CH654098A5

CH654098A5 - Verfahren zum regulieren der kuehlung eines luftgekuehlten dampfkondensators und dampfkondensator.

Info

Publication number: CH654098A5
Application number: CH6686/81A
Authority: CH
Inventors: Per-Olof Jakobsson; Sven Beverskog
Original assignee: Flaekt Ab
Priority date: 1980-10-27
Filing date: 1981-10-20
Publication date: 1986-01-31
Also published as: FR2492961B1; IT1147182B; GB2086559B; IT8183489A0; FI813225L; NL8104858A; BE890849A; AT371922B; CA1190816A; DE3141699A1; US4450899A; FR2492961A1; SE8007516L; GB2086559A; JPS57101284A; ATA455181A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regulieren der

Kühlung eines luftgekühlten Dampfkondensators nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ferner betrifft die Erfindung einen Dampfkondensator zur Durchführung des Verfahrens.

Es hat sich in vielen Fällen als vorteilhaft erwiesen, einen einer Dampfturbine angeschlossenen Kondensator im Freien anzuordnen und die atmosphärische Luft die zum Dampfkondensator gehörenden Wärmetauscher zwecks Dampfkon-densierung kühlen zu lassen. Dabei werden auch Gebläse angewendet, um Luft anzusaugen und durch die verschiedenen, in Form von Rohrschleifen od. dgl. ausgeführten Wärmetauscher zu pressen.

Der Stand der Technik dieses Gebietes wird von der EP-PS - 0 004 448, der CH-PS Nr. 485 187 und der GB-PS Nr. 1 333 764 usw. wiedergespiegelt.

Ein Nachteil solcher Anordnungen besteht darin, dass diese in hohem Masse von den Wetterverhältnissen, z.B. Schnee, Hagel, Regen, Wind und Aussentemperaturen abhängig sind, was unerwünschte Variationen im Konden-sierungsdruck des Dampfes und der Kondensattemperatur mit sich bringen kann sowie insbesondere Frostprobleme mit Betriebsunterbrechungen bei niedrigen Aussentemperaturen, welchen Nachteilen man bisher nicht ausreichend entgegenwirken konnte.

Beispielsweise gemäss der EP OS 0004448 wird eine Vielzahl von Gebläsen vorgeschlagen, welche je nach Bedarf eingeschalter werden. Hiebei wird die Temperatur der zu kühlenden Flüssigkeit abgefühlt und der Kühleffekt allein durch gesteigerte bzw. verminderte Luftströmung geregelt, was natürlich eine unanwendbare Lösung für Dampfkondensatoren in kalten Gegenden ist, wo das Kondensat oder eine andere zu kühlende Flüssigkeit mit oder ohne eingeschalteten Gebläsen einfrieren würden.

Die genannte CH-PS Nr. 485 187 zeigt und beschreibt einen luftgekühlten Dampfkondensator, der zwar in einem etwas kälteren Klima anwendbar ist, jedoch nicht ohne Risiken und insbesondere nicht ohne umfassende, teure und sperrige, störungsempfindliche Zusatzausrüstung. So ist ein festes Gehäuse erforderlich, was bereits nicht zuletzt aus Kostengründen ungünstig ist. Es ist zu bedenken, dass ein solches Gehäuse in einem Typfall 40 m lang, 10 bis 12 m hoch und 8 bis 10 m breit sein kann. In diesem Gehäuse gibt es nicht weniger als fünf verschiedene Klappenserien sowie ein Ventil, was erhöhte Gefahr für Betriebsstörungen bedeutet. Die Kondensatleitung liegt in einer toten Ecke, wird nicht nennenswert, wenn überhaupt, von Kühlluft oder zirkulierender Warmluft umspült und liegt hauptsächlich ausserhalb des Gehäuses, so dass ein Gefrierrisiko auch hier gegeben ist.

Schliesslich ist die Ausführung gemäss der GB-PS Nr. 1 333 764 nachteilig, obschon gewisse Fortschritte gegenüber den beiden vorgenannten Lösungen gemacht wurden. So ist die Anordnung von Klappen als Abschirm organe und unter gewissen Bedingungen als Umlenkorgane natürlich eine bedeutend billigere Lösung als beispielsweise der Bau eines grossen und kostspieligen sowie sperrigen Gehäuses. Diese Klappen schirmen die Wärmetauscher mehr oder weniger ab, wenn sie anzuwenden sind, und verschlechtern oder verhindern eine zufriedenstellende Luftströmung, wobei beispielsweise eine weitgehende Abschirmung der Wärmetauscher auf der einen Seite nahezu eine doppelte Luftströmung durch die andere Seite herbeiführt, da der Raum unterhalb der Wärmetauscher bis auf eine als Gebläse aufnehmende Öffnung hermetisch abgeschlossen ist.

