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Durch einen Luftstrom gekühlter Oberflächenkondensator Die Erfindung
betrifft einen durch einen Luftstrom gekühlten Oberflächenkondensator, dessen Kondensatorelemente
aus einer größeren Anzahl von Rippenrohren bestehen, welche einen in Strömungsrichtung
der Kühlluft langgestreckten Querschnitt besitzen und mit ihren Enden gegebenenfalls
über Endkammern an Dampfverteiler-, Kondensatsammel- bzw. Luftabsaugeleitungen angeschlossen
sind.
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Derartige luftgekühlte Oberflächenkondensatoren werden insbesondere
zur Kondensation von Wasserdampf, insbesondere des Abdampfes von Kondensationsturbinen,
aber auch zur Kondensation von chemischen Dämpfen verwendet. Ihre Kondensatorrohre
werden innenseitig von dem zu kondensierenden Dampf durchströmt, der den meist in
Gruppen nebeneinander angeordneten Kondensatorelementen von einer oder mehreren
Dampfverteilerleitungen zugeführt wird. Das in den Kondensatorelementen anfallende
Kondensat wird durch eine oder mehrere Kondensatsammelleitungen abgeführt, während
die nicht kondensierbaren Gase (hauptsächlich Luft) durch eine oder mehrere Luftabsaugeleitungen
abgesaugt werden. Die Kondensatorrohre können hierbei unmittelbar an Dampfverteiler-,
Kondensatsammel- bzw. Luftabsaugeleitungen angeschlossen sein. In vielen Fällen
sind die Kondensatorrohre jedoch endseitig an Endkarnmern angeschlossen, die ihrerseits
an Dampfverteiler-, Kondensatsammel- bzw. Luftabsaugeleitungen angeschlossen sind.
Außenseitig werden die Rippenrohre der Kondensatorelemente durch einen Kühlluftstrom
beaufschlagt, der von einem oder mehreren LUftern oder aber durch Naturzug erzeugt
werden kann. Die Rippenrohre eines jeden
Kondensatorelementes sind
hierbei dampfseitig parallel geschaltet, wobei meist eine Gruppe von in bezug auf
die Richtung des Kühlluftstromes nebeneinander angeordneten Kondensatorelementen
durch einen oder mehrere Lüfter mit Kühlluft beaufschlagt werden. Die Kondensatorelemente
können hierbei vertikal, horizontal oder geneigt angeordnet sein. In den meisten
Fällen haben die Kondensatorelemente eine geneigte Lage und sind vorzugsweise dachbauförmig
zueinander angeordnet, wobei jeweils die Endkammern einer Gruppe von Kondensatorelementen
an etwa parallel zueinander angeordnete und in unterschiedlicher Höhe liegende Dampfverteiler-
und Kondensatsammelleitungen angeschlossen sind.
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Die Rippenrohre der Kondensatorelemente besitzen im allgemeinen entweder
einen runden oder einen in Strömungsrichtung der Kühl luft langgestreckten, vorzugsweise
elliptischen oder ovalen Querschnitt. Die quer zur Strömungsrichtung der Kühlluft
gemessene größte lichte Breite des Rippenrohrquerschnittes verhält sich hierbei
zu der in Strömungsrichtung der Kühlluft gemessenen größten lichten Tiefe des Rohrquerschnittes
etwa wie 1 : 2 bis 1 : 4. Größere Verhältnisse zwischen der lichten Breite und der
lichten Tiefe des Rohrquerschnittes hat man bislang nicht angewendet.
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Bei diesen bekannten Oberflächenkondensatoren hat man - um eine möglichst
große Wärmeaustauschfläche auf engem Raum unterbringen und das zur Verfügung stehende
Temperaturgefälle zwischen der Kühllufttemperatur und der Dampftemperatur möglichst
weitgehend ausnutzen zu können - in Strömungsrichtung der Kühlluft drei oder mehr,
teilweise fünf oder sechs, Rohrreihen hintereinander allgeordnet. Dies hat jedoch
den Nachteil, daß der Dampf in der von der Kühlluft zuerst beaufschlagten Rohrreihe
wegen des dort vorhandenen größeren Temperaturgefälles zwischen Kühllufttemperatur
und Dampftemperatur auf einem kürzeren Strömungsweg kondensiert als in den in Strömungsrichtung
der Kühlluft dahinter angeordneten Rohrreihen, so daß die Kondensation in der vom
Kühlluftstrom zuerst beaufschlagten
Rohrreihe in einem wesentlich
größeren Abstand von dem an die Kondensatsammelkammer angeschlossenen Rohrende beendet
ist als in den in Richtung des Kühlluftstromes dahinter angeordneten Rohrreihen.
