DE1501344A1 - Oberflaechenkondensator und Verfahren der Kuehlung in solchen - Google Patents

Description

• ffOberflächenkondensator und Verfahren der Kühlung in solchen" In Oberflächenkondensatoren werden Dämpfe verflüssigt bzw. kondensiert. Dies erfolgt in der Mehrzahl der Fälle im Vakuum, wobei die Kondenoationawärme über gekühlt* Flächen abgeleitet wird. Man ist meistens bestrebt, diese Wärmeentziehung nutzbringend zu verwerten, indem man entweder Wagner oder ein geeignetes Kühlmittel auf eine bestimmte Temperatur vorwärmt.
• Für die Gröseenbemeaaung solcher Oberflächenkondensatoren sind das Tomperaturgefälle zwischen dem zu kondensierenden Mittel bzw. dem Kühlmittel und die Wärmedurchgangszahl ausschlaggebend. Bei der Wärmedurohgangszahl sind die Wärmeübertragung den zu kondensierenden Dampfen und der Wärmedurohgang bei gegebenen Verhältnissen nahezu als konstante Faktoren anzusehen, dagegen wird die Wärmeübertragung an das Kühlmittel atark von der Ge- schwindigkeit, mit welcher das Kühlmittel an den Kühlflächen vorbeigeführt wird, beeinflusst. So ist beispielsweise nach Erfahrungswerten die Wärmedurchgangszahl bei einer Kühlmittelgeschwindigkeit von 095 m/Sek. 1500 keal/M2 ho C und bei einer Strömungegeschwindigkeit von 1 m/Sek. 2600 keal/m2 ho C.
• Um das Kühlmittel auf höhere Geschwindigkeit zu bringen, werden die Qoerflächenkondensatoren so ausgebildet, dass eine mehrmalige Umlenkung der Kühlflüssigkeit erreicht wird. Aus praktischen bzw. konstruktiven Gründen kann man jedoch das Kühlmittel nicht beliebig oft umlenken, ausserdem würde dadurch ein zu hoher Druckverlust entstehen, so dase man sich in vielen Fällen mit Geschwindigkeiten im Bereich von 0.5m/Sek.-zufrieden geben muss.
• Wenn das Kühlmittel verunreinigt ist, dann lagern sich diese Verunreinigungen bevorzugt an den Uklenkstellen ab, erhöhen dadurch den Druckverlust und können schlieselieh zu laufenden Betriebsstörungen Anla8a geben.
• Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntniap daso in einen Oberflächenkondensator ohne mehrmalige Umlenkung den KI1hImittele eine höhere Geschwindigkeit als bisher dadurch erreicht wird, wenn'das Kühlmittel vielfach über die Kühlfläche im Kreislauf in Umlauf gehalten wird.
• Zu diesem Zweck ist ein Kreislauf des Kühlmittels durch eine ausserhalb des Kondensators liegende Überbrückungeleitung oder eine solche im Inneren des Kondeneators zweckmäaeig zentral angeordnete Leitung vorzugsweise durch eine Pumpe oder nach dem Prinzip des Druckgasflüssigkeitshebung unter Zuhilfenahme von Luft oder anderen geeigneten Gasen vorgesehen.
• Die beiliegende Zeichnung zeigt im Schema die Ausbildung und die Arbeitsweise eines solchen Oberflächenkondensators.
• Der Kondensator besteht aus dem zylinderischen Mantel 1 mit den Rohrplatten 2 und 21, in welche die hohr 3 für die Durchführung des Kühlmittels bzw. als Kühlfläche eingewalzt sind.
• In dem Mantel sitzen der Einlaßstutzen 4 für den zu kondensiere.uden Dampf und der Ablaßatutzen 5 des Kondensates. 6 ist ein Stutzen zur Entlüftung des Kondensationeraumee.
• Die Rohrplatte 2 ist durch das zylinderische Oberteil 8 mit dem Stutzen 7 zur Zuführung des Kühlmittels abgedeckt.
• Die untere Rohrplatte 21 ist durch das konische Unterteil 9 abgeschlossen, von welchem die Umwälzleitung 10 zu dem an Oberteil 8 befindlichen Rückeinlaß 110 führt. Der Stutzen 11 oben in der Umwälzleitung 11 dient zum Auslaß des Kühlmittels bzw. zum Überlauf entsprechend dem Zulaß durch den Einlaßstutzen 7.
• Durch die Umwälzleitung 10 und den -ttUeleinlaß 110 wird dabei das Kühlmittelvolumen des Kondensators im Kreislauf durch die Kühlrohre mehrfach umgewälzt.
• Im unteren Teil der Umwälzleitung 10 ist die Druckgaszuführung 13 vorgesehen, durch welche Luft oder ein anderes geeignetes Gas zugeführt wirdp wenn das Umwälzen des Kühlmittels nach dem Prinzip der Druckgasflüssigkeitsgebung durchgeführt wird. Das Gas oder die Luft söndert sich in dem oberen Raum des entsprechend ausgebildeten Oberteils 8 ab und wird durch die Gasabführung 14 abgegeben. Das Prallblech 140 dient dabei zum AbschBiden von Flüssigkeitetropfen.
• Vorzugsweise ist an der Gaaabführung 14 eine Vakuumquelle angeschlossen, so daso im oberen Raum des Oberteils 8 Vakuum aufrechterhalten wird.
• Zum Umwälzen des Kühlmittele im Kreislauf durch Umpumpen ist die Propellerpumpe 12 vorgesehen. Die Pumpe 12 sitzt aussen auf dem blinden oberen Ansqtz 15 der Umwälzleitung. Durch die StopfbUchse 120 ist die Propellerachse 123 bis in die Umwälzleitung reichend eingeführt. Wenn man das Kühlinittel mit der Pumpe 12 im Umlauf hält, kann man aber auch in dem Oberteil 8 ein Vakuum zur Entlastung der Stopfbuchse von dem Kühlmittel aufrechterhalten.
• Man verbindet dann den Ansatz 15, durch welchen die Pumpenwelle geführt wird, mit der Leitung 16 mit dem Oberteil 8. Wird nun durch die Leitung 14 entlüftet, dann entsteht in dem Raum 8 ein Vakuum, das sich über die Leitung 16 in den Ansatz 15 fortpflanzt, so daso die Stopfbuchse mit dem Kühlmittel nicht in Berührung kommen kann.
• Die Umwälzpumpe kann man aber auch an einer anderen Stelle der Umwälzleitung 10 z.B. im unteren Teil einbauen und dabei beliebige Arten von Umlaufpumpen verwenden.
• Weiterhin kann man die Umwälzleitung im Inneren des Kondensators zentral anordnen.
• An Hand eines Ausführungebeispieles soll der Vorteil eines solchen Oberflächenkondensators gezeigt werden. Bei normaler Ausführung eines Oberflächenkondensators würde bei vierfacher Umlenkung der Kühlflüssigkeit eine .Geschwindigkeit vorkd.5m/Sek. erreicht. Die Temperaturdifferenz zwischen Dampfeintritt und Flüssigkeitsaustritt beträgt 10 0 und die Aufwärmung des Kühlmittels 8 0 ; es ist dann die logarithmische Wemperaturdifferenz 13950. «wie Wärmedurchgangszahl ist 1500,'so dass je qm Kühlfläche 20200 Kalorien übertragen werden.
• Bei einem achtfachen Umlauf der Kühlflüssigkeit im inneren Kreislauf nach der Erfindung wird eine Geschwindigkeit von 1 m/Sek. ohne Umlenkung erreicht. Die Wärmedurchgangszahl ist hierbei 2600 Kalorien.
• Das mittlere Temperaturgefälle zwischen Kühlmittel und dem Dampf ist 10,5 0 9 so dass je qm Kühlfläche 27400 Kalorien übertragen werden. Dies bedeutet eine Einsparung an Kühlfläche von 26 %. Durch diese verminderte Kühlfläehe wird gleichzeitig entsprechend dem achtfachen Umsatz die Geschwindigkeit in den Rohren auf 1,35 m/Sek. erhöht.. wodurch-die Wärmedurchgangszahl auf 3050 Kalorien ansteigt. Damit können jedoch 32000 Kalorien je qm Kühlfläche übertragen werden, entsprechend einer effektiven Einsparung von 36 % an Kühlfläche gegenüber der normalen Kondensatorausführung.

