DE1189571B - Method and device for preventing heat exchangers from freezing when there is a risk of frost - Google Patents

Method and device for preventing heat exchangers from freezing when there is a risk of frost

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DE1189571B
DE1189571B DEL23138A DEL0023138A DE1189571B DE 1189571 B DE1189571 B DE 1189571B DE L23138 A DEL23138 A DE L23138A DE L0023138 A DEL0023138 A DE L0023138A DE 1189571 B DE1189571 B DE 1189571B
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung des Einfrierens von Wärmeaustauschern bei Frostgefahr Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verhinderung des Einfrierens eines mit einem Mischkondensator über Rohrleitungen in Verbindung stehenden Wärmeaustauschers während einer bei Frostgefahr erfolgenden Inbetriebnahme der Anlage.Method and device for preventing heat exchangers from freezing when there is a risk of frost The invention relates to a method and a device for prevention the freezing of one connected to a mixing condenser via pipelines standing heat exchanger during commissioning when there is a risk of frost the plant.

Es ist bekannt, in Dampfkraftanlagen Mischkondensatoren zu verwenden, in welchen der Abdampf mittels des als Kühlwasser dienenden Kondensats niedergeschlagen und das dabei aufgewärmte Kondensat in einem geschlossenen System mittels der atmosphärischen Luft rückgekühlt wird. Diese Rückkühlung erfolgt in der Regel in Kühlsystemen oder Luftkondensationsanlagen, die aus dünnwandigen Rohren mit Kühlrippen bestehen. Das Kühlwasser wird in den Rohren im Kreislauf umgewälzt, wobei die zu kühlenden Flächen, d. h. die Rohroberflächen und Rippen, mittels eines Luftstromes bestrichen werden, der entweder durch einen Ventilator oder durch natürlichen Zug bewirkt wird.It is known to use mixing condensers in steam power plants, in which the exhaust steam is deposited by means of the condensate serving as cooling water and the heated condensate in a closed system by means of the atmospheric Air is re-cooled. This recooling usually takes place in cooling systems or Air condensation systems consisting of thin-walled tubes with cooling fins. That Cooling water is circulated in the pipes, whereby the surfaces to be cooled, d. H. the pipe surfaces and ribs are painted by means of an air stream, which is effected either by a fan or by natural draft.

Da bei Luftkondensationsanlagen dieser Art verhältnismäßig sehr große Wärmemengen bei sehr geringen Temperaturunterschieden und Ventilatorleistungen der atmosphärischen Luft mitzuteilen sind, werden zwischen Kühlwasser und Luft sehr ausgedehnte Wärmeaustauschflächen erforderlich. Um diese möglichst gering zu halten, wird die spezifische Kühlleistung der Wärmeaustauscher durch Verwendung von zahlreichen dünnwandigen Rohren aus Aluminium erhöht. Die Erhöhung der spezifischen Kühlleistung bedeutet aber eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Umgebungstemperaturen, so daß bei Luftkondensationsanlagen, die an Stellen errichtet werden, wo die Temperatur im Laufe des Jahres zeitweise unter den Gefrierpunkt sinken kann, eine Gefahr des Gefrierens des Kondensats in den dünnwandigen Rohren der Wärmeaustauscher besteht. Die Gefahr des Gefrierens kann aber nicht nur beim Sinken der Außentemperatur eintreten, sondern auch durch Änderungen der Betriebsverhältnisse selbst, z. B. beim Ausfall eines Generators und die hiermit verbundene Leistungsabnahme der den Generator antreibenden Turbine, oder durch Stromausfall irgendeiner Art herbeigeführt werden. In derartigen Fällen wird die in den mit Rippen reichlich versehenen Rohren befindliche geringe Wassermenge innerhalb einer Minute einfrieren, was einer Zerstörung des betreffenden Wärmeaustauscherteiles gleichkommt. Dieselbe Gefahr besteht, wenn das Kraftwerk z. B. bei kaltem Wetter in Betrieb gesetzt werden soll. Gelangt das Kondensat dann bei ungenügend hoher Temperatur in die Kühlanlage, so kann es gefrieren und die Wärmeaustauscher der Anlage zerstören. Ein Gefrieren des Kondensats in den Rohren der Wärmeaustauscher kann aber auch durch Stockungen des Kondensats in den Rohren verursacht werden, die durch Ansammlung von Luft insbesondere in den Sammelkästen der Kühlaggregate bedingt sein können.As in air condensation systems of this type, relatively very large Amount of heat with very small temperature differences and fan performance of the atmospheric air are to be communicated between cooling water and air very extensive heat exchange surfaces are required. To keep this as low as possible, the specific cooling capacity of the heat exchanger is determined by using numerous thin-walled aluminum tubes increased. The increase in the specific cooling capacity but means an increased sensitivity to changes in ambient temperatures, so that with air condensation systems that are built in places where the temperature may temporarily