DE19521622A1

DE19521622A1 - Horizontal tube condenser for vapours

Info

Publication number: DE19521622A1
Application number: DE1995121622
Authority: DE
Inventors: Horst Mueller
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1996-12-19
Anticipated expiration: 2015-06-15
Also published as: DE19521622C2

Abstract

Process for the condensation of steam, esp. vapours, bypassing them through externally cooled tubes arranged in horizontal bundles. The special feature of these tubes is that their bores are reduced in the direction of flow. Also claimed is the design of the condenser.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kondensieren von Dämpfen, insbesondere Brüden, bei dem die Kondensation der Dämpfe indirekt an den Innenflächen einer Vielzahl von außen mit einer kühleren Flüssigkeit gekühlten Rohren aus einem wärmeleitenden Material erfolgt.The invention relates to a method for condensing Vapors, especially vapors, in which the condensation of the Vapors indirectly on the inner surfaces of a variety of pipes cooled outside with a cooler liquid a thermally conductive material.

Aus der DE 40 32 120 A1 ist ein Kondensator, insbesondere Brüdenkondensator, bekannt, bei dem staubbeladene Dämpfe in einem Kondensator kondensiert werden, dessen Geradrohrwärmetauscher senkrecht angeordnet ist. Die zu kondensierenden Dämpfe werden unterhalb des Geradrohrwärmetauschers zugeführt, so daß der aufsteigende Dampfin die Rohre des Geradrohrwärmetauschers eingeleitet und kondensiert wird und der zugeführte Dampf durch das abtropfende Kondensat gewaschen wird. Dadurch werden größere Verunreinigungen von den Kühlflächen abgehalten, so daß kleinere Verunreinigungen an der Innenseite der Rohre des Geradrohrwärmetauschers durch das entstehende Kondensat abgespült werden können.DE 40 32 120 A1 describes a capacitor, in particular Vapor condenser, known in which dust-laden vapors in a condenser, the Straight tube heat exchanger is arranged vertically. The too condensing vapors are below the Straight tube heat exchanger supplied so that the ascending Steam is introduced into the tubes of the straight tube heat exchanger and is condensed and the steam supplied by the dripping condensate is washed. This will larger impurities kept from the cooling surfaces, so that minor contamination on the inside of the pipes of the straight tube heat exchanger due to the resulting condensate can be rinsed off.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem auch der Betrieb eines Kondensators mit Feststoff beladenen Dämpfen mit horizontaler Anordnung der Rohre möglich ist. It is the object of the present invention Specify the procedure with which the operation of a Condenser with vapors loaded with solids horizontal arrangement of the pipes is possible.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei horizontaler Anordnung der Rohre der Strömungsquerschnitt vom Dampfeintritt der Rohre zum Kondensataustritt der Rohre hin verkleinert wird.This object is achieved in that at horizontal Arrangement of the pipes of the flow cross section from Steam entry of the pipes towards the condensate outlet of the pipes is reduced.

Damit wird erreicht, daß in dem Rohrbereich, in dem infolge von Kondensatbildung Ablagerung von Feststoffen aus dem Dampf erfolgen kann, eine so hohe Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird, daß fit dem Kondensat Feststoffe sicher ausgetragen werden.This ensures that in the pipe area in which as a result of condensate formation of solids from the Steam can take place, such a high flow rate is achieved that the condensate solids safely be carried out.

Vorzugsweise erfolgt die Querschnittsverkleinerung stetig.The cross-section is preferably reduced continuously.