Infolgedessen wird das in der in Richtung des Kühlluftstromes vordersten Rohrreihe
anfallende Kondensat in einem relativ großen, der Kondensatsammelkammer benachbarten
Längenabschnitt des Rohres in unzulässiger Weise unterkühlt, was nicht nur einen
erheblichen Wärmeverlust zur Folge hat, sondern auch dazu führt, daß das Aufnahmevermögen
des Kondensates für Luft erheblich vergrößert wird und hierdurch die Korrosionsgefahr
sich
erhöht. Außerdem besteht bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt die Gefahr, daß
das Kondensat in der sich insbesondere in der vom Kühlluftstrom zuerst beaufschlagten
Rohrreihe ausbildenden relativ großen Totzone gefriert, was zu einer Verstopfung
dieser Rohrreihe und zu erheblichen Schäden an den Kondensatorrohren führen kann.
Auch in den nächstfolgenden Rohrreihen stellen sich noch> wenn auch etwas kürzere,
Totzonen ein, in denen ebenfalls eine unerwunschte Unterkühlung des Kondensates
erfolgt und bei niedrigen Außentemperaturen die Gefahr eines Einfrierens besteht.
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Um diese sich bei luftgekühlten Oberflächenkondensatoren mit mehreren
in Richtung des Kühlluftstromes hintereinander angeordneten Rohrreihen ergebenden
Schwierigkeiten zu beseitigen, hat man verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen.
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So hat man beispielsweise versucht, in den in die Dampfverteilerkammer
mündenden Rohrenden Vorrichtungen zur Drosselung der Dampfbeaufschlagung vorzusehen,
um die in Richtung des Kühlluftstromes hintereinander angeordneten Rohrreihen mit
unter schiedlichen Dampfmengen zu beaufschlagen, derart, daß die vom Kühlluftstrom
zuerst beaufschlagte Rohrreihe mit einer besonders großen Dampfmenge beaufschlagt
wird> während die Dampfmengen von Rohrreihe zu Rohrreihe in Richtung des KUhlluftstromes
kleiner werden. Außerdem hat man versucht, die Wärmeaustauschflächen der Rippenrohre
in den in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander liegenden Rohrreihen unterschiedlich
zu gestalten, derart daß die Wärmeaustauschfläche in der vom Kühlluftstrom zuerst
beaufschlagten Rohrreihe relativ klein ist, während die Wärmeaustauschflächen in
Richtung des Kühlluftstromes von Rohrreihe zu Rohrreihe entsprechend dem in dieser
Richtung kleiner werdenden Temperaturgefälle zwischen Dampfeintrittstemperatur undKühllufttemperatur
großer werden. Zu diesem Zweck hat man beispielsweise die Rippen in der vom KUhlluftstrom
zuerst beaufschlagten Rohrreihe mit einem relativ großen Abstand zueinander angeordnet,
während der Ri.ppenabstand in Richtung des Kühlluftstromes von Rohrreihe zu Rohrreihe
kleiner
wird. Trotz dieser besonderen Maßnahmen hat man jedoch die Entstehung von Totzonen
in den in Richtung des Kühlluftstromes hintereinander angeordneten Rohrreihen mit
ihren nachteiligen Folgen nicht völlig verhindern können.
