DE1601112B2 - Einspritzkondensator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einspritzkondensator mit einer senkrecht angeordneten, als Düsenstock ausgebildeten, mit Öffnungen oder Düsen versehenen Kühlwasserverteileinrichtung, mit sich im Durchmesser verringernden hochkantigen, konzentrischen, um die Wasserverteileinrichtung angeordneten, den Düsen oder Öffnungen der Kühlwasserverteileinrichtung gegenüberliegenden Prallblechen, mit Dampfgassen und mit einer Einrichtung zum Ableiten unkondensierbarer Gase.

Es ist ein Mischkondensator (deutsche Auslegeschrift 1 234 744) bekannt, bei dem die mit Düsen besetzten, als Kühlwasserverteileinrichtung dienenden Kühlwasserzuleitungen waagerecht, d. h. senkrecht zur Dampfeinströmung angeordnet sind, wodurch der dampfseitige Widerstand erhöht und die Wärmeleistung des Kondensators herabsetzt wird.

Ferner ist ein Einspritzkondensator (deutsche Patentschrift 329 669) bekannt, bei dem das Kühlwasser auf schräge Prallflächen trifft, um danach von Wasserschalen aufgenommen zu werden und dann als langer, geschlossener Ringregen in den Kondensat-Sammelraum zu gelangen. Hierbei wird das Kühlwasser nur einer kurzen Fallzeit unterworfen. was eine größere Spanne zwischen Dampf- und Wassertemperatur zur Folge hat.

Ein anderer bekannter Mischkondensator (schweizerische Patentschrift 408 977) besitzt schließlich zwar einen Kondensierraum mit ständig in Richtung der Dampfeinströmung abnehmenden, durch die schräg verlaufenden Außenwände verursachten Querschnitt, doch sind bei dieser Ausführung in baulich sehr aufwendiger Weise zusätzliche Halterungen für die Wasserverteilerkammern, Wasserauffangschalen und Wasserverteilertaschen erforderlich, die die Dampfströmung und damit die Kondensation ungünstig beeinflussen.

Außerdem sind Mischkondensatoren (USA.-Patentschrift 2 088 124, 2 389 005) mit im Durchmesser sich verringernden, hochkantigen, um die Wasserverteileinrichtung angeordneten Prallblechen bekanntgeworden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, große Dampfmengen bei kleinen Bauvolumen der Anlage bei kleinstmöglichem Abstand zwischen Dampf- und Wassertemperatur (Grädigkeit) zu kondensieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei oder mehrere Düsenstöcke vorgesehen sind, deren Düsen derart angeordnet sind, daß für einen von oben nach unten verlaufenden Hauptdampfstrom eine mittlere, bis zum Spiegel des Kondensatsarnmelraumes reichende, von Kühlwasser freie Dampfgasse entsteht, daß die Oberflächen der Prallbleche zahlreiche, .mit Abdeckungen versehene Luftabsaugeöffnungen für die Ableitung der nicht kondensierbaren Gase aufweisen, welche über Ansaugkanäle mit einem gemeinsamen Luf.tsammelraum, der in bekannter Weise von einer Doppelwand und der Außenwand des Kondensators gebildet ist, in Verbindung stehen, und daß den Prallblechen in Richtung des einströmenden Dampfes an sich bekannte Kaskaden zur Verteilung des von den Prallblechen ablaufenden Wassers nachgeschaltet sind.

Die durch die senkrechten Düsenstöcke entsiehende, mittlere, von irgendwelchen Einbauten und von verspritztem Wasser freie und breite, ebenfalls senkrechte Dampfgussc ermöglicht es. daß der zu kondensierende Dampf mit seinem Hauptstrom ungehindert von Kühlwasserstrahlen bis in den unteren Teil des Kondensat-Sammelraumes vordringen kann, wodurch durch Umsetzen der kinetischen Energie des Dampfes in statischen Druck eine Temperaturerhöhung in dem dem Dampfeintritt entgegengesetzten Teil des Dampfraumes entsteht. Dieses zusätzlich erzeugte Temperaturniveau verbessert somit nicht nur die Wärmeübertragung, sondern erhöht

