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Title:
COOLING ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/068018
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a cooling assembly (1) for cooling a water vapour-air mixture, comprising an inner region for receiving the water vapour-air mixture and at least one cooling device situated outside the inner region, said inner region having at least one main chamber (2) and a plurality of secondary chambers (11) that are connected to the main chamber (2). The aim of the invention is to provide a cooling assembly for cooling a water vapour-air mixture according to the preamble of claim 1, said assembly permitting efficient cooling of the water vapour-air mixture and having improved control characteristics. To achieve this, the cooling device comprises a plurality of ventilation elements (17) and at least one group of ventilation elements (17) comprising at least two ventilation elements (17) is assigned to each secondary chamber (11).

Inventors:
SCHOEBER SIEGFRIED (DE)
Application Number:
PCT/DE2008/001981
Publication Date:
June 04, 2009
Filing Date:
November 28, 2008
Export Citation:
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Assignee:
BOHNENSTENGEL CHRISTEL (DE)
SCHOEBER SIEGFRIED (DE)
International Classes:
F28B1/06
Foreign References:
US4518035A1985-05-21
DE1289064B1969-02-13
DE10333009B32004-08-19
DE202005005302U12005-06-02
DE10330659B32004-12-23
Attorney, Agent or Firm:
BONNEKAMP & SPARING (Düsseldorf, DE)
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Claims:

PATENTANSPRüCHE

1. Abkühlanordnung zum Abkühlen eines Wasserdampf-Luft-Gemisches, umfassend einen Innenbereich zur Aufnahme des Wasserdampf-Luft-

Gemisches und wenigstens eine außerhalb des Innenbereichs angeordnete

Kühlvorrichtung, wobei der Innenbereich wenigstens eine Hauptkammer (2) und eine Mehrzahl von mit der Hauptkammer (2) verbundenen

Nebenkammern (11 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung eine Vielzahl von Ventilationselementen (17) umfasst, wobei jeder Nebenkammer (11 ) jeweils wenigstens eine wenigstens zwei Ventilationselemente (17) umfassende Gruppe von

Ventilationselementen (17) zugeordnet ist.

2. Abkühlanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenkammer (11 ) ein gestuft ausgebildetes Seitenrohr (7) aufweist.

3. Abkühlanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenrohr (7) mit der Hauptkammer (2) verbunden ist, und dass sich ein

Querschnittsdurchmesser des Seitenrohres (7) in axialer Richtung verjüngt.

4. Abkühlanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenrohr (7) eine Hauptachse aufweist, die sich im

Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptachse der Hauptkammer (2) erstreckt.

5. Abkühlanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenkammer (11) von einem Gehäuse (12) mit einem Bodenbereich (13) umschlossen ist.

6. Abkühlanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenkammer (11) eine Mehrzahl von Rohrbündeln (31 , 32) zur Aufnahme des Wasserdampf-Luft-Gemisches umfasst.

7. Abkühlanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Rohrbündel (31 , 32) jeweils eine Gruppe von Ventilationselementen (17) zugeordnet ist.

8. Abkühlanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenkammer (11) wenigstens ein kondensatorisch angeschlossenes Rohrbündel (31) und ein dephlegmatorisch angeschlossenes Rohrbündel (32) aufweist.

9. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrbündel (31 , 32) jeweils in einer Ebene angeordnet sind, zu der eine Hauptachse der Hauptkammer (2) parallel angeordnet ist.

10. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe von Ventilationselementen (17) in einem dem Bodenbereich (13) benachbarten Bereich angeordnet ist.

11. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbereich (13) des Gehäuses (12) gegenüber einer horizontalen Ebene in einem Neigungswinkel (α) geneigt ist.

12. Abkühlanordnung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe von Ventilationselementen (17) in einem dem Neigungswinkel (α) des Bodenbereichs entsprechenden Winkel gegenüber einer horizontalen Ebene geneigt angeordnet ist.

13. Abkühlanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) des Bodenbereichs mehr als 1° beträgt.

14. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) des Bodenbereichs mehr als 15° beträgt.

15. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) des Bodenbereichs weniger als 75° beträgt.

16. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) des Bodenbereichs weniger als 50° beträgt.

17. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) des Bodenbereichs zwischen 25° und 35° beträgt.

18. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenkammer (11) eine Abflusseinrichtung (16) für ein Kondensat zugeordnet ist.

19. Abkühlanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflusseinrichtung (16) in einem vertieften Bereich der Nebenkammer

(11) angeordnet ist.

20. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe von Ventilationselementen (17) wenigstens ein Bauelement (18) umfasst, wobei jedem Bauelement (18) wenigstens zwei Ventilationselemente (17) fest zugeordnet sind.

21. Abkühlanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Bauelement (18) drei in einer Reihe angeordnete Ventilationselemente (17) umfasst.

22. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass dem Innenbereich wenigstens ein Zuleitungselement für ein Einleiten des Wasserdampf-Luft-Gemisches in den Innenbereich zugeordnet ist.

23. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass dem Innenbereich wenigstens eine Evakuierungseinrichtung zuordenbar ist.

24. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, weiter umfassend ein der Nebenkammer (11 ) zugeordnetes Absperrorgan.

25. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung weitere Kühlelemente umfasst.

26. Abkühlanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Kühlelemente ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Flüssigkeitskühlung, Verdampfungskühlung, Wärmekonvektion oder chemische Kühlung.

27. Abkühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbereich mit einem System zur Kraft- Wärme-Kopplung verbindbar ist.

28. Baueinheit zur Verwendung in einer Abkühlanordnung (1 ), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 24, umfassend wenigstens zwei Ventilationselemente (17).

29. Baueinheit nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Ventilationselemente (17) elektrisch antreibbar sind.

30. Baueinheit nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilationselemente (17) als um eine Drehachse drehbarer Rotor ausgebildet sind.

31. Baueinheit nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehgeschwindigkeit des Rotors einstellbar ist.

32. Baueinheit nach einem der Ansprüche 28 bis 31 , weiter umfassend ein Rohrbündel (31, 32) zur Aufnahme eines Wasserdampf-Luft-Gemisches.

33. Baueinheit nach Anspruch 32, weiter umfassend wenigstens eine Anschlußvorrichtung zur Verbindung mit einer weiteren Baueinheit (18) und/oder einer Hauptkammer (2) einer Abkühlanordnung (1).

34. Verfahren zur Steuerung einer Abkühlanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, bei dem mit der Hauptkammer (2) verbundene Nebenkammem (11 ) mittels Absperrorganen von der Hauptkammer (2) getrennt oder zu dieser hinzugeschaltet werden, um Lastwechsel eines ein Wasserdampf-Luft-Gemisch in die Abkühlanordnung (1) einspeisenden Dampferzeugers zu kompensieren.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von gemessenen Ist-Werten eines oder mehrerer Parameter der Abkühlanordnung (1) oder des Dampferzeugers eine Betätigung der Absperrorgange zur Erreichung von Soll-Werten geregelt wird.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass

Regelungsparameter der Regelung ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend den Druck des Wasserdampf-Luft-Gemisches in dem Innenbereich der Abkühlanordnung, die Temperatur des Wasserdampf-

Luft-Gemisches in dem Innenbereich der Abkühlanordnung, die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampf-Luft-Gemisches in dem Innenbereich der Abkühlanordnung, den Druck oder die Temperatur oder die Strömungsgeschwindigkeit des eingespeisten Wasserdampf- Luft-Gemisches und die Temperatur oder die Menge des in der

Abkühlanordnung enthaltenen oder aus der Abkühlanordnung abgeleiteten Kondensats.

