of the Steam in several series-connected steam side and with respect to the Cooling air flow behind or next to each other is the case with the Basic design of the capacitors according to the invention, there is a problem of great sensitivity to cold the rows of pipes first coated by the cooling air as well as the very different ones Utilization of the individual rows of tubes for steam condensation does not exist at all. Any suggestions regarding the object underlying the invention and the means proposed for solving them are therefore these known surface capacitors not to be found.

Die Erfindung läßt sich bei Oberflächenkondensatoren mit Kondensatorrohren gleicher Länge, gleichen Strömungsquerschnitts und gleicher wärmetauschender Oberfläche beispielsweise in der Weise verwirklichen, daß der Unterdruck in den in Strömungsrichtung der Kühlluft aufeinanderfolgenden Teilkammern dem Temperaturgefälle zwischen Dampfeintrittstemperatur und mittlerer Kühllufttemperatur im Bereich der jeweiligen Teilkammer etwa verhältnisgleich ist. Zur Erzielung derartiger Verhältnisse können für jede Teilkammer eine besondere Luftabsaugeleitung und eine von dieser getrennt angeordnete Kondensatableitung vorgesehen sein. Dabei besteht die Möglichkeit, entweder für jede Luftabsaugeleitung eine getrennte, für sich allein regelbare Luftabsaugevorrichtung vorzusehen oder aber die Luftabsaugeleitungen sämtlicher Teilkammern eines Kondensatorelementes an eine gemeinsame Luftabsaugevorrichtung anzuschließen, wobei jedoch zweckmäßig mindestens in die Absaugeleitungen der in Strömungsrichtung der Kühlluft hinter der ersten Teilkammer vorgesehenen weiteren Teilkammern einzeln regelbare Drosselvorrichtungen eingeschaltet werden. Durch entsprechende Einstellung der Drosselvorrichtungen läßt sich der Unterdruck derart regeln, daß ständig die gewünschte Kondensationsleistung der Kondensatorrohre bzw. des Elementes erzielt wird. So kann man bei tiefer Lufttemperatur der Gefahr des Einfrierens der ersten Rohrreihen in der Weise begegnen, daß die Luftabsaugung für die in Strömungsrichtung der Kühlluft hinteren Rohrreihen abgesperrt und dadurch deren Wärmeleistung stark gedrosselt werden, während durch öffnen der Luftabsaugeventile für die von der Kühlluft zuerst beaufschlagten Rohrreihen gleichzeitig erreicht wird, daß diese die gesamte Wärmeleistung aufnehmen. Gegebenenfalls läßt sich die Umstellung des Luftkondensators auf die kalte Jahreszeit in der Weise durchführen, daß z. B. jeweils die zuerst von der Kühlluft beaufschlagten Rohrreihen aller Elemente an eine Luftabsaugevorrichtung mit höherer Saugleistung angeschlossen sind, während die Luft aus den dahinterliegenden Rohrreihen durch Saugvorrichtungen von zunehmend geringerer Leistung abgesaugt wird.The invention can be applied to surface capacitors with condenser tubes same length, same flow cross-section and same heat-exchanging surface realize for example in such a way that the negative pressure in the flow direction the cooling air successive sub-chambers the temperature gradient between the steam inlet temperature and average cooling air temperature in the area of the respective sub-chamber approximately the same is. To achieve such conditions, a special one can be used for each sub-chamber Air suction line and a condensate drain arranged separately from this are provided be. There is the possibility of either having a separate, Provide individually controllable air suction device or the air suction lines all sub-chambers of a capacitor element to a common air suction device to be connected, but at least in the suction lines of the in Direction of flow of the cooling air behind the first sub-chamber provided further Partial chambers individually controllable throttle devices are switched on. Through appropriate Adjusting the throttle devices, the negative pressure can be regulated in such a way that constantly the desired condensation output of the condenser tubes or the element is achieved. So you can run the risk of freezing at low air temperature meet the first rows of tubes in such a way that the air suction for the flow direction the cooling air is blocked in the rear rows of pipes and thus their heat output is strong be throttled while by opening the air suction valves for the cooling air first acted upon rows of tubes is achieved at the same time that this is the entire Absorb heat output. If necessary, it is possible to convert the air condenser perform on the cold season in such a way that z. B. each first Rows of pipes of all elements acted upon by the cooling air to an air suction device with higher suction power are connected, while the air from behind it Rows of pipes is sucked off by suction devices of increasingly lower power.

