DE271482C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 271482 KLASSE XId, GRUPPE- M 271482 CLASS XId, GROUP

Oberflächenkondensator. Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. März 1913 ab.Surface capacitor. Patented in the German Empire on March 29, 1913.

Der Zweck vorliegender Erfindung ist die bessere Ausnutzung der Kühlfläche eines Oberflächenkondensators.The purpose of the present invention is to make better use of the cooling surface of a Surface capacitor.

Die bisher fast allgemein üblichen zylindrisehen Kondensatoren, in denen der Dampf von oben nach unten, das Wasser in den verschiedenen horizontalen Flüssen von unten nach ■ oben im Gegenstrom fließt, haben verschiedene Nachteile.The cylindrical condensers, in which the steam from top to bottom, the water in the various horizontal rivers from bottom to bottom ■ flowing in countercurrent at the top have various disadvantages.

ίο i. Das Röhrenbündel ist in der Richtung des strömenden Dampfes sehr tief, so daß sich die einzelnen Teile desselben sehr ungleich an der Wärmeübertragung beteiligen. Namentlich bei kleineren Dampfdichten pro Quadrat meter Oberfläche, wie sie zur Erreichung hoher Vakua in Verbindung mit Dampfturbinen immer mehr vorkommen, findet oft die Kondensation fast ganz im obersten Fluß statt, so daß zu den unteren Flüssen nur noch ein Luft-Dampfgemisch gelangt und dort die Wärmeübertragung fast gleich Null ist. Zur Behebung dieses Übelstandes wurde schon eine mehr rechteckige oder eiförmige Form des Rohrbündels vorgeschlagen, was aber konstruktiv ungünstige und teuere Kondensatoren ergibt.ίο i. The tube bundle is in the direction of the flowing steam very deep, so that the individual parts of it are very unequal participate in the heat transfer. Especially with smaller vapor densities per square meter Surface, as it occurs more and more often in connection with steam turbines in order to achieve high vacuums, often finds condensation almost entirely in the uppermost river, so that there is only one left to the lower rivers Air-vapor mixture arrives and there the heat transfer is almost zero. To the This deficiency was remedied by a more rectangular or egg-shaped shape of the Tube bundle proposed, which is structurally unfavorable and expensive capacitors results.

2. Die eingangs erwähnte normale Form des Kondensators ist ferner insofern noch ungünstig, als durch die rasche Abnahme der Dampfmenge infolge Kondensation bei fast gleichbleibendem, im Anfang selbst noch etwas zunehmendem Durchfluß querschnitt eine überaus rasche Abnahme der Dampfgeschwindigkeit eintritt, welche durch den unter i. angegebenen Fehler vorzeitiger Kondensation noch begünstigt wird.2. The normal shape of the capacitor mentioned at the beginning is furthermore unfavorable, than through the rapid decrease in the amount of steam due to condensation at an almost constant, in the beginning even a somewhat increasing flow cross-section shows an extremely rapid decrease the steam speed occurs, which is determined by the under i. specified error premature condensation is still favored.

Es ist bekannt, daß bei kleiner Geschwindigkeit sich um die Rohre Luftfilms bilden, welche isolierend wirken und die Wärmeübertragungsfähigkeit vermindern. Um diesen Übelstand zu verhüten, werden Kondensatoren von angenähert dreieckiger Form vorgeschlagen, die mit Führungsplatten versehen sind.It is known that air films form around the pipes at low speeds, which have an insulating effect and reduce the heat transfer capacity. About this evil To prevent this, capacitors of approximately triangular shape are proposed, which are provided with guide plates.

3. Infolge der Anordnung mit vertikal übereinander gelegenen Flüssen, in welchen das Wasser von unten nach oben zirkuliert, trifft der Dampf in den obersten Kühlröhren das wärmste Wasser. Deshalb wird das Kondensat, das sich an diesen Röhren bildet, noch etwas wärmer als dieses sein. Dieses Kondensat tropft nun aber von Rohr zu Rohr nach unten und kühlt sich an den kälteren Röhren ab, wodurch einerseits die mittlere Dampftemperatur heruntergezogen, andererseits dem Kondensat, welches als Speisewasser dient, unnötig Wärme entzogen wird.3. As a result of the arrangement with vertically stacked rivers in which the When water circulates from bottom to top, the steam in the top cooling tubes hits it warmest water. Therefore, the condensate that forms on these tubes will still be be a little warmer than this. This condensate now drips down from pipe to pipe and cools down on the colder ones Tubing off, whereby on the one hand the mean steam temperature is pulled down, on the other hand Heat is unnecessarily withdrawn from the condensate, which is used as feed water.

