EP0795729B1 - Steam condenser - Google Patents
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- EP0795729B1 EP0795729B1 EP97810090A EP97810090A EP0795729B1 EP 0795729 B1 EP0795729 B1 EP 0795729B1 EP 97810090 A EP97810090 A EP 97810090A EP 97810090 A EP97810090 A EP 97810090A EP 0795729 B1 EP0795729 B1 EP 0795729B1
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- European Patent Office
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- air cooler
- steam
- compartment
- cooler
- condensate
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
- F28B1/00—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
- F28B1/02—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using water or other liquid as the cooling medium
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
- F28B9/00—Auxiliary systems, arrangements, or devices
- F28B9/08—Auxiliary systems, arrangements, or devices for collecting and removing condensate
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28B9/00—Auxiliary systems, arrangements, or devices
- F28B9/10—Auxiliary systems, arrangements, or devices for extracting, cooling, and removing non-condensable gases
Definitions
- the invention relates to a steam condenser, as in the preamble of Claim 1 is described.
- Such a steam condenser is from CH-PS 423 819 and DE-OS 1 948 073 known.
- This known capacitor has the advantage that the loose arrangement the sub-bundle all peripheral tubes of a sub-bundle without noticeable Pressure loss are well charged with steam.
- the capacitors working under vacuum need a well functioning one Suction system, so that incoming, non-condensable gases always come out of the condensation area be removed. Cooling pipes mixed with steam from these Gases are surrounded or flowed around, as a condensation surface almost completely lost, which reduces performance.
- Pre-cooler a funnel-shaped "Pre-cooler”, there called “post-condensation part”, and an air cooler, which with the precooler and a downstream suction channel (header) via a double Series of evenly distributed radiator inlet or radiator outlet orifices communicates.
- This air cooler is geometrically designed that the deterioration of the steam-side heat transfer through an increase the velocity of the gas phase is partially compensated.
- each support plate has a recess towards the bottom of the air cooler to act as a drainage opening for condensate in the air cooler serves.
- its bottom is all over Longitudinal alignment with an incline according to which condensate accumulates from the compartments with the air cooler floor at the lowest level drains away.
- the compartment with the lowest air cooler floor is drained into the condensate collector of the condenser by means of a line.
- the condenser line of the air cooler approximates the temperature curve of the cooling water in the neighboring pipes, it ensures that suitable ventilation of the pre-cooler is approximately proportional to the resulting non-condensable gases is guaranteed.
- the invention is based, with a steam condenser the task called the extraction of inert gases from the air cooler of each To align the compartment specifically to the respective compartment and to improve with it. This will result in an inexpensive increase in capacitor efficiency sought.
- the essence of the invention is the fact that the recesses for the condensate flow between neighboring compartments in the support plates and sealed vapor-tight. An exchange flow of residual vapor inert gas mixture inside the air cooler between neighboring compartments is thus prevented.
- a preferred embodiment is to be seen in that at least on the air cooler floor of the compartment with the lowest one Air cooler floor at least one storage wall arranged parallel to a support plate is arranged so that the flowing down from a higher compartment Condensate is stowable on this dam wall, and thus the through Gaps formed drainage channel for the condensate from a higher located compartment can be closed hydraulically both gas and vapor tight is.
- the illustrated embodiment enables the in any operating state Steam condenser a more effective use of the air cooler in each compartment, by a compensating flow of the residual vapor inert gas mixture in the Air cooler between neighboring compartments is completely prevented.
- the heat exchanger shown is a surface condenser in a rectangular design, as it is suitable for a so-called Underfloor arrangement.
- Parts not essential to the invention such as the condenser neck, condensation space, Condenser jacket, water chambers, tube sheets, condensate collection vessel are omitted, but below in connection with the Invention explained briefly.
- a bundle 20 consists of one Number of tubes, of which only one cooling tube designated 13 is shown in FIG. 1 is. At both ends, the cooling tubes are fastened in tube sheets. Water chambers are arranged beyond the tube sheets. The condensate flowing out of the bundles 20 is in a condensate collecting vessel caught and from there it enters the WasserlDampf cycle.
- Fig. 1 is the condensation part only partially illustrated by the dotted surface of the bundle 20 designated 1.
