DE2138630B2

DE2138630B2 - Luftgekühlter Dampfkondensator

Info

Publication number: DE2138630B2
Application number: DE2138630A
Authority: DE
Inventors: Willem Voorschoten Schoonman (Niederlande)
Original assignee: Lummus Co
Current assignee: Lummus Technology LLC
Priority date: 1971-06-25
Filing date: 1971-08-02
Publication date: 1974-03-28
Also published as: AU4222372A; GB1341343A; AT312018B; NL7208295A; US3705621A; IT958000B; CA950446A; FR2143403A1; BE784157A; AU449660B2; FR2143403B1; DE2138630C3; NL161250C; DE2138630A1; ZA723386B; JPS5143616B1; NL161250B

Description

Die Erfindung betrifft einen luftgekühlten Dampfkondensator mit im Kühlluftstrom hintereinander angeordneten, von: Dampf durchströmten Kühlrohren, wobei Dampfeintrittsverteiler und Kondensatsammler vorgesehen sind, mehrere Kühlrohre nacheinander vom Dampf durchströmt werden und die an dem Dampfeintrittsverteiler angeschlossenen Kühlrohre zuerst dem Kühlluftstrom ausgesetzt sind.

Bei einem derartigen luftgekühlten Dampfkondensator (USA.-Patentschrift 2 614 816) ist es bekannt, zwei Gruppen von Kühlrohren vorzusehen, zwischen denen ein Kondensatsammler angeordnet ist, an den alle Kühlrohre angeschlossen sind. In den Kühlrohren der ersten Gruppe wird der Dampf dephlegmatorisch kondensiert, wobei das Kondensat entgegen der Dampfströmung abläuft. Erst bei zunehmender Last werden die Kühlrohre der zweiten Gruppe beaufschlagt, die weniger Kühlrohre aufweist als die erste Gruppe, wobei in einem Zwischensammler ein gewisser Ausgleich in der Beaufschlagung der zweiten Gruppe erreicht wird. Durch die dephlegmatorische Arbeitsweise der ersten, zuerst dem Kiihlluftstrom ausgesetzten Kühlrohrgruppe wird bis zu einem gewissen Grad eine Unterkühlung und damit ein Einfrieren des Kondensats in den Kühlrohren verhindert. Für die Verwendung unter extremen Wetterbedingungen, wie beispielsweise niedrigen Außentemperaturen, oder in Bereichen, in denen die Temperaturen stark schwanken, sowie auch bei sich schnell ändernder Belastung ist dieser Dampfkondensator jedoch weniger geeignet, Hinzu kommt, daß durch die dephlegmatorische Arbeitsweise der ersten Kühlrohrgruppe die Leistung reduziert wird, was besonders bei Großanlagen ungünstig ist.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines luftgekühlten Dampfkondensators, bei dem ein Unterkühlen des Kondensats auch bei niedrigen Außentemperaturen ausgeschaltet ist, ohne ds3 der Wirkungsgrad durch dephlegmatorisch durchströmte

ίο Kühlrohre verschlechtert wird.

Dieses wird bei dem eingangs angegebenen Dampfkondensator erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jeweils zwei im Kühlluftstrom hintereina-derliegende, kondensatorisch durchströmte Kühlrohre durch einen U-Bogen derart verbunden sind, daß die Kühllufttemperatur beider verbundener Kühlrohre im Mittel für alle Kühlrohrpaare etwa gleich ist.

U-Kühlrohre sind zwar bekannt (französische Patentschrift 553 949), die mit entsprechenden Leitrippen versehen sind, doch wird dort nicht die kondensatorische Durchströmung im Hinblick auf eine spezielle Luftbeaufschlagung in Betracht gezogen.

Durch die Erfindung wird die Unterkühlung des Kondensats in einzelnen Kühlrohrabschnitten, insbesondere bei Großkor.densatoren, vermieden. Der er-■ -ste von der Kühlluft beaufschlagte Kühlrohrabschnitt ist nämlich mit dem letzten von der Kühlluft beaufschlagten Kühlrohrabschnitt unmittelbar in Reihe geschaltet. Hierbei ist der Kühlrohrabschnitt mit dem größten Temperaturgefälle unmittelbar mit dem Kühlrohrabschnitt mit dem kleinsten Temperaturgefälle verbunden, so daß in ein und demselben Strömungspfad ein vergrößertes Temperaturgefälle erreicht ist, ohne daß die Gefahr einer Unterkühlung des Kondensats gegeben ist. Vielmehr ist die Kühllufttemperatur beider so verbundener Kühlrohre im Mittel im wesentlichen für alle Kühlrohrpaare die gleiche. Dadurch hat das Kondensat seine tiefste Temperatur in einem Bereich, in dem die Kühlluft die höchste Temperatur hat. Eine Mischung von Dampf und Kondensat, wie bei dephlegmatorisch durchströmten Kühlrohren, erfolgt nicht, was zu einer Steigerung des Wirkungsgrades beiträgt.

