DE19817972A1 - Luftgekühlter Oberflächenkondensator - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen luftgekühlten Oberflächenkondensator mit geneigt angeordneten kondensatorisch geschalteten Kühlrohren und mindestens einem dephlegmatorisch geschalteten Kühlrohr (11). Vom unteren Ende (12) erstreckt sich eine Kondensatableitung (13) in das Dephlegmatorrohr (11) nach oben. Hierdurch werden der nach oben strömende Dampf (D) und das nach unten ablaufende Kondensat (K) im Bereich des Eintritts des Dephlegmatorrohrs (11) getrennt. Demzufolge werden die Reibkräfte zwischen Dampf (D) und Kondensat (K) vermindert. Hierdurch kann die Gefahr eines Kondensatstaus im Dephlegmatorrohr (11) wesentlich reduziert werden. Vorteilhafterweise besitzt die Kondensatableitung (13) an ihrem unteren Ende (16) eine in die Dampfverteiler- sowie Kondensatsammelkammer (6) hineinragenden nasenartig ausgebildeten Ablauf (17).

Description

Die Erfindung betrifft einen luftgekühlten Oberflächen­ kondensator gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Die Verwendung von Luft zur Kondensation von Turbinen­ dampf ist eine bewährte und häufig genutzte Praxis. Bei der direkten Luftkondensation wird der Turbinendampf in parallel geschalteten Rippenrohr-Elementen kondensiert und das Kondensat in den Speisewasserkreislauf zurückge­ führt. Die Rippenrohr-Elemente stehen innenseitig unter Vakuum, wobei die nicht kondensierbaren Gase abgesaugt werden. Der Kühlluftstrom wird im allgemeinen mittels Ventilatoren erzeugt, seltener durch natürliche Belüf­ tung.

Die Oberflächenkondensatoren sind typischerweise in einer sogenannten Dachbauweise (A-Anordnung) mit schräg ange­ ordneten Kühlrohren ausgeführt. Hierbei bilden die Kühl­ rohre die Schenkel eines Dreiecks, an dessen Basis die Ventilatoren angeordnet sind. Die Kühlrohre sind in der Regel gruppen- bzw. reihenweise zusammengefasst. Hierbei sind häufig kondensatorisch und dephlegmatorisch betrie­ bene Kühlrohre gekoppelt.

Bei den kondensatorisch betriebenen Kühlrohren (Konden­ satorrohre) strömt das Kondensat in Richtung des durch die Kühlrohre geführten Dampfs (Parallelstromkondensa­ tor), wohingegen bei den dephlegmatorisch betriebenen Kühlrohren (Dephlegmatorrohre) das Kondensat im Gegen­ strom zum Dampf abfließt (Gegenstromkondensator). Die de­ phlegmatorisch betriebenen Kühlrohre dienen insbesondere dazu, der Einfriergefahr entgegenzuwirken.

Die Kombination von Parallelstromkondensator und Gegenstromkondensator gehört beispielsweise durch die DE- PS 1 188 629 zum Stand der Technik.

Dabei werden den Kondensatorrohren Dephlegmatorrohre nachgeschaltet. Diese sind gleichzeitig gruppenweise in Kühlsektoren derart unterteilt, dass in den Wintermonaten bei Teillastbeaufschlagung und unter dem Gefrierpunkt liegenden Außentemperaturen mindestens ein Teil der kon­ densatorisch geschalteten Gruppen luftseitig abgeschaltet werden können, um den Dampf überwiegend in den dephlegma­ torisch geschalteten Gruppen niederzuschlagen. Die Gegen­ stromkondensatoren haben zwar gegenüber den Parallel­ stromkondensatoren den schlechteren Wirkungsgrad, sie be­ sitzen aber den Vorteil, dass sie wegen der ständigen Be­ rührung des nach unten ablaufenden Kondensats mit dem aufwärts strömenden Dampf auch bei Teillastbeaufschlagung nicht einfrieren.

Das sogenannte Kondensationsende des Dampfs liegt dann im Gegenstromkondensator, wodurch insgesamt eine Unterküh­ lung des Kondensats vermieden wird. Man regelt dabei durch Abschalten einzelner Kühlsektoren oder durch Verän­ derung des Kühlluftstroms.

Aus der DE 28 45 181 A1 geht ein Oberflächenkondensator hervor, bei dem ein Teil der Kühlrohre eine innere Trenn­ wand aufweist. Hierdurch werden im Kühlrohr zwei Kanäle gebildet, von denen einer zur Durchführung des Dampfs und Ablauf des Kondensats dient und der andere zur Absaugung von Luft und anderen nicht kondensierbaren Bestandteilen.