- each bundle 20 In the interior of each bundle 20, a cavity 19 is formed, in which the accumulates vapor that is not condensable. In this cavity 19 is an air cooler 3. Flows through the residual vapor inert gas mixture this air cooler, with most of the vapor condensing. The rest of the Mixture is suctioned off.
- the air cooler 3 located inside the tube bundle has the effect that the residual vapor inert gas mixture accelerates within the condenser bundle 20 becomes. This improves the situation in that none prevail small flow velocities that affect the heat transfer could.
- the steam condenses on the tubes 13 and the condensate drips off against the bottom of the condenser.
- the air cooler 3 has the task of removing the non-condensable gases from the condenser. During this process, the steam losses are to be kept as low as possible. This is achieved in that the residual vapor inert gas mixture is accelerated in the direction of the suction channel 4. The high speed results in good heat transfer, which leads to extensive condensation of the residual steam. In order to accelerate the mixture, the cross section in the direction of flow is increasingly smaller.
- Fig. 1 is the cooling system mentioned at the outset, known from DE-OS 1 948 073 shown. It consists of the pre-cooler 2, of which the cooling tube 14 is shown and the air cooler 3, of which the cooling pipe 15 is located.
- the air cooler 3 is separated from the suction duct 4 by a sheet metal wall 8 with panels 6, through which the non-condensable gases are drawn off.
- the support plate 5 also divides the air cooler 3 into compartments 10, wherein a recess 18 in the support plate 5 against an air cooler base 21 is present. This recess 18 enables cross-compensation of the condensate accumulating in the air cooler 3.
- the suction channel 4 is for everyone Compartments 10 together; it is not divided by the support plates 5.
- the function of the air cooler 3 in the vicinity of the Cooling water inlet side 24 is restricted in that the cooling water inlet compartments located closer to the residual vapor inert gas mixture higher Compartments must also ventilate instead of the residual vapor inert gases of the locally viewed Compartments. This also leads to functional losses in the precooler 2 and in the condensation part 1 of the corresponding compartment.
- the invention wants these disadvantages in all operating points of a steam condenser by avoiding an equalizing flow of the residual vapor inert gas mixture in the air cooler 3. 3, this is a baffle 22 at the bottom of the air cooler 3 in the area of the compartment 10 on the cooling water inlet side 24 arranged parallel to the support plates 5.
- the baffle 22 is so high that there is a backlog of water flowing down from neighboring compartments 10 Condensate 23 over the entire bundle length hydraulically closes in all support plates 5.
- a compensation flow remains for the residual vapor inert gas mixture compartment 10 prevented.
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Description
Die Erfindung betrifft einen Dampfkondensator, wie er im Oberbegriff des
Anspruchs 1 beschrieben ist.The invention relates to a steam condenser, as in the preamble of
Ein derartiger Dampfkondensator ist aus der CH-PS 423 819 und der DE-OS 1 948 073 bekannt. Dort sind in einem Kondensatorgehäuse die Kondensatorrohre in mehreren, sogenannten Teilbündeln angeordnet. Der Dampf strömt durch einen Abdampfstutzen in das Kondensatorgehäuse ein und verteilt sich im Raum durch Strömungsgassen (steam entry lanes). Die freie Zuströmung des Dampfes zu den aussenliegenden Rohren der Teilbündel ist gewahrt. Durch die Bündel strömt der Dampf anschliessend mit durch die geringe Rohrreihentiefe bedingtem kleinen Widerstand hindurch. Um die Bedingung der in den Zuströmkanälen ausreichend hoch zu haltenden Dampfgeschwindigkeit erfüllen zu können, sind die Teilbündel im Kondensator so nebeneinander angeordnet, dass zwischen ihnen Strömungskanäle entstehen, die im Schnittbild in der gleichen Grössenordnung erscheinen wie die Teilbündel selbst. Desweiteren bilden die Rohre in den hintereinanderfolgenden Reihen eine durchlässige Umschliessung, die vorzugsweise durchwegs einen gleichen hydraulischen Widerstand darstellt. Such a steam condenser is from CH-PS 423 819 and DE-OS 1 948 073 known. There are the condenser tubes in a condenser housing arranged in several, so-called sub-bundles. The steam flows through you Exhaust pipe in the condenser housing and is distributed in the room through lanes of steam (steam entry lanes). The free inflow of steam to the outer tubes of the sub-bundle is preserved. Through the bundle The steam then flows with the conditional due to the low pipe depth little resistance through. To the condition of sufficient in the inflow channels To be able to meet high steam speeds are the Partial bundles in the capacitor arranged side by side so that between them Flow channels arise, which in the sectional view are of the same order of magnitude appear like the sub-bundle itself. Furthermore, the tubes form in the successive Rows a permeable enclosure, preferably consistently represents the same hydraulic resistance.