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Ein anderer bekannter Vorschla zur Vermeidung von für amft turbinen
Tot zonen in Ober£lächenkondensatoren/, deren Rondensatorelemente mehrere in Richtung
des Kühlluftstromes hintereinander angeordnete Rohrreihen besitzen, geht dahin,
jede Gruppe von Kondensatorelementen zu unterteilen in eine größere Anzahl von kondensatorisch
geschalteten und eine kleinere Anzahl von dephlegmatorisch geschalteten Sondensatorelementen,
deren Kondensatsammelkammern durch eine durchgehende Kondensatsammelleitung großen
Querschnittes miteinander verbunden sind. Hierbei sind die Kondensatorelemente so
angeordnet, daß der Dampf zunächst in kondensatorisch geschaltete Kondensatorelemente
einströmt und zum Teil in diesem kondensiert, wobei Kondensat und Dampf in den Rippenrohren
dieser Kondensatorelemente die gleiche Strömungsrichtung haben, und der noch nicht
kondensierte Teil des Dampfes - etwa 10 bis 50 ffi der Gesamtdampfmenge - durch
die Kondensatsammelleitung dephlegmatorisch geschalteten Kondensatorelementen zugeführt
wird, die der Dampf von unten nach oben durchströmt, so daß in ihren Rippenrohren
ein ständiger Wärmeaustausch zwischen dem nach unten abfließenden Kondensat und
dem nach oben strömenden Dampf erfolgt und eine Unterkühlung des Kondensates vermieden
wird. Diese sogenannte KD-Schaltung (Kondensator-Dephlegmator-Schaltung) hat zwar
zu einer Beseitigung der bislang bei allen Kondensatorelementen mit mehreren in
Strömungsrichtung der Kühl luft hintereinander angeordneten Rohrreihen auftretenden
Totzonen geführt und vermeidet zuverlässig eine Unterkühlung des Kondensates und
führt außerdem zu einer bislang unerreichten Anpassungsfähigkeit eines derartigen
Kondensators an stark wechselnde Kühllufttemperaturen und starke Änderungen der
Dampfbeaufschlagung. Die relativ große Bemessung des dephlegmatorisch arbeitenden
Teils der Anlage hat für die gesamte Anlage eine Reihe von Nachteilen, die sowohl
wirtschaftlicher
wie auch funktioneller rt sind. Bekanntlich ist
der Wärmeübergang im Dephlegmator wesentlich gerniger als im Kondensator, da in
Anm. der Kondensatfilm gestaut wird. Die Überströmleitungen vom Kondensator zum
Dephlegmator erfordern einen höheren Bauaufwand und zusätzlichen Druckverlust. Schließlich
treten im Dephlegmator die bekannten Verstopfungsercscheinungen auf, die sich mit
der Größe des Dephlegmators vermehren.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die vorstehend erörterten
Nachteile der bislang bekannten luftgekühlten Oberflächenkondensatoren, deren Kondensatorelemente
mehrere in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander angeordnete Rohrreihe besitzen,
zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rippenrohre
nur in einer quer zur Strömungsrichtung der Kühlluft sich erstreckenden Rohrreihe
angeordnet sind und einen Querschnitt besitzen, dessen größte lichte Tiefe (in Strömungsrichtung
der Kühlluft) mindestens sechsmal so groß ist wie seine größte lichte Breite (quer
zur Strömungsrichtung der Kühlluft). Ein derartiges Rippenrohr mit einen gegenüber
den gebräuchtlichen, elliptischen Rippenrohren etwa doppelt bis dreimal so großen
Verhältnis zwischen der größten lichten Tiefe seines Querschnittes und dessen größter
lichter Breite ist in der Lage, dieselbe Dampfmenge zu kondensieren wie drei oder
mehr in Strömungsrichtung der Kühl luft hintereinander angeordnete Rohre der bekannten
Oberflächenkondensatoren. Es hat jedoch diesen gegenüberden besonderen Vorteil,
daß sich an Jeder Steile des Rohres ein Druckausgleich zwischen allen Stellen des
Rohrquerschnittes einstellt, so daß die Kondensation des fels an der dem KUhlluftstrom
zugekehrten vorderen Stirnwand des Rohres genau an derselben Stelle beendet ist
wie an der in Strömungsrichtung der Kühlluft hinteren Stirnwand des Rohres. Die
Gefahr der Entstehung von Totzonen wir hierdurch gegenüber den bekannten Oberflächenkondensatorer
mit mehreren, in Strömungsrichtung der Kühl luft hintereinander angeordneten Rohrreihen
entscheidend veningert bzw. völlig beseitigt. Das gegenüber den bekannten Rippenrohren
wesentlich
größere Verhältnis zwischen der größten lichten Tiefe
des Rohrquerschnittes und der größten lichten Breite führt ferner zu gegenüber den
bekannten Rippenrohren wesentlich größeren lichten Rohrquerschnitten, so daß die
Strömungsdruckverluste gegenüber mehreren in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander
angeordneten Rohren mit gleichem Gesamtinnenquerschnitt auf einen Bruchteil der
bei ihnen vorhandenen Strömungsdruckverluste, beispielsweise auf weniger als ein
Drittel, verringert werden.