drop below freezing point during the year, a risk of There is freezing of the condensate in the thin-walled tubes of the heat exchanger. The risk of freezing can not only occur when the outside temperature drops, but also through changes in the operating conditions themselves, e.g. B. in the event of failure of a generator and the associated decrease in power from those driving the generator Turbine, or caused by a power failure of some kind. In such Cases will be the minor one located in the abundantly finned tubes Freeze amount of water within a minute, resulting in destruction of the concerned Heat exchanger part equals. The same danger exists when the power plant z. B. should be put into operation in cold weather. If the condensate arrives then If the temperature in the cooling system is not high enough, it can freeze and the Destroy the system's heat exchanger. Freezing of the condensate in the pipes the heat exchanger can also be blocked by the condensate in the pipes caused by accumulation of air especially in the collecting tanks the cooling units can be conditional.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der obenerwähnten Schwierigkeiten und die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung der beschriebenen Art, mit deren Hilfe eine Luftkondensationsanlage selbst bei sehr kaltem Wetter ohne die Gefahr des Gefrierens des Kondensats in den Rohren der Wärmeaustauscher betrieben werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Wasser zunächst bei abgeschaltetem Wärmeaustauscher vom Mischkondensator über die Rohrleitungen und wieder zurück zum Mischkondensator so lange im Kreislauf geführt wird, bis es eine so hohe Temperatur erreicht hat, daß es während des unter gleichzeitigem Entlüften von unten her erfolgenden Auffüllens des Wärmeaustauschers in diesem nicht gefrieren kann. Es ist dabei zweckmäßig, die Kühlelemente des Wärmeaustauschers, die während des Betriebes hintereinandergeschaltet sind, zum Füllen in an sich bekannter Weise durch Umschalten von Ventilen parallel zu schalten. Ein derartiges Verfahren verhütet demnach das Gefrieren des Kondensats in den Rohren der Wärmeaustauscher bei Inbetriebsetzung der Anlage. Um bei plötzlich eintretenden Temperaturabnahmen einem Gefrieren des Kondensats vorzubeugen, kann nun eine Vorrichtung zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden, bei der die Sammelkästen der Kühlelemente gemäß der Erfindung über Drosselleitungen mit dem Mischkondensator verbunden sind. Dann kann nämlich das Kondensat aus den Rohren der Wärmeaustauscher rasch abgeführt werden, so daß die Rohre bereits leer stehen, bevor das Kondensat in ihnen eine Temperatur unterhalb oder in der Nähe des Gefrierpunktes hätte annehmen können. Wird die Vorrichtung auch mit einer Drosselleitung ergänzt, die vom oberen oder unteren oder beiden Sammelkästen der Kühlaggregate zum Mischkondensator der Dampfturbinenanlage führt, so ist auch dafür gesorgt, daß eine Stockung der Kondensatsströmung an den genannten empfindlichen Stellen der Kühlaggregate nicht eintreten kann.The invention aims to overcome the above-mentioned difficulties and the creation of a method and a device of the type described, with the help of which an air condensation system even in very cold weather without the risk of the condensate freezing in the tubes of the heat exchangers operated can be. This is achieved according to the invention in that the water first with the heat exchanger switched off from the mixing condenser via the pipes and back to the mixing condenser is circulated until it has reached such a high temperature that it is vented during the simultaneous venting when filling the heat exchanger from below, it does not freeze in it can. It is useful here, the cooling elements of the heat exchanger, which during of the operation are connected in series for filling in a manner known per se by switching from To connect valves in parallel. Such a thing This method prevents the condensate from freezing in the tubes of the heat exchangers when commissioning the system. To deal with sudden drops in temperature A device can now be used to prevent the condensate from freezing of the method according to the invention are used in which the collecting tanks of Cooling elements according to the invention via throttle lines with the mixing condenser are connected. Then the condensate can namely from the pipes of the heat exchanger quickly drained so that the pipes are already empty before the condensate would have assumed a temperature in them below or near freezing point can. If the device is also supplemented with a throttle line that runs from the upper or lower or both collecting tanks of the cooling units to the mixing condenser of the Steam turbine system leads, so it is also ensured that a blockage of the condensate flow cannot occur at the mentioned sensitive points of the cooling units.

