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Luftkühler für Kondensatoren mit ringförmig angeordnetem und durch
Zwischenwände unterstütztem Rohrbündel Die Erfindung betrifft einen Luftkühler für
Kondensatoren mit ringförmig angeordnetem und durch Zwischenwände unterstütztem
Rohrbündel; der Luftkühler leitet Luft und unkondensierbare Gase vom warmen zum
kalten Kondensatorende in einen rings von Kühlrohren umgebenen Raum, dem in den
Zwischenrohrwänden Ausschnitte geeigneter Größe entsprechen.
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Es ist vorgeschlagen worden, diesen Raum in der Mitte des Kondensatorraumes
dadurch zu schaffen, daß inmitten des Rohrsatzes ein mit verteilten seitlichen Öffnungen
versehenes Rohr entlang geführt wird, an welches sich dann der Luftkühler anschließt.
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Gemäß der Erfindung werden in der Achsrichtung des Raumes vor den
Ausschnitten der Zwischenwände nach dem kalten Ende zu offene, becherförmige Prallkörper
angeordnet, die Luft und Gase wiederholt gleichmäßig radial auswärts und danach
axial über das den Raum umschließende Rohrbündel leiten, das am kalten Ende durch
mit Lufteinlaßöffnungen versehene zylindrische Stücke gegen das übrige Röhrenbündel
abgegrenzt ist; vom Innern des letzten Prallkörpers geht das durch die Wassereinlaßkammer
in an sich bekannter Weise hindurchführende Luftab-saugrohr aus. Insbesondere bei
Einwegkondensatoren besteht bekanntlich ein verhältnismäßig hohes Wärmegefälle nahe
dem kalten Ende des Rohrbündels, dagegen ein verhältnismäßig niederes Wärmegefälle
am warmen Ende, und infolgedessen ist ein natürliches Bestreben für den Dampf und
die Luft vorhanden, von dem Bereich niederen Wärmegefälles zum Bereich hohen Wärmegefälles
zu strömen. Bei großen Kondensatoren ist es nun erforderlich, Rohrzwischenwände
anzubringen, um eine übermäßig starke Durchbiegung der Röhren zu verhindern. Bei
den gebräuchlichen Kondensatoren dieser Art wurden -diese Zwischenwände mit Öffnungen
versehen, so daß sie den natürlichen, in Längsrichtung verlaufenden Dampf- und Luftumlauf
durch den Kondensator von der Zone niederen Wärmegefälles zur Zone hohen Wärmegefälles
nicht beeinträchtigten.
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Der natürliche Längszug in dem Hohlraum, der sich axial durch das
Rohrbündel erstreckt, wird durch die Erfindung dazu ausgenutzt, daß der Dampf und
.die Luft, die den Kernraum durchfließen, über angrenzende Teile des Rohrbündels
vor endgültiger Absaugung der Luft am kalten Ende abgelenkt werden; hierdurch wird
nicht allein die Zugwirkung beschleunigt, sondern auch der wirksamste
Teil
des Rohrbündels dazu benutzt, eine Kondensation des Dampfes und eine Kühlung der
durch den natürlichen Zug herbeigeleiteten Luft herbeizuführen. Dadurch wird eine
besonders günstige Kühlwirkung gesichert.
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Die Erfindung ist durch die Zeichnungen beispielsweise in zwei Ausführungsformen
wiedergegeben.
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Fig. i ist eine Ansicht, teilweise im Längsschnitt, eines Einwegkondensators
gemäß der Erfindung.
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Fi-g. 2, 3 und d. sind Querschnitte nach den Linien II-11, III-III,
IV-IV der Fig. 1.
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Fig. 5 ist eine Ansicht, teilweise im Längsschnitt, eines Zweiwegkondensators
gemäß der Erfindung.
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Fig.6 ist ein Querschnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5.
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In den Zeichnungen ist in Fig. i bis q. ein Kondensator mit einem
Gehäuse io gezeigt, das mit einem Einlaß i i für den zu kondensierenden Dampf und
einem Auslaß 12 für das Kondensat versehen ist. An einem Ende des Gehäuses io ist
ein Röhrenblech 13 angebracht und an dem anderen Ende. ein Röhrenblech 1d.. Zwischen
den Röhrenblechen 13 und 1:I erstreckt sich in der Längsrichtung ein Röhrenbündel
15, dessen äußerer Umfang so ausgebildet ist, daß es mit der inneren Seite des Gehäuses
io in bekannter Weise einen dazwischenliegenden Dampfabgaberauin 16 bildet, der
einen wesentlichen Teil des Röhrenbündels umgibt und frei mit dem Einlaß i 1 in
Verbindung steht.
