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Dampfverteilung bei einem luftgekühlten Kondensator Es ist ein mit
einem zwangsläufig bewegten Luftstrom gekühlter Oberflächenkondensator für Großkraftdampfraaschinen
mit Niederschlagung des Dampfes unter hohem Vakuum bekannt, bei welchemder Luftkondensator
aus Reihen von parallel im Luftstrom liegenden I-' ippenrohrwärmeaustauschelementen
aus parallel angeordneten Rippenrohren engen Querschnittes gebildet wird, wobei
diesen Reihen Schraubenlüfter großen Durchmessers zugeordnet sind, welche so bemessen
sind, daß sie cyroße Luftmengen von geringem Druck (bis zu etwa 25 mm WS)
um die Rohre führen, wobei die Elementreilien samt den Schraubenlüftern oberhalb
einer großen., seitlich offenen Ansaugekammer angeordnet sind.
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Bei der praktischen Verwirklichung dieses Oberflächenkondensators
hat sich die Schwierigkeit er-eben, den meist mit großer Geschwindigkeit die Verteilungsleitung
durchströmenden Dampf gleichmäßig auf die hintereinanderliegenden Rohre bzw. Elemente
selbst zu verteilen. Die Schwierigkeiten nehmen ee mit der Längenerstreckung der
Anlage, die bei großen «Maschinen über ioo in erreichen kann, zu und vergrößern
sich auch dann dadurch, daß in der Regel der Übertritt des Dampfes aus der Rohrleitung
in die Kondensatorelemente mit einer scharfen Richtungsänderung (meist go') verbunden
ist. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die zur Gewährleistung der Wirtschaftlichkeit
bzw. zur Erzielung eines genügenden Vakuums erforderliche gleichmäßig ge Verteilung
el der zugeführten Dampfinengen. auf die Kondensatoreleinente mit unter allen Betriebsverhältnissen
sicher wirkenden Mitteln zu erreichen. Die Lösung dieser Aufgabe war insbesondere
deswegen schwierig, weil dabei der Umstand berücksichtigt werden mußte, daß der
die Dampfleitung durchströniende Dampf sich nicht gleichmäßig auf den ganzen Querschnitt
der Leitung verteilt bzw. nicht auf illen Teilen des Querschnitts die gleiche Geschwindigkeit
besitzt, wobei die Art der Danipfverteilung auf den Otterschnitt von vornherein
nicht berechenba7 ist und §ich auch mit den Betriebsverhältnissen ändert.
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Die Erfindungsaufgabe wird dadurch ge-Iiist, claß eine Grobverteilting
des Dampfes
Über einen größeren Längenbereich, z. D. je
,ein
Xondensatorelement, durch in etwa waagerechter Lage in der Darnpfleitung gestiffelt
angeordnete, im wesentlichen ebenflächige, schwenkbar angeordnete Schöpfklappen
erfolgt, welche sich über die ganze Länge der zu beaufschlagenden Kondensatorelemente
erstrecken, während eine Feinverteilung des Dampfes durch mehrere im Bereich jeder
einzelnen Schöpfklappe in an sichbekannter Weise gestaffelt angeordnete, einstellbare
Leitschaufeln erfolgt, und daß der Drehpunkt der Schöpfklappen sich nahe der letzten
jeweils von ihr erfaßten LeitschauZelgruppe befindet.
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Es ist an sich bekannt, bei Kondensatoren leitschaufelartig ausgebildete
Verteilungsglieder in der Rohrleitung anzuordnen.
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Zweckmäßig werden nahe den freien Enden der Schöpfklappen nach außen
herausgeführte Bedienungsstangen angeordnet. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit,
bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung die einzelnen Schöpfflächen bzw. Schöpfflächengruppen
unabhängig voneinander im Sinne der gleichmäßigen Dampfverteilung einzustellen.