Der Erfindung liegt demnach der Gedanke zugrunde, daß zwecks Vermeidung des Gefrierens des Kondensats in den Rohren der Wärmeaustauscher diese von den Zuleitungen abgeschaltet werden, und das Wasser im Rest des Systems aufgewärmt wird. Dies wird so lange fortgesetzt, bis die Temperatur des aufgewärmten Kondensats ausreicht, ein Gefrieren in den Rohren der Wärmeaustauscher selbst bei kältestem Wetter zu verhüten. Diese Erkenntnis brachte ein vollständig unübliches Verfahren mit sich, da auf die angeregte Weise eine außerordentlich große Menge von Kühlwasser durch Erwärmung gleichsam »verdorben« wird. Es hat sich aber gezeigt, daß dieses willkürliche »Verderben« des Kühlwassers bei Luftkondensationsanlagen der beschriebenen Art weitaus wirtschaftlicher ist als die üblichen an sich bekannten Methoden der Verhütung des Gefrierens bei Frostgefahr.The invention is therefore based on the idea that for the purpose of avoidance the freezing of the condensate in the pipes of the heat exchangers these from the supply lines turned off and the water in the rest of the system warms up. this will continued until the temperature of the heated condensate is sufficient, freezing in the tubes of the heat exchangers even in the coldest weather prevent. This realization brought about a completely unusual process because in the excited way an extraordinarily large amount of cooling water through Warming is, as it were, "spoiled". But it has been shown that this is arbitrary "Corruption" of the cooling water in air condensation systems of the type described by far is more economical than the usual known methods of preventing the Freezing when there is a risk of frost.

Wie bekannt, werden nämlich bei den bekannten Luttkondensationsanlagen bei kaltem Wetter die Wärmeaustauscher aus dem Strömungsweg der Kühlluft z. B. mittels Jalousien, Rolladen usw. ausgeschaltet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber dem Bekannten weit überlegen, weil einerseits die Ausschaltung der Wärmeaustauscher aus dem Strömungsweg der Kühlluft bei den Ausdehnungen der Luftkondensationsanlagen von hoher Leistung sehr kostspielige Vorrichtungen der beschriebenen Art erforderlich macht und andererseits diese mechanischen Vorrichtungen zum vollkommen zuverlässigen Verhüten des Gefrierens doch nicht geeignet sind. Die Lösung der Aufgabe wird dabei gleichsam von außen her versucht. Aber selbst das Fehlerhaftwerden eines einzigen Rohres zieht bereits die Notwendigkeit des Austausches des das betreffende Rohr enthaltenden gesamten Wärmeaustauschers nach sich, was bei den Hochleistungsanlagen der zeitgemäßen Kraftwerke weitaus höhere Auslagen bedingt als das erwähnte »Verderben« des Kühlwassers.As is known, namely in the known Luttkondensationsanlagen in cold weather, the heat exchangers from the flow path of the cooling air z. B. switched off by means of blinds, shutters, etc. However, the method according to the invention is far superior to the known, because on the one hand the elimination of the heat exchangers from the flow path of the cooling air during the expansion of the high-performance air condensation systems requires very expensive devices of the type described and on the other hand these mechanical devices for completely reliable prevention of freezing are not necessary are suitable. The solution to the problem is attempted from the outside, as it were. But even if a single pipe becomes defective, it is necessary to replace the entire heat exchanger containing the pipe in question, which in the high-performance systems of contemporary power plants requires far higher expenses than the aforementioned "spoilage" of the cooling water.