ίο auch den Grad der thermischen Entgasung. Es wird im Bereich des Wasserspiegels die Strömungsenergie (100 bis 150m/s) in statischen Druck, d.h. in eine höhere Temperatur umgewandelt, wodurch das so erzeugte höhere Temperaturniveau das bereits normal aufgeheizte Wasser, welches von den ringförmigen Prallflächen über die Kaskaden abläuft, weiter aufwärmen kann, so daß eine negative Grädigkeit ermöglicht wird und somit eine sehr intensive Entgasung erreichbar ist.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind die Düsenstöcke als sich entgegen der Dampfströmungsrichtung verjüngende kegelförmige Gebilde gestaltet, in deren Umfang, und zwar auf der der freien mittleren Dampfgasse abgewandten Seite Öffnungen oder Düsen untergebracht sind. Diese Kegelfonn ermöglicht es, dem größeren Dampfstrom im oberen Kondensatorteil mehr Strömungsquerschnitt zur Verfügung zu stellen.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin.

die senkrechten Düsenstöcke einzeln abschaltbar zu machen, um eine stete Anpassung au die Turbine bei Teillast vollziehen und Reserveaggregate (Pumpen) einsparen zu können.

Besonders zweckmäßig ist es, die einzelnen Prallbleche in Richtung des einströmenden Dampfes gesehen mit jeweils geringeren Durchmessern zu gestalten, damit von den Prallblechen herabfallendes Wasser nicht die Spritzlänge der Kühlwasserstrahlen stört bzw. beeinträchtigt. Schließlich sollen durch das erfindungsgemäße Merkmal der zusätzlichen Öffnungen in Höhe der nachgeschalteten Kaskaden die beim Auftreffen auf diese frei werdenden Luftmengen aus dem Inneren des Einspritzkondensators schnell entfernt werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Kondensatorhälfte, während

F i g. 2 einen Teillängsschnitt und

F i g. 3 eine Teilansicht und einen Teilquerschnitt durch je eine Kondensatorhälfte wiedergeben.

Nach den F i g. 1 bis 3 strömt bei 1 der aus dem Auslaßstutzen einer Dampfturbine austretende Dampf in den Kondensator 2 ein, wobei sich der Hauptstrom 3 des Dampfes in die mittlere Dampfgasse 4 bis zum Spiegel 5 des Kondensat-Sammelraumes 6 erstreckt, während die übrigen Dampf-Teilströme entsprechend den eingezeichneten Pfeilrichtungen verlaufen. Jeder der beiden senkrechten Düsenstöcke 7 ist mit Öffnungen oder Düsen 8 versehen, deren austretende Kühlwasserstrahlen 9 gegen die konzentrischen, hochkant gestellten Prallbleche 10 gerichtet sind, in deren Mitte zahlreiche, auf der Prallblechenerstreckung verteilte Luftabsaugeöffnungen Il vorgesehen sind, da dort infolge der höchsten Aufwär-

J^Ji mung der Anfall der nicht kondensierbaren Gase

:^A\*! (Luft) am stärksten ist. Diese hochkantigen Prall- ?·'■■ bleche IO haben nur eine <j.erin«e Höhe, um nur

dünne Wasserfilme zu bilden. Die Prallbleche können auch aus engmaschigem Drahtgeflecht bestehen.

Insbesondere zwischen die einzelnen Kühlwasserstrahlen 9 werden Dampf-Teilströme entsprechend den Pfeilrichtungen aus dem Dampfhauptstrom 3 eintreten und die Kondensation des Dampfes günstig beeinflussen. Die Luftabsaugeöffnungen 11 sind noch zweckmäßig mit je einer Abdeckung 12 versehen, damit Spritzwasser aus den Kühlwasserstrahlen 9 nicht unmittelbar eintreten kann. Die Luft wird über Kanäle 13 in einen Sammelraum 14 geleitet, der in bekannter Weise von einer Doppelwand 15 und der Außenwand des Kondensators 2 gebildet wird. Von dort erfolgt die Absaugung entsprechend den eingezeichneten Pfeilrichtungen.

Ferner sind erfindungsgemäß unter den einzelnen Prallblechen Kaskaden 16, 17, 18 vorgesehen, damit die Wassertropfen im freien Fall immer wieder abgebremst werden und die Verweilzeit des Kühl-, wassers beträchtlich erhöht wird, was eine größere Wärmeaufnahme zur Folge hat. Diese vorteilhafte Wirkung wird auch durch das Zerplatzen der Wassertropfen auf den Kaskadenflächen erreicht, da sich hierbei die Oberfläche der Tropfen ständig vergrößert und erneuert, was schließlich der thermischen Entgasung des Kondensats und des Umlaufwassers ebenfalls förderlich ist und eine optimale Wärmeaufnahme herbeiführt.

