DE1948073C

DE1948073C - Water-cooled surface condenser

Info

Publication number: DE1948073C
Application number: DE19691948073
Authority: DE
Inventors: Rudolf Zurich Sonnenmoser Alois Neuenhof Huber, (Schweiz)
Original assignee: Aktiengesellschaft Brown Boven & Cie , Baden (Schweiz)
Priority date: 1969-08-29
Filing date: 1969-09-23
Publication date: 1973-05-24

Description

3030th

Die Erfindung betrifft einen wassergekühlten Oberflächenkondensator mit mehreren gleichen Teilbündeln, deren jedes in jeweils drei dampfseitig nacheinander durchströmte Bereiche aufgeteilt ist, mit zwisehen den einzelnen Bereichen rohrfreien Druckausgleichszonen, wobei der zuerst durchströmte Bereich als Hauptkondensationsteil, der danach durchströmte Bereich als Nachkondensationsteil und der zuletzt durchströmte Bereich als Luftkühler ausgelegt ist, und wobei Absaugevorrichtungen für das restliche Dampf-Luft-Gemisch vorgesehen sind.The invention relates to a water-cooled surface condenser with several identical sub-bundles, each of which in three successive stages on the steam side flow through areas is divided, with between the individual areas pipe-free pressure compensation zones, the area through which the flow passed first as the main condensation part, which flowed through afterwards Area is designed as a post-condensation part and the area through which the air flows through as an air cooler, and suction devices are provided for the remaining steam-air mixture.

Der Einfachheit halber wird hier nur von Wasserdampf und Luft gesprochen, doch sind darunter alle kondensierbaren Dämpfe bzw. nicht-kondensierbaren Gase zu verstehen.For the sake of simplicity, only water vapor and air are spoken of here, but they include all of them to understand condensable vapors or non-condensable gases.

Es ist ein aus gleichen Teilbündeln bestehender, wassergekühlter Oberflächenkondensator beschrieben worden, bei welchem die Kühlrohre jedes Teilbündels zu einem Hauptkondensationsteil, einem Nachkondensationsteil und einem Luftkühler gruppiert sind. Die Aufteilung ist dabei derart vorgenommen, daß vor dem Nachkondensationsteil ein Luftpartialdruck von annähernd 0,001 und hinter dem Nachkondensationsteil ein Luftparualdruck von annähernd 0,01 des Gesamtdnickes herrscht.A water-cooled surface condenser consisting of the same sub-bundles is described been, in which the cooling tubes of each sub-bundle to a main condensation part, a Post-condensation part and an air cooler are grouped. The division is made in such a way that that before the post-condensation part an air partial pressure of approximately 0.001 and behind the The post-condensation section has an air pressure equal to approximately 0.01 of the total thickness.

Diese Aufteilung der Teilbündel ist vor allem bei der Kondensation großer Dampfmengen von Bedeutung. Gerade bei Großkondensatoren ist es aber schwierig, überall die gleichen Strömungs- und Ab-Saugeverhältnisse zu erzielen. So können sich im Kondensationsraum Gebiete mit höherem Luftpartialdruck im verbleibenden Dampf-Luft-Gemisch ausbilden, deren örtliche Lage nicht im voraus bestimmbar ist. Kühlrohre, die von diesem mit Luft angereicherten Gemisch umgeben sind, gehen als Kondensationsfläche fast restlos verloren, wodurch die Lfri;lung des Kondensators herabgesetzt wird.This division of the sub-bundles is particularly important in the case of the condensation of large amounts of steam. With large capacitors in particular, however, it is difficult to have the same flow and suction conditions everywhere to achieve. For example, areas with higher air partial pressure can be found in the condensation space form in the remaining steam-air mixture, the location of which cannot be determined in advance is. Cooling pipes that are surrounded by this air-enriched mixture act as a condensation surface almost completely lost, whereby the cooling of the condenser is reduced.

Hinzu kommt noch, daß der angestrebte Luftpartialdruck von 0,01 hinter dem Nachkondensationsteil sich bei konstanter Absaugung nur für die Auslegungslast einhalten läßt. Bei Unterschreitung dieser Last stellt sich der zugrundegelegte Luftpartialdruck schon im Nachkondensationsteil ein und bewirkt wegen der dadurch bedingten Vakuumverrchlechterung einen Mehrverbrauch an Brennstoff. Bei Überschreitung der Auslegungslast tritt der angestrebte Luftpartialdurck erst im Luftkühler auf, was eine Vergrößerung der Wasserverluste bewirkt, weil der Luftkühlungsvorgang ungenügend und daher das abgesaugte Gemisch zu dampfreich ist.In addition, the desired partial air pressure of 0.01 behind the post-condensation section can only be maintained for the design load with constant suction. When falling below this Load, the underlying air partial pressure is already set in the post-condensation section and causes it because of the resulting deterioration in vacuum an increased consumption of fuel. If the design load is exceeded, the intended one occurs Luftpartialdurck only in the air cooler, which causes an increase in water losses because of the The air cooling process is insufficient and the extracted mixture is therefore too rich in steam.

Es liegt die Aufgabe vor, auch bei wechselnder Belastung der Kondensators den festgelegten Luftpartialdruck zwischen dem Nachkondensationsteil und dem Luftkühler einzuhalten und die Ausbildung stagnierender Bereiche mit erhöhtem Luftpartialdruck zu vermeiden.The task at hand is to maintain the specified air partial pressure even with changing loads on the condenser to be observed between the post-condensation section and the air cooler and the training Avoid stagnant areas with increased air partial pressure.

Diese Aufgabe wird bei einem Oberflächenkondensator der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Teilbündel durch senkrech; zu den Kühlrohren angeordnete, über den ganz.η Querschnitt des Te^:'.bündels verlaufertde SchottwänA-in annähernd gleiche Kammern unterteilt ist, und da:, in jeder Kammer zwischen Nachkondensationsi.■·.-. und Luftkühler eine mit Blenden versehene Trenn wand vorgesehen ist.This object is achieved according to the invention in a surface capacitor of the type specified at the outset in that each sub-bundle is separated by perpendicular; arranged to the cooling tubes over the cross section of the ganz.η ^Te: is' divided .bündels verlaufertde SchottwänA-in chambers approximately equal, and since :, in each chamber between Nachkondensationsi. ■ · .-. and air cooler a partition provided with screens is provided.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß i't.r Nachkondensationsteil und der Luftkühler, unabhängig von der jeweiligen Belastung der Anlage, ent sprechend ihren konstruktiven Auslegungen optirmi ausgenützt werden und somit der Kondensator mi ι bestem Wirkungsgrad arbeitet.The advantage of the invention is that the post-condensation section and the air cooler are independent on the respective load on the system, in accordance with its constructive designs optirmi be used and thus the capacitor works with the best efficiency.

Eine vorteilhafte Ausbildung ergibt sich dadurch daß mindestens zwei Kammern üu<ch einen gemeinsamen Absaugekanal mit der Absaugevorrichtunsi verbunden sind.An advantageous embodiment results from the fact that at least two chambers have a common one Suction channel are connected to the suction device.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele de· Erfindung dargestellt. Es zeigtExemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows

F i g. I ein Teilbündel eines Kondensators mit herausgebrochenen Teilen in Schrägrißdarstellung.F i g. I part bundle of a capacitor with broken out Parts in an oblique view.

F i g. 2 und 3 zwei Ausbildungen des Luftkühlers mit dem daran anschließenden Absaugekanal in grö ßerem Maßstabe.F i g. 2 and 3 two designs of the air cooler with the adjoining suction duct in size larger scale.

Fig. 1 zeigt einen Oberflächenkondensator, der aus dem Hauptkondensationsteil 1 (der durch die punktierte Fläche nur teilweise veranschaulicht und durch das einzelne Kühlrohr 13 verdeutlicht ist), dem Nachkondensationsteil 2 (von dem das Kühlrohr 14 eingezeichnet ist) und dem Luftkühler 3 aufgebaut ist. Durch Einsetzen der durchgehenden Schottwände 5, die senkrecht zu den Kühlrohren 13 angeordnet sind, denen sie gleichzeitig als Stützfläche dienen, ergibt sich eine Unterteilung des Kondensationsraumes in mehrere Kammern 10.Fig. 1 shows a surface capacitor which from the main condensation part 1 (which is only partially illustrated by the dotted area and is illustrated by the individual cooling pipe 13), the post-condensation part 2 (of which the cooling pipe 14 is shown) and the air cooler 3 is built. By inserting the continuous bulkheads 5, which are arranged perpendicular to the cooling tubes 13, which they at the same time as a support surface serve, there is a subdivision of the condensation space into several chambers 10.

An den Hauptkondensationsteil 1 schließt der Nachkondensationsteil 2 an, zwischen denen zum Druckausgleich der Kaum 12 von Kühlrohren freigelassen ist. An den Nachkondensationsteil 2 schließt der Luftkühler 3 an, wobei wieder zum Druckausgleich der Raum 11 zwischen ihnen freigelassen ist. Ferner ist, in Strömungsrichtung des Dampf-Luft-Gemisches gesehen, vor dem Luftkühler3 eine Trennwand 7 angeordnet, die mit Blenden 9 versehen ist.To the main condensation part 1, the post-condensation part 2 connects, between which for Pressure equalization of the barely 12 of cooling tubes is released. The post-condensation section 2 closes the air cooler 3 on, the space 11 between them again being left free for pressure equalization. Furthermore, seen in the direction of flow of the steam-air mixture, there is a partition in front of the air cooler3 7 arranged, which is provided with diaphragms 9.

Durch den Einbau einer solchen Drosselstelle wird erreicht, daß die auf jeden Fall notwendige Differenz zwischen den Dtticken um Anfang und um Ende desBy installing such a throttle point it is achieved that the difference that is necessary in any case between the thicknesses at the beginning and at the end of the

Kondensationsvorganges vorweigend in den Blenden abgebaut wird. Auf diese Weise wird der für diese Stelle festgelegte Luftpartialdruck auch bei schwankender Belastung des Kondensators eingehalten, so daß seine Leistung optimal bleibt und erhöhte Verluste an Wasserdampf vermieden werden. Durch eine zweckentsprechende Anordnung der Bicnden läßt sich aber auch die Strömung des Dampf-Luft-Gemisches im Nachkondensationsteil und im Luftkühler beein*¹ 'ssen, wodurch die Ausbildung %'on Toträumen \ ·. lindert werden kann.Condensation process is mainly reduced in the diaphragms. In this way, the air partial pressure set for this point is maintained even when the load on the condenser fluctuates, so that its performance remains optimal and increased losses of water vapor are avoided. By a suitably appropriate arrangement of the Bicnden but also the flow can be of the steam-air mixture in the Nachkondensationsteil and striking in the air cooler * ¹ 'SEN, whereby the training%' on dead spaces \ ·. can be alleviated.

Jeder Luftkühler einer Kammer 10 ist an eine Absaugevorrichtung, beispielsweise eine Wasserstrahlpumpe, angeschlossen, zu der nach F i g. 1 ein für alle Kammern gemeinsamer Absaugekanal 4 führt. Es wäre auch denkbar, jeder Kammer einen eigenen Absaugekanal oder sogar deren mehrere zuzuordnen. Die Unterteilung des Kondensationsraumes ist deshalb wichtig, ν. Λ\ dadurch in jeder Kammer, unbeeinflußt von den Vorgängen in den benachbarten Kammern, eine geordnete Dampfströmung gesichert ist und störende Längsströmungen unterbunden werden, wobei in Richtung der Strömung — vom Eintritt an der Peripherie des Hauptkondensationsteils bis zum Austritt aus dem Luftkühler — die Konzentration der Luft bzw. deren Partialdruck ständig zunimmt. Dadurch ist die Möglichkeit geboten, das nach dem Durchströmen des Luftkühlers verbleibende Dampf-Luft-Gemisch an den Stellen des höchsten auftretenden Luftpartialdruckes gezielt abzusaugen. Each air cooler in a chamber 10 is connected to a suction device, for example a water jet pump, to which, according to FIG. 1 a suction channel 4 common to all chambers leads. It would also be conceivable to assign each chamber its own suction channel or even several of them. The subdivision of the condensation space is therefore important, ν. Λ \ characterized in each chamber, unaffected by the processes in the adjacent chambers, an orderly flow of steam is ensured and unwanted longitudinal currents are suppressed, in the direction of flow - from the entrance to the periphery of the main condensing part to the outlet of the air cooler - the concentration of the Air or its partial pressure is constantly increasing. This offers the possibility of specifically sucking off the steam-air mixture remaining after flowing through the air cooler at the points of the highest occurring partial air pressure.

Sollte die Austrittsfläche aus dem Luftkühler einer Kammer für eine gleichmäßige Absaugung des Dampf-Luft-Gemisches noch zu groß sein, so kann zwischen dem Luftkühler 3 und dem Absaugekanal 4 eine mit Durchlässen 6 versehene Abschlußwand 8 angeordnet werden. In diesem Falle ist es jedoch notwendig-, die Strömung im Luftkühler zwangsweise zu führen, um die Ausbildung einerseits von bevorzugten Strömungswegen zwischen den Blenden und den Durchlässen, andererseits von Toträumen oder ungenügend durchströmten Bereichen zu verhindern. In den F i g. 2 und 3 sind zwei derartige Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Should the exit surface from the air cooler be a chamber for an even suction of the If the steam-air mixture is still too large, between the air cooler 3 and the suction duct 4 an end wall 8 provided with passages 6 can be arranged. In this case, however, it is necessary- to lead the flow in the air cooler forcibly to the training on the one hand of preferred Flow paths between the diaphragms and the passages, on the other hand of dead spaces or insufficient to prevent flowed-through areas. In the F i g. 2 and 3, two such exemplary embodiments are illustrated.

Nach Fig.2 ist in den Luftkühler3, parallel zu dessen Kühlrohren 15, ein Leitblech 16 eingebaut. Die Blende9 in der Trennwand? zwischen Nachkondensationsteil 2 und Luftkühler 3, und der Durchlaß 6 in der Abschlußwand 8 zwischen Luftkühler 3 und Absaugekanal 4 sind de-irt angeordnet, daß das Dampf-Luft-Gemisch auf seinen Strömungswegen um das Leitblech herum alle Kühlrohre mit zumindest annähernd gleicher Geschwindigkeit umspült, was die beste Ausnützung der vorhandenen Kühlfläche ergibt S.lbstverständlich können in jeder einen Teil des Kondensators bildenden Kammer auch mehrere Blenden und mehrere Durchlässe vorgesehen sein.According to Fig.2 is in the air cooler3, parallel to its cooling tubes 15, a baffle plate 16 installed. The cover 9 in the partition? between the post-condensation section 2 and air cooler 3, and the passage 6 in the end wall 8 between air cooler 3 and suction duct 4 are arranged de-irt that the steam-air mixture on its flow paths around the baffle around all cooling pipes at least approximately the same speed washes around what the The best use of the available cooling surface results in S. Of course, a part of the Condenser forming chamber also several diaphragms and several passages can be provided.

Die Ausführung nach F i g. 3 zeigt, wie durch diametral gegenüberliegende Blende 9 und Durchlaß 6 eine nahezu gleichmäßige Umströmung aller Kühlrohre 15 erreicht werden kann. Auch hier sind durch die Wahl mehrerer Blenden und Durchlässe und durch deren zweckentsprechende Anordnung verschiedene Varianten möglich.The embodiment according to FIG. 3 shows how through diametrically opposite diaphragm 9 and passage 6 an almost uniform flow around all cooling tubes 15 can be achieved. Also here are through the choice of several diaphragms and passages and different due to their appropriate arrangement Variants possible.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Water-cooled surface condenser with several equal sub-bundles, each of which is divided into three areas flowed through one after the other on the steam side, with between the individual areas pipe-free pressure equalization zones, the first flow through as Main condensation section, the area through which the flow passes as a post-condensation section and the last flow-through area designed as an air cooler Lt, and with suction devices for the rest Steam-air mixture are provided, characterized in that each sub-bundle by arranged perpendicular to the cooling tubes (13) over the entire cross section of the Partial bundle extending bulkheads (5) is divided into approximately equal chambers (10), and that in each chamber (10) between the post-condensation part (2) and air cooler (3) one with screens (9) provided partition (7) is provided.

2. Surface capacitor according to claim 1, characterized in that at least two Chambers (10) connected to the suction device by a common suction channel (4) are.