Durch den Prospekt der Firma Hamon "Vacuum Steam Air Condenser - The H.S. Integrated System" zählt ferner die Anordnung von Kondensatorrohren und Dephlegmatorrohren in einem Rohrbündel zum Stand der Technik. Hierbei sind die Kondensatorrohre in den ersten Rohrreihen und die De­ phlegmatorrohre in einer luftseitig nachgeschalteten Rohrreihe angeordnet.

In den Dephlegmatorrohren strömt der Dampf von unten ein und wird im Gegenstrom zum nach unten hin ablaufenden Kondensat niedergeschlagen. Wie bereits erwähnt, hat dies für den Betrieb den Vorteil, dass dann das Kondensat durch den Dampf immer auf ungefähr der Gleichgewichtstem­ peratur gehalten wird und daher eine Unterkühlung und eine Einfriergefahr vermieden wird.

Im praktischen Betrieb hat diese Aufteilung jedoch den Nachteil, dass insbesondere bei langen Dephlegmatorroh­ ren, welche wirtschaftliche Vorteile haben, wegen der großen Menge des in jedem Dephlegmatorrohr kondensierba­ ren Dampfs die Dampfgeschwindigkeit sehr groß wird. Hier­ durch wird der Kondensatablauf behindert. Es kann dann zu einem Kondensatstau oder "Verschlucken" der Dephlegmator­ rohre kommen. Dieses Verschlucken tritt ein, wenn die Dampfgeschwindigkeiten beim Eintritt in die Dephlegmator­ rohre so groß sind, dass sie das im Gegenstrom abströ­ mende Kondensat schirm- oder pufferartig aufhalten bzw. unter Umständen das Kondensat nach oben drücken. Es bil­ det sich dann ein Wasserpfropfen aus, der nach Über­ schreiten einer Maximalbeladung schwallartig nach unten abläuft. Hierdurch wird die Kondensationsleistung eines Oberflächenkondensators beeinträchtigt. Insbesondere führt das Verschlucken zu einem hohen Druckverlust und zu Druckschwankungen im Oberflächenkondensator mit Leistungseinbußen.

Es hat sich gezeigt, dass am Rohreintritt der Dephlegma­ torrohre die schwierigsten Betriebsverhältnisse vorlie­ gen. Hier strömen Dampf und Kondensat einander entgegen. Am Rohreintritt ist auch die engste Stelle mit höchster Dampf- und höchster Kondensatgeschwindigkeit. Darüber­ hinaus ist am Rohreintritt die Gasströmung wegen des Übergangs in die Dephlegmatorrohre mit der damit verbun­ denen Strömungseinschnürung gestört. Hierdurch wird der Einfluss der Reibung auf das ablaufende Kondensat erhöht und die Tendenz zum Aufstau verstärkt. Weiter oben im De­ phlegmatorrohr vergleichmäßigt sich die Dampfgeschwindig­ keit und nimmt ab. Demzufolge nimmt auch der Reibwider­ stand ab.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, die Wärmeübertragung in den Dephlegma­ torrohren eines Oberflächenkondensators zu verbessern und die Gefahr eines Kondensatstaus zu verringern, so dass eine gleichmäßige Beaufschlagung der Dephlegmatorrohre erreicht wird und der Gesamtwirkungsgrad eines Oberflä­ chenkondensators gesteigert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Danach wird in das bzw. jedes Dephlegmatorrohr eine Kon­ densatableitung angeordnet, welche sich vom unteren Ende her nach oben erstreckt.

Kerngedanke der Erfindung bildet die Maßnahme, am Ein­ tritt der Dephlegmatorrohre die Phasen Dampf und Konden­ sat voneinander zu trennen. Auf diese Weise wird eine ge­ genseitige nachteilige Beeinflussung der beiden Phasen vermieden. Insbesondere können die Reibkräfte zwischen Dampf und Kondensat deutlich vermindert werden. Hierdurch wird die Staugeschwindigkeit, das ist die Dampfeintritts­ geschwindigkeit, bei der sich das Kondensat aufzustauen beginnt, deutlich heraufgesetzt. In Abhängigkeit von der Länge der Kondensatableitungen kann ein Kondensatstau bzw. das Verschlucken vollständig verhindert werden.

