DE3010816A1 - Luftgekuehlte kondensationsanlage - Google Patents

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

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Luftgekühlte Kondensationsanlage

Die Erfindung "betrifft eine luftgekühlte Kondensationsanlage mit geneigt oder senkrecht angeordneten Kühlelementen, deren untere Anschlüsse mit einem unteren Sammler für Dampf und Kondensat verbunden sind und bei dem die oberen Anschlüsse eines Teiles der Kühlelemente an eine Dampfverteilleitung angeschlossen sind, während die oberen Anschlüsse anderer Kühlelemente mit einer Absaugeleitung für nicht kondensierbare Gase verbunden sind.

Eine derartige Anlage ist aus der deutschen Patentschrift 10 66 596 bekannt. Hier wird zur Vermeidung von Frostschäden ein Teil der Kühlelemente vom kondensierenden Dampf von unten nach oben durchströmt, wobei die Absaugung nichtkondensierbarer Gase an diesen Kühlelementen oben stattfindet. Werden nun die Lüfteraggregate unter dem anderen Teil der Kühlelemente, bei denen der Dampf in den Rippenrohren von oben nach unten strömt, in ihrer Leistung reduziert oder abgeschaltet, so kann die Anlage auch bei Frost sicher betrieben werden.

Wenn man einen Teil der Kühlelemente vom Dampf in Richtung von unten nach oben durchströmen läßt, so nimmt man allerdings neben dem Vorteil der verminderten Einfriergefahr bei niedrigen Temperaturen in Kauf, daß die insgesamt vorhandene Kondensationsleistung bei gleicher Kühlelementezahl gegenüber einer Anlage zurückgeht, bei der alle Kühlelemente vom Dampf in Richtung von oben nach unten durchströmt werden. Um luftgekühlte Kondensationsanlagen großer Dampfkraftwerke nicht unnötig groß

C 2 M.N. / 14.03.1980

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bauen zu müssen, denn die Auslegung muß ja für Vollast bei höheren Lufttemperaturen erfolgen, ist man bestrebt, den Anteil der Kühlelemente, bei denen der Dampf von unten nach oben strömt, gering zu halten. Betriebserfahrungen haben an einer großen Anlage jedoch gezeigt, daß Frostschäden an Rippenrohren eingetreten sind, obwohl bei etwa einem Drittel aller Kühlelemente der Dampf von unten nach oben geführt wurde.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine luftgekühlte Kondensationsanlage anzugeben, bei der mit einfachen Mitteln auch bei extremen Schwachlasten und niedrigen Kühllufttemperaturen Frostschäden mit Sicherheit zu vermeiden sind, auch wenn nur eine geringe Anzahl von Kühlelementen vom Dampf von unten nach oben durchströmt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an mindestens einen Teil der Kühlelemente eine absperrbare Leitung zur Zuführung erwärmter Luft angeschlossen ist.

Entsprechend der Menge der eindosierten Luft wird ein Teil der Wärmetauschflächen mit Luft beaufschlagt, so daß die Kühlleistung verringert wird.

Vorteilhafterweise wird die erforderliche Luftmenge über isolierte Leitungen aus Kraftwerksgebäuden, z. B. dem Kesselhaus, zur Kondensationsanlage geführt. Ein Nachteil durch die zusätzliche Luftmenge entsteht dabei nicht, da diese Maßnahme nur bei Schwachlast, also geringen Dampfmengen, angewendet werden soll und bei niedrigen Temperaturen die Leistung der vorhandenen Absaugeaggregate für die nichtkondensierbaren Gase hoch ist.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die erwärmte Luft am oberen Ende einiger Kühlelemente eingeleitet werden, bei welchen im Normalbetrieb der Dampf von oben nach unten strömt. Diese werden bei abgeschalteten Lüftem nun nicht mehr durch Dampf beaufschlagt. Die eingeleitete warme Luft gelangt über Verbindungsleitungen zu den übrigen Kühlelementen, bei denen der Dampf von unten nach oben strömt, wobei er bei laufendem Lüfter niedergeschlagen wird. An diesen Kühlelementen erfolgt, wie bei Normalbetrieb, oben die Absaugung der nichtkondensierbaren Gase.