Description:

Abkühlanordnung

Die Erfindung betrifft eine Abkühlanordnung zum Abkühlen eines

Wasserdampf-Luft-Gemisches nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus dem Stand der Technik sind Abkühlanordnungen zum Abkühlen eines Wasserdampf-Luft-Gemisches bekannt, welche zum Abkühlen und Kondensieren großer Mengen Wasserdampfes dienen. Solche Anordnungen finden Anwendung beispielsweise in Wärmekraftwerken, in welchen zur Stromerzeugung große Mengen Wasserdampf durch eine oder mehrere Turbinen geleitet werden, wobei eine Abkühlanordnung stromabwärts den Turbinen nachgeschaltet ist, um austretenden Wasserdampf abzukühlen, den Dampf zu kondensieren und das Kondensat in den Wasserkreislauf des Kraftwerks zurückzuführen.

DE 199 37 800 A1 beschreibt eine Anlage zur Kondensation von Wasserdampf. Die Anlage umfasst eine Hauptkammer, die als langgestreckte Rohrleitung mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet ist und welche an einem ersten Ende eine Eintrittsöffnung für ein Einspeisen von Wasserdampf aufweist. Die Hauptkammer verläuft im Wesentlichen horizontal und weist an ihrer Unterseite eine axial verlaufende, schlitzförmige öffnung auf. An dieser öffnung sind spitzdachförmig zu beiden Seiten schräg nach unten verlaufende Bündel von parallel zueinander angeordneten Rohrleitungen angeschlossen. Die Rohrleitungen sind an ihrem unteren, der Hauptkammer abgewandten Ende mit einer gemeinsamen Kondensatsammelleitung verbunden. In einer Querschnittsansicht bilden die Rohrleitungen Schenkel eines gleichschenkligen Dreiecks mit einer horizontal verlaufenden Basis, wobei die Hauptkammer an der der Basis gegenüberstehenden oberen Spitze des gleichschenkligen

Dreiecks angeordnet ist. Etwa in dem Bereich der Basis des gleichschenkligen Dreiecks sind Ventilatoren vorgesehen, die entlang der axialen Richtung der Hauptkammer in einer Reihe angeordnet sind und durch welche Luft aus einem

unterhalb der Ventilatoren gelegenen Bereich vertikal nach oben in Richtung der Hauptkammer gefördert wird. Die von den Ventilatoren geförderte Luft dient der Kühlung des in der Hauptkammer und in den Rohrleitungen befindlichen Wasserdampfs, wodurch Wasserdampf in den Rohrleitungen kondensiert und in der am unteren Ende der Rohrleitungen angeordneten

Kondensatsammelleitung gesammelt wird. Nachteilig an der beschriebenen Abkühlanordnung ist, dass die Ventilatoren einen relativ großen Abstand zu den den Wasserdampf führenden Rohrleitungen aufweisen und jeweils nur die über dem kreisförmigen Durchmesser des Ventilators gelegenen Bereiche der Rohrleitungen gekühlt werden, was die Kühlung insgesamt wenig effizient macht. Darüber hinaus wird durch das Vorsehen einzelner, die gesamte Breite der Anordnung überdeckender Ventilatoren bei typischer Dimensionierung einer solchen Abkühlanlage die Verwendung sehr großer und schwerer Ventilatoren notwendig, die einen Durchmesser von mehreren Metern aufweisen. Solche Ventilatoren weisen ein hohes Trägheitsmoment auf, so dass eine Drehgeschwindigkeit der Ventilatoren nur langsam geändert werden kann, was eine Steuerung der Kühlleistung, etwa bei verändertem Eintrag von Wasserdampf in die Abkühlanlage, erschwert. Zudem ist eine erhebliche Antriebsleistung für den Antrieb der Ventilatoren notwendig, was mit einem hohen Energieverbrauch einhergeht. Weiter ist nachteilig, dass die Anlage insgesamt nur mit hohem Montageaufwand gebaut werden kann, was zu langen und teuren Bauzeiten führt. Insbesondere ist für die groß dimensionierten Ventilatoren eine schwingungs- und erschütterungsfreie Lagerung notwendig, die nur mit erheblichem Aufwand realisiert werden kann.

DE 20 2004 004 397 U1 beschreibt eine Anordnung zum Abkühlen von Wasserdampf, welche zwei Hauptkammern umfasst, welche jeweils als horizontal verlaufende, im Querschnitt kreisförmige Leitungen ausgebildet sind. Die Hauptkammern verlaufen in horizontaler Richtung zueinander beabstandet parallel zueinander. Eine gemeinsame Kondensatsammelleitung verläuft ebenfalls horizontal in einem Bereich zwischen den Hauptkammern unterhalb von diesen. Die Hauptkammern und die gemeinsame Kondensatsammelleitung sind jeweils über parallel zueinander angeordnete Bündel von Rohrleitungen

miteinander verbunden, wobei die Rohrleitungen in einer Querschnittsansicht V-förmig angeordnet sind. Die Hauptkammern weisen an jeweils einem Ende eine öffnung zum Einleiten von Wasserdampf auf. In der horizontalen Ebene zwischen den Hauptkammern sind horizontal angeordnete Ventilatoren vorgesehen, durch welche Luft aus dem Bereich der Rohrleitungen vertikal nach oben gefördert wird. Die von den Ventilatoren angesaugte Luft wird an den Rohrleitungen vorbeigeführt, wodurch diese gekühlt werden. In den Rohrleitungen kondensierendes Wasser wird in der gemeinsamen Kondensatsammelleitung gesammelt und abgeführt. Nachteilig an der beschriebenen Anordnung ist, dass die Ventilatoren einen relativ großen

Abstand zu den den Wasserdampf führenden Rohrleitungen aufweisen, was die Kühlung wenig effizient macht. Nachteilig ist weiter, dass die Anlage aufgrund der Anordnung der groß dimensionierten Ventilatoren oberhalb der Rohrleitungen nur schwierig zu montieren ist, was zu einer verlängerten Aufbauzeit führt. Eine Steuerung der Anlage wird durch die Trägheit der verwendeten großen Ventilatoren erschwert.

US 4,518,035 A1 beschreibt eine Abkühlanordnung zum Abkühlen eines Wasserdampf-Luft-Gemisches, die insbesondere zum Kondensieren von Wasserdampf stromabwärts einer Turbine eines Wärmekraftwerks einsetzbar ist. Die Abkühlanordnung umfasst einen Innenbereich zur Aufnahme des Wasserdampfes und eine Kühlvorrichtung mit einer Mehrzahl von Ventilationselementen. Der Innenbereich umfasst eine Hauptkammer, in welche der von der Turbine heranströmende Wasserdampf eingeleitet wird, und mehrere seitlich angeordnete Rohrbündel, wobei jedes Rohrbündel über

Anschlußstutzen, sogenannte Header, mit der Hauptkammer verbunden ist. Die Hauptkammer ist im wesentlichen rohrförmig und weist über die gesamte axiale Erstreckung einen konstanten Querschnittsdurchmesser auf. Die Rohrbündel umfassen jeweils mehrere Einzelrohre, die mit dem Header verbunden sind und in welche der Wasserdampf eingeleitet wird. Unterhalb jedes Rohrbündels ist jeweils genau ein relativ groß bemessenes Ventilationselement angeordnet, dass das Rohrbündel mit Kühlluft beaufschlagt, um den Wasserdampf in den Einzelrohren zu kondensieren. Um unterschiedliche Abkühlleistungen

bereitzustellen, sind jeweils mehrere der Rohrbündel zu Gruppen zusammengefasst, die über separate Verbindungen zu Evakuierungsvorrichtungen und separate Kondensatsammelleitungen verfügen. Bei Bedarf können die den einzelnen Gruppen von Rohrbündeln zugeordneten Ventilationselemente ein- oder ausgeschaltet werden, um so eine Erhöhung oder Verringerung der Kühlleistung zu erreichen. Nachteilig an dieser Abkühlanordnung ist, dass die Ventilationselemente jeweils nur einen relativ kleinen, zentralen Bereich eines Rohrbündels abdecken, so dass es in den Rohrbündeln jeweils zu einer ungleichmäßigen Kühlung kommt. Nachteilig ist ferner, dass relativ große und schwere Ventilationselemente verwendet werden müssen, die eine hohe Trägheit aufweisen, wodurch eine Steuerung der Kühlleistung erschwert wird. Der Anschluß der Rohrbündel über Header führt zu einer übermäßigen Drosselung der Dampfströmung in die Rohrbündel. Zudem führt der konstante Querschnittsdurchmesser der Hauptkammer durch Kondensation des Wasserdampfs und dem damit einhergehenden Druckverlust zu einer ungleichmäßigen Druckverteilung in der Abkühlanordnung.

US 6,320,271 B1 bzw. US 6,725,621 B2 beschreibt ein modular aufgebautes Kraftwerk für den Einsatz in Wohngebieten. Das Kraftwerk umfasst zur Stromerzeugung einen mit einer Gasturbine und einer Dampfturbine verbundenen Generator, wobei stromabwärts der Dampfturbine eine modular aufgebaute Abkühlanordnung zum Abkühlen eines Wasserdampf-Gas- Gemisches vorgesehen ist. Die Abkühlanordnung umfasst Bauelemente, die jeweils zwei Ventilationselemente zum Kühlen des Wasserdampf-Gas- Gemisches mit Außenluft aufweisen. Zum inneren Aufbau der Abkühlanordnung werden keine Angaben gemacht.

DE 1 289 064 A1 beschreibt eine Abkühlanordnung für ein Wasserdampf-Gas- Gemisch zur Verwendung in Wärmekraftwerken, die einen Innenraum zur Aufnahme des Wasserdampf-Gas-Gemisches mit einer Vielzahl von Rohrbündeln aufweist. Die Rohrbündel werden von Außen mittels Ventilationselementen gekühlt und relativ zu der Horizontalen geneigt angeordnet, so dass in den Einzelrohren der Rohrbündel kondensiertes

Wasser auf Grund der Schwerkraft abfließt. Einige der Rohrbündel sind dabei kondensatorisch an eine Hauptkammer der Abkühlanordnung angeschlossen, d.h. der Wasserdampf wird an einem oberen Ende der Rohrbündel in diese eingeleitet und bewegt sich parallel zu abfließendem Kondensat, während andere Rohrbündel dephlegmatorisch angeschlossen sind, d.h. der

Wasserdampf wird an einem unteren Ende der Rohrbündel in diese eingeleitet und bewegt sich entgegengesetzt zu in den Rohrbündeln abfließendem Kondensat. Die dephlegmatorisch angeschlossenen Rohrbündel weisen dabei im Vergleich zu den kondensatorisch angeschlossenen Rohrbündeln eine verringerte Kühlleistung auf, vermindern jedoch das Risiko eines Einfrierens von Kondensat in kalter Umgebung.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Abkühlanordnung zum Abkühlen eines Wasserdampf-Luft-Gemisches nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 zu schaffen, die eine effiziente Kühlung des Wasserdampf-Luft-Gemisches ermöglicht und die verbesserte Steuerungseigenschaften aufweist.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Abkühlanordnung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhaft wird bei einer Abkühlanordnung, welche einen Innenbereich zur Aufnahme eines Wasserdampf-Luft-Gemisches und wenigstens eine außerhalb des Innenbereichs angeordnete Kühlvorrichtung umfasst, wobei der Innenbereich wenigstens eine Hauptkammer und eine Mehrzahl von mit der Hauptkammer verbundenen Nebenkammern umfasst, durch das Vorsehen einer Vielzahl von Ventilationselementen, wobei jeder Nebenkammer eine wenigstens zwei Ventilationselemente umfassende Gruppe von Ventilationselementen zugeordnet wird, eine sehr gute Kühlleistung in Verbindung mit einem niedrigen Energieverbrauch und vereinfachten

Steuerungsmöglichkeiten erreicht. Vorzugsweise ist jede der Nebenkammern mit der wenigstens einen Hauptkammer verbindbar, um einen Eintritt eines Wasserdampf-Luft-Gemisches in die Nebenkammer zu ermöglichen. Durch das

Vorsehen einer der jeweiligen Nebenkammer zugeordneten Gruppe von Ventilationselementen kann vorteilhaft eine große, etwa einer Basisfläche der Nebenkammer entsprechende Fläche gleichmäßig mit einem Kühlfluid, insbesondere Kühlluft, beaufschlagt werden, so dass in der Nebenkammer insgesamt eine sehr gleichmäßige Kühlung erzeugt wird. Darüber hinaus können vorteilhaft Ventilationselemente mit einem relativ kleinen Durchmesser verwendet werden, wodurch eine Drehgeschwindigkeit der Ventilationselemente rasch und unkompliziert angepasst werden kann, was vorteilhaft eine einfache und schnelle Steuerung ermöglicht. Weiter wird durch die Verwendung einer Vielzahl von relativ kleinen Ventilationselementen im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten großen Ventilatoren eine deutliche Absenkung des Energieverbrauchs möglich. Ebenso kann die gesamte Abkühlanordnung durch die verbesserte Kühleffizienz räumlich kleiner gestaltet werden. Die Verwendung einer Vielzahl von Ventilationselementen führt darüber hinaus zu einer verbesserten Ausfallsicherheit der

Abkühlanordnung, da jedes Ventilationselement an sich nur einen kleinen Teil der Gesamtkühlleistung beiträgt.

Vorzugsweise umfasst die Nebenkammer ein gestuftes Seitenrohr, das zweckmäßig mit der Hauptkammer verbunden ist. über das Seitenrohr können auch große Mengen Wasserdampf-Luft-Gemisch aus der Hauptkammer in die Nebenkammer eingeleitet werden, ohne dass es zu einer übermäßigen Drosselung durch einen die Nebenkammer mit der Hauptkammer verbindenden Header kommt. Vorzugsweise verjüngt sich ein Querschnittsdurchmesser des Seitenrohrs in einer axialen Richtung des Seitenrohrs, wodurch ungewüschte Druckschwankungen durch Kondensation des Wasserdampfs vermieden werden. Besonders bevorzugt weist das Seitenrohr eine Hauptachse auf, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptachse der Hauptkammer ausgerichtet ist. Dies führt zu einer zweckmäßigen, platzsparenden Anordnung des Seitenrohrs und der Nebenkammer.

Zweckmäßig sind die Nebenkammern jeweils von einem Gehäuse mit einem Bodenbereich umschlossen. Vorzugsweise ist das Gehäuse aus einem Material

mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gebildet, so dass die Wärme des in der Nebenkammer befindlichen Wasserdampf-Luft-Gemisches leicht zu einer den Ventilationselementen zugeordneten Oberfläche des Gehäuses transportiert werden kann. Vorzugsweise ist das Gehäuse dabei möglichst dünnwandig ausgebildet, wobei jedoch eine gas- und dampfundurchlässige Umfüllung der Nebenkammer durch das Gehäuse sichergestellt bleibt. Vorteilhaft können an der Oberfläche des Gehäuses Kühlrippen vorgesehen sein, um eine verbesserte Kühlung zu erzielen. Vorzugsweise ist die Form des Gehäuses so gewählt, dass die von den Ventilationselementen auf das Gehäuse gelenkte Kühlluft das Gehäuse insgesamt umgreift und eine möglichst große Fläche des Gehäuses überstreicht. Zweckmäßig umschreibt die Außenfläche des Gehäuses dabei durchgehende öffnungen, durch welche Kühlluft hindurchtreten kann, wobei jedoch ein von dem Gehäuse umschlossener Innenbereich der Nebenkammer gas- und dampfundurchlässig abgeschlossen ist.

Zweckmäßig umfasst die Nebenkammer wenigstens ein Rohrbündel zur Aufnahme des Wasserdampf-Luft-Gemisches, wobei bevorzugt jede Nebenkammer eine Mehrzahl von Rohrbündeln umfasst. Die Rohrbündel, die zweckmäßig ein Teil des Gehäuses sind, weisen eine Mehrzahl von

Einzelrohren auf, die zueinander beabstandet und vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet sind. Dadurch kann von den Ventilationselementen bereitgestelltes Kühlfluid, insbesondere Kühlluft, einfach mit den Außenflächen der Einzelrohre in Kontakt gelangen. Vorteilhaft ergibt sich dabei ein besonders großes Verhältnis von mit Kühlfluid beaufschlagter Außenfläche zu dem Volumen des mit zu kühlendem Wasserdampf-Luft-Gemisch gefüllten Innenraums, woraus eine effiziente Kühlung resultiert.

Zweckmäßig ist jedem Rohrbündel wenigstens eine Gruppe von Ventilationselementen zugeordnet. Hierdurch die Kühlung des Rohrbündels weiter verbessert, da so ein hoher Anteil des von dem Rohrbündel überdeckten Bodenbereichs von der Gruppe von Ventilationselementen überdeckbar ist. Vorzugsweise ist die Druckseite der Ventilationselemente, an der von den

Ventilationselementen angesaugte Umgebungsluft austritt, den Rohrbündeln zugekehrt. Es versteht sich, dass Ventilationselemente sowohl bodenseitig als auch oberseitig an den Nebenkammern angeordnet sein können.

In einer bevorzugten Konfiguration weist die Nebenkammer wenigstens ein kondensatorisch angeschlossenes Rohrbündel und wenigstens ein dephlegmatorisch angeschlossenes Rohrbündel auf. Zweckmäßig ist die Anordnung dabei so gewählt, dass das dephlegmatorisch angeschlossene Rohrbündel stromabwärts zu dem kondensatorisch angeschlossenen Rohrbündel liegt. Hierdurch wird eine Verweildauer des Wasserdampf-Luft- Gemisches in einem gekühlten Bereich vorteilhaft erhöht, da das Gemisch zunächst durch das kondensatorisch angeschlossene Rohrbündel und anschließend durch das dephlegmatorisch angeschlossene Rohrbündel hindurchgeleitet wird, was zu einer verbesserten Kondensation des Dampfes führt. Bevorzugt übersteigt in einer Nebenkammer die Anzahl der kondensatorisch angeschlossenen Rohrbündel die Anzahl der dephlegmatorisch angeschlossenen Rohrbündel. Insbesondere, wenn jedem der Rohrbündel jeweils separate Gruppen von Ventilationselementen zugeordnet sind, kann durch geeignete Ansteuerung ein rein kondensatorischer oder rein dephlegmatorischer Betrieb der Abkühlanordnung besonders einfach dadurch erreicht werden, dass jeweils nur die den kondensatorisch angeschlossenen Rohrbündeln oder den dephlegmatorisch angeschlossenen Rohrbündeln zugeordneten Ventilationselemente betrieben werden und somit eine Kühlleistung bereitstellen. Die jeweils anderen Ventilationselemente sind in einem solchen rein kondensatorischen oder rein dephlegmatorischen Betrieb ausgeschaltet. Es versteht sich, dass ebenso jeweils unterschiedliche Kühlleistungen der Ventilationselemente eingestellt werden können, ohne dass Ventilationselemente vollständig abgeschaltet werden. Dies kann beispielsweise durch unterschiedlich eingestellte Drehzahlen der Ventilationselemente erreicht werden.

Vorzugsweise sind die Rohrbündel so angeordnet, dass die axiale Erstreckung der Einzelrohre wenigstens eine zu einer axialen Erstreckung der

Hauptkammer parallele Komponente aufweist. Bei im Wesentlichen horizontaler Ausrichtungung der Hauptkammer kann daher vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Einzelrohre der Rohrbündel jeweils innerhalb einer vertikal verlaufenden Ebene angeordnet sind, zu der die Hauptachse der Hauptkammer parallel verläuft. Zweckmäßig sind die Rohrbündel dabei in einem Winkel kleiner 45 Grad gegen die Horizontale geneigt, so dass eine horizontal verlaufende Komponente der axialen Erstreckung jedes Einzelrohrs größer ist als eine vertikal verlaufende Komponente. Aus dieser Anordnung resultiert ein besonders platzsparender Aufbau der Abkühlanordnung.

Vorzugsweise ist die Gruppe von Ventilationselementen in einem dem Bodenbereich des Gehäuses benachbarten Bereich angeordnet. Hierdurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass die Ventilationselemente nur einen geringen Abstand zu der zu kühlenden Bodenfläche der Nebenkammer aufweisen, wodurch eine besonders effiziente Kühlung erreicht wird. Vorzugsweise weist die Nebenkammer in einer senkrecht zu der Bodenfläche verlaufenden Richtung nur eine geringe Breite auf. Hierdurch wird eine effiziente Kühlung des in der Kammer befindlichen Wasserdampf-Luft-Gemisches weiter sichergestellt.

Zweckmäßig ist der Bodenbereich des Gehäuses gegenüber einer horizontalen Ebene in einem Neigungswinkel geneigt. Hierdurch wird vorteilhaft ein Abfließen von in der Nebenkammer kondensiertem Wasser ermöglicht. Vorzugsweise ist auch die Gruppe von Ventilationselementen in einem den Neigungswinkel des Bodenbereichs entsprechenden Winkel gegenüber einer horizontalen Ebene geneigt. In dieser besonders zweckmäßigen Anordnung sind die Ventilationselemente parallel zu dem Bodenbereich der jeweiligen Nebenkammer ausgerichtet, was eine gleichmäßige Kühlung der Bodenfläche bewirkt.