Infolge der unkontrollierbaren Wetterverhältnisse sind die Kondensatleitungen Gefrierrisiken extrem ausgesetzt. Die Klappen sind problembeladen da sie teils Geräusche erzeugen, teils die Ventilationsluft in gewissen Betriebslagen gegen das Gebläse zurückwerfen und ferner bei Aussenan-

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Ordnungen enormen Windbeanspruchungen ausgesetzt sind.

Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, den vorstehend genannten Nachteilen entgegen zu wirken, sie weitgehend zu beseitigen und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art auf einfache, billige, effektive und zuverläs- s sige Weise zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 2 genannten Merkmale gelöst.

Hiedurch lässt sich die Durchströmfläche des Kondensators für Kühlluft sukzessiv ändern, wobei gleichzeitig eine io Rückzirkulation der von den Gebläsen durch die Wärmetauscher getriebenen Luft erzielt wird. Auch kann eine relativ schnelle und einfache Anpassung an verschiedene Bela-stungs- und Wetterverhältnisse erzielt werden. Es lässt sich praktisch in jedem Klima eine Temperatur über 0°C unab- is hängig von der Aussentemperatur halten. Ein und dieselbe Jalousie zum Abschirmen der Wärmetauscher kann bei geänderten Wetterverhältnissen gleichzeitig selbsttätig einen ausreichenden Schutz gegen Gefrieren der Kondensatleitungen darstellen und gleichmässige und sichere Betriebsverhältnisse 20 trotz aller denkbarer, negativer Wetterverhältnisse sicherstellen. Dies ist offenbar, da bereits geringfügige ausgefahrene Jalousien ein Richten der erwärmten Luftströme, die gerade die Wärmetauscher passiert haben, gegen die Kondensatleitungen mit sich bringt, so dass letztere bei kaltem 2s Wetter ohne besondere Zusatzmassnahmen selbsttätig einer sicheren Umspülung durch erwärmte Luft ausgesetzt v/erden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung und deren Arbeitsweise werden ausführlicher in der nachstehenden Beschreibung unter Hinweis auf die Zeichnungen an Hand von Aus- 30 führungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine komplette Anlage mit einem Dampfkondensator

Fig. 2 Querschnitte durch einen Dampfkondensator in 35 Betriebslage bei hoher Umgebungstemperatur

Fig. 3 einen analogen Querschnitt in Betriebslage bei niedriger Umgebungstemperatur

Fig. 4 einen analogen Querschnitt in Betriebslage bei extrem niedriger Umgebungstemperatur 40

Fig. 5 die Luftströmungsverhältnisse um die Wärmetauscher bei Fehlen der Jalousien und seitlichem Windanfall

Fig. 6 einen Querschnitt in Betriebslage bei seitlichem Windanfall

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine einfachere Ausführung 45 der Vorrichtung.

In den Zeichnungen stellen schraffierte Pfeile die Atmosphärenluft und nichtschraffierte Pfeile die Warmluft dar. In Fig. 1, welche schematisch die Vorrichtung und deren Anord- 50 nung im Verhältnis zu einem Maschinengebäude in der Draufsicht zeigt, sind folgende Teile vorhanden: ein Maschinengebäude 1, ein Dampfkondensator 2, ein Kondensattank 3, eine Kondensatpumpe 4, ein Kühlwasserkühler 6, ein Betriebssektor, ein Abwasserkanal 8, eine Dampfleitung 9, ss eine Turbine, ein am Turbinenauslauf angeordneter Druckgeber 18, ein Aussentemperaturgeber 19 und ein Kondensattemperaturgeber 22 der Teilabschnitte A bis F.

In Fig. 2 bis 4,6 und 7 beziehen sich die Bezugszahlen auf folgende Teile: eine Dampfleitung 9, Rolljalousien 11, Wär- 6» metauscher 12, Gebläse 13, ein die Wärmetauscher und die Dampfleitung tragendes Gestell 14, Kondensatabteilungen 15, zum Ejektor führende Entlüfungsleitungen 16, Rückluftoder Zirkulationskanäle 17, Jalousiemotoren 20 und Führungsschienen 21 für die Jalousie. 6s