Der Querschnitt und die Geometrie einer Kondensatablei­ tung wird in Abstimmung auf die jeweilige Querschnitts­ geometrie und die Abmessungen eines Dephlegmatorrohrs ausgelegt. Die Länge einer Kondensatableitung ist zweck­ mäßigerweise maximal halb so lang wie ein Dephlegmator­ rohr. In der Praxis kann die Kondensatableitung aber auch deutlich kürzer als die Hälfte der Dephlegmatorrohrlänge sein, weil die höchsten Schubkräfte zwischen Dampf und Kondensat im unteren Bereich eines Dephlegmatorrohrs auf­ treten. Vorzugsweise liegt die Länge der Kondensatablei­ tung dann zwischen 100 mm und 500 mm.

Nach den Merkmalen des Anspruchs 2 weist die Kondensatab­ leitung an ihrem unteren Ende einen in die Dampfvertei­ ler- sowie Kondensatsammelkammer hineinragenden Ablauf auf.

Vorzugsweise ist der Kondensatablauf nasenartig ausgebil­ det und nach unten so in die Dampfverteiler- sowie Kon­ densatsammelkammer hin gerichtet, dass das Kondensat un­ gestört von der Dampfströmung am Eintritt eines Dephleg­ matorrohrs ablaufen kann. Der Kondensataustritt wird da­ mit in einen Bereich der Dampfverteiler- sowie Kondensat­ sammelkammer verlagert, an dem gegenüber den Dampfge­ schwindigkeiten am Rohreintritt nur kleine Dampfgeschwin­ digkeiten herrschen.

Die Querschnittsgeometrie eines Ablaufs kann in Anpassung an die jeweilige Geometrie einer Kondensatableitung un­ terschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise rund, rechteckig oder dreieckförmig. Der Ablauf ist so ausge­ legt, dass das Kondensat abgeschirmt gegenüber dem Dampf ablaufen kann.

Da das Kondensat bei allen geneigt angeordneten Dephleg­ matorrohren entlang der unteren Längsseite eines Dephleg­ matorrohrs abfließt, ist nach den Merkmalen des Anspruchs 3 vorgesehen, dass auch die Kondensatableitung auf der unteren Längsseite eines Dephlegmatorrohrs angeordnet ist. Beim Ablauf nach unten tritt das Kondensat in die Kondensatableitung ein und läuft getrennt von dem nach oben strömenden Dampf. Auf diese Weise ist das Kondensat dem Reibeinfluss des Dampfes wirksam entzogen.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 umfasst die Konden­ satableitung wenigstens ein in das Dephlegmatorrohr ein­ gegliedertes Rohr.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, insbesondere für den Einsatz bei ovalen oder rechteckförmigen Dephleg­ matorrohren besteht nach den Merkmalen des Anspruchs 5 darin, die Kondensatableitung durch zwei unterschiedlich lange Rohre zu bilden, von denen das kürzere Rohr unter­ halb des längeren Rohrs angeordnet ist.

Die beiden Rohre sind miteinander zu einem Rohrpaar ver­ bunden. Hierzu können sie auf unterschiedlichste Weise gefügt sein, beispielsweise mittels Schweißen, Löten oder Klammern.

Vorzugsweise besitzt das obere Rohr eine Länge, die in etwa der halben Länge eines Dephlegmatorrrohrs ent­ spricht. Die Durchmesser von oberem Rohr und unterem Rohr können gleich oder unterschiedlich groß bemessen sein.

Das kürzere untere Rohr liegt im unteren Längenabschnitt am Dephlegmatorrohr an, das obere Rohr erstreckt sich weiter nach oben und kommt ebenfalls am Dephlegmatorrohr zur Anlage. Das aus dem oberen Bereich eines Dephlegma­ torrohrs stammende Kondensat fließt dann durch das obere Rohr ab. Über das untere Rohr wird das aus dem unteren Bereich des Dephlegmatorrohrs stammende Kondensat abge­ leitet. In dem Bereich zwischen der Eintrittsöffnung des oberen Rohrs und des unteren Rohrs läuft das Kondensat in dem Spalt unter dem oberen Rohr an der Wand des Dephleg­ matorrohrs ab. Hier ist es gegen die Reibung der Dampf­ strömung weitgehend geschützt. Das Kondensat gelangt auf dem Weg abwärts in das untere Rohr und wird abgeführt.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des allgemeinen Erfindungsgedankens besteht gemäß Anspruch 6 darin, die Kondensatleitung durch eine in das Dephlegmatorrohr ein­ gegliederte Trennwand auszubilden. Diese Ausführungsform bringt insbesondere beim Einsatz in runden Dephlegmator­ rohren Vorteile mit sich. Die Konstruktion ist einfach und kostengünstig. Auch die Montage ist rationell durch­ führbar.