Vorzugsweise beträgt der Neigungswinkel des Bodenbereichs mehr als 1°, wobei besonders bevorzugt der Neigungswinkel des Bodenbereichs mehr als

15° beträgt. Hierdurch wird ein sicheres Abfließen von in der Nebenkammer gebildeten Kondensat sichergestellt.

Vorzugsweise beträgt der Neigungswinkel des Bodenbereichs weniger als 75°, wobei besonders bevorzugt der Neigungswinkel des Bodenbereichs weniger als 50° beträgt. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass die Abkühlanordnung insgesamt auch bei großer Dimensionierung des Bodenbereichs nur eine relativ geringe Bauhöhe aufweist. Insbesondere, wenn mehrere Nebenkammern zueinander benachbart angeordnet sind, wird hierdurch weiter vorteilhaft erreicht, dass eine ausreichend große Menge von Kühlluft durch die Gruppe von Ventilationselementen angesaugt werden kann.

Besonders bevorzugt liegt der Neigungswinkel der Bodenfläche in einem Bereich zwischen 25° und 35°.

Vorzugsweise ist jeder der Nebenkammem eine Abflusseinrichtung für ein Kondensat zugeordnet. Zweckmäßig ist die Abflusseinrichtung dabei in einem vertieften Bereich der Nebenkammer angeordnet. Vorzugsweise ist die Abflusseinrichtung in Form einer Abflussleitung ausgebildet, welche, insbesondere wenn mehrere Nebenkammern vorgesehen sind, vorteilhaft als eine gemeinsame Abflusseinrichtung ausgebildet ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass sich in der Abkühlanordnung abscheidendes Kondensat einem gemeinsamen Sammelbehältnis zugeführt werden kann, in welchem das Kondensat weiter aufbereitet und einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann. Insbesondere, wenn die Abkühlanordnung in einem Wärmekraftwerk zur Kondensation von Wasserdampf verwendet wird, kann es vorgesehen sein, dass das in der Abflusseinrichtung gesammelte kondensierte Wasser zunächst einer Vorrichtung zur Ausscheidung von in dem Kondensat verbliebenem Sauerstoff zugeführt wird, bevor das derart aufbereitete Wasser wieder einem Wasserkreislauf des Wärmekraftwerks zugeführt wird.

Vorzugsweise umfasst die Gruppe von Ventilationselementen wenigstens ein Bauelement, wobei in jedem Bauelement wenigstens zwei Ventilationselemente

fest angeordnet sind. Die Anordnung der Ventilationselemente in Bauelementen ermöglicht es vorteilhaft, die gesamte Abkühlanordnung modular aufzubauen, was eine vereinfachte Montage der Abkühlanordnung ermöglicht. Besonders bevorzugt umfasst dabei ein Bauelement wenigstens drei in einer Reihe angeordnete Ventilationselemente. Vorteilhaft sind die Bauelemente jeweils so ausgestaltet, dass sie an einem Montageort für die Abkühlanordnung vollständig vorgefertigt und mit notwendigen Anschlusselementen sowohl für ein Einleiten des Wasserdampf-Luft- Gemisches als auch für ein Anschließen der Ventilationselemente an eine elektrische Energieversorgung und an eine Steuerungsvorrichtung angeliefert werden können. Der modulare Aufbau der Abkühlanordnung ermöglicht weiterhin vorteilhaft, die Anlage zu einem späteren Zeitpunkt auf einfache Weise zu erweitern, falls eine größere Kühlleistung benötigt wird.

Zweckmäßig ist dem Innenbereich wenigstens ein Zuleitungselement für ein Einleiten des Wasserdampf-Luft-Gemisches in den Innenbereich zugeordnet. Bei dem Zuleitungselement kann es sich insbesondere um eine Rohrverbindung zu einem Dampferzeuger handeln. Insbesondere, wenn sehr große Mengen eines Wasserdampf-Luft-Gemisches abgekühlt werden sollen, kann die Abkühlanordnung mehrere Hauptkammern umfassen. In diesem Fall ist zweckmäßig jede Hauptkammer mit einem getrennten Zuleitungselement verbunden, welches besonders bevorzugt auch eine Sperrvorrichtung umfasst. Hierdurch können, falls eine Verringerung der Kühlleistung notwendig ist, einzelne Hauptkammern von einer Versorgung mit Wasserdampf abgetrennt werden.

Vorzugsweise ist dem Innenbereich der Abkühlanordnung wenigstens eine Evakuierungseinrichtung zuordenbar. Die Evakuierungseinrichtung dient einem Abführen von nicht-kondensierbaren Gasen und eventuell verbliebenem Dampf aus der Abkühlanordnung und ermöglicht vorteilhaft, einen gegenüber dem normalen Atmosphärendruck erniedrigten Druck innerhalb der Abkühlanordnung aufrecht zu erhalten. Besonders bevorzugt wird durch die

Evakuierungseinrichtung ein Druck in der Abkühianordnung aufrecht erhalten, der zwischen 10 mbar und 500 mbar beträgt.

Vorzugsweise ist den Nebenkammern jeweils ein Absperrorgan zugeordnet. Das Absperrorgan, bei dem es sich vorzugsweise um eine Verschlussklappe oder ein Ventil handeln kann, ermöglicht es vorteilhaft, die in die Nebenkammer eintretende Menge von Wasserdampf gezielt zu begrenzen. Insbesondere, wenn das Absperrorgan mit einer Steuerungsvorrichtung verbunden ist, kann hierdurch automatisiert eine Kühlleistung der Abkühlanordnung dadurch eingestellt werden, dass je nach Bedarf Nebenkammern gegenüber der

Hauptkammer abgesperrt oder geöffnet werden, bzw. dadurch, dass in den jeweils geöffneten Nebenkammern eine Eintrittsmenge von Wasserdampf reduziert oder erhöht wird.

Bevorzugt umfasst die Kühlvorrichtung weitere Kühlelemente, welche insbesondere vorzugsweise ausgewählt sind aus einer Gruppe umfassend Flüssigkeitskühlung, Verdampfungskühlung, Wärmekonvektion und chemische Kühlung. Hierdurch wird eine gute Kühlleistung und Ausfallsicherheit sichergestellt.

Eine erfindungsgemäße Baueinheit zur Verwendung in einer Abkühlanordnung umfasst wenigstens zwei Ventilationselemente. Durch die feste Zuordnung mehrerer Ventilationselemente zu einer Baueinheit ist es möglich, eine neuartige, modular aufgebaute Abkühlanordnung zu schaffen, die jederzeit einfach, preisgünstig und mit nur geringem Montageaufwand erweitert werden kann. Besonders bevorzugt umfasst eine Baueinheit zur Verwendung in einer Abkühlanordnung weiter ein Gehäuse, welches einen Nebenkammerbereich umschließt, sowie eine Abflusseinrichtung für ein Kondensat und Anschlußvorrichtungen für eine Energieversorgung der Ventilationselemente und eine Steuerungs- und Meßvorrichtung.

Vorzugsweise sind die wenigstens zwei Ventilationselemente elektrisch antreibbar. Dies ermöglicht eine einfache und sichere Energieversorgung der Ventilationselemente.

