DE1601108A1 - Verfahren zur Verhinderung des Einfrierens einer Kondensationsanlage - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verhinderung des Einfrierens einer Kondensationsanlage Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutze gegen Einfrieren einer aus einem Oberflächenkondensator und-einem luftgekühlten Oberflechenwärmeaustauscher bestehenden Kondensationsanlage mit Kühlmittelumwälzung,fü.r Dampfkraftanlagen. Kondensationsanlagen für Kraftwerke mit Oberflächenkondensator kund Rieselhühlturmen werden dort angewendet,-wö Kühlwasser nur in beschränkter Menge zur Verfügung steht. Dabei besteht bei Frost keine Einfriergefahr des Kondensates im Oberflächenkondensator, weil das dem Kondensator zufließende Kühlwasser die.Gefriertemperatur nicht unterschreitet. Solche Kondensationsanlagen haben den bekannten Nachteil der Umgebungsbelästigung durch Dampfschwaden und salzhaltige Wassertropfen des eingedickten Kühlwassers und bedürfen nachteilig einer Zusatzwassermenge für den Ersatz den verdunsteten und-den wegen Eindickung abzusalzenden Kühlwassers: Es ist ein Verfahnen (deutsche Patentschrift 1 189 571) zur Verhinderung des Einfriarens von Wärmeaustauachern bekannt geworden, bei dem die beschriebenen Nachteile zwar vermieden werden können, bei dem aber das Kondensat der Dampfkraftmaschine als Kühlmittel verwendet wird und nur für Einspritzkondensatoren geeignet ist, wonach das Kühlwasser bei Stillstand und Frostgefahr aus dem,Oberflächenwärmeaustauscher abgelassen werden muß und nur dann wieder aVgefüllt werden kann, wenn das Kondensat im Einspritzkondensator bei der Inbetriebsetzung genügend angewärmt wird, um das Einfrieren im Wärmeaustauscher zu verhindern..Um das Verfahren durch-führen zu können, ist nachteilig in fro®tsioherer Zage ein Kondensatvorratsbehälter notwendig. Ibenso ist nachteilig die Betriebsbereitschaft durch die komplizierte Xntl-sorung und Wiederanfüllung des Oberfläohenwärmeaustausohera ver- mindert, und die bekannten Vorzüge des Oberfläohonkondeneätora-, z. B. im Dampfturbinen-Kraftwerk, sind nicht genutzt.
• Die Kühlmitteltemperatur luftgekühlter #ärmeeuatausoher kann durch Änderung von dessen Luftbeaufsohlagung in Grenzen- gehalten werden. Es werden für solche Wärmeaustauscher such frostsichere Kühlmittel verwendet, deren Umlauf gedrosselt werden kann. Bei deren Anwendung zur Kühlung eines Oberflächenkondensators könnte nicht verhindert werden, da8 beim Anfahren bei Prost unterkühlten iUhlmttel dae londeneat im Kondensator einfrieren würde.

  Es ist die Aufgabe der Erfindung, für ein Dampfkraftwerk

  die Kondensationsanlage, die aus einem Obertlächenkondeneator

  und einem luftgekühlten Wärmeaustauscher besteht und mit

  KUhlmitteludwälzung betrieben wird, sowohl vor Einfrieren

  des Oberflächenkühlers als auch des Oberflächenkondengators

  zu scü:itzen:

  Die Erfindung besteht darin, dafl ein Teil des lrosteicheren

  Kühlmittels.tromes vor dem Eintritt in den luftgekühlten

  Oberflächenwirmeaustauscher abgezweigt und dann wieder in

  den Kühlmittelstrom vor dessen-Eintritt in en Oberilächen-

  konden:gtor eingeleitet wird.

