DE706324C

DE706324C - Water-cooled surface condenser

Info

Publication number: DE706324C
Application number: DEL99513D
Authority: DE
Inventors: Frank S Bennett
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-11-23
Filing date: 1939-11-23
Publication date: 1941-05-23

Description

Wassergekühlter Oberflächenkondensator Die Erfindung bezieht sich auf einen wassergekühlten Oberflächenkondensator, bei dem das Kühlwasser durch eine Vielzahl von Rohren strömt, die mit ihren beiderseitigen Enden an je eine Verteilungskammer angeschlossen sind und sich durch das Kondensatorgehäuse erstrecken, in das der zu kondensierende Abdampf z. B. einer Dampfturbine strömt. Die Leistungsfähigkeit eines solchen Kondensators wird wesentlich dadurch erhöht, daß dem Dampf bei seinem Eintritt in das Gehäuse ein möglichst geringer Widerstand entgegengesetzt und der Druckabfall im Kundensator auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. Ferner müssen die nicht kondensierbaren Bestandteile schnell von den Wärmeaustauschflächen entfernt und mit einem Mindestmaß von Arbeitsaufwand bei niedriger Temperatur beseitigt werden. Auch das Kondensat selbst soll möglichst schnell die Wärmeaustauschflächen verlassen und mit möglichst hoher Temperatur in den Kessel zurückkehren. Ferner soll das Kühlwasser möglichst reibungslos und mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit durch ,den Kondensator strömen.Water-cooled surface condenser The invention relates on a water-cooled surface condenser, in which the cooling water through a A multitude of pipes flows, each with their ends to a distribution chamber are connected and extend through the capacitor housing into which the exhaust steam to be condensed z. B. flows a steam turbine. The efficiency such a condenser is significantly increased by the fact that the steam at his Entrance into the housing as low a resistance as possible and the opposite Pressure drop in the customer's sator is reduced to a minimum. Furthermore, the quickly removes non-condensable components from the heat exchange surfaces and can be eliminated with a minimum of labor at low temperature. The condensate itself should also leave the heat exchange surfaces as quickly as possible and return to the boiler at the highest possible temperature. Furthermore, the cooling water should as smoothly as possible and at a relatively high speed through the condenser stream.

Nach der Erfindung ist diesen an die Leistungsfähigkeit, Einfachheit und Betriebssicherheit eines wassergekühlten Oberflächenkondensators zu stellenden Forderungen dadurch Rechnung getragen und außerdem eine gleichmäßige Belastungsverteilung bei Erzielung eines Kondensates hoher Temperatur und einer wirksamen Abscheidung nicht kondensierbarer Bestandteile dadurch erreicht, daß die Kühlwasserrohre im oberen Teil des Kondensatorgehäuses in Form zweier winkelig zueinander liegender Bündel angeordnet sind. die einen keilförmigen, rohrfreien Raum einschließen, an dessen breiterem Ende die Dampfeintrittsöffnung und die Kühlwasseraustrittskammer und an dessen schmälerem Ende die Kondensatab$ußleitung, ferner der Auslaß für die nicht kondensierbaren Bestandteile und die Kühlwassereintrittskammer liegen, während der untere rohrfreie Raum des Kondensatorgehäuses als Kondensatsammelraum ausgebildet ist.According to the invention, these are in terms of performance, simplicity and operational safety of a water-cooled surface condenser Requirements taken into account and also an even distribution of the burden when achieving a high temperature condensate and effective separation non-condensable components achieved in that the cooling water pipes in upper part of the capacitor housing in the form of two angled to each other lying bundles are arranged. which enclose a wedge-shaped, pipe-free space, at its wider end the steam inlet opening and the cooling water outlet chamber and at its narrower end the condensate drain line, and also the outlet for the non-condensable components and the cooling water inlet chamber lie while the lower tube-free space of the condenser housing is designed as a condensate collection space is.

Ein Ausführungsbeispiel des Kondensators nach der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the capacitor according to the invention is on shown in the drawing.

Fig. i zeigt den Kondensator in einem senkrechten und Fig.2 in einem waagerechten Längsschnitt. Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. i.Fig. I shows the capacitor in a vertical and Fig.2 in one horizontal longitudinal section. Fig. 3 is a section along line 3-3 of Fig. I.