Zur Erzielung einer eindeutigen gerichteten Dampfströmung sind die Öffnungen 11 für die Absaugung der nicht kondensierbaren Gase in die beaufschlagte Oberfläche der Prallbleche 10 verlegt, um in den nachgeschalteten Kaskaden 56. 17, 18 ein genügendes Temperaturgefälle zu haben und eine gute Wärmeleistung zu erreichen. Auch soll in Höhe bzw. in der Nähe der Kaskaden je eine Luftabsaugung über die Öffnungen 19 und 20 vorgesehen sein, die zu einem Entlüftungsaggregat führen. Es werden also die nicht kondensierbaren Gase an Stellen hoher Kühlwasseraufwärmung abgesaugt, wodurch der Dampfanteil in diesem Dampf-Luft-Gemisch sehr hoch ist. Daher wird noch erfindungsgemäß vorgeschlagen, in die Luftabsaugeleitungen 22, die an die Öffnungen 19, 20 angeschlossen sind, einen kleinen, baulich nicht aufwendigen Oberflächenkondensator 21 einzuschalten, der als sehr wirksame Dampfpumpe arbeitet, wodurch die nicht kondensierbaren Gase verdichtet werden und das Entlüftungsaggregat entlastet wird. Ein solcher Oberflächenkondensator, der der Unterkühlung der nicht kondensierbaren Gase dient, ist zweckmäßig parallel zum Einspritzkondensator zu schalten und mit Umwälzkondensat zu betreiben.

Mit 23 ist der Einlaß des Umwälzkondensats bezeichnet, während bei 24 das Umwälzkondensat austreten kann.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der einzelnen Einbauten des Kondensators und durch deren vorgeschlagene Anordnung zueinander wird bei sehr geringem Platzbedarf eine ausgiebige und hochwertige Kondensationsleistung erzielt. Die über dem Kondensatspiegel entstehende Druckerhöhung wird zudem dazu ausgenutzt, dem von den Kaskaden abfließenden Wasser durch die infolge der Druckerhöhung erzielte höhere Temperatur noch wirksame Wärme zuzuführen, die den Gütegrad des Kondensators nochmals verbessert.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einspritzkondensator mit einer senkrecht angeordneten, als Düsenstock ausgebildeten, mit Öffnungen oder Düsen versehenen Kühlwasserverteileinrichtung, mit sich im Durchmesser verringernden hochkantigen, konzentrischen, um die Wasserverteileinrichtung angeordneten, den Düsen oder Öffnungen der Kühlwasserverteileinrichtung gegenüberliegenden Prallblechen, mit Dampfgassen und mit einer Einrichtung zum Ableiten unkondensierbarer Gase, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Düsenstöcke (7) vorgesehen sind, deren Düsen (8) derart angeordnet sind, daß für einen von oben nach unten verlaufenden Hauptdampfstrom (3) eine mittlere, bis zum Spiegel (5) des Kondensatsammelraumes (6) reichende, von Kühlwasser freie Dampfgasse (4) entsteht, daß die Oberflächen der Prallbleche (10) zahlreiche, mit Abdeckungen (12) versehene Luftabsaugeöffnungen (11) für die Ableitung der nicht kondensierbaren Gase aufweisen, welche über Ansaugekanäle (13) mit einem gemeinsamen Luftsammelraum (14), der in bekannter Weise von einer Doppelwand (15) und der Außenwand des Kondensators (2) gebildet ist, in Verbindung stehen, und daß den Prallblechen (10) in Richtung des einströmenden Dampfes an sich bekannte Kaskaden (!6, 17, 18) zur Verteilung des von den Prallblechen (10) ablaufenden Wassers nachgeschaltet sind.

2. Einspritzkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenstöcke (7) als sich entgegen der Dampfströmungsrichtung verjüngende kegelförmige Gebilde gestaltet sind, in deren Umfang, und zwar auf der der freien mittleren Dampfgasse (4) abgewandten Seite Öffnungen oder Düsen (8) untergebracht sind.

3. Einspritzkondensator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Düsenstöcke (17) einzeln abschaltbar sind.

4. Einspritzkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Prallbleche (10) in Richtung des einströmenden Dampfes gesehen, einen jeweils geringeren Durchmesser aufweisen.

5. Einspritzkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Höhe der nachgeschalteten Kaskaden (16, 17. 18) zusätzliche Öffnungen (19, 20) für die Absaugung der nicht kondensierbaren Gase vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen