Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Verfahrensfließbild eines Verfahrens zur Kondensation von Entspannungsdampf mit einem erfindungsgemäßen Kondensatsammelbehälter und

2 und 3 Varianten des Kondensatsammelbehälters aus 1.

1 zeigt ein Verfahrensfließbild eines Prozesses zur Dampferzeugung einer Anlage in einer beliebigen Branche. Gemäß dem Verfahrensfließbild wird aus einem Speisewasserbehälter 2 Speisewasser 4 über eine Speisepumpe 6 abgezogen und einem bei Hochdruck betriebenen Kessel 8 zugeführt. In diesem wird Hochdruck-Prozessdampf erzeugt und über einen Verteiler 10 zu den Dampfverbrauchern geführt. Ein Teil des erzeugten Hochdruckdampfes wird über den Verteiler 10 in den Speisewasserbehälter zurückgeführt, so dass dieser auf einer vorbestimmten Betriebstemperatur gehalten wird.

Das nach dem Dampfverbraucher vorliegende Gemisch aus Kondensat und Dampf wird über einen Kondensatsammler 12 einem Kondensatsammelbehälter 14 zugeführt. Dieser Kondensatsammelbehälter 14 ist gegenüber der Umgebung (Atmosphäre) abgesperrt und wird bei einem gegenüber der Umgebung leichten Überdruck betrieben. Das Kondensat bzw. das Kondensat-/Dampfgemisch wird über eine fußseitige Verteileinrichtung 16 in den Kondensatsammelbehälter 14 unterhalb des Kondensatflüssigkeitsspiegels 18 eingespeist. Der mit dem Kondensat mitgeführte Entspannungsdampf gelangt durch Bohrungen der Verteileinrichtung 16 in Form kleiner Blasen in das im Kondensatsammelbehälter 14 aufgenommene Kondensat. Falls die Temperatur des Kondensat unterhalb des Siedepunktes liegt, wird der Dampf unter Abgabe der Kondensationswärme kondensiert und erwärmt den Inhalt des Kondensatsammelbehälters 14. Der Kondensatsammelbehälter 14 wird beim dargestellter Ausführungsbeispiel vorzugsweise als Behälter mit Klöpperböden (nicht dargestellt) ausgeführt.

Unterhalb der Verteileinrichtung 16 wird Kondensat mittels einer Umwälzpumpe 20 abgezogen und über Kopf über einen Verteiler, beispielsweise einen Sprühverteiler 22 wieder oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 18 in den Dampfraum des Kondensatsammelbehälters 14 zurückgeführt. Das Innere des Kondensatsammelbehälters 14 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine wassergefüllte Schleife 24 von der Umgebung getrennt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Umwälzpumpe 20 eine Rückschlagklappe 26 vorgeschaltet, die ein ungewolltes Rückströmen des Kondensates aus der Umlaufleitung 28 verhindert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Fördermenge der Pumpe über einen Druckaufnehmer geregelt, über den der Druck im Dampfraum des Kondensatsammelbehälters 14 erfaßt wird.

Im Bereich zwischen der Rückschlagklappe 26 und der Umwälzpumpe 20 mündet eine Zusatzspeisewasserleitung 32 in die Umlaufleitung 28 ein. Über diese können die Kondensatmengenverluste des Systems ausgeglichen werden. Die Steuerung der über die Zusatzspeisewasserleitung 32 zugeführte Menge an Zusatzspeisewasser erfolgt in Abhängigkeit vom Niveau des Flüssigkeitsspiegels 18, wobei über Füllstandsonden 34 (LIC) ein Zusatzspeisewasserregelventil 36 gesteuert wird. Alternativ könnte auch eine Zusatzspeisewasserpumpe angesteuert werden (nicht dargestellt).

Das in den Speisewasserbehälter 2 abzuführende Kondensat wird am Boden des Kondensatsammelbehälters 14 über eine Kondensatpumpe 40 abgezogen und zu einem Entgaser 42 geführt. Die Ansteuerung der Kondensatpumpe 40 erfolgt in Abhängigkeit vom Füllstand des Speisewasserbehälters 4. Das Kondensat wird im Kopfraum des Entgasers 42 aufgegeben und rieselt über eingebaute Rieselbleche 44 nach unten in den Speisewasserbehälter.

Die im Entgaser 42 und im Speisewasserbehälter 4 ausgekochten Gase werden über ein Brüdendampfventil 48 an die Umgebung abgegeben. Zur Minimierung der Verluste wird das Brüdendampfventil über eine Steuerung 50 – vom Anmelder Oxytherm^® genannt – angesteuert. Die Regelung des Brüdendampfventils 48 erfolgt dabei in Abhängigkeit von dem dem Entgaser 42 zugeführten Kondensatstrom und der Konzentration der im Kondensat/Zusatzspeisewasser gelösten Gase. Diese Konzentrationen können über geeignete Elektroden erfaßt werden. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten über das Oxythermsystem sei auf das eingangs genannte Patent DE 197 58 301 C1 des Anmelders verwiesen.

