DE957360C - Verfahren und Vorrichtung zum Kondensieren von Dampf - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 31. JANUAR 1957

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Die vorliegende Erfindung betrifft das Kondensieren von in stark wechselnden Mengen auftretendem Dampf, wobei der Dampf in einem Strahlkondensor vorkondensiert und dann in einem Oberflächenkondensor nachkondensiert wird. Dies kommt z. B. bei einem bekannten Verfahren zur Bereitung von warmer Flüssigkeit mit Wärme von dem bei der Entleerung beim Ausblasen eines Zellulosekochers nach beendetem Kochen frei werdenden Dampf vor.

Der größte Teil des Dampfes kondensiert dabei in einem Strahlkondensor. Das Kondensat und der Restdampf werden zum Oberteil eines Behälters geleitet, in dem das Kondensat gespeichert und von dessen Oberteil der Restdampf nach einem Oberflächenkondensor abgeleitet wird. Warmes Fläohenkondensat wird ununterbrochen vom Behälter durch einen Wärmeaustauscher gepumpt, in dem das Kondensat unter Erwärmung einer anderen Flüssigkeit, z. B. von reinem Wasser oder Kochsäure, gekühlt wird. Das gekühlte Kondensat wird nach dem Behälterboden zurückgeführt, so daß das Kondensat oben warm und unten abgekühlt in den Behälter gelangt. Gekühltes Kondensat wird im Kreislauf als Kühlmedium vom Behälter durch den Oberflächenkondensor zum Strahlkondensor und in erwärmtem Zustand wieder nach dem Oberteil des Behälters zusammen

mit neu.gebildetem Kondensat und Restdampf gepumpt. Ein durch einen Temperaturimpulsgeber im Abzug des Strahlkondensors betätigter Regler regelt die Umlaufmenge in Abhängigkeit von dem augenblicklichen Bedarf an Kühlmittel für das Kondensieren.

Die pro Zeiteinheit auftretende Menge an Dampf und Kühlmittel wechselt daher im Oberflächenkondensor ebenso wie im Strahlkondensor. Auch der Oberflächenkondensor muß daher zur Aufnahme von Belastungsspitzen mit dem gleichen relativen Größengrad und kurzer Dauer wie der Strahlkondensor abgemessen sein. Ein Strahlkondensorsystem kann im allgemeinen für eine wirtschaftliche Erfüllung derartiger Forderungen ausgeführt sein. Die ungleiche Belastung des Oberfiächenkondensors bringt dagegen mit sich, daß dieser erheblich größer und teurer im Verhältnis zu der im Durchschnitt ausgenutzten Kapazität ausgeführt werden muß, als wenn er für eine gleichmäßige Belastung abgemessen werden könnte.

Die Erfindung betrifft in erster Linie ein Verfahren zum gleichzeitigen Betrieb eines Vorkondensors vom Strahlkondensortyp und eines Nachkondensors vom Oberflächenkondensortyp bei wechselnder Dampfzufuhr zum Strahlkondensor derart, daß die Dampfzufuhr zum Oberflächenkondensor unverändert gehalten wird. Nach der Erfindung wird ein Kühlmittel dem Strahlkondensor derart zugeführt, daß die Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit erhöht wird, wenn die Menge des pro Zeiteinheit dem Oberflächenkondensor zugeführten unkondensierten Dampfes über eine bestimmte Grenze ansteigen will, und daß die erstgenannte Menge herabgesetzt wird, wenn die letztgenannte Menge unter die gleiche Grenze sänken will, wobei das Kühlmittel dem Oberflächenkondensor in einer bestimmten wenigstens annähernd unveränderten Menge pro Zeiteinheit zugeführt wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung

näher beschrieben, in der ein Beispiel für die praktische Anwendung der Erfindung in einer Anlage zu dem oben angegebenen Zweck schematisch dargestellt ist.

Abgeblasener Dampf in wechselnder Menge strömt durch eine Einlaßleitung 1 zu einem Strahlkondensor 2, in dem er zum größten Teil kondensiert. Restdampf und Kondensat strömen vom Strahlkondensor durch eine Leitung 3 nach einem Behälter 4 ab, in dem das Kondensat gesammelt wird und von dessen Oberteil der Restdampf bei einer dem im Behälter herrschenden Druck entsprechenden Temperatur durch eine Leitung 5 nach einem Oberfiächenkondensor 6 abgeht, in dem der Restdampf kondensiert und von dem unkondensierbare Gase durch einen Abzug 7 austreten, während das Kondensat durch die Leitung 5 zum Behälter 4 abströmt.