Die so bewirkte Erniedrigung der mittleren Dampftemperatur hat wieder eine Verkleinerung der Wärmeübertragung zur Folge, da diese der Differenz zwischen der mittleren Wassertemperatur und der mittleren Dampftemperatur direkt proportional ist.The lowering of the mean steam temperature brought about in this way has a decrease again of heat transfer as this is the difference between the mean Water temperature and the mean steam temperature is directly proportional.

Auch zur Behebung dieses Ubelstandes sind schon Mittel bekannt, z. B. sogenannte Schikanen, welche das Wasser der einzelnen Rohrbündel ableiten, damit es nicht auf die unteren Rohre tropft.Means are also known to remedy this Ubelstandes, z. B. so-called harassment, which divert the water from the individual tube bundles so that it does not fall on the lower ones Pipes dripping.

Alle diese Nachteile des normalen Kondensators werden durch die vorliegende Erfindung vermieden, ohne daß man deshalb von der zylindrischen Form des Kondensators abzu-All of these disadvantages of the normal capacitor are overcome by the present invention avoided without deviating from the cylindrical shape of the condenser.

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gehen braucht, welche bekanntlich bezüglich Konstruktion und Preis die günstigste ist. Man erreicht dies dadurch, daß man in einem zylindrischen Kondensator zwei voneinander getrennte Rohrsysteme anordnet, in welche der geteilte Dampfstrom in horizontaler oder angenähert horizontaler Richtung strömt, während das Wasser von beiden Seiten gegen die Mitte fließt. Dadurch erhält man Rohrbündel,needs to go, which is known to be the cheapest in terms of construction and price. This is achieved by placing two of each other in a cylindrical condenser arranged separate pipe systems, in which the split steam flow in horizontal or approximated horizontal direction, while the water flows from both sides towards the center. This gives a tube bundle,

ίο welche in Richtung der Dampfströmung flach sind und deren Querschnitt in dieser Richtung rasch abnimmt, so daß die Strömungsgeschwindigkeit erhalten bleibt. Ferner liegen in einer Vertikalebene infolge der vertikalen bzw. angenähert vertikalen Flußteilung nur Röhren gleicher Temperatur, so daß das herabtropfende Kondensat sich nicht abkühlt.ίο which is flat in the direction of the steam flow are and their cross-section decreases rapidly in this direction, so that the flow velocity preserved. Furthermore, lie in a vertical plane as a result of the vertical or approximated vertical flow division only tubes of the same temperature, so that the dripping Condensate does not cool down.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen Oberflächenkondensators gemaß der Erfindung schematisch im Querschnitt dargestellt. Die linke Hälfte zeigt einen Schnitt durch die Rohre, also durch den eigentlichen Dampf- oder Kondensationsraum, während die rechte Hälfte einen SchnittIn the drawing, an embodiment of such a surface capacitor is according to the invention shown schematically in cross section. The left half shows one Section through the pipes, i.e. through the actual steam or condensation space, while the right half is a cut

as durch eine der bekanntlich an beiden Enden des Kondensators befindlichen Wasserkammern zeigt. Hier sind die Wasserkammern an beiden Enden durch eine mittlere Wand in je eine rechte und linke Hälfte geteilt, doch kann diese Wand auch fortfallen.as by one of the known at both ends of the condenser located water chambers. Here are the water chambers on both Ends divided into right and left halves by a middle wall, but it can this wall also fall away.