Als Maßstab für diese Dampfverteilung gilt hierbei z. B. die Erzielung einer gleichmäßigen
Luftaustrittstemperatur bei den einzelnen Rippenrohren bzw. Rippenrohrgruppen oder
Elementen.
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Bei Kondensatoranlagen von sehr großer Längenerstreckung ist eine
Dampfverteilung mit den vorstehend angegebenen Mitteln infolge der sich dann ergebenden
sehr geringen Schrägstellung der Schöpfschaufelreihe schwierig, weil dann die abgeschöpften
TeilstrF)me des Dampfes eine zu winzige Stärke erhalten. Aus diesem Grunde i##ird
in weiterer Au.,gestaltung der Erfindung, für solche Anlagen vorgeschlagen, daß
ein vorzugsweise tiefliegendes Hauptdampfrohr durch parallel geschaltete Zweigleitungen
mit oberhalb der Elemente angeordneten kürzeren Dampfverteilungsgliedern für ein
oder mehrere Kondensatoreleniente verbunden ist und daß an den Abzweigstellen der
Zwei.gleitungen von außen einstellbare Schöpfbleche vorgesehen sind, denen dann
"-e,-lebenenfalls noch an sich bekannte Leitflächen zugeordnet werden können.'Diese
Schöpfbleche sind dann ebenfalls bei Inbetriebnahme so einzustellen, daß die einzelnen
Zweigleitungen mit gleichen Dampfmengen beaufschlagt werden.
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Die Einstellung sinitlicher SchÖpfflächen wird zweckmäßig auf den
norinalen bzw. am meisten vorkommenden 1-,etriel)sztist#iiid vorgenommen. Selbstverständlich
steht nichts im Wege, eine X tieinstellung vorzunehmen, falls dieser normale
Detriebszustand sich für einen ]*ängeren 7eitratim %vc.#zentlich ändert. Es ist
bei der Luftverteilung auf Wohnräume o. dgl. bekannt, in dem Zuführungsrohr eine
Reihe gestaffelt angeordneter Leitschaufeln zur Verteilung der in einem Luftraum
austretenden Luft vorzusehen. Die Regelung der Menge der einer solchen Gruppe von
Leitschaufeln zuzuführenden Luft ist hierbei lediglich durch eine dem Leitschaufelsystem
vorgeschaltete, um eine senkrechte Achse drehbare Drosselklappe möglich.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erftndung schematisch dargestellt.
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Fig. i und :2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines bekannten Luftkondensators
in Grundriß und Seitenriß.
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Fig. 3 veranschaulicht die Dampfverteilung auf mehrere an das
Dampfverteilungsrehr angeschlossene Kondensatorelemente teils in Ansicht, teils
im Läng ,sschnitt.
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Fig. 4 zeigt eine etwa der Fig. 3 entsprechende Ausführung
in Ansicht.
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Fig. 5 ist eine- Stirnansicht zu Fig. 4.
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Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Schöpfschaufeln in größerem
Maßstabe.
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Fig. 7 zeigt einen Luftkondensator größerer Länge, bei welchem
die zu kleineren Einheiten zusammengeschlossenen Kondensatorelemente über von dem
Hauptdampfrohr abgezweigte Rohrleitungen mit Dampf beaufschlagt werden.
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Der Abdampf der den Stromerzeuger i antreibenden Ttirbine:2 gelangt
durch die Sammelleitung3 zu den einzelnen Kondensatorelementen4. Diese bestehen
aus engen Rippenrollren, welche zweckmäßig einen elliptischen Ouerschnitt erhalten.
Die Rohre münden in Gekannter Weise an beiden Enden in Kammern 5 und
6. Die obere Kammer 5 ist
mit dem Dampfzuleitungsrohr
3 verbunden (vgl. Fig. 5).