Zweckmäßigerweise sind in der Trennwand über die Länge verteilt Ausnehmungen für den Übertritt von Kondensat vorgesehen, wie dies Anspruch 7 vorsieht. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Ableitung des Kondensats gewähr­ leistet. Die Ausnehmungen können beispielsweise durch Bohrungen oder Stanzöffnungen gebildet sein.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kondensatableitung im Dephlegmatorrohr führt insgesamt zu einer Verbesserung der Wärmeübertragung in den Dephlegmatorrohren eines Oberflächenkondensators. Eine nachteilige gegenseitige Beeinflussung des nach oben strömenden Dampfs und des nach unten abfließenden Kondensats wird vermieden. Die Gefahr eines Kondensatstaus in den Dephlegmatorrohren wird verringert. Es kann eine gleichmäßige Beaufschlagung der Dephlegmatorrohre erreicht werden mit einer Erhöhung der Kondensationsleistung. Die Gefahr von Druckverlusten bzw. Druckschwankungen und deren nachteilige Auswirkungen auf den Turbinenbetrieb wird erheblich verringert.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrie­ ben. Es zeigen:

Fig. 1 in isometrischer Darstellungsweise einen Oberflächenkondensator mit einer Kombination von Parallelstromkondensatoren und Gegen­ stromkondensatoren;

Fig. 2 im vertikalen Querschnitt einen Ausschnitt aus dem dampfverteilerseitigen Bereich eines Gegenstromkondensators;

Fig. 3 im Schema einen vertikalen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines luftgekühl­ ten Oberflächenkondensators;

Fig. 4 im vertikalen Längsschnitt einen Ausschnitt aus einem Dephlegmatorrohr mit der Darstel­ lung des dampfeintrittsseitigen Endes;

Fig. 5 einen vertikalen Querschnitt durch die Dar­ stellung der Fig. 4 gemäß der Linie A-A;

Fig. 6 einen vertikalen Querschnitt durch das untere Ende einer weiteren Ausführungsform eines De­ phlegmatorrohrs;

Fig. 7 einen vertikalen Längsschnitt durch das un­ tere Ende eines runden Dephlegmatorrohrs;

Fig. 8 einen vertikalen Querschnitt durch die Fig. 7 entlang der Linie B-B;

Fig. 9 die Darstellung der Fig. 7 in der Drauf­ sicht;

Fig. 10a-c jeweils einen vertikalen Querschnitt durch das untere Ende eines Dephlegmatorrohrs mit der Darstellung von drei weiteren Ausbildun­ gen einer Kondensatableitung und

Fig. 11a-c drei alternative Ausbildungsmöglichkeiten des Ablaufs einer Kondensatableitung.

Fig. 1 zeigt in isometrischer Darstellungsweise einen luftgekühlten Oberflächenkondensator 1. Üblicherweise sind innerhalb einer Anlage mehrere Oberflächenkondensa­ toren 1 nebeneinander angeordnet, wobei jeder Oberflä­ chenkondensator 1 parallel mit Abdampf beaufschlagt wird.

Ein typischer Oberflächenkondensator 1 besteht aus drei Gruppen G1, G2, G3 von Rippenrohr-Elementen 2, welche kondensatorisch geschaltet sind (Parallelstromkondensa­ toren) und einer Gruppe G4 mit Rippenrohr-Elementen 3, welche dephlegmatorisch geschaltet ist (Gegenstromkonden­ sator). Unterhalb der Rippenrohr-Elemente 2, 3 befinden sich Ventilatoren 4, welche den Kühlluftstrom erzeugen.

Von einer Turbine gelangt Abdampf D über die Verteiler­ leitung 5 zu den kondensatorisch geschalteten Rippenrohr- Elementen 2. In den Rippenrohr-Elementen 2 strömt der Ab­ dampf von der Verteilerleitung 5 aus abwärts (Pfeilrichtung PF1) und kondensiert hierbei. Am unteren Ende der Rippenrohr-Elemente 2 ist eine Kondensatsammel­ leitung 6 angeordnet. In die Kondensatsammelleitung 6 ge­ langt auch der noch nicht kondensierte Abdampf. Dieser wird über die Kondensatsammelleitung 6 zu den dephlegma­ torisch geschalteten Rippenrohr-Elementen 3 transportiert und von unten in die Dephlegmatorrohre eingeleitet (Pfeilrichtung PF2). Der aufströmende Abdampf wird hier gegen das abfließende Kondensat (Pfeilrichtung PF3) ge­ führt. Die Kondensatsammelleitung 6 fungiert damit auch als Dampfverteilerkammer für Dephlegmatorrohre. Sie wird daher im folgenden einheitlich als Dampfverteiler- sowie Kondensatsammelkammer 6 bezeichnet.