Der Dampf strömt bei α ein und findet bis ungefähr auf die ganze Tiefe des Kondensators einen freien, d. h. ohne Röhren besetzten Weg vor, der entsprechend der nach unten geringer werdenden Dämpf menge schmaler wird. Von diesem mittleren Weg aus strömt der Dampf nun in ungefähr horizontaler Richtung nach beiden Seiten des Kondensators durch die betreffenden Röhrenbündel, wie die eingezeichneten Pfeile andeuten. Das herabtropfende Kondensat wird bei δ entfernt. Liegt der Kondensator mit der Dampfeinströmungsöffnung etwas schräg, wie das zuweilen vorkommt (z. B. auf Schiffen), so weicht die Dampfströmung natürlich entsprechend etwas von der Horizontalen ab. Immer aber findet der Dampf in seiner Strömungsrichtung durch das Röhrenbündel einen in dieser Richtung rasch abnehmenden Querschnitt des flachen Bündels vor, so daß die Strömungsgeschwindigkeit erhalten bleibt.The steam flows in at α and finds a free path, ie without tubes, up to approximately the entire depth of the condenser, which becomes narrower as the amount of steam decreases downwards. From this middle path, the steam now flows in an approximately horizontal direction to both sides of the condenser through the relevant tube bundle, as indicated by the arrows. The dripping condensate is removed at δ. If the condenser with the steam inflow opening is slightly inclined, as is sometimes the case (e.g. on ships), the steam flow naturally deviates somewhat from the horizontal. However, in its direction of flow through the tube bundle, the steam always finds a cross-section of the flat bundle that rapidly decreases in this direction, so that the flow velocity is maintained.

Das Kühlwasser strömt an der Stirnfläche des Kondensators bei c in die Abteilung I der vorderen rechten Wasserkammer ein, strömt horizontal nach hinten in die Abteilung II der 55 hinteren rechten Wasserkammer, kommt wieder nach vorn, gezwungen durch die hintere Wand d, und strömt dann durch die links von der Wand d liegenden Rohre wieder nach hinten in die Abteilung III, um dort durch den oben 60 angebrachten Abflußstutzen e den Kondensator zu verlassen. Die in der Abteilung III punktierte Linie größter Länge soll keine Wand, sondern nur die innere Grenze angeben, bis zu welcher der Dampfraum mit Rohren be- 65 setzt ist (vgl. den schraffierten Teil der linken Hälfte). Die Luft wird bei f abgesaugt. Das Gleiche geschieht auf der linken Seite des Kondensators. The cooling water flows at the end face of the condenser at c into section I of the front right water chamber, flows horizontally backwards into section II of the rear right water chamber, comes forward again, forced through the rear wall d, and then flows through the pipes lying to the left of the wall d back to the rear in the compartment III, in order to leave the condenser there through the drainage connection e at the top 60. The line of greatest length dotted in section III should not indicate a wall, but only the inner limit up to which the steam space is occupied by pipes (cf. the hatched part of the left half). The air is sucked out at f. The same thing happens on the left side of the capacitor.

Da jede Wasserkammer in eine rechte und linke Hälfte geteilt ist, so erhält man durch entsprechende Teilung der Deckel gleichzeitig einen Kondensator, der während des Betriebes zu reinigen ist. Es sei jedoch ausdrücklich betont, daß die Teilung der Wasserkammern in je eine rechte und linke Hälfte mit Bezug zur Erfindung nicht unbedigt nötig ist und hier nur in dem beschriebenen Beispiel erwähnt ist.Since each water chamber is divided into a right and a left half, one gets through Corresponding division of the lid at the same time a capacitor, which during operation is to be cleaned. It should be emphasized, however, that the division of the water chambers in each case a right and left half with reference to the invention is not absolutely necessary and is only mentioned here in the example described.

Claims

Patent Claims:

1. Surface condenser, characterized in that the steam flow is complete or pipe systems that are almost completely separate from one another and lie on both sides of the steam inflow flows through in a horizontal or approximately horizontal direction, while the cooling water from both sides against the Middle flows.

2. Surface capacitor according to claim i, characterized by a itself from the steam inlet opening along the entire length of the steam or condensation space up to the entire or almost the entire diameter extending, downwardly tapering free Space through which two tube bundles flat in the direction of the steam flow and rapidly decreasing in this direction Cross-section are formed.

1 sheet of drawings.