Von der Außenschicht des Kondensats im Behälter 4 wird warmes Kondensat mittels einer Pumpe 8 durch eineLeitungo. kontinuierlich in einen indirekten Wärmeaustauscher 10 gepumpt, in dem das Kondensat im Wärmeaustausch mit z. B. reinem Wasser oder Kochsäure, die dem Wärmeaustauscher durch eine Leitung 11 zugeführt wird, gekühlt wird und von dem es in erwärmtem Zustand durch eine Leitung 12 abströmt. Das gekühlte Kondensat strömt durch eine Leitung 13 nach dem Bodenteil des Behälters 4, von dem es in einer der -in den Kondensoren anfallenden Kondensatmenge gleichen Menge durch einen Abzug 24 mit Vakuumventil 25 abströmt, so daß das Kondensatniveau im Behälter konstant bleibt.

Von diesem Bodenteil wird auch gekühltes Kondensat mittels einer Pumpe 14 durch eine Leitung 15 als Kühlmittel zum Strahlkondensor 2 gepumpt. Die Zufuhr dieses Kühlmittels wird erfindungsgemäß bei offenem Ventil i6_a durch ein Ventil 16 und einen Regler 17 geregelt, der durch einen Impuls von der Differenz zwischen den Drücken zu jeder Seite einer in der Leitung 5 vorgesehenen Drosselscheibe 26 das Ventil zur Vergrößerung seiner Durchströmöffnung beeinflußt, wenn die Druckdifferenz eine bestimmte Größe überschreiten will und es zur Verringerung der Durchströmöffnung beeinflußt, wenn die Druckdifferenz die gleiche Größe unterschreiten will. Auf diese Weise wird die Kühlmittelzufushr zum Strahlkondensor derart abgemessen, daß unabhängig vom Wechsel der Dampfzufuhr zum Strahlkondensor so viel Dampf jeweils in ihm kondensiert, daß die Menge des Restdampfes nach dem Oberfiächenkondensor konstant gehalten wird. Der Oberfiächenkondensor braucht also nicht für Spitzenbelastungen überdimensioniert zu werden, und das Kondensieren in ihm kann mittels eines konstanten Kühlmittelstroms erzielt werden, der durch eine Leitung 18 zugeführt und durch eine Leitung 19 abgeleitet wird. Außer dem nach der Erfindung erzielten Vorteil, daß der Oberflächenkondensor nicht überdimensioniert zu werden braucht, kommt bei der Kombination gemäß dem Beispiel noch der weitere Vorteil hinzu, daß der Oberflächenkondensor ebenso wie der Wärmeaustauscher 10 zur Bereitung von warmer Flüssigkeit verwandt werden kann, einmal deshalb, weil ein anderes Kühlmittel als das Kondensat verwandt werden kann, und weiterhin deshalb, weil der Wärmeübertragungsverlauf auch hier kontinuierlich wird.

In dem ihier behandelten Fall wechselt jedoch der Dampf unter gewissen Perioden nicht nur seiner Menge, sondern auch seiner Temperatur nach. Beim Beginn einer Ausblasung soll zuerst die im Apparat befindliche Luft ausgetrieben werden, dann strömt eine Mischung von Luft und Dampf und erst danach zumindest im wesentlichen nur Dampf ein. Wenn ein Strom von Luft oder einer wenigstens verhältnismäßig kaltem Luft-Dampf-Mischung durch die Leitung 5 eine volle Einschaltung von gekühltem Kondensat zum StraMkondensor veranlassen würde, würde daraus sich ergeben, daß große Mengen derartiges Kondensats der warmen oberen Kondensatschicht im Behälter 4 zugeführt werden und die ge-

samte kontinuierliche Warmflüssigkeitsbereitung im Wärmeaustauscher io beeinträchtigen würden. Wenn unter den gleichen Umständen der konstante Strom des Kühlmittels zum Oberflächenkondensor 6, d. h. des zur Erwärmung dort gewünschten Mediums, eingeschaltet gehalten würde, so würde die beabsichtigte Erwärmung offenbar ausbleiben und auch dieser Erwärmungsprozeß beeinträchtigt werden.