Am oberen Ende der Rippenrohr-Elemente 3 befindet sich ein Gassammler 7. Die nicht kondensierbaren Gase treten in den Gassammler 7 ein und werden über die Rohrleitung 8 abgeführt.

Das gesamte in den kondensatorisch und in den dephlegma­ torisch geschalteten Rippenrohr-Elementen 2 bzw. 3 an­ fallende Kondensat wird in der Dampfverteiler- sowie Kon­ densatsammelkammer 6 gesammelt und über die Rohrleitung 9 zu einem Kondensatsammeltank 10 geleitet. Von hier aus gelangt das Kondensat wieder in den Speisewasserkreis­ lauf.

Die Fig. 2 zeigt im vertikalen Querschnitt einen Aus­ schnitt aus dem unteren Bereich des Gegenstromkondensa­ tors gemäß der Fig. 1. Man erkennt die Dampfverteiler- und Kondensammelkammer 6 mit zwei einmündenden, außensei­ tig berippten Dephlegmatorrohren 11.

Vom unteren Ende 12 her erstreckt sich eine Kondensatab­ leitung 13 in den Dephlegmatorrohren 11 nach oben. Hier­ durch wird die Kondensatströmung im Dephlegmatorrohr 11 kanalisiert und dem Einfluss des aufwärts strömenden Dampfs D entzogen.

Die Kondensatableitung 13 besteht aus einem Rohr 14, wel­ ches auf der unteren Längsseite 15 des Dephlegmatorrohrs 11 angeordnet ist. An ihrem unteren Ende 16 weist die Kondensatableitung 13 einen in die Dampfverteiler- sowie Kondensatsammelkammer 6 hineinragenden, vertikal nach un­ ten gebogenen nasenartigen Ablauf 17 auf.

Über den Ablauf 17 wird das Kondensat K in einen Bereich der Dampfverteiler- sowie Kondensatsammelkammer 6 gelei­ tet, in dem die Dampfgeschwindigkeiten geringer als am Eintritt in die Dephlegmatorrohre 11 und dementsprechend die Strömungen weniger turbulent sind. Der Dampfeintritt in das Dephlegmatorrohr 11 und der Kondensataustritt aus dem Dephlegmatorrohr 11 sind durch die Kondensatableitung 13 voneinander getrennt.

Der in der Fig. 3 im Schema veranschaulichte luftge­ kühlte Oberflächenkondensator 18 ist Bestandteil einer Wärmetauscheranlage. Diese dient der Kondensation von Dampf, der z. B. in einem Kraftwerk anfällt.

Der Oberflächenkondensator 18 besitzt zwei zueinander A-förmig angeordnete Gruppen G5, G6 mit parallel zueinander liegenden berippten Kühlrohren 19, 20. Die Kühlrohre 19, 20 werden von unten mit Kühlluft L angeströmt.

Die Kühlrohre 19 sind kondensatorisch geschaltet (Konden­ satorrohre), wohingegen die Kühlrohre 20 dephlegmatorisch geschaltet sind (Dephlegmatorrohre).

Die Kondensatorrohre 19 erstrecken sich zwischen einer oberen Dampfverteilerkammer 21 und einer unten liegenden Kondensatsammelkammer 22, welche zugleich die Dampfver­ teilerkammer für die Dephlegmatorrohre 20 ist.

Mit ihren oberen Enden 23 münden die Dephlegmatorrohre 20 in eine gegenüber der Dampfverteilerkammer 21 abgedich­ tete Austrittskammer 24. Diese ist über eine Verbindungs­ leitung 25 an eine Gasabführung 26 angeschlossen.

Von einer Turbine gelangt Dampf D über die Dampfvertei­ lerkammer 21 zu den Kondensatorrohren 19. In den Konden­ satorrohren 19 strömt der Dampf von der Dampfvertei­ lerkammer 21 aus abwärts (Pfeil D1) und kondensiert hier­ bei. Das Kondensat K tritt am unteren Ende 27 der Konden­ satorrohre 19 in die Dampfverteiler- sowie Kondensatsam­ melkammern 22 ein (Pfeile K1).