Das Kondensatorgehäuse besteht aus einer waagerechten, im Querschnitt nahezu rechteckigen. langgestreckten Trommel io. Am einen Ende dieser Trommel liegt die Kühlwassereintrittskaminer i i und am anderen Ende die Kühlwasseraustrittskammer 12. Beide Kammern stehen durch Rohre, die zu zwei Bündeln 1;, 1q. zusammengefaßt sind, miteinander in Verbindung. Diese Anordnung der Rohre, die sich durch den oberen Teil der Trommel io erstrecken, erleichtert die Aufrechterhaltung einer hohen Kühlwassergeschwindigkeit bei einem Mindestaufwand an Kraft. Der zti kondensierende Dampf wird der Trommel durch den Einlaßstutzen 15 zugeführt, der sich an dem gleichen Ende der Trommel befindet, in dem auch die Kühlwasseraustrittskammer 12 liegt. Die nicht kondensierbaren Bestandteile werden durch Rohre 16 abgezogen, die neben der Kühlwassereintrittskammer liegen. Wie Fig. 2 erkennen läßt, verlaufen die Rohrbündel derart winkelig zueinander, daß der Zwischenraum zwischen den Bündeln am Kühlwasseraustrittsende der Trommel am größten. da-'legen am anderen Ende am kleinsten ist. Auf diese Weise entsteht ein keilförmiger rohrfreier Raum i,-. Infolge der Anordnung des Dampfeinlaßstutzens am breiteren Ende des Raumes 17 ist der Strömungswiderstand für den eintretenden Dampf vermindert. Da am anderen Ende der Trommel infolgederWirkung der üblichen nicht dargestellten Absaugevorrich;-tung für die nicht kondensierbaren Bestandteile und infolge der dort geringeren Kühlwassertemperatur ein geringerer Druck herrscht, strömt der Dampf von links nach rechts durch die ganze Länge der Trammel. Am linken Ende der Trommel ist der Raum 17 deshalb breiter, weil das Dampfvolumen nach Maligabe der Kondensierung beim Vorbeiströrnen an den Rohrbündeln abnimmt. Zur Herabsetzung der Dampfgeschwindigkeit sind Prallplatten 18 in Abständen quer zu den Rohren angeordnet. Eine weitere Prallplatte 19 erstreckt sich am Austrittsende der nicht kondensierbaren Bestandteile quer durch die ganze Trommel, wobei nur verhältnismäßig enge Durchgangsquerschnitte 2o an den beiden Trommelseitenwandungen frei gelassen sind. Parallel zu dieser Platte i9 liegen weitere Platten 21. Zwischen der Platte 19 einerseits und den Platten 21 andererseits liegen die Austrittsöffnungen für die nicht kondensierbaren Bestandteile. Das aus dem Dampf und den nicht kondensierbaren Gasen bestehende Gemisch umströmt die Praliplatte i 9 und muß daher mehrmals an den Rohren vorbeistreichen, die an diesem Ende der Trommel verhältnismäßig kühl sind, so daß der noch vorhandene Dampfrest kondensiert und nur doch trocken(, nicht kondensie rbare Gase durch die Rohre 16 abgesaugt werden.The capacitor housing consists of a horizontal, almost rectangular cross-section. elongated drum io. At one end of this drum is the cooling water inlet chamber ii and at the other end the cooling water outlet chamber 12. Both chambers are through pipes that form two bundles 1 ;, 1q. are summarized, in connection with each other. This arrangement of the tubes, which extend through the upper part of the drum io, makes it easier to maintain a high cooling water velocity with a minimum of force. The zti condensing steam is fed to the drum through the inlet port 15, which is located at the same end of the drum in which the cooling water outlet chamber 12 is located. The non-condensable components are drawn off through pipes 16 which are located next to the cooling water inlet chamber. As can be seen in FIG. 2, the tube bundles run at such an angle to one another that the gap between the bundles is greatest at the cooling water outlet end of the drum. there is smallest at the other end. In this way, a wedge-shaped tube-free space i, - is created. As a result of the arrangement of the steam inlet connection at the wider end of the space 17 , the flow resistance for the steam entering is reduced. Since there is a lower pressure at the other end of the drum as a result of the action of the usual suction device, not shown, for the non-condensable components and due to the lower cooling water temperature there, the steam flows from left to right through the entire length of the drum. At the left end of the drum the space 17 is wider because the steam volume decreases after the condensation has been added as it flows past the tube bundles. To reduce the steam speed, baffle plates 18 are arranged at intervals across the pipes. Another baffle plate 19 extends across the entire drum at the outlet end of the non-condensable components, with only relatively narrow passage cross-sections 2o being left free on the two drum side walls. Further plates 21 lie parallel to this plate 19. The outlet openings for the non-condensable components are located between the plate 19 on the one hand and the plates 21 on the other. The mixture, consisting of the steam and the non-condensable gases, flows around the praliplate i 9 and therefore has to pass the pipes several times, which are relatively cool at this end of the drum, so that the remaining steam condenses and is only dry (, not condensation rbare gases are sucked through the tubes 16.

