DE1233419B

DE1233419B - Surface capacitor

Info

Publication number: DE1233419B
Application number: DE1960L0036115
Authority: DE
Inventors: Willfried Punger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-05-10
Filing date: 1960-05-10
Publication date: 1967-02-02

Description

Oberflächenkondensator Die Erfindung betrifft einen Oberflächenkondensator für Dampfkraftanlagen, bei dem die. größtmögliche Anzahl der Durchflutungen des inneren Mediums, insbesondere Kühlwasser, durch die Länge der zwischen zwei Rohrböden befestigten Rohre gleich vier ist oder diese Anzahl ein ganzzahliges Vielfaches von vier beträgt und bei dem Endkammern, welche sich nach außen an die Rohrböden anschließen, zur Umlenkung des inneren Mediums in getrennte Teilkammern so aufgeteilt sind, daß die eine Endkammer eine Teilkammer mehr aufweist als die andere Endkammer, bei welcher die Anzahl der Teilkammern gleich der Hälfte der größtmöglichen Anzahl der Durchflutungen des inneren Mediums ist.Surface capacitor The invention relates to a surface capacitor for steam power plants where the. largest possible number of floods of the inner medium, in particular cooling water, by the length of the between two tube sheets fastened pipes is equal to four or this number is an integral multiple of four and at the end chambers, which are outwardly to the tube sheets to divert the inner medium into separate sub-chambers are that one end chamber has one sub-chamber more than the other end chamber, in which the number of sub-chambers equals half of the largest possible number the flow of the inner medium is.

Aufgabe der Erfindung ist es, in gewissen Fällen des technischen Wärmetausches in Oberflächenkondensatoren die Austrittstemperatur, insbesondere des inneren Mediums, auch bei gleichbleibenden Mengen und Temperaturen beider in den Wärmetauscher eintretenden Medien auf einfache Weise variieren zu können. Dies gilt beispielsweise für die Oberflächenkondensatoren von solchen Dampfkraftanlagen, bei denen die aufgewandte Wärmeenergie teils zur Erzeugung von mechanischer bzw. elektrischer Leistung, teils zur Versorgung industrieller Wärmeverbraucher und teils für Heizzwecke verbraucht wird. Das zur Kondensation des entspannten Arbeitsdampfes dienende Kühlwasser wird bei solchen Wärme-Kraft-Anlagen häufig als Warmwasser für die beiden letztgenannten Zwecke weiterverwendet. Der Wärmebedarf dieser Verbraucher ist jedoch im allgemeinen täglichen und/oder jahreszeitlichen Schwankungen unterworfen. Außerdem muß es bei Verwendung des warmen Kühlwassers für Heizzwecke möglich sein, die Temperatur dieses Kühlwassers in Abhängigkeit von der Außentemperatur erhöhen bzw. herabsetzen zu können.The object of the invention is, in certain cases of technical heat exchange in surface condensers the outlet temperature, especially of the inner medium, even with constant amounts and temperatures of both entering the heat exchanger To be able to vary media in a simple way. This applies, for example, to the Surface condensers of such steam power plants, in which the expended Thermal energy partly to generate mechanical or electrical power, partly to supply industrial heat consumers and partly used for heating purposes will. The cooling water used to condense the expanded working steam is in such heat and power plants often as hot water for the latter two Purposes. The heat demand of these consumers is, however, in general subject to daily and / or seasonal fluctuations. Besides, it has to Use of the warm cooling water for heating purposes will be possible, the temperature of this Increase or decrease the cooling water depending on the outside temperature can.

