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Rückkühlrieselturm für Dampfturbinen mit eingebauten Kondensationsmittelkühlern
und Ventilatoren Es sind Einspritz- und Oberflächenkondensationsanlagen oder daraus
kombinierte Kondensationsanlagen für Dampfturbinen bekannt, die ihr Kühlwasser aus
einem Fluß o. dgl. entnehmen und nach dem Durchlaufen des Kondensators erwärmt dorthin
wieder gelangen lassen. Das Kühlwasser kann in lZückkühlanlagen wieder zurückgekühlt
werden, wenn der Fluß nicht genügend frisches Kühlwasser bringt. In diesem letzteren
Falle verfährt man so, daß man z. B. mit einer normalen Dampfturbinenanlage eine
Rückkühlanlage verbindet.
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Man ist dazu übergegangen, den Kondensator als Bassinkondensator auszubilden,
so (laß das Kühlwasser das Bassin durchströmt, während die Rückkühlung des (las
Bassin durchströmenden Wassers in bekannter Weise zusätzlich in einem besonderen
Rückkühler erfolgt.
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Allen diesen Anordnungen haften jedoch die Mängel an, daß sie zuv
iel Platz gebrauchen, daß der im Bassin liegende und vom Flußwasser oder vom rückgekühlten
Wasser durchströmte Bassinkondensator selbst eine zu große Oberfläche braucht und
vor allem daß der Wärmeaustausch zu langsam erfolgt, um die großen, beim Dampfturbinenbetrieb
anfallenden Dampfmengen zu bewältigen.
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Diese Nachteile sind durch den Rückkühlrieselturi)i gemäß der Erfindung
beseitigt. Die Erfindung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch die Kombination
eines Oberflächen- oder eines Einspritzkondensators oder einer Verbindung beider
mit einem oberhalb desselben angeordneten Rieselflächenrückkühler und frei im Kühlturininnern
vorgesehenen Elektroventilatoren.
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Die Anordnung von Kondensatoren und Rieselflächenrückkühlern in Kühlapparaten
und von Ventilatoren in Kühltürmen ist an sich bereits vorgeschlagen worden, doch
ist es nicht möglich, mit den bekannten Einrichtungen die im Großbetrieb bei Dampfturbinen
anfallenden ganz erheblichen Mengen an Dampf niederzuschlagen und im Kreislauf wieder
zu verwenden.
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Der Rückkühlrieselturm gemäß der Erfindung ermöglicht durch die Vereinigung
der verschiedenen Aggregate im Kühlturminnern einerseits eine größtmögliche Raumausnutzung
und gestattet andererseits eine große Wärmefortschaffung an die Umgebung und gleichzeitig
eine feinste Regelung des Betriebs bei Betriebsschwankungen.
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Diese Regelung wird erfindungsgemäß noch dadurch unterstützt, daß
die Oberflächenkondensation und die Einspritzkondensation und auch die Rückkühlanordnungen
nach Wahl in einzelnen Abteilungen geschaltet werden können, um im Betrieb die eine
oder andere Einrichtung mehr heranziehen zu kc)ilnen.
Um das höchste
Vakuum an der Turbine zu erzeugen, wird der am Dampfturbinenstutzen austretende
Dampf durch Einspritzung niedergeschlagen und nur der Rest des Schwadens weiter
in die Oberflächenkondensationsabteilung im Kühlturm geleitet und dort vollends
niedergeschlagen, anstatt daß der ganze Dampf dorthin geleitet wird. Das zur Einspritzung
verwendete Wasser erwärmt sich beim Mischen mit dem aus dem Turbinenstutzen entströmenden
Dampf um den Betrag der Dampfwärme und muß, um wieder im Kreislauf als Kühlmittel
verwendet zu werden, in der für die Einspritzwasserrückkühlung vorgesehenen Kühlrohrsektion
im Kühlturm wieder rückgekühlt werden.
