DE271482C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 271482 KLASSE XId, GRUPPE

Oberflächenkondensator. Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. März 1913 ab.

Der Zweck vorliegender Erfindung ist die bessere Ausnutzung der Kühlfläche eines Oberflächenkondensators.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Alle diese Nachteile des normalen Kondensators werden durch die vorliegende Erfindung vermieden, ohne daß man deshalb von der zylindrischen Form des Kondensators abzu-

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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,

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.

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 Schnitt

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.

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.

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.

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.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Oberflächenkondensator, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfstrom vollständig oder nahezu vollständig voneinander getrennte und zu beiden Seiten der Dampfeinströmung liegende Rohrstysteme in horizontaler bzw. angenähert horizontaler Richtung durchströmt, während das Kühlwasser von beiden Seiten gegen die Mitte fließt.

2. Oberflächenkondensator nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen sich von der Dampfeinströmungsöffnung aus in der ganzen Länge des Dampf- bzw. Kondensationsraumes bis auf den ganzen oder nahezu den ganzen Durchmesser erstreckenden, nach unten sich verjüngenden freien Raum, durch den zwei in Richtung der Dampfströmung flache Röhrenbündel mit in dieser Richtung rasch abnehmendem Querschnitt gebildet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.