DE19817972A1 - Luftgekühlter Oberflächenkondensator - Google Patents
Luftgekühlter OberflächenkondensatorInfo
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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.
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
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.
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US7000691B1 (en) * | 2002-07-11 | 2006-02-21 | Raytheon Company | Method and apparatus for cooling with coolant at a subambient pressure |
HU225331B1 (hu) * | 2003-04-24 | 2006-09-28 | Egi Energiagazdalkodasi Reszve | Léghûtõ rendszer |
US7246658B2 (en) * | 2003-10-31 | 2007-07-24 | Raytheon Company | Method and apparatus for efficient heat exchange in an aircraft or other vehicle |
EP1577626A1 (de) * | 2004-03-19 | 2005-09-21 | GEA Energietechnik GmbH | Luftbeaufschlagter Trockenkühler zum Kondensieren von Wasserdampf |
US20050262861A1 (en) * | 2004-05-25 | 2005-12-01 | Weber Richard M | Method and apparatus for controlling cooling with coolant at a subambient pressure |
US20050274139A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-15 | Wyatt William G | Sub-ambient refrigerating cycle |
US7124580B2 (en) * | 2004-06-22 | 2006-10-24 | Crown Iron Works Company | Sub-zero condensation vacuum system |
US7254957B2 (en) * | 2005-02-15 | 2007-08-14 | Raytheon Company | Method and apparatus for cooling with coolant at a subambient pressure |
US20070119572A1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-05-31 | Raytheon Company | System and Method for Boiling Heat Transfer Using Self-Induced Coolant Transport and Impingements |
US20070119568A1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-05-31 | Raytheon Company | System and method of enhanced boiling heat transfer using pin fins |
US20070209782A1 (en) * | 2006-03-08 | 2007-09-13 | Raytheon Company | System and method for cooling a server-based data center with sub-ambient cooling |
US7908874B2 (en) | 2006-05-02 | 2011-03-22 | Raytheon Company | Method and apparatus for cooling electronics with a coolant at a subambient pressure |
US8651172B2 (en) | 2007-03-22 | 2014-02-18 | Raytheon Company | System and method for separating components of a fluid coolant for cooling a structure |
DE102007044658B3 (de) * | 2007-09-18 | 2008-12-04 | Gea Energietechnik Gmbh | Luftbeaufschlagter Trockenkühler |
US7921655B2 (en) | 2007-09-21 | 2011-04-12 | Raytheon Company | Topping cycle for a sub-ambient cooling system |
US7934386B2 (en) * | 2008-02-25 | 2011-05-03 | Raytheon Company | System and method for cooling a heat generating structure |
US7907409B2 (en) * | 2008-03-25 | 2011-03-15 | Raytheon Company | Systems and methods for cooling a computing component in a computing rack |
EP2756253A1 (de) * | 2011-09-12 | 2014-07-23 | Tahoe Technologies, Ltd. | Verfahren und vorrichtung für ein kondensationssystem mit verzögerter und verlängerter luftkühlung |
NL2014379B1 (nl) * | 2015-03-02 | 2016-10-14 | Eco-Logical Entpr B V | Koelinrichting. |
WO2017202730A1 (en) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | Spx Dry Cooling Belgium | Air-cooled condenser apparatus and method |
EP3287732B1 (de) * | 2016-08-24 | 2019-10-02 | SPG Dry Cooling Belgium | Durch angesaugte zugluft gekühlter kondensator |
IT202200018375A1 (it) * | 2022-09-09 | 2024-03-09 | Turboden Spa | Condensatore ad aria per impianti a ciclo rankine organico |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1776130A1 (de) * | 1968-09-25 | 1970-10-01 | Borsig Gmbh | Luftgekuehlter Kondensator |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1085754B (it) * | 1977-04-26 | 1985-05-28 | Snam Progetti | Condensatore ad aria |
US4168742A (en) * | 1978-03-27 | 1979-09-25 | Hudson Products Corporation | Tube bundle |
US5653281A (en) * | 1995-12-20 | 1997-08-05 | Hudson Products Corporation | Steam condensing module with integral, stacked vent condenser |
-
1998
- 1998-04-09 US US09/058,321 patent/US5950717A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-22 DE DE19817972A patent/DE19817972C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1776130A1 (de) * | 1968-09-25 | 1970-10-01 | Borsig Gmbh | Luftgekuehlter Kondensator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19817972C2 (de) | 2002-04-18 |
US5950717A (en) | 1999-09-14 |
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