Als Ausführungsbeispiel zeigt Figur 1 schematisch die Seitenansicht einer luftgekühlten Kondensationsanlage mit drei Kühlelementen.

Hier sind Kühlelemente 2 und 3 mit ihren oberen Anschlüssen an eine Dampfverteilleitung 1 angeschlossen. Die unteren Anschlüsse der Kühlelemente 2 und 3 münden in einen unteren Sammler 5, an den auch die unteren Anschlüsse eines weiteren Kühlelementes 7 angeschlossen sind. Die oberen Anschlüsse des Kühlelementes 7 sind mit einer Absaugeleitung 12 verbunden, an die eine Einrichtung zur Absaugung der nichtkondensierbaren Gase angeschlossen ist. Eine Leitung 13 zur Zuführung erwärmter Luft ist zwischen den Kühlelementen 2 und 3 und dem Kühlelement 7 ebenfalls an den unteren Sammler 5 angeschlossen.

Der zu kondensierende Dampf tritt durch die Dampfverteilleitung 1 in Pfeilrichtung 15 in die Kühlelemente 2 und 3 ein und strömt in Richtung der Pfeile 4 zu einem unteren Sammler 5. Von dort gelangt der Dampf zum Kühlelement 7, in dem er in Richtung der Pfeile 8 von unten

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nach oben strömt und dabei kondensiert wird. Das Kondensat läuft entgegen der Richtung der Pfeile 8 nach unten, wobei es durch den weiter zuströmenden Dampf bei niedrigen Lufttemperaturen gehindert wird, einzufrieren. Es gelangt in den unteren Sammler 5 und verläßt die Anlage durch einen daran angeschlossenen Stutzen 9 in Richtung des Pfeiles 10. Die nichtkondensierbaren Gase werden durch die Absaugeleitung 12 abgesaugt.

Bei Schwachlastbetrieb werden dabei die nicht dargestellten Lüfteraggregate unter den Kühlelementen 2 und 3 abgeschaltet, so daß dort fast keine Kondensation erfolgt. Dagegen bleibt das Lüfteraggregat unter dem Kühlelement 7, gegebenenfalls mit verminderter Leistung, in Betrieb.

Ist nun bei sehr niedrigen Kühllufttemperatüren die Kühlleistung des Kühlelementes 7 zu groß, so daß trotz der getroffenen Maßnahmen Einfriergefahr besteht, so wird durch die Leitung 13 in Richtung des Pfeiles 14 erwärmte Luft in den Sammler 5 eindosiert. Diese Luft mischt sich mit dem Dampf und strömt in Richtung der Pfeile 8 durch das Kühlelement 7. Sie wird dann zusammen mit den anderen nichtkondensierbaren Gasen durch die Ab-Saugeleitung 12 abgesaugt. Infolge der Mischung des Dampfes mit erwärmter Luft wird die Kühlleistung des Kühlelementes 7 herabgesetzt.

In Figur 2 ist schematisch die Draufsicht und in Figur 3 in gleicher Weise ein Schnitt durch einen Teil einer luftgekühlten Kondensationsanlage dargestellt. Dabei stellt der Schnitt in Figur 3 den mittleren Bereich der Kühlelemente dar, bei denen bei Normalbetrieb der Dampf von unten nach oben durch die Rippenrohre der Kühlelemen te 7 und 22 strömt, wobei Lüfter 18 und 19 in Betrieb

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sind und die Absaugung der nichtkondensierbaren Gase durch Sammler 11 und 23 erfolgt.