  Die Pro:teioherheit des Kühlmittele bewirkt, daß das Kohl-

  mittel bei Frostgefahr an keiner Stelle eeinee-Kreislaufes

  einfrieren kann, was den Betrieb behindern und Schaden an-

  riciiteu -,&-,irde.- Eine Entleerung 'dee luftgekühlten Oberflächen-

  vurmeaüstauschers ist bei Frost und Stillstand nicht nötig. _

  Die Abz:sei@Mng eines Teiles des Kühlmitteletrozee,der durch

  seine Kühltätigkeit im,Oberfläehenkondendetor angewärmt

  -Kurde urJ.noch nicht im luftgekühlten Oberfläehenwärmesue-

  tauscter abgekühlt wurde, bewirkt durch die Wiedereinleitung

  in den ri;thlmitteletrom eine Anwärmung vor dessen Eintritt

  in den Oberflächenkondensator. Dadurch wird vermieden, daH

  zu starkunterkühlter Zählmittel, in den Obertlrehsnkondensator

  eintritt, was wiederum verhindert, daß an den tühlfläoten den

  Oberflächenkondensators Kondensat vereinen ]rann.

  Nach diesem Verfahren kann der Oberflächenkondensator vom Kühlmittel voll beaufschlagt und die günstigsten Bedingungen für die Kondensation des Dampfes der Dampfkraftanlage singe- " halten werden. Ebenso bestehen für das Anfahren der Kondensationsanlage bei Frost keinerlei Schwierig keiteZ Das Verfahren kann voll automatisiert werden, indem die Menge des.abgezweigten Teiles des Kühlmittelumwälzstromes von dem Eintritt des Kühlmittelstromes in den Oberfläohenkondens$tor temperaturabhängig geregelt wird.
• Die Kondensationsanlage kann weitgehend den meteorologischen Bedingungen angepaßt werden, unter denen sie betrieben werden, muß, indem das Kühlmittel in seiner Frostsicherheit diesen Bedingungen angepaßt wird. Dabei kann das Mühlmittel s. H. Wasser mit Zusatz eines an ®ich bekannten ?rosteehutzmittels oder ein verflüssigtes Gas, z. H. Jmoniak, sein,-das unter Druck umgewälzt wird. Dabei ist es möglich, das verflüssigte Gas in flüssigem Zustand umzuwälzen oder das verflüssigte Gas im Oberflächenkondensator zu verdampfen und-i* luftgekühlten Oberflächenwärmeaustauscher wieder zu kondensieren. In letzterem Falle besteht der von dem Oberflächenwärmeauetauscher dem Oberfläehenkondeneator zufließende Umwälz®trom aus einem Kühlmittel in flüssigem Aggregatzustand, während.
• s der Teil des abgezweigten Umlaufstromes, der diel Kühlmittel vor denn Bintritt in den Oberflächenkondensator witdär sugemischt wird, in gasförmigem Aggregatzustand ist.

  Damit wird eine zu starke Unterkühlung des in den Oberflächen-

  kondensator-eintretenden Kühlmittels vermieden, wobei durch

  die Wahl der Art des Umwälzgases und Umwälzdruckes dessen

  Verdampfungstemperatur und Kondensationstemperatur weit-

  gehend den betrieblichen und den meteorcl-ogischen Gegeben-

  heiten angepaßt werden kann: Durch Ausnutzung der Verdamptungs-

  und Kondensationswärme für die Wärmeübertragung wird vorteil-

  haft die Gesämtumwälzmenge verkleinert und. die ,#-triebs-

  leistung der Pumpe, die das Kühlmittel in der.flüssigen Phase

  umwälzt, gering gehalten. Die Erfindung wird an Händ'der schematischen Zeichnung bei-

  spielhaft erläutert.

  Der Dampfkreislauf eines Dampfkraftwerkes ist durch einen

  Dampferzeuger 1, eine Dampfturbine 2, einen Oberflächen-

  kondensator 3, eine Itondensatpumpe 4, einen Kesselapeibe-

  wasserbehälter 5 und ehre gesselspeiaipumpe 6 ängedeütet.