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Außerdem ist die Kondensationsleistung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Oberflächenkondensators im Vergleich zu einem bekannten Oberflächenkondensator mit
mehreren in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander angeordneten Rohren etwas
größer, während wegen des geringeren Strömungswiderstandes der beim Gegenstand der
Erfindung vorgesehenen einzigen, quer zur Strömungsrichtung der Kühlluft angeoraneten
Rohrreihe der Gesamtströmungswiderstand eines gleich großen Kondensatorelementes
um etwa 15 bis 20 % geringer ist als bei den bekannten Oberflächenkondensatoren
mit mehreren in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander angeordneten Rohrreihen,
so daß bei der vorzugsweise angewendeten Zwangsbelüftung der Kondensatorelemente
mit Lüftern von entsprechend geringer Leistung gearbeitet werden kann. Wegen des
gegenüber den bekannten Oberflächenkondensatoren mit mehreren in Strömungsrichtung
der Kühlluft hintereinander angeordneten Rohrreihen wesentlich größeren Innenquerschnittes
eines jeden einzelnen Rohres kann bei gleicher Dampfdurchsatzleistung mit nahezu
um die Hälfte geringeren Geschwindigkeiten des Dampfes am Eintritt in die Rippenrohre
gearbeitet werden, was ebenfalls dazu führt, daß die Strömungsdruekverluste erheblich
verringert werden. Zwischen den beiden Enden eines jeden Rohres kommt man ferner
bei dem erfindungsgemaß vorgeschlagenen Oberflächenkondensator mit einem wesentlich
geringeren Druckgefälle aus, das beispielsweise sich nur auf etwa ein Drittel bis
ein Viertel des Druckgefälles bei den Rippenrohren der bekannten Oberflächenkondensatoren
zu belaufen braucht.
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Die Umströmungsverhältnisse durch die Kühl luft sind bei dem erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Rippenrohr ähnlich günstig wie bei den bislang verwendeten elliptischen
Rippenrohren mit einem Verhältnis zwischen der größten lichten Breite und der größten
lichten Tiefe ihres Rohrquerschnittes von etwa 1 : 2 bis 1 : 4.
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In den Fällen, in denen es auch beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Oberflächenkondensator aus besonderen Gründen nicht gelingt, die sich an den der
Kondensatsammelkammer zugekehrten Rohrenden auftretenden Totzonen völlig zu beseitigen,
sind diese jedoch wesentlich kleiner als bei den bekannten Oberflächenkondensatoren
mit mehreren in Richtung der Kühlluft hintereinander angeordneten Rohrreihen. Infolgedessen
genügt es, zur vollständigen Beseitigung dieser Totzonen den vorzugsweise kondensatorisch
geschalteten Kondensatorelementen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kondensators
einige dephlegmatorisch geschaltete Rippenrohre nachzuschalten, so daß der dephlegmatorisch
arbeitende Teil des Kondensators wesentlich kleiner bemessen werden kann als bei
den bekannten Oberf lächenkondensat oren mit KD-S chaltung. Hierbei genügt es im
allgemeinen, wenn aus den kondensatorisch geschalteten Kondensatorelementen weniger
als 10 % der insgesamt dem Kondensator zugeführten Abdampfmenge abgezogen und durch
eine Überströmleitung den dephlegmatorisch geschalteten Rohren zugeführt wird. Die
diese dephlegmatorisch geschalteten Rohre aufnehmenden Kondensatorelemente können
selbstverständlich ebenfalls gemäß der Erfindung ausgebildet werden. Außerdem läßt
sich der Erfindungsgedanke auch bei solchen Kondensatorelementen anwenden, die als
Volldephlegmator ausgebildet sind, bei denen die unteren Endkammern gleichzeitig
als Dampfverteiler- und Kondensatsammelkammern ausgebildet sind und die oberen Endkammern
an eine Luftabsaugeleitung oder tuftabsaugevorrichtung angeschlossen sind.