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An das Stirnröhrenblech 13 ist ein Einlaßwassergefäß 17 mit einem
Einlaß 17' zur Versorgung des Röhrenbündels mit Kühlwasser angebracht, und an dem
Röhrenblech 14 ist ein Auslaßwassergefäß 18 mit einem Auslaß i8' befestigt. Die
hier dargestellte Ausführungsform zeigt einen Einwegkondensator, und die Wassergefäße
17 und i8 sind so angeordnet, daß das Kühlwasser durch das RÖhrenbündel in einer
einzigen Längsrichtung in Umlauf gesetzt wird. Das Röhrenbündel 15 ist mit einem
bekannten, in der Längsrichtung sich erstreckenden freien Innenraum oder einer Höhlung
i9 versehen, die frei von Röhren ist. Dieser Innenraum hat vorzugsweise eine beträchtliche
Querschnittsfläche, um einen freien und ununterbrochenen Umlauf der gasförmigen
Medien in der Längsrichtung durch das Röhrenbündel zu gewährleisten.
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Zur Unterstützung des Röhrenbündels zwischen den Stirnröhrenblechen
13 und 1.1 sind geeignete dazwischenliegende Röhrentragbleche -21 vorgesehen. Wie
in Fig. 3 und 4. dargestellt, ist der äußere Umfang eines jeden zwischenliegenden
Röhrentragblechs ähnlich und sich dem des Röhrenbündels anpassend, damit der umgebende
Dampfabgaberaum 16 frei und ununterbrochen mit dem ganzen Röhrenbündel in Verbindung
.stehen kann. Die dazwischenliegenden Röhrentragbleche teilen den Kondensator in
der Längsrichtung in eine Reihe von Abschnitten 22, 23, 2q. und 25 von schrittweise
wachsenden Temperaturen. Der Abschnitt 22, der neben dem Einlaßwassergefäß 17 liegt,
ist ein verhältnismäßig kalter Abschnitt, und der an dem Auslaßwassergefäß angrenzende
Abschnitt 25 ist dabei ein verhältnismäßig warmer Abschnitt. Damit diese dazwischenliegenden
Röhrentragbleche nicht zwischen die freie und in der Längsrichtung erfolgende Strömung
der gasförmigen Medien durch den freien Raum i9 zwischentreten können, sind sie
in bekannter Weise mit in der Mitte angeordneten Öffnungen 26 versehen, die vorzugsweise
in Ausrichtung mit dem freien Innenraum sind.
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Wie oben angegeben, nehmen die gasförmigen Medien ihren Weg in der
Längsrichtung durch den freien Raum i9, und damit der Dampf darin kondensiert und
die Luft und andere nicht kondensierbare Gase gekühlt werden können, sind in einem
oder mehreren der kälteren Abschnitte des Röhrenbündels, z. B. in den Abschnitten
22 und 23, Kühlabteilungen 27 und 28 vorgesehen. Um diese Abteilungen zu bilden,
sind gemäß der Erfindung becherförmige Prallkörper 29 und 31 in den freien Innenräumen
eines jeden der Abschnitte 22 und 23 angebracht. Diese Teile 29 und 31 lenken die
gasförmigen Medien von dem freien Raum radial nach außen in die Röhrenbündelabschnitte
ab. Die radialen Grenzen dieser Kühlabteilungen werden durch kreisförmige Prallkörper
32 und 33 bestimmt, die sich über einen wesentlichen inneren ringförmigen Teil des
Röhrenbündels erstrecken. Damit die gasförmigen Medien aus den 'Abschnitten 22 und
23 in ihre zugehörigen Kühlabteilungen eintreten können, sind die entsprechenden
Prallkörper 32 und 33 ebenfalls mit beträchtlichen halblreisförrnigen öffnungen
33' und 34 in -ihren unteren Hälften versehen. Luft und nicht kondensierbare gasförmige
Medien werden endlich aus dem Kondensator mittels einer Führung 35 entfernt, die
sich vorzugsweise durch das Einlaßwassergefäß erstreckt und deren Eintrittsteil
36 in dem Inneren des Prallkörpers 31 angeordnet ist.
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Aus der vorstehenden Beschreibung wird die Arbeitsweise der Vorrichtung
gemäß der Erfindung ohne weiteres ersichtlich. Der zu kondensierende Dampf tritt
in das Gehäuse io durch den Einlaß ii ein und umgibt das Röhrenbündel in dem Dampfabgaberaum
16.
Der Dampf wird radial nach innen in jedem der Abschnitte von
dem Umfang des Röhrenbündels gegen den freien Raum i9 gezogen, und während seines
Durchganges quer durch das Röhrenbündel wird ein beträchtlicher Teil des Dampfs
kondensiert und fällt auf den Boden des Gehäuses, von wo das Kondensat zu dem heißen
Sammelraum oder dem Auslaß i-2 abfließt. Wie oben angegeben, hat das Wasser in dem
Abschnitt 22 des Röhren-, Bündels eine verhältnismäßig niedrigere Temperatur als
das Wasser in dem Abschnitt 25; das in dem Abschnitt 22 vorherrschende Wärmegefälle
ist deshalb höher als das in dem Abschnitt 25 herrschende Wärmegefälle. Als Folge
davon besteht bekanntlich ein natürliches Bestreben für die gasförmigen Medien,
von den entsprechenden Abschnitten 23, 2_l. und 25 gegen den kältesten Abschnitt
2-2 zu strömen.