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Die aus einer oder wenigen Rohrreihen bestehenden und daher eine geringe
Tiefe besitzenden Elemente 4 sind in der durch Fig. 2 veranschaulichten Weise derart
unter einem spitzen Winkel zueinander angeordnet, daß sie einen dreieckigen leeren
Hohlraum 7 abdecken, über dessen Spitze die Dampfverteilungsleitung
3 liegt, während die Basis durch einen oder mehrere Schraubenlüfter
8 gebildet wird.
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An die Einzelelemente sind die Leitungen c) zur Abführung des Kondensates
und Luftleitungen io angeschlossen. Die Kondensationsanla ge ist so angeordnet,
daß die Kondensatorelemente samt den Schraubenlüftern oberhalb einer große
" n seitlich offenen Ansaugekammer joa lie-en.
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el Zur Grobverteilung des Dampfstromes auf die einzelnen hint.ereinanderliegenden
Kondensatoreleniente4 sind ebenflichige Schöpfklappen Ti vorgesehen. die in der
Darnpfleitung
gestaffelt angeordnet sind, und welche -an den Füllstücken
1:2 gelenkig befestigt sind, die an denjenigen Stellen angeordnet sind, an denen
die Kolidensatorelemente mit ihren Rahmenteilen aneinanderstoßen. Diese Füllstücke
dienen der Vermeidung von Wirbelbildungen.
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An den freien Enden der Schöpfklappen i i
sind Bedienungsstarigen
13 vorgesehen, welche durch die Wand des Zuleitungsrohres 3 über eine Dichtung
14 (Stopfbüchse) nach außen führen. Durch Verstellung der Schöpfklappen kann jedein
der hintereinanderliegenden Kondensatoreleinente ein bestimmter Teil des Hauptdampfstromes
zugeführt werden.
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Die Feinverteilung der abgezweigten Dampfströme auf die einzelnen
Rippenrohre jedes Kondensatorelementes erfolgt durch mehrere irn-Bereich jeder einzelnen
Schöpfklappe gestaffelt angeordnete, einstellbare Leitschaufeln 15. Aus der Zeichnung
ist ersichtlich, daß der Drehpunkt der Schöpfklappen ii sich nahe der letzten jeweils
von ihr erfaßten Gruppe von Leitschaufeln 15 befindet. Die Verteilungselemente 15
entsprechen in ihrer Form etwa den bei Dampfturbinen angewendeten Leitschaufeln.
Sie sind auf Achsen 16 drehbar angeordnet, wobei diese Achsen durch die Wand des
Dampfzuleitungsrohres nach außen hindurchgeführt und mit Vorrichtungen zum Drehen
und Feststellen verkhen sind. Die Drehachsen der Leitschatifeln 15, welche zweckmäßig
in gleichen, geringen Abständen voneinander angeordnet sind, liegen auf einer geraden
Linie, welche allmählich von der den Elementen 4 zugekehrteil Wand der Dampfzuleitung
zu der gegenüberliegenden Wand di.eser Dampfzuleitung hin ansteigt. Vor der dem
Dampfstrom zugekehrten ersten Leitschaufel 15 ist ein Leitkörper 17 angeordnet,
--welcher den Dampf ohne Wirbelbildung in den von der ersten Leitschaufel 15 und-diesem
Leitkörper 17 gebildeten Spalt hineinführt.
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Die Begrenzungsflächen der Füllstücke i-q sind in gleicher Weise wie
die der Leitschaufeln 15 ausgebildet.
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Die auf die durch -das Dampfzuleitungsrohr nach außen hindurchgeführten
Achsen 16 der Leitschaufeln 15 angeordneten Verstellvorrichtungen (Handgriffe 18)
erhalten zweckmäßig eine solche Form und eine solche Stellung,' welche der jeweils
auf derselben Achse angeordneten Leitschaufel 15 entspricht, wie Z,
dies besonders
Fig..4 und 5 veranschaulichen. 21 Der leichten Übersicht halber werden diese
Handgriffe vor einer ebenflächigen Tafel ig angeordnet, welche an dein Dainpfzuleittingsrohr
3 befestigt ist. In gleicher Weise kann eine Nachbildun-. der Füllstücke
12 und der verstellbaren Scliopfklappen r i auf der Tafel
ig vorgesehen -werden,
so daß die Stellung der Leitschaufeln 15 und die der Schöpfklappen ii zueinander
und damit die Verteilung des Dampfes von außen her jederzeit erkennbar ist.