Bezüglich der Entlüftung von Stellen, an denen eine Ansammlung von Luft Stockungen in der Umwälzung des Kondensats. und somit ein Gefrieren desselben in den entsprechenden Rohren des Wärmeaustauschers herbeiführen kann, sei darauf hingewiesen, daß es bereits bekannt war, eine Entlüftung von den oberen Sammelkästen zum Kondensator vorzunehmen. Bei der Erfindung handelt es sich aber um die Entlüftung insbesondere des unteren Sammelkastens, wo die Ansammlung von Luft für die oberhalb dieser Luftansammlung befindlichen Rohre des Wärmeaustauschers zerstörend sein könnte. Es ist auch vorgeschlagen worden, die Entlüftung des Kondensats in dem Kondensator der Anlage vorzunehmen, wobei ein Gasraum mit dem Kondensatorraum verbunden wird. In diesem Fall ist die Arbeitsweise periodisch, d. h., Entlüftungswege werden nur geöffnet, wenn der Rauminhalt des Gasraumes zugenommen hat. Dies bedingt aber einen wohlbestimmten Gasraum, der bei den Kondensationsanlagen der erfindungsgemäßen Art fehlt. Es gibt hier in der unteren Wasserkammer eben keinen Dampfraum, so daß zwecks Entlüftung nicht ein Gemisch von Luft und Wasserdampf, sondern von Luft und Kühlwasser abgesaugt wird, was bisher nicht der Fall war.Regarding the venting of places where there is an accumulation of Air blockages in the circulation of the condensate. and thus its freezing in the corresponding tubes of the heat exchanger, be on it noted that it was already known to have a vent from the upper headers to make the condenser. In the invention, however, it is a matter of venting especially the lower collecting tank, where the accumulation of air for the above This accumulation of air located pipes of the heat exchanger could be destructive. It has also been suggested to vent the condensate in the condenser of the system, whereby a gas space is connected to the condenser space. In this case the operation is periodic, i. i.e., vent paths are only opened when the volume of the gas compartment has increased. But this requires one well-defined gas space, which in the condensation systems of the type according to the invention is missing. There is no steam room here in the lower water chamber, so that for the purpose Ventilation is not a mixture of air and water vapor, but of air and cooling water is sucked off, which has not been the case before.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert, deren F i g. 1 und 2 je ein Ausführungsbeispiel einer zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung schaltungsmäßig darstellen.Further details of the invention are based on the drawings explained, the F i g. 1 and 2 each an embodiment of one for exercising the Represent circuit-wise device suitable method according to the invention.

Gleiche Bezugszeichen weisen auf ähnliche Einzelheiten hin.The same reference symbols indicate similar details.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, besteht die Vorrichtung im engeren Sinne des Wortes aus Rohrsträngen 28 und 30, die mit Kühlrippen ausgerüstet zwischen einem oberen Sammelkasten 29 bzw. gruppenweise je einem unteren Sammelkasten 27 und 31 angebracht sind und mit diesen ein Kühlaggregat oder Kühlelement bilden. Der Sammelkasten 27 schließt sich über ein Ventil 14 an eine Zuleitung 25 an, in der eine Pumpe 26 vorgesehen ist. Eine andere Zuleitung 34 befindet sich zwischen dem unteren Sammelkasten 31 und einer Gruppe von Düsen 10, die in den Dampfraum eines Mischkondensators 9 ausmünden. Der Abdampf einer Dampfturbine der Kraftanlage gelangt über einen Abdampfstutzen 8 der Dampfturbine in den Mischkondensator 9 derselben. Der Kühlkreis der Luftkondensationsanlage schließt sich über eine Zuleitung 11, an die auch eine Rohrleitung 24 mit einer Umwälzpumpe 12 angeschlossen ist. In der Kondensationsanlage selbst können beide Rohrstränge 28, 30 über ein Ventil 17 in einer Verbindungsleitung zwischen den Zuleitungen 25 und 34 kurzgeschlossen werden. Der Wärmeaustauscher 3, der aus den Rohrsträngen 28, 30 und den Sammelkästen 27, 29, 31 besteht, kann mittels Ventile 14 bzw. 13 in den Zuleitungen 25 bzw. 34 aus dem Strömungsweg des Kondensats ausgeschaltet werden. Ein Ventil 16 in einer Verbindungsleitung zwischen den Zuleitungen 25 bzw. 34 oberhalb der