Es wurde schon verschiedentlich vorgeschlagen, die Kondensationstemperatur und die Austrittstemperatur des Kühlwassers durch Veränderung der Größe der Wärmeaustauschfläche bzw. der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers zu variieren. Diese Größen können dadurch auf einfache Weise verändert werden, daß die Anzahl der Durchflutungen des Kühlwassers durch die Länge der Kondensatorrohre erhöht oder verringert wird. Letzteres läßt sich durch entsprechendes Umschalten der Strömungswege des Kühlwassers im Kondensator bewerkstelligen.It has been suggested several times, the condensation temperature and the outlet temperature of the cooling water by changing the size of the heat exchange surface or to vary the flow rate of the cooling water. These sizes can can thereby be changed in a simple manner that the number of flows through the Cooling water is increased or decreased through the length of the condenser tubes. The latter can be achieved by appropriately switching the flow paths of the cooling water in the condenser accomplish.

So ist ein Kondensator mit zwischen Rohrböden befestigten Kühlwasserrohren bekanntgeworden, bei dem an dem einen Ende zwei Endkammern für das Kühlwasser vorgesehen sind, während das andere Ende drei Endkammern mit abstellbarem Kühlwasserzu- bzw. -ablauf für die beiden äußeren Endkammern und außerdem eine abstellbare überströmleitung zwischen diesen beiden äußeren Endkammern aufweist. Um die Umstellung, dieses Kondensators von der Zweiflutigkeit auf die Vierflutigkeit des Kühlwassers und umgekehrt zu ermöglichen, sind an demjenigen Ende des Kondensators, welches zwei Endkammern enthält, ein abstellbarer Zulauf bzw. Ablauf für das Kühlwasser an jede Endkammer angeschlossen. Bei diesem Kondensator sind zur Ermöb lichung der genannten Umstellbarkeit insgesamt vier Rohranschlüsse für das Kühlwasser erforderlich, und zwar an jedem der beiden Enden des Kondensators zwei. Jeder Rohranschluß benötigt ein eigenes Absperrorgan. Darüber hinaus ist eine abstellbare überströmleitung vorzusehen, welche die Zuleitung und die Ableitung auf derjenigen Seite miteinander verbindet, die drei Endkammern aufweist. Es werden bei diesem Kondensator also insgesamt vier auf verschiedenen Seiten angeordnete Rohranschlüsse und fünf Absperrorgane benötigt.Such is a condenser with cooling water pipes fastened between pipe sheets become known, in which two end chambers are provided for the cooling water at one end are, while the other end has three end chambers with cooling water inlet and outlet that can be switched off. -Drain for the two outer end chambers and also a removable overflow line having between these two outer end chambers. To make the switch, this capacitor to enable from the double-flow to the quadruple-flow of the cooling water and vice versa, are at that end of the condenser, which contains two end chambers, a switchable Inlet or outlet for the cooling water connected to each end chamber. With this one Condenser are a total of four pipe connections to enable the above-mentioned switchability required for the cooling water, at each of the two ends of the condenser two. Each pipe connection requires its own shut-off device. In addition, is a Provide a shut-off overflow line, which the supply line and the discharge line connects to each other on the side that has three end chambers. It will in this capacitor a total of four arranged on different sides Pipe connections and five shut-off devices are required.

Weiterhin ist ein Oberflächenkondensator bekannt, bei dem die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung für das Kühlmittel auf derselben Seite, also an derselben Endkammer angeordnet sind. Dementsprechend ergibt sich bei diesem Oberflächenkondensator eine geradzahlige Durchflutungszahl. Zur Umschaltbarkeit von zweifacher auf vierfache Durchflutung oder umgekehrt sind jedoch bei der dort getroffenen Anordnung vier Absperrorgane erforderlich.Furthermore, a surface condenser is known in which the inlet port and the outlet opening for the coolant on the same side, that is to say on the same End chamber are arranged. This results in a corresponding surface capacitor an even flow rate number. To switch from double to quadruple Flooding or vice versa, however, are four in the arrangement made there Shut-off devices required.