Die Erfindung kann ferner dadurch verwirklicht werden, daß mindestens die in Strömungsrichtung der Kühlluft vorderste Teilkammer, an die die zuerst beaufschlagte Rohrreihe und gegebenenfalls noch weitere, dahinterliegende Rohrreihen angeschlossen sind, mit je einer Kondensat- und Luftabsaugeleitung verbunden ist, während zur Ableitung sowohl des Kondensats als auch des Dampf-Luft-Gemisches aus einer oder mehreren dahinterliegenden Teilkammern nur eine Leitung vorgesehen ist, welche an einen nachgeschalteten Dephlegmator und an eine Kondensatsammelleitung angeschlossen ist. Dabei ist es vorteilhaft, den Dephlegmator mit einer Luftabsaugeleitung zu verbinden.The invention can also be practiced in that at least the foremost sub-chamber in the direction of flow of the cooling air to which the first acted Row of pipes and possibly further rows of pipes behind them connected are, each connected to a condensate and air suction line, while for Discharge of both the condensate and the steam-air mixture from an or several sub-chambers located behind it, only one line is provided which is connected to a downstream dephlegmator and connected to a condensate collecting line is. It is advantageous to close the dephlegmator with an air suction line associate.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht ferner darin, daß jede der von den Teilkammern wegführenden Kondensatableitungen vor Einmündung in eine gemeinsame Kondensatsammelleitung mindestens eine den Druckunterschied der einzelnen Kammern ausgleichende Steighöhe aufweist. Auf diese Weise kann das Kondensat aus sämtlichen von den Teilkammern einzeln wegführenden Kondensatableitungen ungehindert abfließen.An essential feature of the invention is that each of the condensate drains leading away from the sub-chambers before they flow into a common condensate manifold at least one the pressure difference of the individual Has chambers compensating height of rise. This way the condensate can come out all condensate drains leading away individually from the subchambers unhindered flow away.

Selbstverständlich ist es auch möglich, zwei oder mehr der vorstehend angegebenen Lösungswege zu kombinieren.It is of course also possible to use two or more of the above to combine specified solutions.

In der Zeichnung ist die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Oberflächenkondensator in schaubildlicher schematischer Darstellung, F i g. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in F i g. 1, F i g. 3 den Querschnitt eines Kondensatorelementes in größerem Maßstab, F i g. 4 ein anderes Kondensatorelement im Querschnitt, F i g. 5 eine weitere Ausführungsform eines Kondensatorelementes im Querschnitt.In the drawing, the invention is based on several exemplary embodiments explained. It shows F i g. 1 shows a surface capacitor in a diagrammatic schematic Illustration, FIG. 2 shows a section along line II-II in FIG. 1, Fig. 3 the cross section of a capacitor element on a larger scale, FIG. 4 another capacitor element in cross section, F i g. 5 shows another embodiment of a capacitor element in cross section.

Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Oberflächenkondensator besteht aus mehreren dachbauförmig angeordneten Kondensatorelementen 1, welche jeweils aus drei Reihen 1 a,1 b,1 c von etwa parallel und im Abstand zueinander angeordneten Kondensatorrohren gebildet sind, die in Strömungsrichtung der Luft hintereinanderliegen und in Parallelschaltung an eine Dampfverteilerleitung 2, welcher Dampf in. Richtung des Pfeiles m zugeführt wird, über eine gemeinsame Dampfverteilerkammer 3 angeschlossen sind. Die Dampfverteilerkammern 3 sind unter Verzicht von Rohrstutzen unmittelbar mit dem dachfirstartig angeordneten Dampfverteilerrohr 2 derart verbunden, daß der Einströmquerschnitt der einzelnen Verteilerkammern rechteckig ausgebildet ist und entsprechend der Breite und Tiefe des Elementes bemessen ist. Die Kondensatorrohre münden am unteren Ende in einen Kondensatsammelraum 4, welcher gemäß F i g. 2 und 3 in Strömungsrichtung x der Luft durch eine Trennwand 4 c in zwei Teilkammern 4 a, 4 b unterteilt ist. Die Teilkammern 4 a sind jeweils im oberen Bereich durch einen Rohrstutzen 5 mit einer Luftabsaugeleitung 6 verbunden, durch die die in den Teilkammern 4 a enthaltene Luft mittels nicht dargestellter Dampfstrahlpumpen od. dgl. abgesaugt wird. In den Boden der Teilkammern 4 a sind jeweils Abfiußstutzen 7 für das Kondensat eingesetzt, die zu einer Kondensatsammelleitung 8 führen, durch welche das Kondensat in Richtung des Pfeiles y abgeführt wird.The in the F i g. The surface condenser shown in 1 and 2 consists of several roof-shaped condenser elements 1, each of which consists of three rows 1 a, 1 b, 1 c of approximately parallel and spaced apart condenser tubes, which lie one behind the other in the direction of air flow and are connected in parallel to a steam distribution line 2, which steam is supplied in the direction of arrow m, are connected via a common steam distribution chamber 3. The steam distribution chambers 3 are directly connected to the roof-fired steam distribution pipe 2, dispensing with pipe sockets, in such a way that the inflow cross-section of the individual distribution chambers is rectangular and dimensioned according to the width and depth of the element. The condenser tubes open at the lower end into a condensate collecting space 4, which according to FIG. 2 and 3 is divided into two sub-chambers 4 a, 4 b in the flow direction x of the air by a partition 4 c. The sub-chambers 4 a are each connected in the upper area by a pipe socket 5 to an air suction line 6 through which the air contained in the sub-chambers 4 a is sucked off by means of steam jet pumps (not shown) or the like. In the bottom of the sub-chambers 4 a, drainage nozzles 7 are used for the condensate, which lead to a condensate collecting line 8 through which the condensate is discharged in the direction of arrow y.

Während mit der Teilkammer 4 a nur die von der in Richtung des Pfeiles x strömenden Kühlluft zuerst beaufschlagte Rohrreihe 1 a verbunden ist, münden die Rohre der beiden dahinterliegenden Rohrreihen 1 b, 1 c in die Teilkammer 4 b, aus der sowohl das Kondensat als auch gegebenenfalls nicht kondensierte Restdämpfe jeweils durch einen Rohrstutzen 9 größeren Durchmessers in eine Sammelleitung 10 abgeleitet werden. Die Kondensatorelemente 1 sind über diese Sammelleitung 10 mit Dephlegmatorelementen 11 verbunden, die in ihren Abmessungen im wesentlichen den Kondensatorelementen entsprechen und in welche die in der Sammelleitung 10 enthaltenen Restdämpfe infolge der aufwärts geneigten Lage der Sammelleitung durch weitere Rohrstutzen 9 und Teilkammern 4 b hochsteigen. In den Dephlegmatorelementen 11 wird über je einen Rohrstutzen 12 und eine gemeinsame Luftabsaugeleitung 13 ein Vakuum erzeugt, durch welches der Restdampf in Kondensat verwandelt wird, welches entweder durch die Teilkammer 4 a und die Kondensatableitung 7 oder aber durch die Rohrstutzen 9 der Sammelleitung 10 zu- und aus dieser in Richtung des Pfeiles n in geeignete Sammelbehälter abfließt.While only the row of tubes 1 a acted upon first by the cooling air flowing in the direction of the arrow x is connected to the sub-chamber 4 a, the tubes of the two rows of tubes 1 b, 1 c behind them open into the sub-chamber 4 b, from which both the condensate and the condensate If necessary, non-condensed residual vapors can be diverted into a collecting line 10 through a pipe socket 9 of larger diameter. The condenser elements 1 are connected via this manifold 10 to dephlegmator elements 11, the dimensions of which correspond essentially to the capacitor elements and into which the residual vapors contained in the manifold 10 rise through further pipe sockets 9 and sub-chambers 4 b due to the upwardly inclined position of the manifold. A vacuum is generated in each of the dephlegmator elements 11 via a pipe socket 12 and a common air suction line 13, through which the residual steam is converted into condensate, which is supplied to the collecting line 10 either through the subchamber 4 a and the condensate drain 7 or through the pipe socket 9. and flows out of this in the direction of arrow n into suitable collecting containers.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist der im Grundriß rechteckige Strömungsquerschnitt des Luftkanals für die Kühlluft oberhalb einer begehbaren Bühne 14 durch seitliche Längswände 15 und Stirnwände 16 begrenzt, während die begehbare Bühne um ein solches Maß breiter und länger als der Kondensator bemessen ist, daß eine Kurzschlußgefahr zwischen an- und abströmender Kühlluft ausgeschlossen ist. Der Luftkondensator wird von vier Stützen 17 getragen, die in F i g. 1 am unteren Ende weggebrochen dargestellt sind.As shown in FIG. 1 shows the flow cross-section, which is rectangular in plan the air duct for the cooling air above a walk-on stage 14 through the side Longitudinal walls 15 and end walls 16 are limited, while the walk-on stage is around one Dimension wider and longer than the capacitor is dimensioned that there is a risk of short circuit between incoming and outgoing cooling air is excluded. The air condenser will supported by four supports 17 which are shown in FIG. 1 shown broken away at the lower end are.