Die Erfindung richtet sich auch auf einen Kondensator für kondensierbare Dämpfe, insbesondere Brüdenkondensator, mit mindestens einer Gruppe von eine mit einer Kühlflüssigkeit beaufschlagbare Kühlkammer durchsetzenden Geradrohren, die sich von einer Eintrittskammer zu einer Austrittskammer hin erstrecken.The invention is also directed to a capacitor for condensable vapors, in particular vapor condenser, with at least one group of one with a coolant actinable cooling chamber penetrating straight tubes that from an entry chamber to an exit chamber extend.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß sich die Geradrohre horizontal zwischen einer Dampfeintrittskammer und einer Kondensataustrittskammer erstrecken und jedes Geradrohr zwischen Dampfeintritt und Kondensataustritt mindestens eine Querschnittsverkleinerung aufweist.According to the invention it is provided that the straight tubes horizontally between a steam inlet chamber and one Extend the condensate outlet chamber and each straight tube at least between steam inlet and condensate outlet has a cross-sectional reduction.

Zu einer besonders kompakten Bauweise gelangt man, wenn zwei Gruppen von gegenläufig angeordneten Geradrohren vorgesehen sind, die beide dieselbe Kühlkammer durchsetzen derart, daß an jedem Ende der Kühlkammer eine Eintrittskammer für die eine Gruppe von Geradrohren und zwischen dieser Eintrittskammer und der Kühlkammer eine Austrittskammer für die Rohre der anderen Gruppe angeordnet ist, und daß die der einen Eintrittskammer zugeordneten Geradrohre die benachbarte Austrittskammer der anderen Geradrohre durchsetzen. You get a particularly compact design if two groups of opposite straight pipes are provided, which both pass through the same cooling chamber such that one at each end of the cooling chamber Entry chamber for a group of straight tubes and between this inlet chamber and the cooling chamber one Outlet chamber arranged for the tubes of the other group and that the one associated with an entry chamber Straight tubes the neighboring outlet chamber of the other Push straight tubes through.

Weiterhin wird bevorzugt, daß die Querschnittsverkleinerung in der Kühlkammer angeordnet ist, vorzugsweise liegen die Querschnittsverkleinerungen beider Rohrgruppen in ein und derselben Vertikalebene der Kühlkammer.It is further preferred that the cross-sectional reduction is arranged in the cooling chamber, preferably the Cross-sectional reductions of both pipe groups in one and same vertical plane of the cooling chamber.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigtThe invention will now be described with reference to the accompanying figures are explained. It shows

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Brüdenkondensators mit zwei Rohrgruppen, Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through an embodiment of a vapor condenser according to the invention with two pipe groups,

Fig. 2 eine Detaildarstellung des Details A aus Fig. 1 und Fig. 2 is a detailed view of detail A from Fig. 1 and

Fig. 3 einen Teilschnitt längs der Pfeile III-III in der Fig. 1. Fig. 3 is a partial section along the arrows III-III in FIG. 1.

Der in der Fig. 1 gezeigte Brüdenkondensator 1 weist eine bis zum Niveau 2 mit einer Kühlflüssigkeit 3 gefüllte Kühlkammer 4 auf. Die Kühlflüssigkeit wird über den Stutzen 5 zugeführt und der entstehende Dampf 6 wird über den Stutzen 7 abgeführt. Es ist auch denkbar, daß die Kühlflüssigkeit nicht bis zur Verdampfung erwärmt wird, sondern vor der Dampfbildung in geeigneter Weise abgezogen wird.The vapor condenser 1 shown in Fig. 1 has a level of up to 2 filled with a cooling fluid 3 cooling chamber 4. The cooling liquid is supplied via the nozzle 5 and the resulting vapor 6 is discharged via the nozzle 7 . It is also conceivable that the cooling liquid is not heated to the point of evaporation, but is drawn off in a suitable manner before the vapor is formed.

