Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kondensatoren für
Dämpfe und befaßt sich mit der konstruktiven Ausgestaltung
eines Wärmetauschers, der mit einer Einrichtung für das
Abführen nicht kondensierbarer Gase versehen ist.
In Wärmetauschern, wie sie als Oberflächenvorwärmer in
Kraftwerken verwendet werden und bei denen der Wärmeübergang
auf der Seite des wärmeabgebenden Mediums über Kondensation
eingeleitet wird, nimmt die Konzentration nicht
kondensierbarer Gase in dem Maße zu, wie die Kondensation
des Heizdampfes voranschreitet. Hierdurch wird der Wirkungsgrad
des Wärmetauschers verschlechtert. Es ist deshalb
erforderlich, den von dem dampfförmigen Heizmedium
durchströmten Raum zu entgasen.
Ein bekannter Wärmetauscher mit Kondensation des wärmeabgebenden
Mediums nach der US-PS 39 38 588 ist so aufgebaut,
daß der von dem dampfförmigen Heizmedium durchströmte
Raum durch eine Zwischenwand von einem Raum getrennt ist,
der von einem zu erwärmenden flüssigen Medium durchströmt
ist. Dieser Raum ist seinerseits in eine Eintrittskammer
und eine Autrittskammer unterteilt, und die Eintrittskammer
und die Austrittskammer sind über wärmetauschende Rohre miteinander
verbunden, die U-förmig durch den vom Heizmedium
durchströmten Raum geführt sind. Am kalten Ende der wärmetauschenden
Rohre ist eine Entgasungskammer angeordnet, in
welche aus dem umgebenden Dampfraum ein Gemisch aus Dampf
und nicht kondensierbaren Gasen über eine Einlaßöffnung
eintritt. Der mittels Zwischenwänden mäanderförmig geführte
Gemischstrom verläßt nach Auskondensation weiterer Dampfanteile
die Entgasungskammer über einen Auslaßstutzen.
Eintrittskammer und Austrittskammer können auch beidseitig
des vom dampfförmigen Heizmedium durchströmten Raumes angeordnet
sein, wobei die Kühlrohre gestreckt durch diesen
Raum verlaufen. - Unabhängig von der Art der Anordnung der
Kühlrohre ist es zur heizdampfseitige Entgasung des Wärmetauschers
auch bekannt, zusätzlich zu den Kühlrohren
innerhalb des Heizdampfraumes axial oder radial angeordnete und
mit Löchern versehene Leitungen separat vorzusehen, über
die das Gas-Dampfgemisch nach außen abgeleitet wird. Derartige
Entgasungsleitungen sind von vornherein fest in dem
Wärmetauscher installiert.
Eine ausreichende Entgasung von Wärmetauschern erfordert
in aller Regel zum Transport der nicht kondensierbaren
Gase Heizdampf, der sich demzufolge am Wärmetausch nicht
mehr beteiligen kann. Demzufolge wird der thermodynamische
Vorteil einer verbesserten Entgasung mit dem thermodynamischen
Nachteil erhöhten Heizdampfverlustes erkauft.
Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmetauscher mit einem
Raum, der von einem dampfförmigen Heizmedium durchströmt
ist, und mit einer Eintrittskammer und einer Austrittskammer
für ein zu erwärmendes flüssiges Medium, wobei die
Eintrittskammer und die Austrittskammer über Kühlrohre
miteinander verbunden sind, die gestreckt oder U-förmig
durch den vom Heizmedium durchströmten Raum geführt sind,
und wobei in dem vom Heizmedium durchströmten Raum
perforierte Rohre zur Abführung nicht kondensierbarer Gase
angeordnet sind. Ausgehend von einem solchen Wärmetauscher,
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Wärmetauscher
so auszugestalten, daß eine ausreichende Entgasung ohne
nennenswerten Verlust an Heizdampf möglich ist, also den
Wirkungsgrad des Wärmetauschers zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen,
daß die perforierten Rohre aus einem oder mehreren
perforierten Kühlrohren bestehen, deren eines Ende verschlossen
ist und deren anderes Ende mittels eines oder
mehrerer zusätzlicher Rohre durch eine Kammer für das flüssige
Medium hindurch nach außen geführt ist.
Eine derartige Ausgestaltung des Wärmetauschers ermöglicht
es, ohne Verwendung spezieller zusätzlicher Entgasungsleitungen
eine wirksame Entgasung vorzunehmen und die hierfür
erforderlichen Rohre aus der Menge der Kühlrohre gezielt auszusuchen,
beispielsweise nachträglich aufgrund der Betriebsverhältnisse.
Die Erfindung kann daher insbesondere auch
bei bereits installierten Wärmetauschern angewendet werden,
indem u. a. in einzelne Kühlrohre mittels einer biegsamen
Welle ein Bohrwerkzeug eingeführt wird, mit dem die notwendigen
Löcher erzeugt werden. Ein weiterer Vorteil der neuen
Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß durch die Herausführung
der zusätzlichen Rohre durch die Eintritts- oder Austrittskammer
mit dem wärmeaufnehmenden Medium hindurch
zumindest ein teilweiser Rückgewinn der
Wärme des an den abgesaugten Gasen noch anhängenden Heizdampfes
erfolgt. Daher empfiehlt es sich besonders, die zusätzlichen
Rohre durch die Eintrittskammer zu führen, also durch
denjenigen Bereich, in dem das wärmeaufnehmende Medium die niedrigste
Temperatur aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel des neuen Wärmetauschers ist in der
Figur schematisch dargestellt.
Die Figur zeigt einen Wärmetauscher 1, der im wesentlichen aus
einem Dampfraum 2, einem Raum 3 für ein flüssiges Medium und
einer den Dampfraum 2 von dem Raum 3 trennenden Zwischenwand 4
sowie den Kühlrohren 36 besteht. Dem Dampfraum 2 wird Heizdampf
über den Eintrittsstutzen 21 zugeführt, während das sich
bildende Kondensat über den Austrittsstutzen 22 austritt. - Der Raum 3
ist in eine Eintrittskammer 31 und eine Austrittskammer 33
mittels der Wand 35 unterteilt, wobei der Eintrittskammer 31 ein
flüssiges Kühlmittel über den Eintrittsstutzen 32 zugeführt
und das erwärmte Kühlmittel aus der Austrittskammer 33 über den
Austrittsstutzen 34 herausgeführt wird.
Von der Eintrittskammer 31 verlaufen U-förmig gebogene Kühlrohre
36 durch die Wand 4 hindurch zur Austrittskammer 33.
Das ebenfalls U-förmig verlaufende Rohr 37 ist als
Entgasungsrohr ausgebildet und ist hierzu mit Löchern 42 versehen.
Weiterhin ist dieses Rohr an dem in der Austrittskammer 33 gelegenen
Ende mit einem Verschluß 38 versehen, während an das zur
Eintrittskammer 31 hin gelegene Ende ein zusätzliches Rohr 39
angeschlossen ist, das durch die Eintrittskammer 31 hindurchgeführt
und aus dieser Kammer herausgeführt ist. Über ein Ventil 41 ist
eine nicht näher dargestellte Absaugeinrichtung angeschlossen.