F i g. 2 läßt erkennen, daß die dachbauförmig zueinander angeordneten Elemente 1 bzw. 11 im Querschnitt die Seiten eines etwa gleichseitigen Dreiecks bilden, dessen Basis von einem Schraubenlüfter 18 gebildet wird. Das horizontal drehbar gelagerte Flügelrad 19, dessen Nabe 19 a strömungsgünstig ausgebildet ist, wird über ein oberhalb des Flügelrades liegendes Getriebe 20 von einem darüber angeordneten Motor 21 angetrieben. Das Flügelrad ist innerhalb eines Luftkanals 22 angeordnet, der im Drehbereich des Flügelrades 19 kreiszylindrisch ausgebildet ist, während er sich nach oben und unten diffusorartig erweitert. Das Flügelrad saugt in Richtung des Pfeiles x die Kühlluft an und drückt sie nach oben durch die Kondensatorelemente 1 und Dephlegmatorelemente Il hindurch.F i g. 2 shows that the roofs are arranged in relation to one another Elements 1 and 11, in cross section, the sides of an approximately equilateral triangle form, the base of which is formed by a screw fan 18. That horizontally rotatably mounted impeller 19, the hub 19 a of which is aerodynamically designed, is arranged via a gear 20 located above the impeller from a gear above Motor 21 driven. The impeller is arranged within an air duct 22, which is formed circularly cylindrical in the rotation area of the impeller 19, while it widens like a diffuser up and down. The impeller sucks in the direction of the arrow x to the cooling air and pushes it up through the condenser elements 1 and dephlegmator elements II therethrough.