In die Dampfverteiler- sowie Kondensatsammelkammer 22 ge­ langt auch der noch nicht kondensierte Dampf. Dieser wird hier umgelenkt und tritt von unten in die Dephlegmator­ rohre 20 ein (Pfeil D2). Der Dampf steigt in den Dephleg­ matorrohren 20 auf und kondensiert infolge der ständigen Wärmeabgabe. Das Kondensat läuft dann dem aufwärts strö­ menden Dampf entgegen nach unten ab.

Über die Austrittskammer 24, die Verbindungsleitung 25 und die Gasabführung 26 wird die anfallende Luft und an­ dere nicht kondensierbare Gasbestandteile über ein hier nicht dargestelltes Vakuumsystem abgesaugt.

Das gesamte in den Kondensatorrohren 19 und in den De­ phlegmatorrohren 20 anfallende Kondensat K wird in den Dampfverteiler- sowie Kondensatsammelkammern 22 gesammelt und über Rohrleitungen 28 einem Kondensatsammeltank zuge­ führt. Von hier aus gelangt das Kondensat K wieder in den Speisewassserkreislauf.

In den Dephlegmatorrohren 20 erstreckt sich eine Konden­ satableitung 29 vom unteren Ende 30 her nach oben. Über die Kondensatableitung 29 kann das anfallende Kondensat K getrennt vom aufwärts strömenden Dampf D ablaufen. Auch hier besteht die Kondensatableitung 29 aus einem Rohr 31 an der unteren Längsseite 32 des Dephlegmatorrohrs 20. Mit ihrem am unteren Ende 33 angeordneten Ablauf 34 ragt die Kondensatableitung in die Dampfverteiler- sowie Kon­ densatsammelkammer 22 hinein. Der Ablauf 34 ist vertikal nach unten abgebogen. Das Kondenat K tritt über den Ab­ lauf 34 ohne nachteilige Beeinflussung durch den im De­ phlegmatorrohr 20 nach oben strömenden Dampf D aus.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein ovales Dephlegmatorrohr 35 mit einer Kondensatableitung 36, welche durch zwei unter­ schiedlich lange Rohre 37, 38 gebildet ist. Das kürzere Rohr 37 ist unterhalb des längeren Rohrs 38 angeordnet und liegt auf der unteren Längsseite 39 des Dephlegmator­ rohrs 35 an. Das Rohr 38 erstreckt sich weiter nach oben, bis es ebenfalls an der Längsseite 39 des Dephlegmator­ rohrs 35 zur Anlage gelangt.

Über das Rohr 38 wird das aus dem oberen Längenabschnitt des Dephlegmatorrohrs 35 stammende Kondensat abgeleitet.

Durch das Rohr 37 gelangt das aus dem unteren Längenab­ schnitt des Dephlegmatorrohrs 35 stammende Kondensat in die Dampfverteiler- und Kondensatsammelkammer 22 (vgl. Fig. 3). Zwischen dem Eintritt 40 von Rohr 38 und dem Eintritt 41 von Rohr 37 fließt das Kondensat in dem unterhalb des Rohrs 38 ausgebildeten Spalt 42. Hier ist es weitgehend gegen die Reibung des aufwärts strömenden Dampfs geschützt.

An ihren unteren Enden 43, 44 sind die Rohre 37, 38 nach unten abgebogen und ragen in die hier nicht dargestellte Dampfverteiler- und Kondensatsammelkammer hinein. Auf diese Weise wird ein Ablauf 45, 46 für das Kondensat K gebildet, welcher aus dem Bereich der Eintrittsöffnung 47 des Dephlegmatorrohrs 35 verlagert ist.

Wie insbesondere die Fig. 5 erkennen läßt, sind die Durchmesser von Rohr 37 und Rohr 38 unterschiedlich groß bemessen und der Geometrie des ovalen Dephlegmatorrohrs 35 angepasst.

In der Fig. 6 ist ein rechteckförmiges Dephlegmatorrohr 48 dargestellt. Auch hier ist eine Kondensatableitung 49 vorgesehen, welche zwei übereinander angeordnete Rohre 50, 51 umfasst. Der Durchmesser der beiden Rohre 50, 51 ist gleich. Ansonsten entspricht die Ausführungsform prinzipiell derjenigen, wie sie anhand der Fig. 4 be­ schrieben ist.