Soll die Anlage nun bei Frost mit extremer Schwachlast betrieben werden, so werden die Lüfter 18 stillgesetzt und Wechselventile 16 an den oberen Anschlüssen der Kühlelemente in der Weise umgeschaltet, daß Sammler 23, die vorher mit einer Absauge-Sammelleitung 24 verbunden waren, von dieser getrennt und stattdessen an die Zuführungsleitung 13 der erwärmten Luft abgeschlossen werden. Von den zwölf Lüftern 18 und 19 der dargestellten Teilanlage sind nur noch die beiden Lüfter 19 in Betrieb. Der in Pfeilrichtung 15 in die Dampfverteilleitung 1 eintretende Dampf strömt in Pfeilrichtung 4 durch die Kühlelemente 2 und 3 von oben nach unten. Bei den Kühlelementen 22 strömt in Pfeilrichtung 14 die erwärmte Luft ebenfalls von oben nach unten. Beide Strömungen gelangen durch die unteren Sammler 5 in die Kühlelemente 7, in denen der Dampf in Gegenwart der erwärmten Luft kondensiert wird und die nichtkondensierbaren Gase in Richtung der Pfeile 8 abgesaugt werden. Diese Gase gelangen über Sammler 11 und über geöffnete Absperrventile 17 in die Absauge-Sammelleitung 24, von wo sie in die Absaugeleitung 12 und zu den nicht dargestellten Absaugeaggregaten strömen.

In Figur 4 ist schematisch die Anordnung einer Blende in einer Verbindungsleitung 25 gezeigt. Diese Verbindungsleitung 25 mündet in zwei untere Sammler 5, die zu den Kühlelementen 7 bzw. 22 gehören. Im Kühlelement 22 strömt erwärmte Luft in Richtung des Pfeiles 14 von oben nach unten und gelangt durch den unteren Sammler 5 in die Verbindungsleitung 25. Durch die Blende 26 wird dabei die Luftmenge begrenzt und im Kühlelement 22 ein höherer Druck als im Kühlelement 7 gehalten,, in welches die erwärmte Luft zusammen mit dem zu kondensierenden

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Dampf in Richtung des Pfeiles 8 strömt. Durch die Blende wird damit die eingeleitete Luftmenge und ihr Druck so begrenzt, daß kein Dampf in die Kühlelemente überströmen kann, deren Lüfter nicht in Betrieb sind.

Eine Fördereinrichtung für die erwärmte Luft, die in Richtung des Pfeiles 14 zuströmt, ist nicht erforderlich, da die Anlage unter Unterdruck gegenüber der Atmosphäre betrieben wird. So ist es mit geringem Aufwand möglich, einen schadensfreien Betrieb bei Frost und extremen Schwachlasten sicherzustellen, ohne den Anteil von Kühlelementen relativ geringer Leistung, die vom Dampf von unten nach oben durchströmt werden, wegen dieses Betriebes zu vergrößern.

4 Patentansprüche
4 Figuren

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   M/. Luftgekühlte Kondensationsanlage mit geneigt oder senkrecht angeordneten Kühlelementen, deren untere An-Schlüsse mit einem unteren Sammler für Dampf und Kondensat verbunden sind und bei dem die oberen Anschlüsse eines Teils der Kühlelemente an eine Dampfverteilleitung angeschlossen sind, während die oberen Anschlüsse anderer Kühlelemente mit einer Absaugeleitung für nicht kondensierbare Gase verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß an mindestens einen Teil der Kühlelemente (2, 3, 7) eine absperrbare Leitung (13) zur Zuführung erwärmter Luft angeschlossen ist.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (13) zur Zuführung erwärmter Luft in den unteren Sammler (5) mündet, an den die Kühlelemente (2, 3, 7) mit ihren unteren Anschlüssen angeschlossen sind.
3. 3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (13) zur Zuführung erwärmter Luft an Sammler (23) zur Lufteinleitung angeschlossen ist und daß die Sammler (23) zur Lufteinleitung mit den oberen Anschlüssen der Kühlelemente (22, 7) verbunden sind.
4. 4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die unteren Anschlüsse der von oben nach unten vom Dampf durchströmten Kühlelemente (22) und der von unten nach oben vom Dampf durchströmten Kühlelemente (7) Je ein unterer Sammler (5) angeschlossen ist, daß die unteren Sammler

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   (5) über eine Verbindungsleitung (25) miteinander verbunden sind und daß in die Verbindungsleitung (25) eine Blende (26) zur Begrenzung der durchströmenden Menge erwärmter Luft angeordnet ist.

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