Dieser bekannte Kondensator weist den Vorteil auf, dass durch die lockere Anordnung der Teilbündel alle peripheren Rohre eines Teilbündels ohne merklichen Druckverlust gut mit Dampf beschickt sind.This known capacitor has the advantage that the loose arrangement the sub-bundle all peripheral tubes of a sub-bundle without noticeable Pressure loss are well charged with steam.
Die unter Vakuum arbeitenden Kondensatoren benötigen ein gut funktionierendes Saugsystem, damit einfallende, nicht kondensierbare Gase stets aus dem Kondensationsbereich entfernt werden. Kühlrohre, die von diesen, mit Dampf vermischten Gasen umgeben bzw. umströmt sind, gehen als Kondensationsfläche fast restlos verloren, was die Leistung heruntersetzt.The capacitors working under vacuum need a well functioning one Suction system, so that incoming, non-condensable gases always come out of the condensation area be removed. Cooling pipes mixed with steam from these Gases are surrounded or flowed around, as a condensation surface almost completely lost, which reduces performance.
Das bedeutet, dass durch die einfallenden nicht kondensierbare Gase das Vakuum nicht auf dem tiefst möglichen Wert gehalten werden kann. Wie bekannt, rufen nicht kondensierbare Gase - meistens Luft - bereits in Konzentrationen von 1% Molanteil, bei Temperaturdifferenzen zwischen Wand und Dampfkern von 4 bis 5 K, eine Verminderung des dampfseitigen Wärmeübergangs - bei quasi ruhendem Dampf - auf 30-40% desjenigen Wertes hervor, der mit reinem Dampf erzielbar ist. Der Vakuumverlust drückt sich damit in einem niedrigeren Wirkungsgrad des Kreislaufsystems aus.This means that due to the incoming non-condensable gases, the vacuum cannot be kept at the lowest possible value. As known, call non-condensable gases - mostly air - in concentrations of 1% mole fraction, with temperature differences between the wall and the steam core of 4 up to 5 K, a reduction in the heat transfer on the steam side - at virtually still steam - to 30-40% of the value that with pure steam is achievable. The vacuum loss is expressed in a lower efficiency of the circulatory system.
Bei der oben erwähnten Lösung nach DE-OS 1 948 073 gelangt eine Einflussanordnung der Rohre zur Ausführung. Die Teilbündel sind durch senkrecht zu den Rohren angeordnete Stützplatten in Kompartimente unterteilt. Wie bekannt, hängt die Kondensationsleistung entlang der Kühlrohre hauptsächlich von der lokalen Temperaturdifferenz zwischen Dampf und Kühlwasser ab. Danach wird die Kondensationsleistung der ersten Kompartimente an der Kühlwassereintrittsseite mehr kondensieren als jene der Kompartimente an der Kühlwasseraustrittsseite. Dementsprechend werden nicht kondensierbare Gase - proportional zur Kondensationsleistung - vermehrt in den "kühleren" Kompartimenten anfallen. Um dem Rechnung zu tragen, wird beim Kondensator nach DE-OS 1 948 073, der später noch im Zusammenhang mit Fig. 1 detailliert beschrieben wird, die Inertgas-Anreicherungszone zweiteilig ausgebildet. Sie besteht aus einem trichterförmigem "Vorkühler", dort "Nachkondensationsteil" genannt, und einem Luftkühler, der mit dem Vorkühler und einem nachgeordneten Saugkanal (Header) über eine doppelte Reihe von gleichmässig verteilten Kühlereintrittsblenden respektive Kühleraustrittsblenden kommuniziert. Dieser Luftkühler ist geometrisch so gestaltet, dass die Verschlechterung des dampfseitigen Wärmeübergangs durch eine Steigerung der Geschwindigkeit der Gasphase teilweise kompensiert wird.In the above-mentioned solution according to DE-OS 1 948 073, an influencing arrangement is used of pipes for execution. The sub-bundles are perpendicular to the Pipe arranged support plates divided into compartments. As is known, depends the condensation performance along the cooling pipes mainly from the local one Temperature difference between steam and cooling water. Then the condensation power the first compartments on the cooling water inlet side condense more than those of the compartments on the cooling water outlet side. Accordingly, non-condensable gases become - proportional to the condensation performance - Increase in the "cooler" compartments. To that Taking into account is the capacitor according to DE-OS 1 948 073, which later 1, the inert gas enrichment zone will be described in detail formed in two parts. It consists of a funnel-shaped "Pre-cooler", there called "post-condensation part", and an air cooler, which with the precooler and a downstream suction channel (header) via a double Series of evenly distributed radiator inlet or radiator outlet orifices communicates. This air cooler is geometrically designed that the deterioration of the steam-side heat transfer through an increase the velocity of the gas phase is partially compensated.
Im Luftkühler weist jede Stützplatte zum Boden des Luftkühlers hin eine Aussparung auf, die als Entwässerungsöffnung für im Luftkühler anfallendes Kondensat dient. Für die Entwässerung des Luftkühlers ist sein Boden über die gesamte Längsausrichtung mit einer Neigung versehen, gemäss derer anfallendes Kondensat aus den Kompartimenten mit höhergelegenem Luftkühlerboden zum tiefst gelegenen abfliesst. Das Kompartiment mit dem tiefst gelegenen Luftkühlerboden wird mittels einer Leitung in das Kondensatsammelgefäss des Kondensators entwässert.In the air cooler, each support plate has a recess towards the bottom of the air cooler to act as a drainage opening for condensate in the air cooler serves. For the drainage of the air cooler, its bottom is all over Longitudinal alignment with an incline according to which condensate accumulates from the compartments with the air cooler floor at the lowest level drains away. The compartment with the lowest air cooler floor is drained into the condensate collector of the condenser by means of a line.
Da sich die Kondensationsleitung des Luftkühlers dem ungefähren Temperaturverlauf des Kühlwassers in den benachbarten Rohren anpasst, sorgt er somit dafür, dass eine geeignete Ventilierung des Vorkühlers in etwa proportional zu den anfallenden, nicht kondensierbaren Gasen gewährleistet ist.Because the condenser line of the air cooler approximates the temperature curve of the cooling water in the neighboring pipes, it ensures that suitable ventilation of the pre-cooler is approximately proportional to the resulting non-condensable gases is guaranteed.
Eine solche Luftkühlerkonstruktion stellt indes eine nicht ideale Lösung für die in verschiedenen Kompartimenten bei variierenden Betriebsbedingungen anstehende unterschiedliche Ventilierung dar. Hierbei können unerwünschte Ausgleichsströmungen von Restdampfinertgasgemisch auftreten, die eine Beeinträchtigung der Kondensatorleistungsfähigkeit mit sich ziehen können.Such an air cooler construction, however, is not an ideal solution for the different compartments pending with varying operating conditions different ventilation. Here, unwanted compensating flows of residual vapor inert gas mixture occur, which is an impairment of capacitor performance.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Dampfkondensator der eingangs genannten Art die Absaugung der Inertgase aus dem Luftkühler jedes einzelnen Kompartimentes auf das jeweilige Kompartiment gezielt auszurichten und damit zu verbessern. Hierdurch wird eine preiswerte Steigerung des Kondensatorwirkungsgrades angestrebt.The invention is based, with a steam condenser the task called the extraction of inert gases from the air cooler of each To align the compartment specifically to the respective compartment and to improve with it. This will result in an inexpensive increase in capacitor efficiency sought.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1
erreicht.According to the invention, this object is achieved by the features of