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Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß
die Rippenrohre auch bei großer Länge von z.B. 6 bis 10 m selbsttragend ausgebildet
sind. Dies hat den Vorteils daß die bislang bei den Kondensatorelementen von luftgekühlten
Oberflächenkondensatoren mit runden oder elliptischen Rohren erforderlichen, in
relativ kurzen Abständen in.Rohrlängsrichtung vorgesehenen Rohrhalterungen, Abstütze
lemente
und Haltekonstruktionen sowie die stets erforderlichen
Seitenwände der Kondensatorelemente entfallen können, die bei den bekannten Kondensatorelementen
etwa-20 % des Gesamtgewichtes des Kondensatorelementes oder etwa 25 % des Gesamtgewichtes
der Rippenrohre ausmachen. Dies führt nicht nur zu einer erheblichen Gewichts- und
Materialersparnis, sondern auch dazu, daß die gesamte Ansichtsfläche des Kondensatorelementes
für die Anordnung von Rippenrohren ausgenutzt werden kann, während bei den bekannten
Konstruktionen etwa 8 bis 10 ffi der Ansichtsfläche eines jeden Kondensatorelementes
allein durch die relativ massiv ausgebildeten Seitenwände in Anspruch genommen wurde,
wodurch sich der verfügbare Querschnitt für die Anordnung von Rippenrohren erheblich
verringerte. Eine selbsttragende Ausbildung der Rippenrohre des erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Oberflächenkondensators ergibt sich insbesondere durch ihr gegenüber
den Rippenrohren der bekannten Bauarten wesentlich größeres Widerstandsmoment in
bezug auf ihre kleine Querschnittsachse. Verbiegungen oder Verformungen der Rippenrohre
in Strömungsrichtung der Kühlluft scheiden daher völlig aus.
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Um auch die an sich geringe Gefahr von Verbiegungen oder Verformungen
quer zur Strömungsrichtung der Kühlluft völlig zu beseitigen, können die Rippenrohre
unter Verzicht auf Rohrhalterun-gen und Elementseitenwände nur durch in Rohrlängsrichtung
in großem Abstand von z.B. etwa einem Meter zueinander angeordnete Querbleche distanziert
werden, die dem Rohrquerschnitt angepaßte Ausnehmungen besitzen. Diese Querbleche
sind sehr einfach herzustellen und besitzen nur einen kleinen Bruchteil des Gewichtes
der bei den bekannten Kondensatorelementen erforderlichen Rohrhalterungen und Elementseitenwände.
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Zweckmäßig umfassen die Querbleche mit ihren Ausnehmungen die Rippenrohre
nur etwa auf der Hälfte ihres Querschnittes. Eine einfache Möglichkeit zur Befestigung
dieser Querbleche an den Rippenrohren ergibt sich dadurch, daß die Sohmalseiten
der Rippen aus der Rippenebene aus gebogene Flächenabsohnitte besitzen, die die
Außenkante der Querbleche umgreifen.
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Die Rippenrohre können im Querschnitt in an sich bekannter Weise
etwa elliptisch oder oval ausgebildet werden, allerdings mit einem gegenüber den
bekannten elliptischen oder ovalen Rippenrohren wesentlich größeren Verhältnis zwischen
ihrer größten lichten Tiefe und ihrer größten lichten Breite.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Rippenrohre einen
Querschnitt besitzen, der von zwei etwa halbkreisförmigen Stirnwänden und zwei im
wesentlichen ebenen Seitenwänden begrenzt ist. Als besonders vorteilhaft hat sich
jedoch eine Ausführungsform erwiesen, bei der die Rippenrohre einen Querschnitt
besitzen, der von zwei etwa halbkreisförmigen Stirnwänden und zwei Seitenwänden
begrenzt ist, deren lichter Abstand sich vom Übergang in die Stirnwände bis zur
Längsmitte des Rohrquerschnittes stetig vergrößert. Hierbei hat es sich als besonders
zweckmäßig erwiesen, daß der lichte Abstand der Seitenwände im Bereich der Längsmitte
des Rohrquerschnittes etwa doppelt so groß ist wie am Übergang in die Stirnwände.