Ventile 14 bzw. 13 gestattet das Auffüllen des Wärmeaustauschers 3 von unten. Ein Ventil 15 in einer an die das Ventil 16 enthaltende Zuleitung angeschlossenen Rohrleitung 19 gestattet, das Kühlwasser aus beiden Rohrsträngen 28, 30 und Sammelkästen 27, 29, 31 bei geschlossenen Ventilen 13 und 14 über das Ventil 16 in ein Sammelbecken 21 abzulassen. Ein Ventil 18 in einer an den oberen Sammelkasten 29 angeschlossenen Rohrleitung wird beim Entlüften des Wärmeaustauschers 3 geöffnet.As shown in FIG. 1, the device consists in the narrower sense of the word of pipe strings 28 and 30, which are fitted with cooling fins between an upper collecting box 29 or a lower collecting box 27 and 31 in groups and form a cooling unit or cooling element with these. The collecting box 27 connects via a valve 14 to a feed line 25 in which a pump 26 is provided. Another supply line 34 is located between the lower collecting box 31 and a group of nozzles 10 which open into the vapor space of a mixing condenser 9. The exhaust steam from a steam turbine of the power plant reaches the mixing condenser 9 of the same via an exhaust steam connection 8 of the steam turbine. The cooling circuit of the air condensation system closes via a feed line 11, to which a pipe 24 with a circulating pump 12 is also connected. In the condensation system itself, both pipe strings 28, 30 can be short-circuited via a valve 17 in a connecting line between the supply lines 25 and 34. The heat exchanger 3, which consists of the pipe strings 28, 30 and the collecting tanks 27, 29, 31 , can be switched off from the condensate flow path by means of valves 14 and 13 in the feed lines 25 and 34, respectively. A valve 16 in a connecting line between the supply lines 25 and 34 above the valves 14 and 13 allows the heat exchanger 3 to be filled from below. A valve 15 in a pipe 19 connected to the supply line containing the valve 16 allows the cooling water to be drained from both pipe strings 28, 30 and collecting tanks 27, 29, 31 with the valves 13 and 14 closed via the valve 16 into a collecting basin 21 . A valve 18 in a pipeline connected to the upper collecting box 29 is opened when the heat exchanger 3 is vented.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeitet wie folgt: Im normalen Betrieb sind die Ventile 15, 16, 17 und 18 geschlossen, während die Ventile 14 und 13 offen sind. Der Abdampf der Turbine der Kraftanlage entweicht über den Abdampfstutzen 8 in den Dampfraum des Mischkondensators 9. Hier wird der Dampf durch das über die Düsen 10 zugeführte Kühlwasser niedergeschlagen. Das mit dem Kühlwasser vermischte Kondensat gelangt über die Zuleitung 11 in den Wirkungsbereich der beiden Umwälzpumpen 12 und 26. Ein geringer Teil des Kondensats wird durch die Umwälzpumpe 12 über die Rohrleitung 24 in den Dampfkessel der nicht dargestellten Kraftanlage zurückbefördert. Ein größerer Teil dieser Mischung dient aber als Kühlwasser und wird zwecks Rückkühlung im Wärmeaustauscher 3 durch die Pumpe 26 im geschlossenen System 25, 27, 28, 29, 30, 31, 34, 10, 9, 11 umgewälzt, dabei im Wärmeaustauscher 3 abgekühlt und über die Zuleitung 34 und die Düsen 10 in den Mischkondensator 9 zurückbefördert, wo das rückgekühlte Kondensat von neuem zum Niederschlagen von Abdampf verwertet wird.The illustrated embodiment of the device according to the invention works as follows: In normal operation, the valves 15, 16, 17 and 18 are closed, while the valves 14 and 13 are open. The exhaust steam from the turbine of the power plant escapes via the exhaust steam connection 8 into the steam space of the mixing condenser 9. Here, the steam is precipitated by the cooling water supplied via the nozzles 10. The condensate mixed with the cooling water reaches the area of action of the two circulating pumps 12 and 26 via the supply line 11 . A larger part of this mixture serves as cooling water and is circulated for the purpose of re-cooling in the heat exchanger 3 by the pump 26 in the closed system 25, 27, 28, 29, 30, 31, 34, 10, 9, 11, cooled in the heat exchanger 3 and It is conveyed back via the supply line 34 and the nozzles 10 into the mixing condenser 9, where the recooled condensate is reused to precipitate exhaust steam.