Der Kern der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Aussparungen für die Kondensatströmung zwischen benachbarten Kompartimenten in den Stützplatten gas- und dampfdicht verschlossen werden. Eine Austauschströmung von Restdampfinertgasgemisch innerhalb des Luftkühlers zwischen benachbarten Kompartimenten wird somit unterbunden.The essence of the invention is the fact that the recesses for the condensate flow between neighboring compartments in the support plates and sealed vapor-tight. An exchange flow of residual vapor inert gas mixture inside the air cooler between neighboring compartments is thus prevented.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist erfindungsgemäss darin zu sehen, dass mindestens am Luftkühlerboden des Kompartimentes mit dem tiefst gelegenen Luftkühlerboden mindestens eine parallel zu einer Stützplatte angeordnete Stauwand angeordnet ist, sodass das aus einem höhergelegenen Kompartiment herabfliessende Kondensat an dieser Stauwand staubar ist, und damit der durch die Aussparungen gebildete Entwässerungskanal für das Kondensat aus einem höher gelegenen Kompartiment hydraulisch sowohl gas- als auch dampfdicht verschliessbar ist.According to the invention, a preferred embodiment is to be seen in that at least on the air cooler floor of the compartment with the lowest one Air cooler floor at least one storage wall arranged parallel to a support plate is arranged so that the flowing down from a higher compartment Condensate is stowable on this dam wall, and thus the through Gaps formed drainage channel for the condensate from a higher located compartment can be closed hydraulically both gas and vapor tight is.
Die aufgezeigte Ausführungsform ermöglicht bei jedem Betriebszustand des Dampfkondensators eine effektivere Ausnutzung des Luftkühlers in jedem Kompartiment, indem eine Ausgleichsströmung des Restdampfinertgasgemisches im Luftkühler zwischen benachbarten Kompartimenten vollständig unterbunden wird. Die Ausführungsform der Erfindung sowie die damit erzielbaren Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. The illustrated embodiment enables the in any operating state Steam condenser a more effective use of the air cooler in each compartment, by a compensating flow of the residual vapor inert gas mixture in the Air cooler between neighboring compartments is completely prevented. The embodiment of the invention and the advantages that can be achieved thereby explained below with reference to the drawing.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Kraftwerkkondensators schematisch dargestellt.In the drawing is an embodiment of the invention using a power plant capacitor shown schematically.
Es zeigt:
- Fig. 1
- ein Teilbündel eines Kondensators mit herausgebrochenen Teilen in Schrägrissdarstellung mit zum Stand der Technik zählendem Luftkühler;
- Fig. 2
- eine Querschnittsdarstellung des Luftkühlers;
- Fig. 3
- eine erfindungsgemässe Ausbildung des Luftkühlers in einer Längsschnittdarstellung.
- Fig. 1
- a partial bundle of a capacitor with broken-out parts in an oblique view with air cooler belonging to the prior art;
- Fig. 2
- a cross-sectional view of the air cooler;
- Fig. 3
- an inventive design of the air cooler in a longitudinal sectional view.
In den Figuren sind die jeweils gleichen Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, und es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.In the figures, the same parts are given the same reference numerals, and it is only the elements essential for understanding the invention shown.
Beim dargestellten Wärmeaustauscher handelt es sich um einen Oberflächenkondensator in rechteckiger Bauform, wie er geeignet ist für eine sogenannte Unterfluranordnung. Erfindungsunwesentliche Teile wie Kondensatorhals, Kondensationsraum, Kondensatormantel, Wasserkammern, Rohrböden, Kondensatsammelgefäss sind weggelassen, nachstehend jedoch im Zusammenhang mit der Erfindung kurz erläutert.The heat exchanger shown is a surface condenser in a rectangular design, as it is suitable for a so-called Underfloor arrangement. Parts not essential to the invention, such as the condenser neck, condensation space, Condenser jacket, water chambers, tube sheets, condensate collection vessel are omitted, but below in connection with the Invention explained briefly.
Über einen Abdampf stutzen, mit dem der Kondensator an einer Turbine angeschlossen
ist, strömt Dampf in den Kondensatorhals ein. Darin wird ein möglichst
gutes homogenes Strömungsfeld erzeugt, um eine saubere Dampfbespülung der
stromabwärts angeordneten Bündel 20, Fig. 1, über deren ganze Länge vorzunehmen.