F i g. 3 zeigt ein in F i g. 2 dargestelltes Element in vergrößertem Maßstab und läßt erkennen, daß die Rohre der Rohrreihen 1 a, 1 b, 1 c mit Rippen 23 versehen sind, welche der Übersichtlichkeit halber in F i g. 1 und 2 fortgelassen sind. Die Ausführungsform des Elementes gemäß F i g. 3 ist etwa für solche Fälle ausreichend, in denen keine extremen Temperaturbedingungen zu erwarten sind. In diesen Fällen kann es genügen, lediglich den Unterdruck für die von der Kühlluft zuerst beaufschlagte Rohrreihe 1 a und bzw. oder die Dampfverteilung auf die erste Rohrreihe auf das jeweils zur Verfügung stehende Temperaturgefälle zwischen Dampfeintrittstemperatur und Kühllufttemperatur so abzustimmen, daß die Kondensation in allen Rohrreihen in geringem Abstand von den in die zugeordneten Teilkammern mündenden Rohrenden beendet ist. Zu diesem Zweck wird der in der Luftabsaugeleitung 6 bzw. in den Teilkammern 4 a erzeugte Unterdruck durch Regelung z. B. einer Dampfstrahlpumpe geändert und den jeweiligen Temperaturverhältnissen angepaßt. Bei dem Kondensatorelement in F i g. 4 sind ebenfalls drei in Strömungsrichtung x parallel hintereinander angeordnete Rohrreihen 1 a, 1 b, 1 c vorgesehen, wobei jedoch in diesem Fall jeder Rohrreihe eine besondere Teilkammer 24 a, 24b, 24c zur Sammlung des Kondensats zugeordnet ist, welche durch parallel zu den Rohrreihen verlaufende Trennwände 25 luftdicht gegeneinander abgeschlossen sind. Während die Teilkammer 24 a für die von der Kühlluft zuerst beaufschlagte Rohrreihe 1 a ohne Zwischenschaltung einer Drosseleinrichtung über einen Absaugestutzen 26 a an eine Hauptabsaugeleitung 27 angeschlossen ist, sind die Teilkammern 24b, 24c über gesonderte Absaugestutzen 26 b, 26 c ebenfalls an die Hauptabsaugeleitung 27 angeschlossen, wobei jedoch in die Absaugestutzen 26 b, 26 c jeweils eine Drosseleinrichtung 28 a, 28 b geschaltet ist. Für den vorliegenden Fall, in dem die Rippenrohre der einzelnen Rohrreihen 1 a, 1 b, 1 c gleiche Abmessungen und gleich große wärmetauschende Oberflächen aufweisen, ist diese Anordnung deshalb getroffen, um einerseits dadurch, daß eine Drosselvorrichtung für den Absaugestutzen 26a nicht vorgesehen ist, das gesamte zur Verfügung stehende Druckgefälle zum Ansaugen von größeren Dampfmengen auszunutzen, andererseits aber das Vakuum für die Teilkammern 24b, 24c durch Drosselung derart zu vermindern, daß in sämtlichen Rohrreihen l a, 1 b, 1 c die Kondensation in geringem Abstand von den in den Kondensatsammelraum mündenden Rohrenden beendet ist. Dabei kann es sich in manchen Fällen empfehlen, das Temperaturgefälle zwischen Dampfeintrittstemperatur und mittlerer Kühllufttemperatur im Bereich der Teilkammer 24 in ein direkt proportionales Verhältnis zu der Bemessung des Unterdrucks zu setzen.F i g. 3 shows a in FIG. 2 shown element on an enlarged scale and shows that the tubes of the tube rows 1 a, 1 b, 1 c are provided with ribs 23 , which for the sake of clarity in FIG. 1 and 2 are omitted. The embodiment of the element according to FIG. 3 is sufficient, for example, in cases in which extreme temperature conditions are not to be expected. In these cases it may be sufficient to adjust the negative pressure for the first row of tubes 1 a and / or the steam distribution on the first row of tubes to the temperature gradient available between the steam inlet temperature and the cooling air temperature so that condensation in all rows of tubes is sufficient ends at a small distance from the pipe ends opening into the associated sub-chambers. For this purpose, the negative pressure generated in the air suction line 6 or in the sub-chambers 4 a by regulating z. B. changed a steam jet pump and adapted to the respective temperature conditions. In the case of the capacitor element in FIG. 4, three rows of tubes 1 a, 1 b, 1 c arranged parallel one behind the other in the flow direction x are also provided, but in this case each row of tubes is assigned a special sub-chamber 24 a, 24 b, 24 c for collecting the condensate, which through parallel to the rows of pipes extending partition walls 25 are hermetically sealed against each other. While the sub-chamber 24 a for the pipe row 1 a, which is first acted upon by the cooling air, is connected to a main suction line 27 via a suction nozzle 26 a without the interposition of a throttle device, the sub-chambers 24 b, 24 c are also connected to the main suction line via separate suction nozzles 26 b, 26 c 27 connected, but a throttle device 28 a, 28 b is connected in each of the suction ports 26 b, 26 c. For the present case, in which the finned tubes of the individual rows of tubes 1 a, 1 b, 1 c have the same dimensions and the same size heat-exchanging surfaces, this arrangement is made in order, on the one hand, by the fact that a throttle device is not provided for the suction nozzle 26a, to use the entire available pressure gradient for sucking in larger amounts of steam, but on the other hand to reduce the vacuum for the sub-chambers 24b, 24c by throttling in such a way that condensation occurs in all rows of tubes l a, 1 b, 1 c at a small distance from the Condensate collecting chamber opening pipe ends is ended. In some cases, it may be advisable to set the temperature gradient between the steam inlet temperature and the mean cooling air temperature in the area of the partial chamber 24 in a directly proportional relationship to the dimensioning of the negative pressure.