Vorteilhafterweise sind die Kühlrohrpaare in zwei Reihen bezüglich des Kühlluftstromes angeordnet und weist jede Reihe einen getrennten Kondensatsammler auf, wobei die Trennung der beiden Kondensatsammler durch eine Wasservorlage erfolgt. Die

So Wasservorlage ist zweckmäßigerweise als Sammelrohr ausgebildet. Das Sammelrohr kann an den Dampfeintrittsverteiler angeschlossen sein, der einen Kondensatauslaß aufweist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, das an Hand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht des Dampfkondensators, Fig.2 einen Schnitt etwa gemäß Linie 2-2 in Fig. 1 und

F i g. 3 zwei Dampfkondensatoren in geneigter Anordnung mit einer gemeinsamen Dampfeinspeisung.

Der luftgekühlte Dampfkondensator gemäß F i g. 1 und 2 umfaßt im wesentlichen einen rohrförmigen Dampfeintrittsverleiler 5, Kondensatsammler 6 und 7, U-förmige Kühlrohrpaare 1 und 2, einen Austrittsstutzen 8 und einen Kondensatauslaß 9 für Kondensat C.

Wasser- oder anderer Dampf S gelangt aus einer

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äußeren Dampfeinspeisung, wie sie beispielsweise bei Gruppen von Kühl rohrpaaren aufweisen, denen je-12 in F i g, 3 angedeutet 1st, in den Dampfeintritts- weils ein Kondensatsammler zugeordnet ist,
Verteilers, Aus dem Dampfeintrittsverteiler5 fließt Da Luft und Dampf nach dem Kreuzstromprinzip der Dampf in zuerst dem Kühlluftstrom ausgesetzte strömen, ist die Gefahr einer Unterkühlung des Kon-Kühlrohre la und 2«, die als Rippenrohre ausgelegt 5 densats in den Kühlrohren 2 b und insbesondere in sind. An die zuerst dem Kühlluftstrom ausgesetzten den Kühlrohren 1 b ausgeschaltet, zumal die mit dem Kühlrohre la und la der U-förmigen Kühlrohr- Kondensat in Wärmeaustausch tretende Kühlluft bepaare 1 und 2 schJifißen sich über U-Bögen 14 und 13 reits durch den zuvor erfolgten Kontakt mit den hei-Kühlrohre 1 b und 2 b an, die anschließend dem ßen Dampf führenden Kühlrohren erwärmt ist. Ob-Kühlluftstrom ausgesetzt sind. Die Kühlrohrpaare ao gleich sich Kondensat am Boden der Kondensatkönnen einstückig hergestellt oder beispielsweise sammler 6 und 7 ansammeln kanu, besteht ebenfalls durch Schweißen aus mehreren Abschnitten aufge- keine Gefahr einer Unterkühlung, da die die Konbaut sein. Die Enden der Kühlrohre 2 b sind an den densatsammler bestreichende Luft ausreichend er-Kondensatsammler 6 angeschlossen. Die Enden der wärmt ist.

Kühlrohre 1 b sind an den Kondensatsammler 7 an- 15 Wie am besten aus F i g. 1 ersichtlich, sind die

geschlossen, der durch eine Wasservorlage vom Kon- Rohrbündel etwas geneigt, so daß die später dem

densatsammler 6 getrennt ist. Bei dem Ausführungs- Kühlluftstrom ausgesetzten Kühlrohre 1 b und 2 b

beispiel gemäß F i g. 1 und 2 sind die unteren Enden niedriger liegen als die zuerst dem Kühlluftstrom

der Kondensatsammler6 und 7 durch ein Sammel- ausgesetzten Kühlrohre la und 2a, v~a den Abzug

rohr 11 verbunden, das das Kondensat über einen 20 des Kondensats aus den Kühlrohren mittels Schwer-

RohrbogenVerschluß zum unteren Ende des Farnpf- kraft zu ermöglichen.

eintrittsverteilers 5 leitet. Aus diesem tritt das Kon- Unter bestimmten Betriebszuständen kann de; in

densatC durch den Kondensatauslaß9 aus. Luft und den außenliegenden Kühlrohren la und 1 b konden-

unkondensierter Dampf A S werden aus den Konden· sierte Dampf anteil erheblich höher sein als der in

satsammlem 6 und 7 durch den Austrittsstutzen 8 25 den Kühlrohren 2a und 2b kondensierte Dampf,

abgeleitet, der an den oberen Enden die beiden Kon- Dieses führt zu einem größeren Druckabfall entlang

densatsammler 6 und 7 verbindet. " der Kühlrohre 1 α und 1 b als entlang der Kühlrohre