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Derartige Rippenrohre besitzen eine besonders große Querschnittsstabilität
und lassen sich ohne jegliche Gefahr von Verwerfungen oder Verformungen durch Walzen
und/oder Ziehen herstellen. Sie sind auch bei sehr großer Länge von 10 und gegebenenfalls
mehr Metern völlig selbst tragend, so daß auf Rohrhalterungen, Seitenwände od. dgl.
verzichtet werden kann.
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Eine weitere Schwierigkeit hat sich bei den bekannten Oberflächenkondensatoren
dadurch ergeben, daß die Rohre an ihren Enden mit Rohrböden verbunden werden mußten.
Diese Rohrböden mußten ausgestanzte Öffnungen besitzen, die genau passend dem Querschnitt
eines jeden einzelnen Rohres entsprechend bemessen sind, wobei jedes einzelne Rohr
in die Ausnehmungen dieser Rohrböden in umständlicher Weise eingefädelt werden mußte,
was bei einer bei großen Rohrlängen nicht zu vermeidenden Verdrehung der Rohre erhebliche
Schwierigkeiten bereitet. Bei Stahlrohren müssen dann die Rippenrohre einzeln in
die Rohrböden eingeschweißt werden, während bei Kupfer- oder Messingrohren die Rohrenden
einzeln in die Rohrböden eingewalzt werden müssen.
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Bei Aluminiumrohren hat man die Rohre bislang in umständlicher Weise
gegenüber den Rohrböden durch Dichtungsringe abgedichtet.
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Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß
die Rohrenden zu im wesentlichen prismatischen Rohrkammern aufgeweitet werden, deren
äußere Enden etwa rechteckigen Querschnitt besitzen. Diese im wesentlichen prismatischen
Rohrkammern werden hierbei so angeordnet, daß sich die einander zugekehrten Kanten
ihrer äußeren Enden berühren und vorzugsweise durch Schweißen gasdicht miteinander
verbunden werden. Die äußeren Kanten der im wesentlichen prismatischen Rohrkammern
können hierbei unmittelbar mit einer Dampfverteilerleitung oder Kondensatsammelleitung,
vorzugsweise durch Schweißen oder Schrauben, gasdicht verbunden werden.
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Auf diese Weise entfallen die bei den bekannten Oberflächenkondensatoren
vorhandenen Rohrböden völlig, da nunmehr die aufgeweiteten Rohrenden unmittelbar
mit einer Dampfverteiler-oder Kondensatsammelkammer verbunden werden, so daß die
bei den bekannten Bauarten erforderlichen Rohrböden völlig entfallen. In manchen
Fällen ist es sogar möglich, die äußeren Kanten der im wesentlichen prismatischen
Rohrkammern unmittelbar mit einem Dampf"anschlußrohr oder einem Kondensatabflußrohr>
vorzugsweise durch Schweißen, gasdicht zu verbinden, so daß auch die bislang erforderlichen
gesonderten Endkammern völlig entfallen und die im wesentlichen prismatischen Rohrkammern
die Funktion der bislang benötigten gesonderten Endkammern übernehmen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 einen Teilabschnitt eines Kondensatorelementes
des erfindungsgemäßen Oberflächenkondensators in perspektivischer Darstellung unter
Fortpassung der oberen Endkammer; Fig. 2 eine Vorderansicht zu Fig. Ig teilweise
im Schnitt;
Flg. 3 eine Draufsicht zu Fig. 1; Fig. 4 eine Seitenansicht
zu Fig. 2, teilweise im Schnitt; Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Rippenrohr des
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Oberflächenkondensators; Fig. 6 einen Querschnitt
durch ein Kondensatorelement mit einem Querblech; Fig. 7 einen Schnitt nach der
Linie VLI-VII der Fig. 6; Fig. 8 einen Oberflächenkondensator nach der Erfindung
im Ausschnitt in schematischer Darstellung in der Seitenansicht; Fig. 9 einen Schnitt
nach der Linie IX-IX der Fig. 8.