Im Boden der Teilkammern 24 a, 24 b, 24 c sind jeweils Ablaufstutzen 29a, 29b, 29c z. B. durch Schweißen befestigt, durch die das Kondensat einer gemeinsamen Ableitung 30 zugeführt wird. Dabei sind die Ablaufstutzen 29 so lang ausgebildet, daß in jedem Fall die hierdurch erreichte Steighöhe zum Ausgleich des Druckunterschiedes zwischen den Teilkammern 24 ausreicht.In the bottom of the sub-chambers 24 a, 24 b, 24 c each drain nozzle 29 a, 29 b, 29 c z. B. fastened by welding, through which the condensate is fed to a common discharge line 30. The drainage nozzles 29 are made so long that in any case the height of rise achieved in this way is sufficient to compensate for the pressure difference between the sub-chambers 24.

Selbstverständlich erübrigt sich bei der Verwendung eines Elementes nach F i g. 4 die Anordnung von zusätzlichen Dephlegmatorelementen, da für jede der Rohrreihen eine Trennung der bei der Kondensation des Dampfes anfallenden flüssigen und gasförmigen Bestandteile innerhalb der Teilkammern 24 erfolgt und eine Mitführung von Restdampf durch die Anpassung des Unterdrucks für die einzelnen Teilkammern an das jeweils zur Verfügung stehende Temperaturgefälle verhindert wird.Of course, there is no need to use an element according to FIG. 4 the arrangement of additional dephlegmator elements, since for each the rows of tubes a separation of the liquid resulting from the condensation of the steam and gaseous constituents takes place within the sub-chambers 24 and entrainment of residual steam by adjusting the negative pressure for the individual sub-chambers the temperature gradient available in each case is prevented.

In F i g. 5 ist eine andere Ausführungsform eines Elementes dargestellt, welches ebenfalls aus parallel hintereinanderliegenden Rohrreihen 1 a, 1 b, 1 c besteht, welche analog zu F i g. 4 jeweils an durch Zwischenwände 31 getrennte Teilkammern 32 a, 32b, 32 c angeschlossen sind. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist hier die Anordnung so getroffen, daß jede der Teilkammern 32 mit einer besonderen Luftabsaugeleitung 33a, 33b, 33c verbunden ist. An die Luftabsaugeleitung 33 können entweder voneinander unabhängige und für sich allein regelbare Luftabsaugevorrichtungen angeschlossen sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Luftabsaugeleitungen 33 a, 33 b, 33 c an eine gemeinsame Luftabsaugevorrichtung angeschlossen sind, wobei zumindest in die Absaugeleitungen der Teilkammern für die in Strömungsrichtung der Kühlluft hinteren Rohrreihen jedoch einzeln regelbare Drosselvorrichtungen eingeschaltet werden müßten, wie dies in dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 für die Absaugestutzen 26 b, 26 c vorgesehen ist.In Fig. 5 another embodiment of an element is shown, which also consists of rows of tubes 1 a, 1 b, 1 c lying parallel one behind the other, which analogously to FIG. 4 are each connected to sub-chambers 32 a, 32 b, 32 c separated by partition walls 31. In contrast to the previous exemplary embodiments, the arrangement here is such that each of the sub-chambers 32 is connected to a special air suction line 33 a, 33 b, 33 c. Air suction devices which are independent of one another and which can be controlled individually can be connected to the air suction line 33. Another possibility is that the air suction lines 33 a, 33 b, 33 c are connected to a common air suction device, but individually controllable throttle devices would have to be switched on at least in the suction lines of the sub-chambers for the rear rows of pipes in the flow direction of the cooling air, as shown in FIG the embodiment according to FIG. 4 is provided for the suction nozzle 26 b, 26 c.