Bei dem Oberflächenkondensator der vorliegenden Erfindung ist der Aufwand an-Rohranschlüssen und Armaturen, der zur Durchführung dieser Verdoppelung bzw. Halbierung der Anzahl der Durchflutungen benötigt wird, geringer. Dementsprechend wird die Bedienung und die Wartung dieses umstellbaren Wärmetauschers einfacher und dessen Betriebssicherheit höher. Die Erfindung besteht darin, daß an diejenige Endkammer, welche eine Teilkammer mehr aufweist, drei Leitungen zur Zu- und Abführung des inneren Mediums angeschlossen sind, von denen zwei zu den außenliegenden Endkammern führen, während die dritte Leitung an die in der Mitte liegende Teilkammer angeschlossen ist, wobei die eine der beiden außenliegenden Teilkammern unmittelbar, die andere außenliegende Teilkammer über eine mit einem Absperrorgan versehene Abzweigleitung mit der Zuleitung für das innere Medium verbunden ist und die von der in der Mitte gelegenen Teilkammer ausgehende Ableitung ebenfalls ein Absperrorgan aufweist, hinter welchem - in Strömungsrichtung gesehen - eine Verbindungsleitung zu der Abzweigleitung abzweigt und daß diese Verbindungsleitung ebenfalls mit einem Absperrorgan versehen ist.In the surface capacitor of the present invention, the Expenditure on pipe connections and fittings to carry out this duplication or halving the number of flows is required, lower. Accordingly the operation and maintenance of this convertible heat exchanger becomes easier and its operational reliability is higher. The invention consists in that to that end chamber, which has one sub-chamber more, three lines are connected to the supply and discharge of the inner medium, two of which are closed lead to the outer end chambers, while the third lead to the one in the middle lying sub-chamber is connected, one of the two outer Sub-chambers directly, the other external sub-chamber via one with one The branch line provided with shut-off devices is connected to the feed line for the inner medium and the derivative from the sub-chamber located in the middle is also has a shut-off device, behind which - seen in the direction of flow - a Connecting line branches off to the branch line and that this connecting line is also provided with a shut-off device.

Diese Anordnung gemäß der Erfindung eignet sich zwar nur für solche Oberflächenkondensatoren, bei denen die größte Anzahl der Durchflutungen entweder vier oder ein Vielfaches von vier ist. Nur dann ist es möglich, auch bei Halbierung der Durchflutungszahl das Kühlwasser an einer einzigen Endkammer zu- bzw. abzuführen. Für diese Fälle bringt aber die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung eine wesentliche Vereinfachung der zur Umschaltung der Durchflutungszahl erforderlichen Konstruktion. Im Gegensatz zu der bekannten Ausführung sind nur noch drei Rohranschlüsse erforderlich, die alle nur an einer Endkammer angebracht werden.This arrangement according to the invention is only suitable for such Surface capacitors that have the largest number of fluxes either is four or a multiple of four. Only then is it possible, even if it is halved depending on the flow rate, the cooling water is supplied or discharged at a single end chamber. For these cases, however, the arrangement according to the present invention brings one substantial simplification of the necessary to switch the flow rate Construction. In contrast to the known version, there are only three pipe connections required, all of which are only attached to one end chamber.

Die eine der beiden außenliegenden Teilkammern kann unmittelbar an die Zuleitung für das innere Medium angeschlossen werden. Die andere außenliegende Teilkammer muß über eine mit einem Absperrorgan versehene Abzweigleitung mit dieser Zuleitung verbunden werden. Die von der in der Mitte gelegenen Teilkammer ausgehende Ableitung muß ebenfalls ein Absperrorgan aufweisen. Hinter diesem Absperrorgan ist eine Verbindungsleitung zu der Abzweigleitung anzuordnen, wobei auch diese Verbindungsleitung mit einem Absperrorgan zu versehen ist.One of the two outer sub-chambers can directly the supply line for the internal medium must be connected. The other outside Partial chamber must be connected to a branch line provided with a shut-off device Supply line to be connected. The one emanating from the sub-chamber located in the middle Drainage must also have a shut-off device. Behind this shut-off device is to arrange a connecting line to the branch line, this connecting line also is to be provided with a shut-off device.