Soll die Anlage bei kaltem Wetter in Betrieb gesetzt werden, so besteht zunächst die Gefahr, daß das noch kalte Kondensat im Wärmeaustauscher 3 der niedrigen Außentemperatur ausgesetzt, in den Rohrsträngen 28 und 30 gefriert und hierdurch den Wärmeaustauscher 3 zerstört. Um dies zu verhüten, werden die Ventile 13 und 14 geschlossen, das Ventil 17 geöffnet, und das Kondensat im Kreislauf 25, 17, 34, 10, 9, 11 durch die Pumpe 26 zum Umwälzen gebracht. Das mit dem Abdampf im Mischkondensator 9 in Berührung gelangende Kondensat wird allmählich erwärmt, wobei es eine Temperatur erreicht, bei welcher die Gefahr des Gefrierens des Kondensats beim Eintritt in die Rohrstränge 28, 30 bereits nicht mehr besteht. Dann wird das Ventil 17 geschlossen und die Ventile 16 und 14 geöffnet. Nun strömt das Kondensat in den Rohrsträngen 28 und 30 aufwärts, schickt die im Wärmeaustauscher 3 befindliche Luft durch das offene Ventil 18 vor sich hinaus und erreicht die Umkehrkammer 29. Dann werden die Ventile 18 und 16 geschlossen, und das Ventil 13 geöffnet, wobei das Kondensat über das geöffnete Ventil 13 und die Zuleitung 34 in den Mischkondensator 9 zurückfließt. Somit beginnt der normale Betrieb der Anlage.If the system is to be put into operation in cold weather, there is initially the risk that the still cold condensate in the heat exchanger 3 will be exposed to the low outside temperature, freeze in the pipe runs 28 and 30 and thereby destroy the heat exchanger 3. To prevent this, the valves 13 and 14 are closed, the valve 17 is opened, and the condensate in the circuit 25, 17, 34, 10, 9, 11 is caused to circulate by the pump 26. The condensate coming into contact with the exhaust steam in the mixing condenser 9 is gradually heated, reaching a temperature at which the risk of the condensate freezing when entering the pipe strings 28, 30 no longer exists. Then the valve 17 is closed and the valves 16 and 14 are opened. The condensate now flows upwards in the pipe strings 28 and 30 , sends the air in the heat exchanger 3 out through the open valve 18 and reaches the reversing chamber 29. Then the valves 18 and 16 are closed and the valve 13 is opened Condensate flows back into the mixing condenser 9 via the opened valve 13 and the feed line 34. Normal operation of the system then begins.

Tritt die Notwendigkeit einer unverzüglichen Entleerung des Wärmeaustauschers 3 auf, weil - bei kaltem Wetter - z. B. wegen Stromausfall die Umwälzpumpe 26 zum Stillstand kommt oder wegen Abnahme der Belastung eines durch die Turbine angetriebenen Generators der letztere plötzlich derart geringe Abdampfmengen liefert, daß diese zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Mindesttemperatur des Kondensats nicht mehr ausreicht, so werden die Ventile 13 und 14 geschlossen und die Ventile 15, 16 und 18 geöffnet. Dies bedeutet, daß die im Wärmeaustauscher 3 befindliche Kühlwassermenge über die Ventile 16 und 15 in der Zuleitung 19 in den Sammelbecken 21 abgelassen wird.If the need for immediate emptying of the heat exchanger 3 occurs because - in cold weather - z. B. because of a power failure the circulating pump 26 comes to a standstill or because of a decrease in the load on a generator driven by the turbine, the latter suddenly supplies such small amounts of exhaust steam that it is no longer sufficient to maintain the required minimum temperature of the condensate, so the valves 13 and 14 are closed and valves 15, 16 and 18 open. This means that the amount of cooling water in the heat exchanger 3 is drained into the collecting basin 21 via the valves 16 and 15 in the supply line 19.