Aus den Fig. 7 bis 9 erkennt man ein Dephlegmatorrohr 52 mit einer Kondensatableitung 53, welche durch eine in das Dephlegmatorrohr 52 eingegliederte Trennwand 54 ge­ bildet ist. Durch die Trennwand 54 wird das Dephlegmator­ rohr 52 unterteilt in einen Dampfkanal 55 und in einen Kondensatkanal 56. Die Trennwand 54 ist maximal etwa halb so lang wie das Dephlegmatorrohr 52 oder deutlich kürzer als die Hälfte, z. B. nur 100 mm bis 500 mm, weil die höchsten Schubkräfte zwischen Dampf und Kondensat genau in diesem Bereich auftreten.

Über die Länge der Trennwand 54 verteilt sind Ausnehmun­ gen 57 für den Übertritt von Kondensat vorgesehen. Durch die Ausnehmungen 57 gelangt das abwärts fließende Konden­ sat in die Kondensatableitung 53 und wird geschützt ge­ genüber dem Dampf aus dem Dephlegmatorrohr 52 geführt, bis es über den ebenfalls nasenartig ausgebildeten Ablauf 58 in eine Kondensatsammelkammer austritt.

Anhand der Fig. 8 ist zu erkennen, dass die Trennwand 54 von einem gerundeten Blech gebildet ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Trennwand entsprechend der jeweiligen Querschnittsgeometrie eines Dephlegmatorrohrs durch ein ebenes oder abgekantetes Blech zu bilden, wel­ ches in ein Dephlegmatorrohr eingegliedert ist.

Beispielhaft sind hierzu in der Fig. 10, Abb. a bis c, Dephlegmatorrohre 59, 59', 59'' dargestellt mit un­ terschiedlich ausgebildeten Trennwänden 60, 61, 62.

Die Trennwand 60 besteht aus einem ebenen Blech 63 mit seitlich angeordneten Klemmschenkeln 64. Mit Hilfe der Klemmschenkel 64 ist die Trennwand 60 im Dephlegmatorrohr 59 festgelegt.

In Abwandlung hierzu besteht die Trennwand 61 aus einem gerundeten Blech 65 mit seitlichem Klemmschenkel 66 und die Trennwand 62 aus einem hutförmig ausgebildeten Blech 67, welche ebenfalls über seitliche Klemmschenkel 68 im Dephlegmatorrohr 59'' festgelegt ist. In den Trennwänden 60-62 können Bohrungen bzw. Aussparungen für den Über­ tritt des Kondensats in die Kondensatableitung angeordnet sein.

Drei unterschiedliche Ausführungsformen eines Kondensat­ ablaufs 69, 70, 71 zeigen die Darstellungen in den Fig. 11a-c. Die Kondensatabläufe 69-71 schließen sich je­ weils an ein hier vereinfacht dargestelltes Blech 72 an, welches in ein Dephlegmatorrohr eingegliedert wird und so eine Kondensatableitung für die gegenüber dem aufwärts strömenden Dampf getrennte Abführung des Kondensats nach unten gewährleistet.

Der Ablauf 69 ist U-förmig ausgebildet, wobei die in einer Dampfverteiler- und Kondensatsammelkammer nach un­ ten weisenden Seitenwände 73, 74 eine Abschirmung des Kondensats gegenüber dem strömenden Dampf gewährleistet.

Eine noch weiter gehende Abschirmung des Kondensats ge­ genüber dem Dampf bieten die Abläufe 70 und 71, bei denen die Seitenwände 75, 76 bzw. 77, 78 dreieckförmig bzw. kastenförmig zusammengefügt sind.

Bezugszeichenliste

1

Oberflächenkondensator

2

Rippenrohr-Element

3

Rippenrohr-Element

4

Ventilator

5

Verteilerleitung

6

Dampfverteiler- und Kondensatsammelkammer

7

Gassammler

8

Rohrleitung

9

Rohrleitung

10

Kondensatsammeltank

11

Dephlegmatorrohr

12

unteres Ende v.

11

13

Kondensatableitung

14

Rohr

15

untere Längsseite v.

11

16

unteres Ende v.

13

17

Ablauf

18

Oberflächenkondensator

19

Kondensatorrohr

20

Dephlegmatorrohr

21

Dampfverteilerkammer

22

Dampfverteiler- und Kondensatsammelkammer

23

oberes Ende v.