Die Teilkammern 32 a, 32 b, 32 c sind über besondere Ablaufrohre 34 a, 34 b, 34 c an eine gemeinsame Kondensatsammelleitung 35 angeschlossen, wobei die Ablaufrohre 34 jeweils wiederum eine solche Steighöhe aufweisen, daß das Druckgefälle zwischen den einzelnen Rohrreihen ausgeglichen wird und das Kondensat frei in die Sammelleitung 35 abfließen kann.The sub-chambers 32 a, 32 b, 32 c are connected to a common condensate collecting line 35 via special drain pipes 34 a, 34 b, 34 c, the drain pipes 34 each having such a rise that the pressure gradient between the individual rows of pipes is compensated and the condensate can flow freely into the collecting line 35.

Claims

Claims: 1. Surface condenser cooled by a forced air flow, in which at least two rows of approximately parallel and spaced condenser tubes are arranged one behind the other in the direction of flow of the cooling air, connected in parallel to a common steam distribution chamber and connected to a condenser collecting space, thereby ge - indicates that the condensate collecting space (4) is divided into at least two mutually sealed sub-chambers (z. B. 4 a, 4 b ) in the direction of flow of the cooling air, to each of which at least one of the rows of tubes (1 a, l b, I c) is connected and that the negative pressure in the sub-chambers (e.g. 4 a, 4 b) following one another in the flow direction (x) of the cooling air decreases from sub-chamber to sub-chamber and, as a result, the steam distribution to the rows of tubes (1 a, 1 b, 1 c) in such a way on the respectively available temperature gradient between Steam inlet temperature and cooling air temperature is matched that the condensation. ends in all rows of tubes (1 a, 1 b, 1 c) at a small distance from the tube ends opening into the associated subchamber (e.g. 4 a, 4 b).

2. Surface condenser according to claim 1, characterized in that for each sub-chamber (32a, 32b, 32c) a special air suction line (33 a, 33 b, 33 c) and a condensate drain (34a, 34b, 34c, 35) arranged separately from this are provided.

3. Surface capacitor according to claim 2, characterized in that a separate, individually controllable air suction device is provided for each air suction line (33 a, 33 b, 33 c).

4. Surface capacitor according to claim 1 or 2, characterized in that the air suction lines (26a, 26b, 26c) of all sub-chambers (24 a, 24 b, 24 c) of a capacitor element are connected to a common air suction device, but at least in the suction lines ( 26b, 26c) of the further subchambers (24b, 24c) provided in the flow direction (x) of the cooling air behind the first subchamber (24a), individually controllable throttle devices (28a, 28b) are switched on.

5. Surface capacitor according to claim 1, characterized in that that at least the foremost partial chamber (4a) in the direction of flow (x) of the cooling air each with a condensate and air suction line (8 or 6) is connected, while for discharging both the condensate and the steam-air mixture from the in Direction of flow of the cooling air downstream sub-chambers (4b) only one line is provided, which is connected to a downstream dephlegmator (11) and to a condensate collecting line (10) is connected.

6. Surface capacitor according to claim 1 or one of the following, characterized in that each of the sub-chambers (e.g. 24a, 24b, 24e) leading away condensate drains (z. B. 29 a, 29 b, 29 c) above the Confluence with the common condensate collecting line (e.g. 30) at least. one the pressure difference between the individual sub-chambers corresponding rise height. Documents considered: German Patent No. 329 360; Austrian U.S. Patent No. 90,653; U.S. Patent No. 1908 463.