Staubbeladener Dampf (Brüden) 8 wird über einen Stutzen 9 einer Dampfeintrittskammer 10 zugeführt. Die Dampfeintrittskammer verteilt den zu kondensierenden Dampf auf eine Vielzahl von Geradrohren 11, die die Kühlkammer 4 durchsetzen und eine Kondensataustrittskammer 12 einmünden. Aus der Kondensataustrittskammer 12 wird das Kondensat 17 über einen Stutzen 13 abgezogen. Die Rohre 11 bestehen ins Strömungsrichtung gesehen aus einem geradzylindrischen Abschnitt 14, einem Verjüngungsabschnitt 15 und einem daran anschließenden geradzylindrischen Abschnitt kleineren Durchmessers 16. Der Verjüngungsabschnitt 15 liegt - wie aus Fig. 1 ersichtlich - in der vertikalen Mittelebene der Kühlkammer 4, deren Gesamtlänge in der Fig. 1 mit L bezeichnet ist. Der anderen Kopfseite der Kühlkammer 4 ist, bezogen auf die Kondensataustrittskammer 12 außenliegend, eine weitere Dampfeintrittskammer 10′ zugeordnet. Von ihr aus erstrecken sich die Rohre 11′ zunächst durch die Kondensataustrittskammer 12 hindurch in die Kühlkammer 4 hinein bis zu einer Kondensataustrittskammer 12′, die zwischen der Kühlkammer 4 und der Dampfeintrittskammer 10 angeordnet ist und die von den Rohren 11 durchsetzt wird. Auch die Verjüngungsabschnitte 15′ der Rohre 11′ liegen in der vertikalen Mittelebene der Kühlkammer 4.Dust-laden steam (vapors) 8 is fed to a steam inlet chamber 10 via a nozzle 9 . The steam inlet chamber distributes the steam to be condensed to a plurality of straight tubes 11 which pass through the cooling chamber 4 and open into a condensate outlet chamber 12 . The condensate 17 is drawn off from the condensate outlet chamber 12 via a nozzle 13 . The tubes 11 , viewed in the direction of flow, consist of a straight cylindrical section 14 , a tapering section 15 and an adjoining straight cylindrical section 16 of smaller diameter 16 . The tapered section 15 lies - as can be seen from FIG. 1 - in the vertical central plane of the cooling chamber 4 , the total length of which is designated by L in FIG. 1. The other top of the cooling chamber 4 is, based on the condensate outlet chamber 12 on the outside, a further steam inlet chamber 10 'assigned. From it, the tubes 11 'initially extend through the condensate outlet chamber 12 into the cooling chamber 4 into a condensate outlet chamber 12 ' which is arranged between the cooling chamber 4 and the steam inlet chamber 10 and which is penetrated by the tubes 11 . The tapered portions 15 'of the tubes 11 ' are in the vertical central plane of the cooling chamber 4th

Die Außenseite der Rohre 11 und 11′ wird mit einer nicht mit Feststoffen beladenen Kühlflüssigkeit 3 beaufschlagt, so daß es nicht zu Ablagerungen auf der Rohraußenseite kommen kann, die bei Rohrbündelapparaten nur schwer abreinigbar wären. Durch die an mindestens einer Stelle erfolgende Querschnittsverkleinerung bzw. stetige Verjüngung wird in den Abschnitten 16 bzw. 16′ noch eine solche Transportgeschwindigkeit erreicht, daß sich Feststoffe in diesen Abschnitten nicht ablagern können. Bei der gezeigten Ausführungsform erfolgt nur eine Querschnittsverjüngung 15 bzw. 15′. Es ist jedoch denkbar, daß auch zwei oder mehr Querschnittsverjüngungen in Strömungsrichtung gesehen erfolgen. Es sollte jedoch dabei Sorge getragen werden, daß die Verjüngungsbereiche in der Kammer 4 liegen. Es wäre theoretisch auch eine stetige Querschnittsänderung über die gesamte Rohrlänge denkbar.The outside of the tubes 11 and 11 'is acted upon with a coolant 3 not loaded with solids, so that deposits cannot form on the outside of the tube, which would be difficult to clean in tube bundle apparatuses. Due to the reduction in cross-section or continuous tapering that takes place at at least one point, such a transport speed is achieved in sections 16 and 16 'that solids cannot deposit in these sections. In the embodiment shown, there is only a cross-sectional taper 15 or 15 '. However, it is conceivable that two or more cross-sectional tapering take place seen in the flow direction. Care should be taken, however, that the tapered areas are in chamber 4 . In theory, it would also be conceivable to change the cross-section continuously over the entire pipe length.