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Die Form der Leitschaufeln 15 ist in Fig. 6
in größerem
Maßstab besonders deutlich veranschaulicht. Es ist ersichtlich, -wie durch jede
Leitschaufel von dem Dampfstroni immer nur ein bestimmter Teilstrom - vgl.
die eingezeichneten Linien 2o, 21, 2,2, 23 -
abgetrennt und in Richtung auf
die Rippenrohre um etwa go' umgelenkt wir ' d. Bei gleicher Breite dieser
abgezweigten Teilströme und gleichem Abstand und gleicher Ausbildung der Leitschaufeln
liegen die Drehachsen 16 auf einer geraden, allmählich ansteigenden Linie. Durch
Verstellen der Leitschaufeln kann- die Breite des abgezweigten Teilstromes verändert
werden.- Wie weiterhin aus Fig. 6
ersichtlich ist, erweitert sich der zwischen
zwei Leitschaufeln befindliche Kanal in Richtung auf das Kondensatorelement derart,
daß der zwischen zwei Schaufeln eingeführte Dampfstrorn diffusorartig auseinandergezogen
wird.
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Fig. 7 stellt ein Ausführungsbeispiel dar, bei welchem der
Luftkondensator hnd damit das Dampfzuleitungsrohr 3 eine 13esonders große
Länge besitzt. Um die in einer Reihe nebeneinander angeordneten Kondensatorelemente
gleichmäßig und störungsfrei mit Dampf beaufschlageh zu können, sind die Kondensatorelemente
jeweils zu kleineren Einheiten zusammengefaßt, von denen jede über eine besondere
Zweigleitung 2-4 mit dem Hauptdampfrohr 3 verbunden ist. Der Querschnitt
des Hauptdampfrohres 3 ist nach jedem Abzweigen eines Rohres:2-t entsprechend
verringert. An den Abzweigstellen sind zur Regelung der Dampfentnahme Schöpfbleche
25 verstellbar angeordnet. -Außer diesen Schöpfblechen:25 können an der Abzweigstelle
noch besondere an sich bekannte Leitflächen vorgesehen werden. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel besteht jede Einheit aus vier Kondensatorelementen 4, die an
die Zweigleitun- 24 über ein Dampfverteilungsrohr 26 angeschlossen sind.
Die Anzahl der zu einer Einheit verbundenen Kondensatorelemente 4 kann selbstverständlich
auch eine andere sein. Der Ouerschnitt der Dampfverteilungsrohre 26 isigegenüber
der Zweig leitung 24 verringert. An der Über an- stelle t' 9 P
zwischen Rohr:24
und Rohr 26 sind zur Vermeidung- voll #Nirbelbildungen ebenfalls all sich
bekannte Leitflichen 27 vorgesehen. In den Danipfverteilungsrohren
26 sind nun in leicher Weise wie bei dem Ausführun-sbeispiel der l"i"Z.
3 bis 6 die Leitschaufeln 15 so-
wie
die Schöpfklappen i i vorgesehen,- durch
welche der Dampf auf die
Rippenrohre der einzelnen Kondensatorelemente gleichmäßig verteilt wird. Bei dieser
Aufteilung des gesamten Luftkondensators zu kleineren über Zweigleitung-24 und Verteilungsrohr26
mit dem Hauptdampfrohr3 verbundenen Einheiten kann das Hauptdal-npfrohr3 tiefliegend
angeordnet. werden, und zwar vorzugsweise unterhalb des Flures, auf welchem die
Kondensatorelemente aufgestellt sind (vgl. Fig. 7).