Der Kondensationsraum im Innern des Kondensatormantels beinhaltet
mehrere nebeneinander angeordnete Bündel 20. Ein Bündel 20 besteht aus einer
Anzahl Rohre, von denen in Fig 1 nur ein mit 13 bezeichnetes Kühlrohr eingezeichnet
ist. An ihren beiden Enden sind die Kühlrohre jeweils in Rohrböden befestigt.
Jenseits der Rohrböden sind jeweils Wasserkammern angeordnet. Das
von den Bündeln 20 abfliessende Kondensat wird in einem Kondensatsammelgefäss
aufgefangen und gelangt von dort in den WasserlDampf-Kreislauf.Use an exhaust steam to connect the condenser to a turbine
steam flows into the condenser neck. It will be one if possible
good homogeneous flow field generated to clean the steam
In Fig. 1 ist der durch die punktierte Fläche nur teilweise veranschaulichte Kondensationsteil
des Bündels 20 mit 1 bezeichnet. Durch Einsetzen der durchgehenden
Stützplatten 5, welche der Abstützung der Kühlrohre 13 dienen, ergibt
sich eine Unterteilung der Teilbündel in Kompartimente 10.In Fig. 1 is the condensation part only partially illustrated by the dotted surface
of the
Im Innern jedes Bündels 20 ist ein Hohlraum 19 ausgebildet, in dem sich der mit
nicht kondensierbaren Gasen angereicherte Dampf sammelt. In diesem Hohlraum
19 ist ein Luftkühler 3 untergebracht. Das Restdampfinertgasgemisch durchströmt
diesen Luftkühler, wobei der grösste Teil des Dampfes kondensiert. Der Rest des
Gemisches wird abgesaugt.In the interior of each
Der sich im Innern des Rohrbündels befindliche Luftkühler 3 hat die Wirkung,
dass das Restdampfinertgasgemisch innerhalb des Kondensatorbündels 20 beschleunigt
wird. Dadurch verbessern sich die Verhältnisse insofern, als keine
kleinen Strömungsgeschwindigkeiten vorherrschen, die den Wärmeübergang beeinträchtigen
könnten.The
Im Betrieb kondensiert der Dampf an den Rohren 13 und das Kondensat tropft
gegen den Kondensatorboden ab.
Der Luftkühler 3 hat die Aufgabe, die nicht kondensierbaren Gase aus dem Kondensator
zu entfernen. Bei diesem Vorgang sind die Dampfverluste so gering wie
möglich zu halten. Dies wird dadurch erreicht, dass das Restdampfinertgasgemisch
in Richtung Saugkanal 4 beschleunigt wird. Die hohe Geschwindigkeithat
einen guten Wärmeübergang zur Folge, was zu einer weitgehenden Kondensation
des Restdampfes führt. Zwecks Beschleunigung des Gemisches wird der
Querschnitt in Strömungsrichtung zunehmend kleiner bemessen.In operation, the steam condenses on the
The
In Fig. 1 ist das eingangs erwähnte, aus DE-OS 1 948 073 bekannte Kühlsystem
dargestellt. Es besteht aus dem Vorkühler 2, von dem das Kühlrohr 14 eingezeichnet
ist, und dem Luftkühler 3, von dem das Kühlrohr 15 eingezeichnet ist.