Gemäß der Erfindung ist daher weiterhin ein Abschaltventil ΐ6_α angeordnet, das durch einen von einem Thermoimpulsgeber 20 in der Leitung 5 betätigten Regler 17 _a geöffnet wird, aber sich erst dann vollständig öffnet, wenn der Dampf in dieser Leitung eine bestimmte Mindesttemperatur besitzt, die zweckmäßig etwas unterhalb der dem Druck im Behälter 4 entsprechenden Dampftemperatur liegt. Außerdem wird ein Regler 21 durqh einen zweiten, in der gleichen Leitung angeordneten Temperaturimpulsgeber 22 zur Betätigung eines Ventils 23 in der Leitung 18 in der Weise beeinflußt, daß das Ventil 23 bei Temperaturen unterhalb einer bestimmten Grenztemperatur in der Leitung 5 geschlossen gehalten und dann voll geöffnet wird, wenn die Grenztemperatur eintritt. Diese Grenztemperatur soll zumindest nicht höher sein als die dem Druck im Behälter entsprechende Dampftemperatur, d. h. die volle Temperatur des Dampfes, kann jedoch zweckmäßig niedriger gewählt werden, gegebenenfalls niedriger als die schon genannte Mindesttemperatur, so daß eine volle Zuströmung des Kühlmittels während der Zeit eintreten kann, die der Dampf braucht, um seine Temperatur von der Grenztemperatur zur vollen Temperatur zu erhöhen

Weitere Abänderungen können natürlich im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden. Die beiden Regler 17 und ij_a können z. B. zu einem einzigen Regler vereinigt werden, der unter Beeinflussung von Druckdifferenz- und Temperaturimpulsen ein einziges Ventil betätigt, das die Aufgaben der beiden Ventile 16 und i6_a erfüllt.

Die Erfindung kann natürlich auch bei Vorrichtungen anderer Art als der beschriebenen angewandt werden, bei denen ein. Strahlkondensor- und ein Oberflächenkondensorsystem zusammenarbeiten sollen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zum Kondensieren eines in stark wechselnden Mengen auftretenden Dampfes, z. B. bei der Entleerung von Zellulosekochern nach beendigtem Kochen, wobei der Dampf in einem Strahlkondensor vorkondensiert und in einem Oberflächenkondensor nachkondensiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelmenge im Strahlkondensor pro Zeiteinheit vergrößert wird, wenn die Menge des zum Oberflächenkomdensor pro Zeiteinheit zugeführten unkondensierten Dampfes über eine bestimmte Grenze ansteigt, und daß die erstgenannte Menge herabgesetzt wird, wenn die letztgenannte Menge unter diese Grenze sinkt, wobei das Kühlmittel dem Oberflächenkondensor in bestimmter, wenigstens annähernd konstanter Menge pro Zeiteinheit zugeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 beim Kondensieren einer zuströmenden Dampfströmung mit anfangs verhältnismäßig niedriger Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel

   . dem Strahlkondensor bzw. dem Oberflächenkondensor erst dann zugeführt wird, nachdem der dem OberflächenkondensoT zuströmende Dampf eine für jede Kühlmittelzufuhr bestimmte Mindesttemperatur erreicht hat.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Oberfiächenkondensor Kühlmittel einer anderen Art als dem Strahlkondensor zugeführt wird, wie reines Wasser für Warmwasserbereitung, Kochsäure zur Bereitung von warmer Säure oder andere zu erhitzenden Medien.
4. 4. Vorrichtung zur Ausführung des Verf ahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zur Regelung des Kühlmittels nach dem Strahlkondensor ausgebildetes, derart angeordnetes Regelventil, daß es durch Einwirkung eines zweckmäßig im Einlaß des Oberflächenkondensors angebrachten Strömungsimpulsgliedes, seiine Durchströmöffnung vergrößert, wenn die Menge des pro Zeiteinheit dem Oberflächenkondensor zugeführten unkondensierten Dampfes über eine bestimmte Grenze steigt und daß es seine Durchströmöffnung verringert, wenn diese Menge unter diese Grenze herabsinkt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein für das dem Strahlkondensor zugeführte Kühlmittel derart angeordnetes Abschluß ventil, daß es durch Betätigung durch ein zweckmäßig im Einlaß zum Oberflächenkondensor angebrachtes Temperaturimpulsglied geöffnet wird, wenn die Temperatur des zum Oberflächenkondensor strömenden Dampfes einen bestimmten Mindestwert erreicht hat, und bei einer die Temperatur dieses Dampfes unterschreitenden Temperatur geschlossen wird.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch ein für das zum Oberflächenkondensor strömende Kühlmittel vorgesehenes Abschlußventil, das durch ein zweckmäßig im Einlaß des Oberflächenkondensors angebrachtes Temperaturimpulsglied geöffnet wird, wenn die Temperatur des zum Oberflätihenkondensor strömenden Dampfes einen bestimmten Mindestwert erreicht hat, und bei niedriger Temperatur dieses Dampfes geschlossen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   © 6G9 578/279 7.56 (609 777 1.57)