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Jedes Kondensatorelement besteht aus einer größeren Anzahl, beispielsweise
fünfzig, quer zur Strömungsrichtting x der Kühlluft in einer Reihe fluchtend nebeneinander
angeordneten Rippenrohren 2, von denen eine Ausführungsform in Fig. 5 im Querschnitt
dargestellt ist. Die Rippenrohre besitzen einen Querschnitt, dessen größte lichte
Tiefe T mindestens sechsmal so groß bemessen ist wie seine größte lichte Breite
B Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform beläuft sich das Verhältnis zwischen
der größten lichten Breite B und der größten lichten Tiefe T etwa auf 1 : 9. Das
Rippenrohr 2 besitzt einen Querschnitt, der von zwei etwa halbkreisförmigen Stirnwänden
2a und zwei Seitenwänden 2b begrenzt ist. Der lichte Abstand zwischen den Seitenwänden
vergrößert sich vom Übergang in die Stirnwände 2a bis zur Längsmitte des Rohrquerschnittes
stetig, wobei der lichte Abstand B der Seitenwände 2b im Bereich der Längsmitte
des Rohrquerschnittes etwa doppelt so groß ist wie am Ubergang in die Seitenwände,
der in Fig. 5 mit C bezeichnet ist.
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Bei dem in Fig. 5 dargestellten AusfUhrungsbeispiel beläuft sich
die größte lichte Tiefe T des Rippenrohres auf 175 mm, während die größte lichte
Breite B 20 mm beträgt.
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Die Wandstärke des Rohres beträgt 2,5 mm. Die Gesamtquerschnittsfläche
des Rohres beläuft sich auf 28 cm2.
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Auf die untereinander gleich ausgebildeten Rohre eines jeden Kondensatorelementes
sind in geringem Abstand zueinander angeordnete Querrippen 5 aufgezogen, die einen
rechteckigen Querschnitt besitzen. Die Breite D der Querrippen 3 ist etwa 50 bis
35 mm größer als die größte lichte Breite B des Rippenrohres, während die Tiefe
E der Querrippen 5 etwa 55 bis 40 mm größer ist als die größte lichte Tiefe T der
Rippenrohre 2. Zur Versteifung sind die Querrippen mit einer größeren Anzahl von
sickenartigen Ausprägungen da versehen.
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In einem Abstand von etwa einem Meter in Rohrlängsrichtung sind die
Rippenrohre 2 durch Querbleche 4 distanziert.
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Diese Querbleche 4 besitzen dem Rohrquerschnitt angepaßte Ausnehmungen
4a, die die Rippenrohre 2 nur twa auf der Hälfte ihres Querschnittes umfassen, wie
dies in Fig. 6 zu erkennen ist. An den Schmalseiten der Rippen 5 sind aus der Rippenebene
aus gebogene zungena-rs Flächenabschnitte 4b vorgesehen> die die Außenkante der
quelibleche 4 umgreiIen und diese auf diese Welse arretieren. Die zungenartigen
Flächenabschnitte 4b sind hierbei in der Mitte der Schmalseite der Rippen 5 vorgesehen
und besitzen nur eine sich nur auf einen Bruchteil der Breite der Rippenschmalseite
belaufende Breite.
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Wie insbesondere in den Fig. 1 bis 4 zu erkennen ist, sind die Rohrenden,
und zwar sowohl am oberen als auch am unteren Ende der Rippenrohre 2, zu im wesentlichen
prismatisehen Rohrkammern 5 aufgeweitet deren äußere Enden 5a rechteckigen Querschnitt
besitzen, Die einander zugekehrten Kanten 5b der im wesentlichen prismatischen Rohrkammern
5 berühren sich und sind durch Schweißen gasdicht miteinander verbunden, wie dies
vor allem in Fig. 2 erkennbar ist. An die äußeren Kanten der im wesentlichen prismatischen
Rohrkammern 5 kann unmittelbar eine Endkammer 6, die als Dampfverteilerkammer oder
Kondensatsammelkammer ausgebildet sein kann, angeschweißt werden, wie dies in Fig.
4 rechts dargestellt ist. Hierzu ist der untere Rand der Endkammer 6 nach innen
umgebördelt und mit den
äußeren Kanten der im wesentlichen prismatischen
Rohrkammern 5 verschweißt, und zwar an den beiden Schmalseiten des Kondensatorelementes
mit den äußeren Kanten 5b und ueber die gesamte Breite des Kondensatorelementes
mit den Stirnkanten 5c. Eine andere, in Fig. 4 links dargestellte Möglichkeit besteht
darin, zunächst in der gleichen Weise, wie vorstehend beschrieben, mit den äußeren
Kanten 5b und 5c der im wesentlichen prismatischen Rohrkammern 5 nur einen Blechkragen
7, dessen unteres Ende nach innen umgebördelt ist, zu verschweißen. Der Blechkragen
7 ist mit einem Flansch 8 verschweißt, mit dem dann ein die Rohrkammern 5 nach oben
verschließender Boden 9 durch Schrauben 10 verschraubt werden kann. In diesen Boden
9 können dann Dampf zuleitungsrohre, Kondensatabfluß- und/oder Luftabsaugerohre
gasd cht eingeschweißt werden, was in Fig. 4 nicht dargestellt ist.