Soll das innere Medium die größtmögliche Anzahl der Durchflutungen ausführen, so werden die Absperrorgane der Abzweigleitung und der von der mittleren Teilkammer ausgehenden Abflußleitung geschlossen. Der Abfluß erfolgt dabei über die geöffnete Verbindungsleitung, die an der einen der beiden außenliegenden Teilkammern angeschlossen ist und zu einer Hauptabflußleitung führt. In diesem Fall strömt die gesamte Menge dieses Mediums durch sämtliche zwischen den verschiedenen Teilkammern verlaufenden Rohre.Should the inner medium have the greatest possible number of floods run, the shut-off devices of the branch line and that of the middle Partial chamber outgoing drain line closed. The outflow takes place via the open connection line, the one on one of the two outer sub-chambers is connected and leads to a main drain line. In this case the flows total amount of this medium through all between the various sub-chambers running pipes.

Zur Umschaltung auf die halbe Anzahl der Durchflutungen wird das Absperrorgan der Verbindungsleitung geschlossen und die Absperrorgane der Abzweigleitung und der an die mittlere Teilkammer angeschlossenen Abflußleitung geöffnet. Nun tritt jeweils etwa die Hälfte des inneren Mediums durch die beiden außenliegenden Teilkammern in den Wärmetauscher ein. Beide Teilmengen strömen von dort nach innen und vereinigen sich an dem Abfluß der mittleren Teilkammer. Sie durchlaufen also jeweils nur die Hälfte der größtmöglichen Anzahl der Durchflutungen.The shut-off device is used to switch over to half the number of flows the connecting line closed and the shut-off devices of the branch line and the drain line connected to the middle sub-chamber is opened. Now step each about half of the inner medium through the two outer sub-chambers into the heat exchanger. Both subsets flow inwards from there and unite at the drain of the middle sub-chamber. So you only go through that at a time Half of the largest possible number of floods.

Neben den Vorteilen, die durch die Verringerung der erforderlichen Anzahl an Absperrorganen und Rohranschlüssen gewonnen werden, besteht ein weiterer Vorzug des Oberflächenkondensators gemäß der Erfindung darin, daß er sich sowohl einfacher anfertigen läßt als auch leichter zu montieren ist. Beide Vereinfachungen sind dadurch begründet, daß sämtliche Zu- und Ableitungen für das innere Medium an nur eine Endkammer angeschlossen sind. Für die gegenüberliegende Endkammer kann daher im Normalfall ein einfacher Kesselboden vorgesehen werden, der mit den Trennwänden zur Erzeugung der Teilkammern versehen ist. Der Ein- und Ausbau dieses Kesselbodens läßt sich durchführen, ohne daß hierzu irgendwelche Rohranschlüsse gespannt oder gelöst zu werden brauchen. Die bei Reparaturen, Reinigungen oder Revisionen eines derartigen Wärmetauschers erforderlichen Montagearbeiten können also bei Anwendung der Anordnung gemäß der Erfindung dadurch auf ein Mindestmaß verringert werden, daß der Ein- und Ausbau über diesen Kesselboden vorgenommen wird.Besides the benefits obtained by reducing the required Number of shut-off devices and pipe connections are obtained, there is another Advantage of the surface capacitor according to the invention that it is both is easier to manufacture and easier to assemble. Both simplifications are justified by the fact that all supply and discharge lines for the inner medium are connected to only one end chamber. For the opposite end chamber can Therefore, in the normal case, a simple boiler bottom should be provided with the partition walls is provided for generating the sub-chambers. The installation and removal of this boiler base can be carried out without tensioning any pipe connections or need to be resolved. Those involved in repairs, cleaning or overhauls of a assembly work of this type required for a heat exchanger can therefore be used the arrangement according to the invention are thereby reduced to a minimum, that the installation and removal is carried out via this boiler bottom.

In der Zeichnung ist ein 4- bzw. 8flutiger Oberflächenkondensator gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing is a 4- or 8-flow surface capacitor shown schematically according to the invention.