Soll die Kühlanlage wieder in Betrieb gesetzt werden, so erfolgt dies auf die bereits beschriebene Weise. Nachdem zuerst das im kurzgeschlossenen Kreislauf umgewälzte Kondensat die hierzu erforderliche Temperatur erreicht hat, werden die Ventile 15 und 17 wieder geschlossen und das Ventil 14 geöffnet. Nun strömt das Kondensat zunächst in beide Sammelkästen 27 und 31, nach deren Auffüllung es über die Rohrstränge 28, 30 in den oberen Sammelkasten 29 steigt; wobei die im Wärmeaustauscher befindliche Luft durch die steigende Flüssigkeit aufwärts getrieben wird. Ist das Kondensatniveau so weit gestiegen, daß das Kondensat bereits nach Verlassen des Ventils 18 am oberen Ende der dieses Ventil enthaltenden Entlüftungsleitung überläuft, so bedeutet dies eine vollständige Entlüftung der Anlage bzw: des Wärmeaustauschers 3. Nun kann wieder auf normalen Betrieb übergegangen werden, wozu die Ventile 16 und 18 geschlossen werden und auch das Ventil 13 geöffnet wird. Eine nicht dargestellte Pumpe fördert das Wasser inzwischen vom Behälter 21 in den Mischkondensator 9.If the cooling system is to be put back into operation, this is done in the manner already described. After the condensate circulated in the short-circuited circuit has first reached the temperature required for this, the valves 15 and 17 are closed again and the valve 14 is opened. Now the condensate first flows into both collecting boxes 27 and 31, after which it rises via the pipe strings 28, 30 into the upper collecting box 29; the air in the heat exchanger being driven upwards by the rising liquid. If the condensate level has risen so far that the condensate already overflows after leaving the valve 18 at the upper end of the vent line containing this valve, this means a complete venting of the system or: the heat exchanger 3. Now normal operation can be resumed, for which purpose the valves 16 and 18 are closed and the valve 13 is also opened. In the meantime, a pump (not shown) conveys the water from the container 21 into the mixing condenser 9.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das mit Drosselleitungen 39 bzw. 40 vom oberen und dem unteren Sammelkasten 29 bzw. 31 zum Mischkondensator 9 ausgerüstet ist. Der Anschluß erfolgt über eine Rohrleitung 41, in der ein Ventil 44 vorgesehen ist. Die Drosselung wird durch Drosselscheiben 42 bzw. 43 in den Drosselleitungen 39 bzw. 40 erreicht. Das Ventil 44 dient dazu, das Eindringen von Luft in den unter Unterdruck stehenden Mischkondensator zu verhindern, wenn die Anlage entleert wird und zu diesem Zweck das Ventil 18 offen steht. Wird das Ventil 44 geschlossen, so besteht zwischen dem Unterdruckraum des Mischkondensators 9 und dem Wärmeaustauscher 3 keine Verbindung mehr, über welche Luft in den Mischkondensator 9 gelangen könnte. Die Drosselleitungen 39 und 40 werden vorteilhaft an höchste Stellen der Sammelkästen 29 bzw. 31 angeschlossen, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist.F i g. 2 shows an exemplary embodiment which is equipped with throttle lines 39 and 40 from the upper and lower collecting boxes 29 and 31 to the mixing condenser 9. The connection is made via a pipe 41 in which a valve 44 is provided. The throttling is achieved by throttle disks 42 and 43 in the throttle lines 39 and 40 , respectively. The valve 44 serves to prevent the penetration of air into the mixing condenser, which is under negative pressure, when the system is emptied and the valve 18 is open for this purpose. If the valve 44 is closed, there is no longer any connection between the negative pressure space of the mixing condenser 9 and the heat exchanger 3 via which air could get into the mixing condenser 9. The throttle lines 39 and 40 are advantageously connected to the highest points of the collecting tanks 29 and 31, as shown in the drawing.