Vorzugsweise sind die Ventilationselemente jeweils als um eine Drehachse drehbarer Rotor ausgebildet. Der Rotor umfasst dabei vorzugsweise wenigstens zwei Flügelelemente, wobei in Abhängigkeit von der gewünschten Kühlleistung und Drehgeschwindigkeit des Rotors auch mehr Flügelelemente vorgesehen sein können.

Besonders bevorzugt ist eine Drehgeschwindigkeit des Rotors einstellbar. Insbesondere durch die Verwendung von Rotoren mit relativ kleinem Durchmesser ist eine änderung der Drehgeschwindigkeit kurzfristig problemlos herbeizuführen, wodurch eine Kühlleistung des Rotors einfach und schnell angepasst werden kann.

Vorteilhaft wird ein Verfahren zur Steuerung einer Abkühlanordnung geschaffen, bei dem mit der wenigstens einen Hauptkammer verbundene Nebenkammern mittels Absperrorganen von der Hauptkammer getrennt oder zu dieser hinzugeschaltet werden, um Lastwechsel eines ein Wasserdampf- Luft-Gemisch in die Abkühlanordnung einspeisenden Dampferzeugers zu kompensieren. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dabei vorteilhaft eine flexible, kurzfristige Anpassung der Kühlleistung einer Abkühlanordnung, was eine Steuerung eines Abkühlvorgangs stark vereinfacht.

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren ausgehend von gemessenen Ist-Werten eines oder mehrerer Parameter der Abkühlanordnung oder des Dampferzeugers eine Betätigung der Absperrorgane zur Erreichung von Sollwerten geregelt. Die Regelung umfasst dabei zweckmäßig einen Vergleich der Ist-Werte mit den vorgegebenen Soll-Werten und kann vorzugsweise als P-, PI- oder PID-Regelung ausgebildet sein.

Besonders bevorzugt sind Regelungsparameter der Regelung ausgewählt aus einer Gruppe umfassend den Druck des Wasserdampf-Luft-Gemisches in dem Innenbereich der Abkühlanordnung, die Temperatur des Wasserdampf-Luft- Gemisches in dem Innenbereich der Abkühlanordnung, die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampf-Luft-Gemisches in dem Innenbereich der Abkühlanordnung, den Druck oder die Temperatur oder Strömungsgeschwindigkeit des eingespeisten Wasserdampf-Luft-Gemisches und die Temperatur oder die Menge oder die Strömungsgeschwindigkeit des in der Abkühlanordnung enthaltenen oder aus der Abkühlanordnung abgeleiteten Kondensats.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen

Abkühlanordnung in einer Ansicht von unten. Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer Seitenansicht des

Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abkühlanordnung in einer Ansicht von oben.

Fig. 4 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3.

Das in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer Abkühlanordnung 1 umfasst eine Hauptkammer 2, die vorliegend als eine langgestreckte Rohrleitung ausgebildet ist. Die Hauptkammer 2 weist an ihrem ersten Ende 3 eine Einlassöffnung (nicht dargestellt) auf, durch welche ein Dampf- oder Dampf-Gas-Gemisch in die Hauptkammer 2 eingeleitet werden kann. An ihrem zweiten Ende 4 weist die Hauptkammer 2 einen gas- und dampfundurchlässigen Verschluss auf. Die Hauptkammer 2 erstreckt sich in axialer Richtung im Wesentlichen horizontal, weist jedoch eine geringe Neigung gegenüber einer horizontalen Ebene auf, so dass an den Wänden der

Hauptkammer 2 niedergeschlagenes Kondensat in eine durch die Neigung vorgegebene Vorzugsrichtung abfließen kann.

Die Hauptkammer 2 ist entlang ihrer axialen Erstreckung gestuft ausgebildet. Ausgehend von ihrem ersten Ende 3 setzt sich die Hauptkammer 2 aus insgesamt sechs hohlzylinderförmigen Rohrabschnitten zusammen, die jeweils über Ihre axiale Erstreckung einen konstanten Durchmesser aufweisen. Jeweils benachbarte Rohrabschnitte sind durch einen kegelstumpfartigen Stufenabschnitt 5 miteinander verbunden, so dass sich ausgehend von dem ersten Ende 3 der Hauptkammer 2 der Durchmesser benachbarter

Rohrabschnitte zu dem zweiten Ende 4 der Hauptkammer 2 hin verjüngt.

Jeder der sechs Rohrabschnitte der Hauptkammer 2 weist an seinen Seitenflächen zwei sich horizontal gegenüberliegende öffnungen 6 auf, an die sich jeweils ein sich im Wesentlichen rechtwinklig zu der Hauptkammer 2 erstreckendes Seitenrohr 7 anschließt. Die hohlzylinderförmigen Seitenrohre 7 weisen jeweils einen über ihre axiale Erstreckung hin konstanten Durchmesser und einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Hauptachse jedes Seitenrohrs 7 ist gegenüber einer horizontalen Ebene geneigt, um ein Abfließen von sich an den Seitenwänden des Seitenrohrs 7 niederschlagendem Kondensats zu begünstigen. In einem Anschlussbereich 8 des Seitenrohrs 7 an der Haupkammer 2 ist ein Absperrorgan (nicht dargestellt) angeordnet, mittels dessen die Querschnittsfläche der seitlichen öffnung der Hauptkammer 2 zwischen einer vollständigen öffnung und einem vollständigen Verschluss kontinuierlich verändert werden kann. Vorliegend ist das Absperrorgan an als eine mittels eines Elektromotors betätigbare Klappe ausgebildet.

Jedes der Seitenrohre 7 weist in seiner Seitenfläche eine langgezogene öffnung 9 auf, an die sich ein im Wesentlichen quaderförmiger Kühlbereich 10 anschließt. Das Seitenrohr 7 und der Kühlbereich 10 bilden gemeinsam eine Nebenkammer 11 der Hauptkammer 2, so dass die Kühlanordnung 1 insgesamt zwölf Nebenkammern 11 umfasst. Das Seitenrohr 7 und der Kühlbereich 10 jeder Nebenkammer 11 sind vorliegend durch ein gemeinsames

Gehäuse 12 ausgebildet, das gas- und dampfundurchlässig ist. Das Gehäuse 12 umfasst einen breiten, flächig ausgebildeten Bodenbereich 13 und einen dem Bodenbereich 13 gegenüberliegenden Deckenbereich 14. Der Bodenbereich 13 und der Deckenbereich 14 sind parallel zueinander angeordnet und weisen einen relativ geringen Abstand zueinander auf, so dass die übrigen, den Kühlbereich 10 umgebenden Seitenflächen relativ klein ausgebildet sind. Durch das Vorsehen eines relativ flachen Kühlbereichs 10 oberhalb des Bodenbereichs 13 wird eine gute Wärmeübertragung von einem in dem Kühlbereich 10 befindlichen Gas oder Dampf auf den Bodenbereich 13 erreicht.

Der Bodenbereich 13 des Gehäuses 12 weist gegenüber einer horizontalen Ebene einen Neigungswinkel α auf, der vorliegend α = 30° beträgt. Durch den Neigungswinkel α wird eine Vorzugsrichtung für ein Abfließen von Kondensat vorgegeben. An seiner tiefsten Stelle 15 weist das Gehäuse 12 eine Abflusseinrichtung 16 auf, die vorliegend als eine rohrartige Vertiefung ausgebildet ist. Die Abflusseinrichtung 16 dient zur Aufnahme von Kondensat, welches sich auf den Seitenwänden des Gehäuses 12 niedergeschlagen hat. Die Abflusseinrichtung 16 ist mit einem nicht dargestellten Kondensatleitungssystem verbunden, das Pumpen für eine Förderung des Kondensats aus der Abkühlanordnung heraus umfasst.