Zum besseren Verständnis sei die Funktion der vorbeschriebenen Anlage nochmals erläutert. Das aus dem System zurückkommende Hochdruckkondensat wird über die Verteileinrichtung 16 in den Fuß des Kondensatsammelbehälters 14 eingeleitet. Die Verteileinrichtung 16 ist dabei so konstruiert, dass der mit dem Kondensat mitgeführte Entspannungsdampf in Form kleiner Blasen in das im Kondensatsammelbehälter 14 vorliegende Kondensat gelangen kann. Solange die Temperatur der Flüssigkeit im Kondensatsammelbehälter unterhalb des Siedepunktes liegt, kondensiert der Dampf unter Abgabe der Kondensationswärme und erwärmt den Inhalt des Kondensatsammelbehälters 14. Über die Umwälzpumpe 20 wird der Inhalt des Kondensatsammelbehälters 14 umgepumpt und vorzugsweise über eine Spritzkugel (Sprühwinkel 240° bis 360°) in den Kopf- oder Dampfraum des Kondensatsammlers eingesprüht. Der gesamte Luft-/Dampfraum des Behälters wird somit ständig ausgewaschen und Überschußdampf, der nicht im flüssigen Kondensat gebunden wurde, wird im Kopfraum in Form einer Mischkondensation gebunden. Bei Absinken des Flüssigkeitsspiegels 18 unterhalb eines Minimumniveaus wird Zusatzspeisewasser über die Zusatzspeisewasserleitung 32 in die Umlaufleitung 28 eingespeist.

Alternativ zu dieser diskontinuierlichen Steuerung des Zusatzspeisewassers kann dieses auch kontinuierlich analog zur Zufuhr von Hochdruckkondensat in den Kondensatsammelbehälter gesteuert werden, so dass die Kondensationswärme des Entspannungsdampfes jederzeit im Kopfraum des Kondensatsammelbehälter 14 aufgenommen werden kann.

Das entspannte Kondensat wird in der vorbeschriebenen weise über die Kondensatpumpe 40 zum Entgaser 42 und von dort in den Speisewasserbehälter 4 zurückgefördert und entgast.

Für den Fall, dass mehr Entspannungsdampf anfällt als zur. Erwärmung des Zusatzspeisewassers im Kondensatsammler 14 erforderlich ist, steigt die Temperatur im Kondensatsammler an, so dass Maßnahmen zur Temperaturabsenkung getroffen werden müssen.

Bei einem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Kondensatsammelbehälter 14 auch zur Erwärmung von Brauchwasser verwendet. Dazu ist eine Brauchwasserleitung 50 vorgesehen, die über ein Regelventil 52 absperrbar ist. Die Brauchwasserleitung 50 führt zu einem im Inneren des Kondensatsammlers 14 angeordneten Wärmetauscher, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Rohrwendel 54 ausgebildet ist. Bei Ansteigen der Kondensattemperatur im Kondensatsammelbehälter 14 wird das Regelventil 52 geöffnet, so dass die Rohrwendel 54 vom Brauchwasser durchströmt und im Wärmeaustausch mit dem Kondensat erwärmt wird. Der Durchsatz wird thermostatisch auf die gewünschte Brauchwasseraustrittstemperatur gedrosselt (nicht dargestellt). Die Übertragungsleistung ist dabei so gewählt, dass auch ohne gleichzeitige Zusatzspeisewasserzufuhr der gesamte anfallende Entspannungsdampf thermisch genutzt werden kann, sofern ein ausreichend hoher Bedarf an warmem Brauchwasser besteht. Die übrigen Elemente der in 2 dargestellten Variante entsprechen derjenigen aus 1, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.

Bei der in 3 dargestellten Variante wird das Brauchwasser nicht über die innen liegenden Rohrwendel 54 sondern über einen externen Wärmetauscher 56 erwärmt. Dieser ist einerseits an die Umlaufleitung 28 und andererseits an die Brauchwasserleitung 50 mit dem Regelventil 52 angeschlossen, so dass der in der Umlaufleitung geführte Kondensatstrom zur Erwärmung des Brauchwassers ausgenutzt wird. Das im externen Wärmetauscher 56 abgekühlte Kondensat wird dann über die Umlaufleitung 28 und den Sprühverteiler 22 in den Kondensatsammelbehälter 14 zurückgeführt, so dass die Mischkondensation gewährleistet ist. Dabei wird durch die Brauchwassererwärmung die Kondensattemperatur auf einem Niveau gehalten, das für eine vollständige Mischkondensation des Entspannungsdampfes erforderlich ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen es, den Kondensatmengenverlust bei offenen Kondensatsystemen auf ein Minimum zu reduzieren, wobei die thermische Energie des Entspannungsdampfes zum Erwärmen von Zusatzspeisewasser und/oder Brauchwasser ausgenutzt werden kann.

Offenbart sind. ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kondensation von Entspannungsdampf, wobei das mit Entspannungsdampf versetzte Kondensat in einen bei geringem Überdruck betriebenen Kondensatsammelbehälter eingespeist wird. Aus dem Fußraum des Kondensatsammelbehälters wird Kondensat über eine Umlaufpumpe abgezogen und über einen Verteiler in den Dampfraum des Kondensatsammelbehälers zurückgeführt, so dass im Dampfraum eine Mischkondensation erfolgt.