Der Luftkühler 3 ist durch eine Blechwand 8 mit Blenden 6 vom Saugkanal 4 getrennt,
über den die nicht kondensierbaren Gase abgezogen werden. Durch den
Einbau dieser Drosselstellen 6, 7 wird erreicht, dass die auf jeden Fall notwendige
Druckdifferenz am Anfang und Ende des Kondensationsvorgangs vorwiegend
in den Blenden abgebaut wird.In Fig. 1 is the cooling system mentioned at the outset, known from
In Fig. 2 ist der Luftkühler 3 mit vorgelagertem Vorkühler 2 und dem Saugkanal 4
vergrössert dargestellt. Die Stützplatte 5 unterteilt auch den Luftkühler 3 in Kompartimente
10, wobei eine Aussparung 18 in der Stützplatte 5 gegen einen Luftkühlerboden
21 vorhanden ist. Diese Aussparung 18 ermöglicht einen Querausgleich
des im Luftkühler 3 anfallenden Kondensats. Der Saugkanal 4 ist für alle
Kompartimente 10 gemeinsam; er wird also nicht von den Stützplatten 5 unterteilt.2 shows the
In der Längsschnittdarstellung Fig. 3 des Luftkühlers 3 wird deutlich, dass der
Luftkühlerboden 21 eine Neigung aufweist, sodass im Luftkühler anfallendes
Kondensat 23 aus Kompartimenten 10 mit höher gelegenem Luftkühlerboden abfliesst
in Richtung des Kompartimentes mit dem tiefst gelegenen Luftkühlerboden.
In diesem letzteren erfolgt die Entwässerung, die hier nicht eingezeichnet ist, da
sie erfindungsunwesentlich ist.In the longitudinal sectional view Fig. 3 of the
Bei wechselnden Betriebsbedingungen ist es möglich, dass die Aussparungen 18
in den Stützplatten 5 im Luftkühler 3 nicht vollständig mit herabfliessendem Kondensat
23 verschlossen sind. Dies bedeutet aber, dass aufgrund von betrieblichen
Druckunterschieden in den einzelenen Kompartimenten 10 ebenfalls zu der
Kondensatströmung im Luftkühler 3 eine Restdampfinertgas-Ausgleichsströmung
zwischen benachbarten Kompartimenten 10 auftreten kann. Die Kompartimente,
die näher zur Kühlwassereintrittsseite 24 hin angeordnet sind, zeigen aufgrund
der grösseren Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlwasser und einströmendem
Dampf bessere Kondensationsbedingungen als nachfolgende Kompartimente
10, die bereits mit temperiertem Kühlwasser beschickt werden. In Kompartimenten
10 mit niedrigerer Kühlwassereintrittstemperatur stellt sich somit ein
niedrigerer Druck ein, der sich selbstverständlich auch in dem zum Kompartiment
10 gehörenden Bereich des Luftkühlers 3 einstellt. Somit ist ein Druckgefälle zwischen
dem Kompartiment 10 an der Kühlwasseraustrittsseite 25 und dem Kompartiment
an der Kühlwassereintrittsseite 24 festzustellen. Im Luftkühler 3 ist in
einem Betriebsfall des Dampfkondensators, bei dem die Aussparungen 18 in den
Stützplatten 5 nicht durch Kondensat 23 verschlossen sind, eine Ausgleichsströmung
des Restdampfinertgasgemisches zu verzeichnen. Restdampfinertgasgemisch
strömt dann von Kompartimenten 10 mit höherem Druck - also auch mit
höherer Kühlwassertemperatur - innerhalb des Luftkühlers in das Kompartiment
mit dem niedrigsten Druck und der niedrigsten Kühlwassertemperatur.
In diesem Fall wird die Funktion des Luftkühlers 3 in der näheren Umgebung der
Kühlwassereintrittsseite 24 dadurch eingeschränkt, dass zum Kühlwassereintritt
näher gelegene Kompartimente das Restdampfinertgasgemisch höher gelegener
Kompartimente mitlüften müssen, anstatt die Restdampfinertgase des lokal betrachteten
Kompartimentes. Dies führt ebenfalls zu Funktionseinbussen im Vorkühler
2 und im Kondensationsteil 1 des entsprechenden Kompartiments.With changing operating conditions, it is possible that the
Die Erfindung will diese Nachteile in allen Betriebspunkten eines Dampfkondensators
durch Vermeiden einer Ausgleichsströmung des Restdampfinertgasgemisches
im Luftkühler 3 eliminieren. Gemäss Fig. 3 wird hierzu eine Stauwand 22
am Boden des Luftkühlers 3 im Bereich des Kompartimentes 10 an der Kühlwassereintrittsseite
24 parallel zu den Stützplatten 5 angeordnet. Die Stauwand 22 ist
dabei so hoch, dass an ihr gestautes, aus benachbarten Kompartimenten 10 herabfliessendes
Kondensat 23 über die gesamte Bündellänge die Aussparungen 18
in allen Stützplatten 5 hydraulisch verschliesst. Mittels dieser Massnahme wird
das in einem Kompartiment 10 des Luftkühlers 3 anfallende Restdampfinertgasgemisch
lokal in den Saugkanal 4 gesaugt. Das Kondensat 23 fliesst durch die
hydraulisch verschlossenen Aussparungen 18 in der Stützplatte 5 ab zum benachbarten
Kompartiment 10. Für das Restdampfinertgasgemisch bleibt eine Ausgleichsströmung
von Kompartiment 10 Kompartiment unterbunden. Durch das
Vermeiden einer Ausgleichsströmung des Restdampfinertgasgemisches innerhalb
des Luftkühlers 3, wird der Wirkungsgrad des Luftkühlers 3, des Vorkühlers 2 und
des gesamten Kondensatorsystems bei wechselnden Betriebsbedingungen erhöht.