Unterhalb des Bodenbereichs 13 des Gehäuses 12 ist eine Gruppe von Ventilationselementen 17 angeordnet, wobei vorliegend jeder Nebenkammer 11 insgesamt achtzehn Ventilationselemente zugeordnet sind. Jedes der Ventilationselemente 17 ist als Rotor mit vier Flügelelementen ausgebildet. Jeweils drei der Ventilationselemente 17 sind zu einer Baueinheit 18 zusammengefasst. Die jeweils drei zu einer Baueinheit gehörenden Ventilationselemente 17 sind in einer Reihe nebeneinander angeordnet. Die Zusammenfassung der Ventilatoren 17 und der jeweiligen Abschnitte des

Gehäuses 12 zu Baueinheiten 18 ermöglicht eine besonders einfache Montage einer Kühlanordnung 1 , da die jeweiligen Baueinheiten 18 als vorkonfektionierte Module bereitgestellt werden können.

In einem Bereich nahe des zweiten Endes 4 der Hauptkammer 2 ist ferne eine eine Evakuierungseinrichtung (nicht dargestellt) angeordnet, die vorliegend als zueinander parallel geschaltete Vakuumpumpen ausgebildet ist. Mittels der Evakuierungseinrichtung werden nicht-kondensierbare Gase aus dem

Innenbereich der Hauptkammer 2 und den Nebenkammem 11 abgeleitet und in dem Innenbereich insgesamt ein gegenüber dem normalen Atmosphärendruck niedrigerer Druck aufrechterhalten. Der gewünschte Innendruck kann dabei über ein Steuerungssystem vorgegeben werden.

Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:

In einem Einlassbereich nahe des ersten Endes 3 wird ein Dampf oder ein Dampf-Gas-Gemisch, beispielsweise ein Wasserdampf-Luft-Gemisch, in den Innenbereich der Abkühlanordnung 1 eingeleitet. Der eingeleitete Dampf verteilt sich ausgehend von der Hauptkammer 2 in die Nebenkammern 11. Durch eine Betätigung der Ventilationselemente 17 wird kühle Außenluft auf die Bodenfläche 13 des Gehäuses 12 geleitet, wodurch der Dampf in dem Abkühlbereich 10 abgekühlt wird und sich als Kondensat auf der Innenseite des Gehäuses 12 niederschlägt. Das Kondensat läuft, bedingt durch den

Neigungswinkel α der Bodenfläche 13, zu der tiefsten Stelle 15 des Gehäuses 12 und gelangt dort in die Abflusseinrichtung 16. Von dort aus wird das Kondensat über ein nicht dargestelltes Kondensatleitungssystem in einen ebenfalls nicht dargestellten Kondensat-Sammelbehälter abgeleitet.

Um die Kühlleistung der Abkühlanordnung 1 gezielt zu beeinflussen, kann über ein mit den Ventilationselementen verbundenes Steuerungssystem die Rotationsgeschwindigkeit der Ventilationselemente 17 erhöht oder erniedrigt werden, wodurch die auf die Bodenfläche 13 des Gehäuses 12 geleitete Kühlluftmenge erhöht oder erniedrigt wird. Weiter kann die in eine

Nebenkammer 11 eingeleitete Dampfmenge durch eine Betätigung des in dem Anschlussbereich 8 angeordneten Absperrorgans mittels des Steuerungssystems beeinflusst werden. Insbesondere können einzelne

Nebenkammern vollständig gegenüber der Hauptkammer 2 verschlossen werden, so dass auch die dieser Nebenkammer zugeordnete Gruppe von Ventilationseiementen nicht weiter betätigt werden muss.

Vorliegend sind an verschiedenen Stellen des Innenbereichs

Messvorrichtungen (nicht dargestellt) angeordnet, mit welchen die Temperatur, der Druck und die Strömungsgeschwindigkeit des im Innenbereich befindlichen Dampfes oder Dampf-Gas-Gemisches und des Kondensats bestimmt werden können. In Abhängigkeit von den gemessenen Istwerten und vorgegebenen Sollwerten erfolgt eine Regelung der Kühlleistung der Abkühlanordnung 1 mittels der Steuerungsvorrichtung, wobei die gemessenen Istwerte mittels eines Software-Programms ausgewertet werden und Vorgabewerte für die Drehgeschwindigkeit der Ventilationselemente 17 und die öffnungsgröße der seitlichen öffnungen 6 der Haupkammer 2 vorgegeben werden. Neben der softwaregestützten Regelung der Kühlleistungen ist darüber hinaus eine manuelle Einstellbarkeit der Rotationsgeschwindigkeit der Ventilationselemente 17 und der öffnungsgröße der seitlichen öffnungen 6 vorgesehen.

Nachfolgend wird das in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellte zweite Ausführungs- beispiel einer Abkühlanordnung 1 näher erläutert. Im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel funktional vergleichbare Elemente haben dabei identische Bezugszeichen erhalten. Nachstehend werden insbesondere Unterschiede des zweiten Ausführungsbeispiels im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Die Abkühlanordnung 1 umfasst eine Hauptkammer 2, die an ihrem ersten Ende 3 eine Einlassöffnung aufweist, durch welche ein Dampf- oder Dampf- Gas-Gemisch in die Hauptkammer 2 eingeleitet werden kann. An ihrem zweiten Ende 4 weist die Hauptkammer 2 eine Anschlußvorrichtung 30 zur Verbindung mit einem Kraft-Wärme-Kopplungssystem auf. Die Hauptkammer 2 ist entlang ihrer axialen Erstreckung gestuft ausgebildet und umfasst vorliegend ausgehend von ihrem ersten Ende 3 fünf hohlzylinderförmige Rohrabschnitte, die jeweils über Ihre axiale Erstreckung einen konstanten Durchmesser

aufweisen. Jeweils benachbarte Rohrabschnitte sind durch einen Stufenabschnitt 5 miteinander verbunden, so dass sich ausgehend von dem ersten Ende 3 der Hauptkammer 2 der Durchmesser benachbarter Rohrabschnitte zu dem zweiten Ende 4 der Hauptkammer 2 hin verjüngt.

An einer Seitenfläche jedes der fünf Rohrabschnitte der Hauptkammer 2 ist jeweils ein sich im Wesentlichen rechtwinklig zu der Hauptkammer 2 erstreckendes Seitenrohr 7 angeschlossen. In der Darstellung in Fig. 3 sind nur zwei der insgesamt fünf Seitenrohre 7 dargestellt, die Position der übrigen Seitenrohre 7 ist jeweils nur durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. Die hohlzylinderförmigen Seitenrohre 7 weisen jeweils über ihre axiale Erstreckung hin einen sich stufenförmig verjüngenden kreisförmigen Querschnitt auf, wobei sich der Querschnittsdurchmesser jeweils von Stufe zu Stufe um etwa 15 % verjüngt. Die Hauptachse jedes Seitenrohrs 7 ist gegenüber einer horizontalen Ebene geneigt, um ein Abfließen von sich an den Seitenwänden des

Seitenrohrs 7 niederschlagendem Kondensats zu begünstigen. In einem Anschlussbereich 8 des Seitenrohrs 7 an der Haupkammer 2 ist ein Absperrorgan (nicht dargestellt) angeordnet, mittels dessen die Querschnittsfläche der seitlichen öffnung der Hauptkammer 2 zwischen einer vollständigen öffnung und einem vollständigen Verschluss kontinuierlich verändert werden kann.