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Außer den in FJg. 6 und 7 dargestellten Querblechen 4 sind die Rippenrohre
2 ledglich an ihrem oberen und unteren Ende durch die im wesentlichen prlsmatlschen
Rohrkammern 5 bzw die damit verbundenen Endkammern od, dgl. verbunden. Die Rippenrohre
2 sind selbsttragend, so daß sich auch Kondensatorelemente, deren Rippenrohre eine
sehr große Länge von etwa 6 bis 10 und mehr Metern Länge besitzen, selbst tragen,
ohne daß irgendwelche Seitenwände oder Rohrhalterungen vorgesehen werden müssen.
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Fig. 8 und 9 zeigen einen Oberflächenkondensator gemäß der Erfindung
in schematischer Darstellung.
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Wie Fig. 8 erkennen läßt, ist ene größere Anzahl von Rippenrohren
2 in einer quer zur Strömungsrichtung x der Kühl luft sich erstreckenden Rohrreihe
nebeneinander angeordnet. Die Rippenrohre 2 sind zum überwiegenden Teil mit ihren
im wesentlichen prismatischen oberen Rohrkammern 5 an eine Dampfverteilerleitung
11 unmittelbar angeschlossen. Die restlichen beiden Rippenrohre der Rohrreihe sind
mit ihren oberen Rohrkammern 5 unmittelbar an eine Luftabsaugeleitung 12 angeschlossen.
Die unteren Rohrkammern aller Rippenrohre 2 einer Rohrreihe sind an eine Kondensatsammelleitung
15
großen Querschnittes angeschlossen, die gleichzeitig als Dampf-Überströmleitung
dient.
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Wie aus Fig. 9 ersichtlich, sind zwei Rohrreihen von Rippenrohren
2 in dachbauförmiger Anordnung an eine gemeinsame Dampfverteilerleitung 12 angeschlossen,
während die im Abstand zueinander angeordneten unteren Rohrkammern 5 der Rippenrohre
2 an zwei im~Abstand zueinander angeordnete Kondensatsammelleitungen 15 großen Querschnittes
angeschlossen sind. Etwa in der Basis des durch die Rippenrohre 2 gebildeten gleichschenkligen
Dreieckes befinden sich in der Zeichnung nicht dargestellte Lüfter für die Erzeugung
eines die Rippenrohre 2 in Richtung x beaufschlagenden KUhlluftstromes.
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Der zu kondensierende Dampf durchströmt die Dampft verteilerleitung
11 in Strömungsrichtung y und tritt in Richtung z in die oberen Rohrkammern 5 der
an die Dampfverteilerleitung 11 angeschlossen Rippenrohre 2 ein, die kondensatorisch
geschaltet sind. In den kondensatorisch geschalteten Rippenrohren 2 wird mehr als
90 % der Gesamtdampfmenge kondensiert. Das anfallende Kondensat wird über die Kondensatsammelleitungen
15 und den Abflußstutzen 14 in.Pfeilrichtung k abgeführt.
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Der in den kondensatorisch geschalteten Rippenrohren 2 noch nicht
kondensierte fenil des Dampfes - weniger als 10 % der Gesamtdampfmenge - wird/Pfeilrichtung
d den dephlegmatorisch geschalteten Rippenrohren 2 zugeführt, in denen er ebenfalls
konnsiert. Aus diesen Rippenrohren 2 strömt das Kondensat ebenfalls nach unten in
die Kondensatsammelleitung 13, aus der es über den Abflußstutzen 14 in Richtung
k abgeführt wird. Die nicht kondensierbaren Gase, insbesondere Luft, werden aus
der Luftabsaugeleitung 12 mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Luftabsaugevorrichtung
in Pfeilrichtung 1 abgeführt.