Claims (1)

1. n s p r ü c h e 1.) Verfahren zur Kühlung von Oberflächenkondensatoren zur Abführung und Gewinnung der Kondensationswärme, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das durchlaufende Kühlmittel über eine Überbrükkungeleitung in einem inneren Kreislauf mehrfach über die Kühlfläche geführt wird. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k.e n n z e i c h n e t dass mit einem mehrfachen Zwangsumlauf des Kühlmittels über die Kühlflächen durch angetriebenen Pumpen oder durch Druckgasflüssigkeitsbewegung in dem Kreislauf gearbeitet wird. 3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass in einem Raum oberhalb des Rücklaufes des im Kreislauf in die Küh--Lrohre verlaufenden Kühlmittels Unterdruck aufrechterhalten wird. 4.) Oberflächenkondensator zur Ausführung der Arbeitsweise nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass der Zufluss und der Abfluss des Kühlmittels über die Kühlflächen durch eine Umwälzleitung überbrückt ist. 5.) Auaführungeform nach Anspruch 4, d a d u r c h 4 k 4 n n 4 e 1 0 h n 4 t daso in.einer aufsteigenden Um*lzung 10 eine Druckgansuführung 13 und in den Oberteil 8 oberhalb des Rüokeinlanneal10 der Um«listeitung 10 auf die Kühlfläohen 2 eine Gasabführuni 14 angeordnet ist. 6.) Ausführungsform nach Anspruch 4, d a d u r o h g o k o a a z o i o h n o t dann in der Umälzleitung 19,eine angetrieben* ?»pe 12 angeordnet ist. 7.) Ausführungsform nach Anspruch 6, d a d u r c h g o k 9 n n z e i c h n e t daso in einem nach oben gehenden blinden Verlängerungeansatz 15 der Umwälzleitung 10 die stopfbuchsenartige Einführung 120 der in die Umwälzleitung 10 reichenden Pipellerachse 123.angeordnet ist. 8.) Ausführungeform nach Änspruch 7, d a d u r c h g o k e n n z e i o h n e t daes der Verlängerungeannatz 15 mit einer Leitung 16 mit dem Oberteil 8 verbunden ist. 9.) Aueführungsform nach Anspruch 5 oder 89 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass die Gasabführung 14 des Oberteiles 8 mit einer Vakuumquelle verbunden ist. 10.) Ausführungsform nach Anspruch 4 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass die Umwälzleitung im Inneren des Kondensators angeordnet ist.