An jedes Seitenrohr 7 schliesst sich seitlich eine Mehrzahl von kondensatorisch angeschlossenen Rohrbündeln 31 mit jeweils einer Vielzahl von Einzelrohren an, wobei in das Seitenrohr 7 eingeleiteter Wasserdampf oder eingeleitetes Wasserdampf-Gas-Gemisch in das Innere jedes der Einzelrohre eindringen kann. Unter einem kondensatorischen Anschluss wird vorliegend eine Anordnung der Rohrbündel verstanden, in welcher jedes Einzelrohr des Rohrbündels so gegen die Horizontale geneigt ist, dass die Strömungsrichtung eingeleiteten Dampfes parallel zu einer gravitationsbedingten

Strömungsrichtung verflüssigten Kondensats ist. Entsprechend wird durch die kondensatorisch angeschlossenen Rohrbündel 31 Wasserdampf oder Wasserdampf-Gas-Gemisch von dem höher gelegenen Seitenrohr 7 zu einem

tiefer gelegenen Endbereich 33 geleitet. An den Endbereich 33 ist einerseits eine Abflusseinrichtung 16 für Kondensat angeschlossen, andererseits weist der Endbereich 33 eine Verbindung zu dephlegmatorisch angeschlossenen Rohrbündeln 32 auf. Unter einem dephlegmatorischen Anschluss wird vorliegend eine Anordnung der Rohrbündel verstanden, in welcher jedes Einzelrohr des Rohrbündels so gegen die Horizontale geneigt ist, dass die Strömungsrichtung eingeleiteten Dampfes entgegengesetzt zu einer gravitationsbedingten Strömungsrichtung verflüssigten Kondensats ist. Entsprechend wird durch die dephlegmatorisch angeschlossenen Rohrbündel 32 Wasserdampf oder Wasserdampf-Gas-Gemisch von dem tief gelegenen Endbereich 33 in Richtung des höher gelegenen Seitenrohr 7 geleitet. Die dephlegmatorisch angeschlossenen Rohrbündel 32 weisen jedoch keine Verbindung zu dem Seitenrohr 7 auf, sondern sind über eine Ableitung 40 mit einer Evakuierungsvorrichtung 41 verbunden, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. In der Darstellung in Fig. 3 ist die Strömungsrichtung eingeleiteten Wasserdampfs durch Pfeile dargestellt, wobei bei kondensatorisch angeschlossenen Rohrbündeln 31 die Strömungsrichtung von dem Seitenrohr 7 hin zu dem tiefer gelegenen Endbereich 33 und bei den dephlegmatorisch angeschlossenen Rohrbündeln 32 von dem Endbereich 33 hin zu dem Seitenrohr 7 zeigt. Jedem der gestuften Abschnitte des Seitenrohrs 7 sind dabei jeweils wenigstens vier kondensatorisch angeschlossene Rohrbündel 31 und ein dephlegmatorisch angeschlossenes Rohrbündel 32 zugeordnet. Jeweils ein Seitenrohr 7 sowie die daran angeschlossenen kondensatorischen Rohrbündel 31 und die stromabwärts angeschlossenen dephlegmatorischen Rohrbündel 32 bilden gemeinsam eine Nebenkammer 11 des Hauptkörpers 2 der Abkühlanordnung 1 aus. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Nebenkammern 11 nur einseitig an der Hauptkammer 2 angeordnet. Ebenso sind die Rohrbündel 31 , 32 jeweils nur einseitig an den Seitenrohren 7 vorgesehen. Es versteht sich, dass alternativ und/oder kumulativ Nebenkammern 11 bzw. Rohrbündel 31 , 32 beidseitig der Hauptkammer 2 bzw. der Seitenrohre 7 vorgesehen sein können.

Wie insbesondere in Fig. 4 gut zu erkennen ist, ist jeweils unter jedem der Rohrbündel 31 , 32 eine Gruppe von drei Ventilationselementen 17 angeordnet, welche Umgebungsluft durch die zwischen den Einzelrohren der Rohrbündel 31 , 32 vorgesehenen Zwischenräume leiten. Jeweils eine Gruppe von Ventilationselementen 17 und ein Rohrbündel 31 , 32 bilden dabei eine Baueinheit 18, die für einen Aufbau der Abkühlanordnung 1 separat bereitgestellt werden kann. Die Baueinheiten 18 umfassen dabei auch jeweils Abschnitte des Seitenrohrs 7 und weisen seitlich in axialer Richtung des Seitenrohrs 7 Verbindungsanschlüsse zur Verbindung mit weiteren Bauelementen 18 bzw. mit dem Hauptkörper 2 auf. Vorzugsweise sind

Abmessungen der Baueinheiten 18 so gewählt, dass diese jeweils mittels eines üblichen Lastkraftwagens transportiert werden können, so dass teure Spezialtransporte für den Aufbau der Abkühlanordnung 1 unnötig sind.

Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem eine erfindungsgemäße Abkühlanordnung eine einzelne Hauptkammer und zwölf jeweils gleichartig ausgebildete, an die einzelne Hauptkammer angeschlossene Nebenkammern aufweist. Es versteht sich, dass in Abhängigkeit von der gewünschten maximalen Kühlleistung mehr als eine Hauptkammer vorgesehen werden kann. Es versteht sich weiter, dass die Anzahl der jeweils an eine Hauptkammer angeordneten Nebenkammer verändert werden kann, wobei insbesondere auch unterschiedlich ausgebildete Nebenkammern an die Hauptkammer angeschlossen werden können.

Es versteht sich ferner, dass die Anzahl der in einem Bauelement angeordneten Ventilationselemente oder der den jeweiligen Nebenkammern zugeordneten Ventilationselemente verändert werden kann.

Weiter versteht es sich, dass Ventilationselemente auch in anderen Bereichen der Abkühlanordnung, insbesondere in einem Deckenbereich oder einem Seitenbereich der Nebenkammern 11 angeordnet werden können. Es versteht sich weiter, dass zusätzlich zu den Ventilationselementen oder diese ersetzend

auch andere Kühlelemente, insbesondere eine Wasserkühlung, eine Verdunstungskühlung oder elektrisch betriebene Kühlelemente, etwa Peltier- Elemente, verwendet werden können.

In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abkühlanordnung umfasst jede Nebenkammer genau ein Seitenrohr und genau einen dem Seitenrohr zugeordneten Kühlbereich. Es versteht sich, dass auch mehrere Abkühlbereiche an jeweils einem Seitenrohr angeordnet sein können, insbesondere zwei symmetrisch zueinander angeordnete Kühlbereiche an gegenüberliegenden Seitenflächen des jeweiligen Seitenrohrs. Es versteht sich ferner, dass mehr als eine Gruppe von Ventilationselementen oder anderen Kühlelementen jeweils einer Nebenkammer zugeordnet sein können.