Die Querschnittskonfiguration der Eintrittskammern, Kühlkammer und Austrittskammern kann eine runde sein. Es ist jedoch auch denkbar, daß in Abhängigkeit von dem zu beherrschenden Druck die Gehäusewände eben gestaltet werden, so daß rechteckige oder polygonale Querschnitte möglich sind. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, liegen die Rohrachsen der Rohre 11 bzw. 11′ untergruppenweise jeweils in einer horizontalen Ebene. The cross-sectional configuration of the inlet chambers, cooling chamber and outlet chambers can be round. However, it is also conceivable that, depending on the pressure to be controlled, the housing walls are made flat, so that rectangular or polygonal cross sections are possible. As can be seen from Fig. 3, the tube axes of the tubes 11 and 11 'are sub-groups in each case in a horizontal plane.

Die nicht kondensierbaren Bestandteile der über die Stutzen 9 bzw. 9′ zugeführten Dämpfe können entweder über die Stutzen 13 bzw. 13′ mit abgezogen werden oder es werden den Kondensataustrittskammern 12 bzw. 12′ noch Abzugsstutzen 17 bzw. 17′ zugeordnet, die in der Fig. 1 durch Pfeile schematisch dargestellt sind und über die ggfl. unter Zwischenschaltung geeigneter Ventile die nicht kondensierbaren Bestandteile abgezogen werden können.The non-condensable constituents of the vapors supplied via the nozzles 9 or 9 'can either be drawn off via the nozzles 13 or 13 ' or the condensate outlet chambers 12 or 12 'are also assigned to extraction nozzles 17 or 17 ', which in the Fig. 1 are shown schematically by arrows and if necessary. with the interposition of suitable valves, the non-condensable components can be removed.

Claims

1. A method for condensing vapors, in particular vapors, in which the condensation of the vapors takes place indirectly on the inner surfaces of a large number of pipes, which are cooled from the outside with a cooler liquid, from a heat-conducting material, characterized in that the flow cross section of the steam entry occurs when the pipes are arranged horizontally the pipes are reduced towards the condensate outlet of the pipes.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cross-sectional reduction takes place continuously.

3. Condenser for condensable vapors, in particular vapor condenser, with at least one group of straight tubes penetrating a cooling chamber which can be acted upon and which extend from an inlet chamber to an outlet chamber, characterized in that the straight tubes ( 11 ; 11 ') extend horizontally between a steam inlet chamber ( 10 ; 10 ') and a condensate outlet chamber ( 12 ; 12 ') and each straight tube ( 11 ; 11 ') between the steam inlet and condensate outlet has at least one cross-sectional reduction ( 15 ; 15 ').

4. Condenser according to claim 3, characterized in that two groups ( 11 ; 11 ') of oppositely arranged straight tubes are provided, both of which enforce the same cooling chamber ( 4 ) such that at each end of the cooling chamber an entry chamber ( 10 ) for one Group ( 11 ) of straight tubes and an outlet chamber ( 12 ') for the tubes ( 11 ') of the other group is arranged between this inlet chamber ( 10 ) and the cooling chamber ( 4 ), and that the straight tubes associated with one inlet chamber ( 10 ) ( 11 ) enforce the neighboring outlet chamber ( 12 ') of the other straight pipes ( 11 ').

5. Condenser according to claim 4 or 5, characterized in that the cross-sectional reduction ( 15 ; 15 ') is arranged in the cooling chamber ( 4 ).

6. Condenser according to at least one of claims 3-5, characterized in that the cross-sectional reductions ( 15 , 15 ') of both tube groups ( 11 , 11 ') lie in one and the same vertical plane of the cooling chamber ( 4 ).

7. Capacitor according to at least one of claims 3-6, characterized in that the cross-sectional reduction ( 15 ; 15 ') is continuous.