20

24

Austrittskammer

25

Verbindungsleitung

26

Gasabführung

27

unteres Ende v.

19

28

Rohrleitung

29

Kondensatableitung

30

unteres Ende v.

20

31

Rohr

32

untere Längsseite v.

20

33

unteres Ende v.

29

34

Ablauf v.

29

35

Dephlegmatorrohr

36

Kondensatableitung

37

Rohr

38

Rohr

39

untere Längsseite v.

35

40

Eintrittsöffnung v.

38

41

Eintrittsöffnung v.

37

42

Spalt

43

unteres Ende v.

37

44

unteres Ende v.

38

45

Ablauf v.

37

46

Ablauf v.

38

47

Eintrittsöffnung v.

18

48

Dephlegmatorrohr

49

Kondensatableitung

50

Rohr

51

Rohr

52

Dephlegmatorrohr

53

Kondensatableitung

54

Trennwand

55

Dampfkanal

56

Kondensatkanal

57

Ausnehmungen

58

Ablauf

59

Dephlegmatorrohr

59

' Dephlegmatorrohr

59

'' Dephlegmatorrohr

60

Trennwand

61

Trennwand

62

Trennwand

63

Blech

64

Klemmschenkel

65

Blech

66

Klemmschenkel

67

Blech

68

Klemmschenkel

69

Ablauf

70

Ablauf

71

Ablauf

72

Blech

73

Seitenwand v.

69

74

Seitenwand v.

69

75

Seitenwand v.

70

76

Seitenwand v.

70

77

Seitenwand v.

71

78

Seitenwand v.

71

G1 Gruppe von kondensatorisch geschalteten Rippenrohr-Elementen
G2 Gruppe von kondensatorisch geschalteten Rippenrohr-Elementen
G3 Gruppe von kondensatorisch geschalteten Rippenrohr-Elementen
G4 Gruppe von dephlegmatorisch geschalteten Rippenrohr-Elementen
G5 Kühlrohrgruppe
G6 Kühlrohrgruppe
D Dampf
D1 Dampf
D2 Dampf
K Kondensat
K1 Kondensat
L Kühlluft
PF1 Strömungsrichtung Dampf
PF2 Strömungsrichtung Dampf
PF3 Strömungsrichtung Kondensat

Claims (7)

1. Luftgekühlter Oberflächenkondensator mit geneigt an­ geordneten kondensatorisch geschalteten Kühlrohren (Kondensatorrohre) und mindestens einem dephleg­ matorisch geschalteten Kühlrohr (11, 20, 35, 48, 52, 59, 59', 59'') (Dephlegmatorrohr), wobei das Dephleg­ matorrohr (11, 20, 35, 48, 52, 59, 59', 59'') mit sei­ nem unteren Ende an eine Dampfverteiler- sowie Kon­ densatsammelkammer (6, 22) und mit dem oberen Ende an ein Gasabführung (7, 26) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass vom unteren Ende her sich eine Kondensatableitung (13, 29, 36, 49, 53) in das Dephlegmatorrohr (11, 20, 35, 48, 52, 59, 59', 59'') nach oben erstreckt.

2. Oberflächenkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatablei­ tung (13, 29, 36, 49, 53) an ihrem unteren Ende einen in die Dampfverteiler- sowie Kondensatsammelkammer (6, 22) hineinragenden Ablauf (17, 34, 45, 46, 58, 69-71) aufweist.

3. Oberflächenkondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatableitung (13, 29, 36) auf der unteren Längsseite (15, 32, 39) des Dephlegmatorrohrs (11, 20, 35) angeordnet ist.

4. Oberflächenkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatableitung (13, 29, 36, 49) wenigstens ein in das Dephlegmatorrohr (11, 20, 35, 48) einge­ gliedertes Rohr (14, 37, 38, 50, 51) umfasst.

5. Oberflächenkondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatablei­ tung (36, 49) durch zwei unterschiedlich lange Rohre (37, 38; 50, 51) gebildet ist, wobei das kürzere Rohr (37; 50) unterhalb des längeren Rohrs (38; 51) ange­ ordnet ist.

6. Oberflächenkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatableitung (53) durch eine in das De­ phlegmatorrohr (52, 59, 59', 59'') eingegliederte Trennwand (54, 60-62, 72) gebildet ist.

7. Oberflächenkondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass über die Länge der Trennwand (54, 60-62, 72) verteilt Ausnehmungen (57) für den Übertritt von Kondensat vorgesehen sind.