Da beim Auffüllen der Anlage mit Kühlwasser im Mischkondensator 9 bereits ein Unterdruck herrscht, der während der Inbetriebsetzung der Dampfturbine noch zunimmt, entsteht in den Drosselleitungen 39, 40 und in der Rohrleitung 41 eine Strömung des Kondensats von den Sammelkästen 29 bzw. 31 zum Mischkondensator 9 hin. Befindet sich in den Sammelkästen 29 bzw. 31 Luft, so wird diese mit dem Kondensat mit in den Mischkondensator 9 befördert, wo sie durch die Vakuumpumpe des Mischkondensators abgesaugt und in die Atmosphäre zurückbefördert wird. Nach Entfernung der Luft wird ein ständiges Strömen von Kühlwasser, d. h. Kondensat, zum Mischkondensator einsetzen. Dies verhindert, daß während des Betriebes erneute Luftmassen in den Sammelkästen 29, 31 angesammelt werden. Die Drosselscheiben 42 bzw. 43 bewirken dabei, daß die Menge des über die Leitungen 39, 40, 41 strömenden Wassers auf einen konstanten und sehr geringen Wert eingestellt werden können, da sie bekanntlich in der Zeiteinheit rauminhaltlich in der Größenordnung mehr Luft als Wasser durchlassen. Das über die Rohrleitung 41 dem Mischkondensator 9 zugeführte Wasser wird dort ebenfalls zum Niederschlagen des aus der Turbine kommenden Abdampfes verwendet werden. Somit bedeutet diese Wassermenge nur insofern einen verhältnismäßig geringen Verlust, weil sie zum Teil nicht vollständig abgekühlt ist.Since when the system is filled with cooling water there is already a negative pressure in the mixing condenser 9, which increases during the start-up of the steam turbine, a flow of condensate from the collecting tanks 29 and 31 to the mixing condenser 9 occurs in the throttle lines 39, 40 and in the pipeline 41 there. If there is air in the collecting tanks 29 or 31, it is conveyed with the condensate into the mixing condenser 9, where it is sucked off by the vacuum pump of the mixing condenser and conveyed back into the atmosphere. After the air has been removed, a constant flow of cooling water, ie condensate, will commence to the mixing condenser. This prevents new air masses from being accumulated in the collecting tanks 29, 31 during operation. The throttle disks 42 and 43 have the effect that the amount of water flowing through the lines 39, 40, 41 can be set to a constant and very low value, since it is known that they allow more air to pass through in the unit of time than water. The water supplied to the mixing condenser 9 via the pipeline 41 will also be used there to precipitate the exhaust steam coming from the turbine. Thus, this amount of water means a relatively small loss only insofar as it has not partially cooled down completely.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Verhinderung des Einfrierens eines mit einem Mischkondensator über Rohrleitungen in Verbindung stehenden Wärmeaustauschers während einer bei Frostgefahr erfolgenden Inbetriebnahme der Anlage, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Wasser zunächst bei abgeschaltetem Wärmeaustauscher vom Mischkondensator über die Rohrleitungen und wieder zurück zum Mischkondensator so lange im Kreislauf geführt wird, bis es eine so hohe Temperatur erreicht hat, daß es während des unter gleichzeitigem Entlüften von unten her erfolgenden Auffüllens des Wärmeaustauschers in diesem nicht gefrieren kann. Claims: 1. A method for preventing a with a mixing condenser over Pipelines related Heat exchanger during commissioning of the system when there is a risk of frost, d a d u r c h characterized that the water is initially switched off with the heat exchanger from the mixing condenser via the pipes and back to the mixing condenser is circulated until it has reached such a high temperature that it takes place during the filling from below with simultaneous venting of the heat exchanger cannot freeze in it. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente des Wärmeaustauschers, die während des Betriebes hintereinandergeschaltet sind, zum Füllen in an sich bekannter Weise durch Umschalten von Ventilen parallel geschaltet werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that the cooling elements of the heat exchanger, which during of the operation are connected in series for filling in a manner known per se can be switched in parallel by switching valves. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkästen der Kühlelemente über Drosselleitungen mit dem Mischkondensator verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 543 372; österreichische Patentschrift Nr. 72 954; französische Zusatzpatentschrift Nr. 23 861 (Zusatz zur Patentschrift Nr. 526 490); britische Patentschrift Nr. 224 234; USA.-Patentschriften Nr. 1285 267, 1369 639.3. Device for implementation of the method according to claims 1 and 2, characterized in that the collecting tanks the cooling elements are connected to the mixing condenser via throttle lines. Documents considered: German Patent No. 543 372; Austrian U.S. Patent No. 72,954; French additional patent specification No. 23 861 (addition to Patent No. 526,490); British Patent No. 224,234; U.S. Patents No. 1285 267, 1369 639.
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