Die Richtung der Luftströme sind in den Fig. 2 bis 7 durch Pfeile in Wärmetauscher und Gebläsenähe angedeutet. Aus Fig. 2 bis 4 geht hervor, dass bei sinkender Aussentemperatur die Rolljalousien über den schrägen Teil weiter nach unten über die Wärmetauscher angesenkt werden, wobei die effektive Durchströmfläche für die Luft durch die Batterien vermindert wird und eine grössere Zirkulation der erwärmten Luft stattfindet, was für die Kompensation des grösseren Kühlvermögens der Luft günstig ist und damit Gefrierprobleme bei niedrigen Temperaturen vermeidet. Besonders vorteilhaft ist es hiebei, dass zwischen den Rolljalousien und den Wärmetauschern ein wesentlicher Abstand oder Zwischenraum vorhanden ist, der wie aus Fig. 4 ersichtlich, bei Niedrigsttemperaturen eine geschlossene Luftzirkulation ermöglicht, wobei die Rolljalousien eventuell für einen gewissen Wärmeaustausch sorgen können. Auch ist es möglich, den Jalousien ein gewisses Wärmeisoliervermögen zu geben, was sich nach den klimatischen Verhältnissen richtet. Auch ist es vorteilhaft, die Jalousien so zu führen, dass sie den Konturen des Dampfkondensators bzw. der Wärmetauscher folgen, insbesondere wenn es sich hiebei um eine satteldachähnliche Form handelt, so dass die Jalousien glockenartig eine gewisse Wärmekapazität im Bereich der Wärmetauscher und insbesondere im Kondensatbereich auffangen und speichern können, v/odurch Gefrierrisiken mit Sicherheit vermieden werden.

Insbesondere werden hiedurch temperierte Luftströme gerade gegen den Kondensatbereich gerichtet, was für die Betriebssicherheit insbesondere in kalten Gegenden von grosser Bedeutung ist. Selbst bei nur geringfügig abgesenkten Jalousien werden die Gebläseluftströme wie aus den Zeichnungen ersichtlich nach Durchdringen der Wärmetauscher wenigstens im oberen Bereich gleich nach unten abgesenkt und umspülen mehr oder weniger stark den gesamten Kondensatbereich.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Verhältnisse bei seitlichem Windeinfall, teils bei nicht vorhandenen Jalousien und teils bei Jalousien, die teilweise heruntergezogen sind, wodurch eine wesentlich gleichmässigere Verteilung und eine gesteigerte Rückzirkulation der vom Gebläse eingeführten Luftströme erzielt werden.

Im folgenden soll nun die Arbeitsweise der Vorrichtung so beschrieben werden, dass sie am geeignetsten bei der als Beispiel erläuterten Anlage erfolgt.

Der Kondensierungsdruck des Dampfes soll bei 0,1 bar ABS (45°C) konstant gehalten werden. Der Kondensierungs-effekt ist druckabhängig, weshalb auch Belastungsänderungen den Kondensierungsdruck beeinflussen.

1. Ein am Turbinenauslauf angeordneter Druckgeber 18 beeinflusst die Luftströmung, indem bei fallendem Druck der Schaufelwinkel der Gebläse von 33° bis auf am niedrigsten 10° vermindert wird, was durch automatische Stellmittel im Gebläse erfolgt. Alle Gebläse werden synchron reguliert.

2. Wenn das Kondensat in einer der Teilabschnitte kälter wird als 40°C, sollten Temperaturgeber 22, die in jedem Teilabschnitt angeordnet sind, die Luftströmung im betreffenden Kondensator-Teilabschnitt mindern, indem der Schaufelwinkel des Gebläses bis auf 10° verringert wird. Alle Teilabschnitte sollen individuell beeinflusst werden.

3. Ist bei Punkt 1 der Druck noch immer zu niedrig, so ist die Luftströmung weiter zu vermindern durch Abschirmen der Batterien durch die erfindungsgemässen Jalousien für jedes Kühlmodul.

4. Wird das Kondensat bei Verhältnissen gemäss Punkt 3 kälter als 40°C, so sollen die Jalousien auf Impuls von den Temperaturgebern die Wärmetauscherfläche des betreffenden Teilabschnittes in erforderlichem Masse abschirmen.

5. Fällt die Aussentemperatur unter 0°C, so sollen die Jalousien unabhängig vom Kondensierungsdruck die gesamte Frontfläche der Teilabschnitte abschirmen. Der warme Luftstrom wird hierbei völlig nach unten gerichtet.

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Die Gebläse fördern nun eine Mischung von kalter und warmer Luft. Zeigt der Kondensierungsdruck Steigungstendenzen, so sollen in erster Linie die Schaufelwinkel der Gebläse auf maximal 33° vergrössert werden, worauf die Abschirmung der Teilabschnitte durch Anheben der Jalousien vermindert wird.

6. Bei fallendem Kondensierungsdruck unter Punkt 5 wird in erster Linie der Schaufelwinkel der Gebläse bis auf -4° (negativer Winkel) gemindert, worauf die Jalousien die Einströmfläche der Luft von Positionslage 0° bis auf ganz geschlossene Jalousien (bis zur Bodenebene herabgezogene Jalousien) mindern.