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Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele in schematischer
Darstellung dargestellt, und zwar zeigen Abb. i den Rückkühlrieselturm in Ansicht
parallel zu einer Dampfturbinenachse, Abb.2 eine etwas andere Ausführung in einer
zu Abb. 1 senkrechten Ansicht, Abb. 3 eine weitere Ausführung in Ansicht, Abb. d.
eine aus den Abb. i und 3 zusammengefügte Kühlturmausführung, Abb. 5 bis 7 drei
weitere Kombinationen. Aus einer Dampfturbine i tritt der Abdampf in den Kondensator
durch den Auslaß 2, der der Dampfmenge entsprechend weit ist und der bei Mehrfachaustritt
entweder zu einem Abdampfrohr vereinigt wird oder j e einen besonderen Auslaß hat.
Letzteres ist besonders zweckmäßig, wenn die ganze Kondensationsanlage entsprechend
den jeweiligen Verhältnissen in mehrere parallele Teile q. unterteilt ist, damit
jeder einzelne Teil, evtl. mit Schieber 3 abtrennbar, für sich betrieben werden
kann. Dies geschieht teils aus belastungstechnischen, teils aus Sicherheitsgründen.
In dem NTiederdruckaustrittsstutzen 2 sammelt sich an tiefster Stelle das aus den
Kondensatorteilen bzw. aus den einzelnen Kondensatorkühlrohren zurückströmende Kondensat
an und wird bei Oberflächenkondensation (Abb. i und 2) ganz zur Kesselspeisung und
bei Einspritzkondensation (Abb.3) teilweise zur Kesselspeisung und teilweise zum
Einspritzkühlwasserumlauf benutzt.
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Der Turbinendampf strömt als Schwaden zu den einzelnen Kondensatorteilen
q., die ihrerseits gemeinsam in einem Kühlturm oder einzeln in j e einem Kühlturmfach
untergebracht sind. Die daran anschließenden schräg oder senkrecht aufsteigenden
Kühlrohre 6, die je nach Beschaffenheit des Wassers und den jeweiligen Verhältnissen
entsprechend geformt sein können (z. B. als Rippen-oder Spiralwindungsrohre oder
glatte Rohre mit oder ohne Schlammbeseitigungsvorrichtung, wie an Economisern, Eisen-
oder Messingrohre usw.), münden oben in waagerechte Sammelrohre 7, aus denen einzeln
oder gemeinsam die Luft abgesaugt wird. Die Kühlrohre 6 können von Luft bestrichen
werden, wobei sie gleichzeitig mittels einer Umlaufberieselung 8 berieselt werden
können. Eine Beschleunigung und Regelung der Luftgeschwindigkeit wird durch die
oben im Kühlturm angebrachten Elektroventilatoren 9 bewirkt.
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Mit Hilfe des Elektroventilationsbetriebes läßt sich im Winter bei
Frost leicht eine Umkehr des Strömungsweges erreichen, indem man die ferngesteuerten
Elektroventilatoren rückwärts laufen läßt. Bei Frost tritt leicht eine Unterkühlung
der einströmenden kalten Luft am Eintritt ein, so daß sich an einer Stelle Eis bildet,
welches den Betrieb lahmlegen kann. Durch das Rückwärtslaufen der Ventilatoren kann
die warme Schwadenluft heruntergetrieben und zur Regelung bzw. zur Verhinderung
der Eisbildung herangezogen werden. Es bildet sich dann im Kühlturminnern eine mittlere
Temperatur, die einen glatten Weiterbetrieb auch bei stärkstem Frost ermöglicht.
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Man hat es in der Hand, durch Einsetzen und Einregeln einer oder mehrerer
Elektroventilatoren 9 durch mehr oder weniger starkes Berieseln mit Hilfe der Umlaufeinrichtung
8 und durch Ein- und Abschalten einzelner Kondensator- und Kühlturmteile entsprechend
der jeweiligen Turbinenbelastung den Niederschlag des Abdampfschwadens in den Kühlrohren
6, also das Vakuum zu regeln.
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Diese Einrichtung der- Mehrfachbeeinflussung des Niederschlages des
Abdampfes gleichzeitig durch verschiedene Mittel gewährt eine feinste Regelung für
den Fall, daß nur ein Teil des Abdampfes, z. B. in schwankenden Betrieben, niedergeschlagen,
der andere Teil des abgearbeiteten Dampfes aber zu anderen Zwecken verwendet werden
soll.
