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Oberflächenkondensator mit ringförmigem Dampfraum zwischen Mantel
und Rohrbündel Die Erfindung bezieht sich auf einen Oberflächenkondensator mit ringförmigem
Dampfraum zwischen Mantel und Rohrbündel und radialer Dampfführung zur Luftabsaugekammer
im Innern des Rohrbündels. Gegenüber den bekannten Kondensatoren dieser Art besteht
das Neue der Erfindung darin, daß die vom kältesten Wasser durchflossene Rohrgruppe
dem Dampfeintrittsstutzen des Kondensators unmittelbar gegenüber angeordnet ist.
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Bei Oberflächenkondensatoren der am meisten üblichen Ausführungsart,
bei denen der Dampf nur in einer Richtung von oben nach unten durch das Rohrbündel
hindurchgeführt wird, hat man auch bereits das kälteste Wasser durch die oberste
Rohrgruppe, die dem Dampfnintrittsstutzen des Kondensators unmittelbar gegenüber
angeordnet ist, geführt. Bei diesen Kondensatoren muß jedoch der zu kondensierende
Dampf zunächst die vom kältesten Wasser durchflossene Rohrgruppe durchströmen, um
zu den Rohrgruppen zu gelangen, die vom wärmeren und vom wärmsten Wasser durchströmt
werden.
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Dies ist nachteilig, denn man hat festgestellt, daß schon bei Kondensatoren
der üblichen Ausführung, bei denen das kälteste Wasser die unterste vom Dampf zuletzt
getroffene Rohrgruppe und das wärmste Wasser die oberste vom Dampf zuerst getroffene
Rohrgruppe durchströmt, der bei weitem größte Teil des Dampfes in der obersten Rohrgruppe
also vom wärmsten Wasser niedergeschlagen wird, während die mittlere Rohrgruppe
außerordentlich viel weniger und die untere, also vom kältesten Wasser durchflossene
Rohrgruppe, fast gar nichts mehr kondensiert. Verlegt man die vom kältesten Wasser
durchflossene Rohrgruppe nach oben, so daß der Dampf sie zuerst trifft, so wird
diese an sich schon unerwünschte ungleichmäßige Verteilung der Dampfkondensation
auf die verschiedenen Rohrgruppen noch außerordentlich verstärkt. Die an zweiter
und dritter Stelle vom Dampf getroffenen Rohrgruppen werden wegen des bereits erwärmten
Wassers und wegen des daraus sich ergebenden geringeren Temperaturgefälles einen
noch viel geringeren Anteil an der Gesamtkondensation übernehmen, als wenn der Dampf
zunächst auf die Rohrgruppe stößt, welche vom bereits erwärmten Wasser durchflossen
wird.
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Der Nachteil, der durch die schlechte Ausnutzung der Rohrgruppen,
die vom erwärmten und vom wärmsten Wasser durchflossen werden, bedingt ist, ist
erheblich größer als der geringe Vorteil, der sich dadurch ergibt, daß der Spannungsabfall
beim Durchgang des Dampfes durch das gesamte Rohrbündel durch die starke Kondensation
gleich beim Eintritt in das Rohrbündel verringert wird. Als Gesamtwirkung ergeben
solche Kondensatoren, bei denen der Dampf die vom kältesten Wasser durchflossene
Rohrgruppe zunächst durchströmen muß, um zu den anderen Rohrgruppen zu gelangen,
ein nicht so gutes Vakuum, d. h. eine nicht so niedrige absolute Spannung wie
die
übliche Kondensatorausführung, bei der der Dampf zunächst auf die vom wärmsten Wasser
durchflossene Rohrgruppe trifft und diese durchdringen muß, um zu den anderen Rohrgruppen
zu gelangen.
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Bei einem Oberflächenkondensator, wie er der Erfindung zugrunde liegt,
mit ringförmigem Dampfraum zwischen Mantel und Rohrbündel und radialer Dampfführung
zur Luftabsaugekammer im Innern des Rohrbündels liegen die Verhältnisse jedoch insofern
durchaus anders, als alle Rohrgruppen, die vom Wasser nacheinander durchflossen
werden und dementsprechend Wasser verschiedener Temperaturfuhren, vom Dampf unmittelbar,
ohne daß er zuvor eine andere Rohrgruppe hätte durchströmen müssen, getroffen werden.
Ein Teil des Dampfes trifft unmittelbar auf die vom kältesten Wasser durchflossenen
Rohre, ein anderer Teil unmittelbar auf die vom wärmeren Wasser durchflossenen und
ein weiterer Teil unmittelbar auf die vom wärmsten Wasser durchflossenenRohre. DieverschiedenenDampfteilmengen
sind also parallel geschaltet, bei ihrem Durchtritt durch die im vorliegenden Beispiele
drei Rohrgruppen.