Mittels eines Gebläses 15 od.dgl. wird Kühlluft 2α und 2b, begleitet von einem merklichen Wär-

durch den Kondensator geleitet, wobei die Strö- meverlust. Dieser Wärmeverlust kann durch die Aus-

mungsrichtung der Kühlluft durch Pfeile A angedeu- 3c laßanordnung für das Kondensat gemäß F i g. 1 aus-

tet ist. Das bedeutet, daß die Kühlluft nach dem geglichen werden, indem im unteren Bereich des

Kreuzstromprinzip mit der Strömung von Dampf und Dampfeintrittsverteilers 5 austretendes Kondensat

Kondensat fließt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, durch heißen Dampf beaufschlagt wird. Der höhere

trifft die kalte Kühlluft zunächst auf den heißesten Stand des Kondensats im Kondensatsammler 7 der

Dampf in den Kühlrohren 1 a. Die schwach er- 35 Wasservorlage, der sich auf Grund des größeren

wärmte Kühlluft wird dann einem erneuten Wärme- Druckabfalls in den Kühlrohren 1 α und 1 b einstellt,

austausch um eine zusätzliche Wärmemenge des hei- in Kombination mit dem Rohrbogenverschluß 10,

Besten Dampfes in den Kühlrohren 2 a ausgesetzt, löst eine Erhöhung des Kondensatstroms aus, was

woran sich der Wärmeaustausch mit dem Konden- einen größeren Wärmeübergang zur Folge hat. Zu-

sat in den Kühlrohren 2 b anschließt. Schließlich er- 40 sätzlich verhindert der unmittelbare Kontakt mit dem

folgt ein Wärmeaustausch zwischen der erwärmten heißen Dampf jegliche Unterkühlung des austreten-

Kühlluft und dem bereits relativ kalten Kondensat in den Kondensats, die auf Grund der Nähe der kälte-

den Kühlrohren 1 b. sten Kühlluft eintreten könnte. Der untere Ab-

xjje Kühlrohre 1 α und 2 α sind in bekannter Weise schnitt des Dampfeintrittsverteilers 5 kann auch zur

in einem drcieckförmigen Querschnitt angeordnet. 45 Verhinderung einer Unterkühlung isoliert sein.

Das bedeutet, daß die Kühlrohre 2a gegenüber den Fig. 3 zeigt zwei Dampfkondensatoren in schräger

Kühlrohren 1 α versetzt sind. Dieses gestattet eine Anordnung, die an eine gemeinsame Dampfeinspei-

optimale Ausnutzung der kalten Kühlluft, da der Teil sung 12 angeschlossen sind. Die Dampfeinspeisung

der Kühlluft, der zwischen zwei Kühlrohren 1 α hin- ist an dem oberen Ende der Dampfeintrittsverteiler 5 durchgestrichen ist, auf ein Kühlrohr 2 α trifft. 50 angeschlossen, kann jedoch auch an einer anderen

Der aus de^r Zeichnung ersichtliche Dampfkonden- geeigneten Stelle vorgesehen sein. Die Kühlluft wird

sator besteht aus zwei Gruppen von Kühlrohrpaa- mit'.sls einer Gebläseanordnung 15 zugeführt, die

ren 1 und 2, die durch U-förmige Bogen gebildet sind sich hier unterhalb der Kondensatoren befindet und

und mit zwei Kondensatsammlern in Verbindung ste- mit Leiteinrichtungen 17 versehen ist, die die Kühl-

hen. Der Kondensator kann jedoch drei oder mehr 55 luft an die Kondensatoren heranführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Luftgekühlter Dampfkondensator mit im Kühlluftstrom hintereinander angeordneten, vom Dampf durchströmten Kühlrohren, wobei Dampfeintritlsverteiler und Kondensatsammler vorgesehen sind, mehrere Kühlrohre nacheinander vom Dampf durchströmt werden und die an dem Dampfeintrittsverteiler angeschlossenen Kühlrohre zuerst dem Kühlluftstrom ausgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei im Kühlluftstrom (A) hintereinanderliegende, kondensatorisch durchströmte Kühlrohre la, Ib; 2 a, 2 b) durch einen U-Bogen (14; 13) derart verbunden sind, daß die Kühllufttemperatur beider verbundener Kühlrohre (la, Ii; 2a, 2 b) im Mittel für alle Kühlrohrpaare (1; 2) etwa gleich ist.

2. Luftgekühlter Dampfkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohrpaare (1;2) in zwei Reihen bezüglich des Kühlluftstromes (A) angeordnet sind und daß jede Reihe einen getrennten Kondensatsammler (7; 6) aufweist, wobei die Trennung der beiden Kondensatsammler (7; 6) durch eine Wasservorlage erfolgt. ^r · · ·

3. Luftgekühlter Dampfkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 'Wasservorlage als Sammelrohr (11) ausgebildet ist.

4. Luftgekühlter Dampfkondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr an den Dampfeintrittsverteiler (5) angeschlossen ist, der einen Konden atauslaß (9) aufweist.