7. Die Jalousien jedes Teilabschnittes sollen manuell in Synchronbetrieb bedient werden können.

8. Die Schaufelwinkel der Gebläse sollen individuell von einer Kontrollzentrale manuell reguliert werden können.

9. Bei Unterschreiten der Kondensattemperatur von 30°C

soll von den Temperaturgebern 22 jedes Teilabschnittes A bis F ein Alarmsignal gegeben werden.

10. Auch ein Aussentemperaturgeber 19 kann sowohl Schaufelwinkel wie Jalousien beeinflussen.

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Selbstverständlich können Rolljalousien mit geeigneter Neigung im Verhältnis zur Horizontalen auch anders angeordnet werden, z.B. ganz oder teilweise als Dach,

welches auch bei plötzlichem Niederschlag in Form von io Schnee, Hagel oder Regen als Schutz dienen kann, wobei eventuell eine Hebe- und Senkvorrichtung zum Schaffen von geeigneten Seitenöffnungen vorgesehen sein kann. Wie Fig. 7 zeigt, kann eine einfachere Ausführungsform der Vorrichtung pultdachähnlich angeordnete Wärmetauscherabschnitte ls aufweisen, was auch eine geeignete Lösung für kleinere Anlagen sein kann. Im übrigen ist eine solche Vorrichtung auf entsprechende Weise wie vorher beschrieben und gezeigt ausgerüstet und funktionsfähig.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Regulieren der Kühlung eines luftgekühlten Dampfkondensators, wobei durch mindestens ein Gebläse Luft von unten durch mindestens einen Wärmetauscher geblasen wird, welcher Wärmetauscher durch eine obere Dampfleitung gespiesen wird und unten in Kondensatleitungen ausmündet, und wobei die Luftströme durch Abschirm- oder Umlenkmittel beeinflusst werden, dadurch gekennzeichnet, dass Jalousien (11) als Abschirm- oder Umlenkmittel auf der Aussenseite der Wärmetauscher im Abstand von diesen angeordnet werden zur Bildung eines Rückluft- oder Zirkulationskanales (17), beginnend am Oberteil in der Nähe der Dampfleitung (9) und zur Erzeugung von gegen die Kondensatleitungen (15) gerichteter Warmluftströme.

2. Dampfkondensator zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Dampfleitung, von dieser schräg nach unten wegführenden Wärmetauschern und am unteren Rand derselben vorgesehenen Kondensatabteilungen, bei der mindestens ein Gebläse vorgesehen ist, mittels welchen von unten Luft durch die Wärmetauscher geblasen wird und bei der Abschirm- oder Umlenkmittel zur Beeinflussung der vom Gebläse ausgehenden Luftströmung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass als Abschirm- oder Umlenkmittel Jalousien (11) mit Abstand von der äusseren Begrenzung der Wärmetauscher (12) vorgesehen sind zur Bildung eines bezogen auf den Wärmetauscher (12) dem Zuführkanal des Gebläses (13) abgewendeten, oben in der Nähe der Dampfleitung (9) beginnenden und in Richtung zu den Kondensatabteilungen (15) führenden Rückluft- oder Zirkulationskanales (17).

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PATENTANSPRÜCHE

3. Dampfkondensator nach Anspruch 2, wobei der Dampfkondensator bezogen auf dessen Länge in mehrere Teilabschnitte aufgeteilt ist und wobei jedem Teilabschnitt ein Gebläse zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Jalousien als Rolljalousien (11) ausgebildet sind und dachartig in nach beiden Seiten mindestens im Bereich der Wärmetauscher (12) schräg abfallend verlaufenden Führungsschienen (12) gehalten sind und dass das Gebläse (13) jeweils mittig unterhalb des dachartigen Aufbaues angeordnet ist.

4. Dampfkondensator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Jalousien (11) motorisch stufenlos einstellbar sind.

5. Dampfkondensator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellwinkel der Schaufeln der Gebläse (13) stufenlos veränderbar sind.

6. Dampfkondensator nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, die die Stellung der Jalousien (11) bzw. den Einstellwinkel der Schaufeln der Gebläse (13) in Abhängigkeit vom Dampfkon-densierungsdruck und/oder der Kondensattemperatur regulieren.

7. Dampfkondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Jalousien (11) und die Schaufeln der Gebläse (13) in jedem Teilabschnitt (A bis F) des Dampfkondensators (2) unabhängig voneinander regelbar sind.

8. Dampfkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Jalousien (11) im Anschluss an den annähernd parallel zu den Wärmetauschern (12) geführten Bereich annähernd senkrecht weiter nach unten verschiebbar ausgebildet sind zum Abschliessen der seitlich offenen Bereiche unterhalb der Wärmetauscher (12).