Die zur Zuführung des inneren Mediums vorgesehene Leitung 41 und die Abzweigleitung 42 sind an die gemeinsame Hauptzuleitung 4 angeschlossen. The line 41 provided for supplying the inner medium and the branch line 42 are connected to the common main supply line 4.

Der Zu- und Abfluß des inneren Mediums erfolgt über die Endkammer 1, die eine Teilkammer 3 mehr aufweist. An der gegenüberliegenden Endkammer 2 sind keine Rohranschlüsse angebracht.The inflow and outflow of the inner medium takes place via the end chamber 1, which has one sub-chamber 3 more. No pipe connections are attached to the opposite end chamber 2.

Bei der Umschaltung von der vollen Anzahl auf die halbe Anzahl der Durchflutungen werden die Absperrorgane 45 und 55 der Abzweigleitung 42 und der an die mittlere Teilkammer 33 angeschlossenen Abflußleitung 5 geöffnet, während das Absperrorgan 65 der Verbindungsleitung 6 geschlossen wird. Jetzt strömt jeweils etwa die Hälfte der Menge des inneren Mediums von den beiden äußeren Teilkammern 31, 35 zu der mittleren Teilkammer 33 und von dort zu der Abflußleitung 5.When switching from the full number to half the number of flows, the shut-off elements 45 and 55 of the branch line 42 and the drain line 5 connected to the middle sub-chamber 33 are opened, while the shut-off element 65 of the connecting line 6 is closed. About half the amount of the inner medium now flows from the two outer sub-chambers 31, 35 to the middle sub-chamber 33 and from there to the drainage line 5.

Soll das innere Medium die größtmögliche Anzahl der Durchflutungen durchführen, so werden alle drei Absperrorgane 45, 55, 65 in ihre andere Endstellung gebracht. Daraufhin fließt die Gesamtmenge des inneren Mediums durch sämtliche zwischen den verschiedenen Teilkammern 3 parallelgeschalteten Rohrbündel. Sie wird dabei in sämtlichen vorhandenen Teilkammern umgelenkt.If the inner medium is to carry out the greatest possible number of floods, all three shut-off elements 45, 55, 65 are brought into their other end positions. The total amount of the inner medium then flows through all the tube bundles connected in parallel between the various sub-chambers 3. It is deflected in all existing sub-chambers.

Der gestrichelte Linienzug zeigt den Strömungsweg bei voller Durchflutungszahl und der strichpunktierte Linienzug bei halber Durchflutungszahl. Die eingezeichneten Pfeile geben jeweils die betreffenden Strömungsrichtungen an.The dashed line shows the flow path at full flow rate and the dash-dotted line at half the flow rate. The drawn Arrows indicate the respective flow directions.

Claims

Claim: Surface condenser for steam power plants, in which the greatest possible number of flows through the inner medium, in particular cooling water, is equal to four due to the length of the pipes fastened between two pipe sheets or this number is an integral multiple of four and in the case of the end chambers, which extend outwards connect to the tube sheets, are divided into separate sub-chambers to divert the inner medium so that one end chamber has one more sub-chamber than the other end chamber, in which the number of sub-chambers is equal to half of the largest possible number of throughflows of the inner medium, thereby characterized in that three lines (41, 42, 5) for supplying and removing the inner medium are connected to that end chamber (1) which has one more sub-chamber (3) , two of which (41, 42) to the outside End chambers lead, while the third line (5) is connected to the partial chamber (33) in the middle ssen, whereby one (31) of the two outer sub-chambers is connected directly, the other outer sub-chamber (35) is connected to the supply line (4) for the inner medium via a branch line (42) provided with a shut-off device (45), and the from the in the middle located partial chamber (33) outgoing discharge line (5) also has a shut-off element (55), behind which - seen in the direction of flow - a connecting line (6) branches off to the branch line (42), and that this connecting line also with a Shut-off element (65) is provided. Considered publications: German Patent Specifications No. 622 203, 941033; French Patent No. 587 587; U.S. Patent No. 1634903.