Die Aufgabenstellung
Ein Prozessdampf soll bei vorgegebenem Druck vollständig kondensiert und gegebenenfalls unterkühlt werden. Nichtkondensierbare Gase verschlechtern den Wärmeübergang und müssen am geeigneten Punkt abgeführt werden. Der dampfseitige Druckverlust ist besonders kritisch, weil er unmittelbar die Kondensationstemperatur und damit die verfügbare Temperaturdifferenz verändert.
Neben dem normalen Innendruckfall ist der Mantel häufig für Vollvakuum oder einen Vakuum-Störfall auszulegen. Kühlwasserausfall, blockierter Kondensatablauf und die Druckbeaufschlagung einer Seite bei druckloser Gegenseite sind als getrennte Lastfälle zu bewerten.
Erforderliche Auslegungsdaten
- Dampfzusammensetzung, Massenstrom und Kondensationsdruck
- Anteil nichtkondensierbarer Gase und gewünschte Unterkühlung
- Kühlwasserzustand und zulässige Erwärmung
- Vakuum-, Abschalt- und Druckausgleichsfälle
Technischer Lösungsweg
Phasengleichgewicht und Last bestimmen
Kondensationsdruck, Sättigungstemperatur, latente Wärme und sensible Unterkühlung werden konsistent bilanziert.
Kondensationszonen abbilden
Enthitzung, Kondensation und Unterkühlung werden getrennt betrachtet, weil Wärmeübergangskoeffizienten und Temperaturdifferenzen verschieden sind.
Fläche und Druckverlust iterieren
Rohrbelegung, Passzahl und Kühlwasserstrom werden auf Leistung und zulässigen Druckverlust abgestimmt; der dampfseitige Druckabfall wird in die Sättigungstemperatur zurückgekoppelt.
Entlüftung und Kondensatableitung prüfen
Nichtkondensierbare Gase dürfen sich nicht in schlecht beströmten Zonen sammeln. Kondensat muss ohne Rückstau und mit ausreichender statischer Höhe ablaufen können.
Vakuumfestigkeit nachweisen
Mantel, Böden und gegebenenfalls Versteifungsringe werden für äußeren Druck geprüft; Schutz gegen Überdruck und unzulässiges Vakuum wird getrennt festgelegt.
Erwartete Ergebnisse
Geeignete SOL-ALPHA-Module
Die Module sind eine fachlich plausible Werkzeugkette. Ihre endgültige Auswahl und Reihenfolge wird bei der späteren konkreten Berechnung anhand des Regelwerks und der Projektrandbedingungen bestätigt.