Die Kühlrohre sind derart in der Trommel befestigt, daß sie sich während des Betriebes ausdehnen können. Mittels in die Seitenwandungen der Trommel eingelassener und auf den Kanten der Prallplatten 18 aufsitzender Schrauben 22 können die Rohrbündel während des Zusammenbaues des Kandensators in die gewünschte Stellung gebogen werden. Das Gewicht der Rohrbündel wird auf deren frei tragender Länge durch Querriegel 23 aufgenommen, auf denen Stützplatten 24 der Rohrbündel aufliegen.The cooling tubes are fixed in the drum in such a way that they are during of the company can expand. By means of embedded in the side walls of the drum and screws 22 seated on the edges of the baffle plates 18, the tube bundles be bent into the desired position during assembly of the candlestick. The weight of the tube bundle is on their unsupported length by means of crossbars 23 added, on which support plates 24 of the tube bundle rest.

Wenn sich die Rohre während des Betriebes ausdehnen, so drücken die Rohrbündel die Platten 24 unter der Wirkung der Schwerkraft nach unten, ohne daß die Stirnwände der Trommel beansprucht «-erden. Ziehen sich dagegen die Rohre zusammen, so führen sie die Platte 24 in die ursprüngliche Lage zurück. In beiden Fällen wird das Gewicht des Rohrbündelmittelstückes vorwiegend von den Querriegeln 23 und nicht von den Trommelstirnwänden aufgenommen.If the pipes expand during operation, the press Tube bundle the plates 24 under the action of gravity downward without the end walls of the drum are stressed. On the other hand, the pipes contract, so they lead the plate 24 back to its original position. In both cases will the weight of the tube bundle middle section mainly from the crossbars 23 and not taken up by the drum head walls.

Da die Rohrbündel im oberen Teil der Trommel angeordnet sind, steht im unteren Trommelteil ein Raum 25 zur Aufnahme und Sammlung des Kondensates zur Verfügung. Dieser Sammelraum erstreckt sich ohne Unterbrechung durch Zwischenwände über die ganze Trommellänge. Ein Teil des durch den Einlaßstutzen 15 in den Kondensator strömenden Dampfes gelangt unmittelbar durch den Raum 17 in den Kondensatsammelraurn 25 und streicht dort über die Oberfläche des aufgespeicherten Kondensates, dessen Temperatur hierdurch den Höchstwert erreicht, der von dem Kondensatorbetriebsdruck abhängt. Im Raum 25 bewirkt das über die unteren Kanten der Platten 24 strömende Kandensat bereits eine teilweise Kondensiertulg des Dampfes, wobei das Kondensat selbst bereits ebenfalls fast bis zur Höchsttemperatur erwärmt wird. Die .durch den Stutzen 26 abfließende Kondensatmenge wird in Abhängigkeit von der Kesselleistung geregelt, jedoch verbleibt eine bestimmte Kondensatmenge ständig indem Raum25, damit die Durchführung des Betriebes in' voller Wirksamkeit gewährleistet ist. Es muß jedoch darauf geachtet werden, daß.der Flüssigkeitsspiegel nielnals -über das unterste Kühlrohr steigt, da das Kondensat andernfalls seine Höchsttemperatur nicht erreichen kann.Since the tube bundles are arranged in the upper part of the drum, stands in the lower drum part a space 25 for receiving and collecting the condensate Disposal. This collecting space extends without interruption by partition walls over the entire length of the drum. Part of the through the inlet port 15 into the condenser The flowing steam passes directly through the space 17 into the condensate collecting space 25 and strokes there over the surface of the accumulated condensate, its Temperature thereby reaches the maximum value that of the condenser operating pressure depends. In the space 25 causes the flowing over the lower edges of the plates 24 Candensat already partially condensed Steam, where the condensate itself is also heated almost to its maximum temperature. The amount of condensate flowing through the nozzle 26 is dependent on the Boiler output regulated, but a certain amount of condensate remains constant by space25, so that the implementation of the operation in 'full effectiveness is guaranteed is. However, care must be taken to keep the liquid level low - rises above the lowest cooling pipe, otherwise the condensate will reach its maximum temperature can not achieve.

Claims

hAT1: NTANSPILUCI1 Water-cooled surface condenser where the cooling water flows through a multitude of pipes with their mutual Ends are each connected to a distribution chamber and extend through the capacitor housing extend into which the exhaust steam to be condensed flows, characterized in that, that the cooling water pipes in the upper part of the condenser housing in the form of two angled mutually lying bundles (13, 1.1) are arranged, which have a wedge-shaped tube-free Include space (17), at the wider end of which the steam inlet opening (15) and the cooling water outlet chamber (12) and at its narrower end the condensate discharge line (26), also the outlet (16) for the non-condensable components and the Cooling water inlet chamber (11) lie, while the lower. tube-free space of the condenser housing is designed as a condensate collection chamber.