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Hierdurch fällt zunächst der Nachteil fort, daß diejenige Rohrgruppe,
welche vom Dampf erst erreicht werden kann, nachdem er eine andere Rohrgruppe durchströmt
hat, sehr viel weniger Dampf kondensieren wird als die unmittelbar vom Dampf getroffene
Rohrgruppe. Bei dem Kondensator mit dem ringförmigen Daanpfraum wird jede Rohrgruppe
annähernd so viel Dampf kondensieren, wie sich nach dem Verhältnis der einzelnen
Temperaturgefälle zueinander ergibt, d. h. die Rohrgruppe mit dem kältesten Wasser
wird am meisten und diejenige mit dem wärmsten Wasser wird folgerichtig am wenigsten
-kondensieren. Voraussetzung ist dabei, daß der Dampf zu allen Rohrgruppen mit gleichem
Widerstand gelangen kann. In dieser Beziehung ergibt sich nun insofern ein Unterschied,
als die Rohrgruppe, die dem Dampfeintrittsstutzen unmittelbar gegenüberliegt, zweifellos
am bequemsten vom Dampf erreicht werden kann. Würde man nun die vom wärmsten Wasser
durchflossene Rohrgruppe gerade dem Dampfeintrittsstutzen gegenüber anordnen, so
müßte der größte Teil des Dampfes, der, wie erwähnt wurde, von der Rohrgruppe mit
dem kältesten Wasser kondensiert wird, zunächst das Rohrsystem umströmen, um zu
dieser Rohrgruppe zu gelangen. Da dies nur mit einem gewissen Spannungsabfall möglich
ist, so wäre dies nachteilig. Im Gegensatz dazu erreicht man die größte Wirkung
zweifellos dann, wenn der Erfindung gemäß die vom kältesten Wasser durchflossene
Rohrgruppe dem Dampfeintrittsstutzen unmittelbar gegenüber angeordnet ist, da dann
der größte Teil des zu kondensierenden Dampfes von dieser Rohrgruppe aufgenommen
wird, ohne daß er zunächst das Rohrsystem zu umströmen braucht. Für die stark verminderte
Restdampfmenge steht jetzt der Ringquerschnitt des Dampfraumes zwischen Mantel-
und Rohrsystem zur Verfügung, um zu den anderen Rohrgruppen zu gelangen. Je kleiner
jedoch die Dampfmenge ist, die durch diesen Ringquerschnitt geführt werden muß,
um so kleiner ist auch der Spannungsabfall, den der umströmende Dampf bis zum Eintritt
in das Rohrsystem erleidet.
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Es wird also durch den Erfindungsgegenstand eine ganz besonders vorteilhafte
Wirkung erreicht, und es zeigt sich, daß das, was bei der üblichen Kondensatorausführung,
bei der die einzelnen Rohrgruppen vom Dampf nacheinander erreicht werden, eine nachteilige
Maßnahme ist, im vorliegenden Falle einen Vorteil ergibt.
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Die Erfindung ist in beiliegender Zeichnung Abb. z bis q in einem
Ausführungsbeispiel in mehreren Schnitten dargestellt. Bei den Abb. 2 bis q. sind
die Kühlrohre fortgelassen.
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Der zu kondensierende Dampf tritt durch den Stutzen a in den zylindrischen
Kondensationsraum ein, der zu beiden Seiten durch die Rohrböden b angeschlossen
ist. Er umspült das Rohrsystem durch den Ringkanal c, der sich dadurch nach unten
verjüngt, daß das Rohrsystem im Kondensatormantel exzentrisch angeordnet ist. Der
Dampf durchströmt dann radial das Rohrsystem von allen Seiten. Der nicht kondensierte
Rest gelangt so in den Mittelraum d und von dort in die Öffnung der Luftabsaugekammer
e, die sich von dem einen Rohrboden b bis zum anderen erstreckt und in welcher sich
ein kleiner Teil der Rohre des ersten Wasserweges für die Luftkühlung befindet.
Diese Luftabsaugekammer e durchdringt das Rohrsystem radial, so daß ihre Wände,
die von einem Rohrboden bis zum anderen reichen, der radialen Führung des Dampfes
beim Eindringen in das Rohrsystem dienen. Durch den für das Umspülen des Dampfes
frei gelassenen Ringraum führt indessen für den Austritt der Luft nur der runde
Stutzen f, damit der Ringraum c für den Dampfstrom frei bleibt. Außer der Luftabsaugekammer
e sind für die radiale Führung des Dampfes noch die radialen Führungswände
g, h, i vorgesehen, die das Rohrsystem in vier Teile m, x, 0,p trennen.
Das Kühlwasser tritt durch den Stutzen q in die linke Wasserkammer y ein, um - bei
dem dargestellten Beispiel nach dreimaligem Durchfluß durch die Kühlrohre - die
rechte Wasserkammer s durch Stutzen t zu verlassen. Um den dreifachen Wasserweg
herbeizuführen, ist die linke Wasserkammer y mit der Trennwand u, die rechte Wasserkammer
s mit der
Trennwand v versehen. Dadurch, daß die Trennwand
u mit den Führungswänden g und e
in gleicher Flucht liegt, durchfließt
das Wasser auf seinem ersten Wege die Rohrgruppe m, die dem Dampfeintrittsstutzen
gegenübergelegen ist. Dadurch, daß die Trennwand v mit den Führungswänden
.h und i in gleicher Flucht ist, durchfließt das Kühlwasser in seinem
zweiten Wege die beiden Rohrgruppen n und o in Parallelschaltung und in seinem dritten
Wege die Rohrgruppe P, die dem Dampfeintrittsstutzen vollkommen abgewendet ist.
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Die Führungswände e, g, h, i dienen in ihrer schrägen Anordnung
zugleich der Abführung des Kondensates.