Desweiteren werden lokale Konzentrationserhöhungen von Inertgasen
vermieden.The invention wants these disadvantages in all operating points of a steam condenser
by avoiding an equalizing flow of the residual vapor inert gas mixture
in the
Als Ausführungsvariante ist es denkbar, in jedem Kompartiment am Luftkühlerboden
21 parallel zu den Stützplatten eine oder mehrere Stauwänden 22 anzuordnen. As a design variant, it is conceivable in every compartment on the air
- 11
- KondensationsteilCondensation part
- 22nd
- VorkühlerPrecooler
- 33rd
- LuftkühlerAir cooler
- 44th
- SaugkanalSuction channel
- 55
- StützplatteSupport plate
- 66
- Blendecover
- 77
- Trennwandpartition wall
- 88th
- BlechwandSheet metal wall
- 99
- Blendecover
- 1010th
- KompartimentCompartment
- 1313
-
Kühlrohr des Kondensationsteils 1Cooling pipe of the
condensation part 1 - 1414
-
Kühlrohr des Vorkühlers 2Cooling pipe of the
pre-cooler 2 - 1515
- Kühlrohr des LuftkühlersCooling pipe of the air cooler
- 1818th
- AussparungRecess
- 1919th
- Hohlraumcavity
- 2020th
- TeilbündelSub-bundle
- 2121
- LuftkühlerbodenAir cooler floor
- 2222
- StauwandDam wall
- 2323
- Kondensatcondensate
- 2424th
- KühlwassereintrittsseiteCooling water inlet side
- 2525th
- KühlwasseraustrittsseiteCooling water outlet side
Claims (2)
- Steam condenser in which the steam is condensed on tubes (13) through which cooling water flows and which are combined in separate banks (20), each bank (20) being subdivided into compartments (10) by supporting plates (5) arranged perpendicularly to the tubes (13), the tubes (13) of a bank arranged in rows enclosing a hollow space (19) in which an air cooler (3) for a residual-steam/inert-gas mixture is arranged, the bottom (21) of the air cooler (3) having a slope over the entire length of the tube rows so that the condensate (23) collecting in the air cooler (3) in a compartment (10) can flow off on account of the bottom slope through a number of recesses (18) in the supporting plates to an adjacent compartment (10) having an air-cooler bottom (21) situated at a lower level, the non-condensable gases which collect in a compartment (10) flowing from the air cooler (3) via orifices (6) into a header (4) which is common to all compartments and extends over the entire length of the tubes (13), characterized in that the air cooler (3) has means (22) for the gas-tight and steam-tight closure of the recesses (18) so that these means (22), without impairing the condensate flow through the recesses (18), prevent a direct exchange of the residual-steam/inert-gas mixture in the air cooler (3) between adjacent compartments.
- Steam condenser according to Claim 1, characterized in that at least one retaining wall (22) is arranged on the air-cooler bottom (21) of the compartment (10) having the air-cooler bottom situated at the lowest level, so that the condensate (23) flowing off from a compartment (10) situated at a higher level can be retained at this retaining wall (22), and thus the recesses (18) for the flow of the condensate (23) from a compartment (10) situated at a higher level can be closed hydraulically in both a gas-tight and a steam-tight manner.
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