  Der Kühlmittelkreislauf der Kondensationsanlage wird _vokii einer -

  Pumpe 7 umgewälzt, die-das Kühlmittel aus einem Auadeänunge-

  behälter 8 durch einen luftgekÜhlten O"rfläohenwärm®aus-

  tauscher zu dem Oberflächenkondensator 3. und durch dessen,

  P

  $Ulflächen 14 zurtick in das Ausdehnungegefä9 8 förderte Der

  O:berflächezwärmeaustanscher 9 -wird durch. Luft g4ktthlt, die

  von einem Aziallufter 11 in Pfeilrichtung 12 angeaaugt wird

  und den Wärmeaustauscher 9 beäufaohlägt.

  Erfindungsgemäß ist das umgewälzte Kühlmittel frostsicher.,- so daß es nicht einfrieren kann, und die niedrigst zulässige Kühlmitteltemperatur wird beim Eintritt 13.in die Kühlflächen 10 des Oberflächenkondensators 3 begrenzt. Nach-dem Verlassen der Kühlflächen 10 des Kondensators 3 vor dem Eintritt in den Oberflächenwärmeaustauscher 9 wird an der Stelle 14 durch die Zeitung 15 ein Teil des Umwälzstromes des frostsicheren Kühlmittels abgezweigt und an der Stelle 16 diesem wieder zugemischt. Dadurch wird verhindert, daß das Kondensat inner-halb des Kondensators 3 an dessen Kühlflächen gefrieren kann, wenn infolge sehr kalter Außenlufttemperatur das Kühlmittel unterkühlt in die Kühlflächen10 eintreten würde. Die Begren-zung der Kühlmitteltemperatur bei Eintritt 13 kann bei Prost- Befahr durch Mengenregelung des durch die Zeitung 15 abgezweigten und an der Stelle 16 wieder zugemischten Teilstromes erfolgen, indem das Regelventil 17 von einer Temperaturmeßstelle 13 gesteuert wird.
• Als Kühlmittel kann Wasser verwendet werden,-dem an sich '-bekannte anorganische Salze oder organische Verbindungen zugemischt sind, die dessen Gefrierpunkt herabsetzen. Ebenso kann als Kühlmittel eine andre Flüssigkeit verwendet werden, z. B. verflüssigtes A=oniakgas, das bei einem Druck des -Kühlmittelkreislaufes.von 20 atü "für einen Temperaturbereich des Kühlmittels zwischen - 78 00 bis + 50 °0 angswod®t werden könnte.

Claims (1)

1. Patent ans p r ü ehe 1. Verfuhren zum Schutze gegen Einfrieren einer aus einen C "-rflächeiikondensator UL und einem, luftgekühlten Oberflächen- warL.e#iustauscher bestehenden nonden$ationsanlage mit Fühl- Littel-umNälzung für Dampfkraftanlagen, dadurch gekenn-. zeichnet, dad bei Profitgefahr ein Teil des frostsicheren . Kühlmi t tel umwälzs tromes vor dem Eintritt in derluftg.e- - kü'c.ltei; Cberflächenwärmeaustauscher (9) abgezweigt. und v:iecer ir -den hiihlmitt,elstrom vor dessen Eintritt (13) in den Oberflächenkondensator eingeleitet wird. @. Lurzhf:ihrung des Verfahrens nach Anspruch-1, dadurch ..;ekenirzeichnet, dadie Menge des abgezweigten Teiles des hüülmittelstroaes von dem Eintritt (13) das Kohlmittel- stromes in den Oberflächenkondensator (3 temperaturab- hdngig geregelt wird. 3. Durchf;:hrung des Verfahrens-nach den Ansprächen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dail das Kühlmittel .Wasstz mit einem Zusatz eines an sieh. bekannten. Päostechutzmittele Ist. 4. Durchführung den Verfahren® nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, ddß das KUMmittel ein verflüssigtes Gas, z. B. Ammoniak, ist, das unter Druck umgewälzt wird. 5. Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel ein oerilüa- sigtes Geas ist, das im Oberfläohenkondeneator (3, 10) verdampft und im luftgekühlten Oberilächenwärmeau®tauscher (9) kondensiert wird.