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Die in den Innenraum i9 aus den Abschnitten 24 und 25 eintretenden
gasförmigen Medien strömen daher in der Längsrichtung gegen den Prallkörper 29 und
werden nach außen gegen die Röhren der Kühlabteilung 27 abgelenkt, wie es durch
Pfeile angedeutet ist. Dazu treten nicht kondensierte gasförmige Medien aus dem
Abschnitt 23 in die Kühla@bteilung 27 unmittelbar mittels des Einlasses 33'. In
der Kühlabteilung 27 wird die Dampfkomponente der gasförmigen Medien kondensiert
und durch die Öffnung 33' auf den Boden des Gehäuses abgeleitet. Derjenige Teil
der gasförmigen Medien, der nicht kondensiert wird, tritt wieder in den freien Raum
ig ein und wird nach außen in die Kühlabteilung 28 durch den Prallkörper 31 abgelenkt.
Da die Abteilung 28 verhältnismäßig kälter als die Abteilung 27 ist, werden die
nicht kondensierbaren gasförmigen Medien weiter gekühlt und dann durch den Kanal
35 abgezogen. Der kondensierte Dampf fließt durch die Öffnung 34 auf den Boden des
Gehäuses ab, während die Öffnung 34. auch dazu dient, gasförmige Medien von dem
Abschnitt 22 in die Kühlabteilung 28 unmittelbar eintreten zu lassen.
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Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß gemäß der Erfindung ein
Kondensator vorgesehen ist, in dem die wärmeren Abschnitte des Röhrenbündels, z.
B. die Abschnitte 24 und 25, vollständig nutzbar gemacht werden und in dem zusätzliche
in diese Abschnitte, eintretende gasförmige Medien in die kälteren Abschnitte, d.
h. die Abschnitte 22 und 23, abgeführt werden. Mit anderen: Worten, das bekannte
natürliche Bestreben der gasförmigen Medien, zu der Gegend verhältnismäßig hohen
Wärmegefälles zu strömen, wird nicht störend unterbrochen, und die kältesten Abschnitte
der Röhre werden deshalb voll ausgenutzt. Das Ergebnis davon ist, daß die Kapazität
des Kondensators als Ganzes wesentlich verbessert ist. Überdies werden die durch
das Röhrenbündel gehenden gasförmigen Medien den nachfolgenden Kühlwirkungen der
Abteilungen 27 und 28 unterworfen, so daß die nicht kondensierbaren gasförmigen
Medien den Kondensator bei einer Temperatur verlassen, die sich dicht derjenigen
des Einlaßwassergefäßes 17 nähert.
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Bei der vorstehenden Ausführungsform ist ein Einwegkondensator gezeigt,
aber es ist ersichtlich, daß die Erfindung auch auf Mehrwegkondensatoren anwendbar
ist; und so ist z. B. in den Fig. 5 und 6 ein Zweiwegkondensator dargestellt, welcher
der in den Fig. i bis 4 dargestellten Art in seinen wesentlichen Merkmalen ähnlich
ist. Bei der zweiten Ausführungsform sind jedoch sowohl ein Einlaßwassergefäß 41
zur Versorgung des Röhrenbündels 15 mit Kühlwasser als auch ein Auslaßwassergefäß
42 an demselben Ende des Röhrenbündels angebracht. Wasser wird dem Röhrenbündel
durch das Einlaßwassergefäß 4i zugeführt, strömt in der Längsrichtung durch den
unteren Teil des Röhrenbündels und kehrt durch den oberen Teil des Röhrenbündels
über ein Rückflußwassergefäß 43 zurück, während das Wasser zuletzt den Kondensator
durch das Auslaßwassergefäß 42 verläßt. Vorzugsweise werden die Einlaß-und Auslaßwassergefäße
41 bzw. 42 als ein einheitlicher Körper ausgebildet, wie es in der Technik allgemein
bekannt ist.
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Wie oben erwähnt, sind die Abteilungen 27 und 28 an das Einlaß-,vassergefäß
angrenzend angebracht, und in der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform
ist deshalb die Wand 44, die die Einlaß- und Auslaßwassergefäße trennt, so angeordnet,
daß sie sich nach oben in Ausrichtung mit dem Prallkörper 33 wölbt. Mittels einer
solchen Anordnung geht das Wasser von dem ersten Weg durch die Kühlabteilungen 27
und 28, und die Temperatur der aus dem Kondensator entfernten Gase ist daher annähernd
diejenige des dem Einlaßwassergefäß 41 zugeführten Wassers.