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Die Einrichtung kann ferner so getroffen werden, daß vorzugsweise
diejenigen Elektroventilatoren 9 in Betrieb gehalten werden, die nach der Turbine
liegen, um möglichst an der Turbine das höchste Vakuum zu erzielen. Denn es ist
klar, daß sonst infolge des Niederschlages und infolge der Rohrleitungsverluste
das Vakuum am entferntesten Teil der Anlage höher sein würde als an der Turbine
selbst. Es ist aber wichtig, daß möglichst nahe am Turbinenaustritt :2 das höchste
Vakuum besteht.
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Die Berieselungseinr ichtung 8 ist so eingerichtet, daß sie das Kühlwasser
selbständig wie in einem Rückkühlturm gleichzeitig zurückkühlt, indem mit natürlichem
oder künstlichein
Luftzuge durch die Elektroventilatoren y die
Luft durch die fein zerteilten Wasserfäden getrieben wird und das Wasser in bekannter
Weise über Horden verteilt herabströmt.
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Bei der Ausführung nach Abb.3 strömt der Turbinenabdampf durch einen
oder mehrere Abdanipfstutzen in den oder die Sammler 2, in denen sich eine einen
Teil des Abdampfs niederschlagende Einspritzvorrichtung io befindet. In dem Sammler
2 wird der gesamte Abdampf niedergeschlagen. Der gesamte niedergeschlagene Dampf
sammelt sich als `'Wasser im untersten Teile des Sammlers 2 und wird hier zum Teil
zur Kesselspeisung, zum Teil als Einspritzwasser verwendet, nachdem es folgenden
Umlauf gemacht hat: Eine Pumpe befördert das Kondensat in die einzeln abtrennbaren
Rohre 4 und dann durch die Rückkühlrohre 6 in die Sammelrohre 7, aus denen es entweder
direkt oder über einen Raumspeicher 12 zum Einspritzrohr io gelangt.
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Nach Abb..I sind im Kühlturin zu ei Hauptsektionen vorhanden, d. h.
eine Sektion I finit verhältnismäßig weiten Rohren, in denen der durch die Einspritzkondensation
nicht niedergeschlagene Rest der Dampfschwaden kondensiert wird, und eine Sektion
Il mit verhältnismäßig engen Rohren, in denen das zur Einspritzung verwendete, aus
dein Sammler 2 entnommene Wasser gekühlt wird. Die Kondensation findet ini Oberflächenkondensator,
d. h. in der weiten Rohrsektion im Kühlturm und in dein als Einspritzkondensator
dienenden Dampfturbinenaustrittsstutzen statt. Zur weiteren Regelung können diese
Grundsektionen in gewöhnlichem Sinne wieder in einzelne Abteilungen unterteilt und
geschaltet werden, so daß man innerhalb eines gewählten Grundverhältnisses, z. B.
75 "/" Einspritz- und 25 °/" Oberflächenkondensation, beliebig die Einspritz- oder
die Oberflächenkondensation bevorzugen und bei geringer werdendem Dampfaustritt
aus der Turbine bei schwacher Belastung die Oberflächenkondensation abschalten kann.
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Dieses letztgenannte Abschalten kann auch aus dem Grunde erfolgen,
um die Rückkühlung des anfallenden Kondensats, welch letzteres zur Kesselspeisung
wieder verwendet werden soll, nicht zu weit zu treiben.
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Die Einspritzkondensation kann auch in den Sektionen mit weiten Rohren
im Kühler selbst erfolgen anstatt am Turbinenaustrittsstutzen.
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Die Abb. 5 bis 7 zeigen verschiedene andere Kombinationsmöglichkeiten.
Abb. 5 zeigt einen gewöhnlichen unter der Turbine liegenden Oberflächenkondensator,
dessen Kühlwasser in geschlossenem Kreislauf im Kühlturm gekühlt wird. Abb. 6 zeigt
einen Kondensator wie Abb i und .1 ., bei dem aber die Einspritzung nicht nahe der
Turbine, sondern im Kühlturm selbst erfolgt und dessen Einspritzwasser in der Sektion
1I im Kühlturin rückgekühlt wird. Abb. 7 zeigt dasselbe wie Abb. 6, wobei jedoch
für die Unterbringung der einzelnen Teile keine besonderen Sektionen vorgesehen
sind.