DE2231921A1 - Dampfkondensationsanlage mit zweistufiger luftkondensation - Google Patents

Description

WESTINGHOIJSE Erlangen, 28.6.72

Werner-.on-Sie-nens-Strafle 50

Mein Zeichen: VPA 71/8448 C/Di

WE 42 717 a

Dampfkondensationsanlage mit zweistufiger Luftkondensation

Es wird die Priorität der US-Patentanmeldung Serial No. 162 vom 14.7·71 in Anspruch genommen

In Kraftwerken muß die bei der Kondensation des Turbinenabdampfes anfallende Wärmemenge an die Umwelt abgeführt werden. Wenn nicht genügend Kühlwasser zur Verfügung steht, läßt sich der Dampf entweder in luftgekühlten Kondensatoren direkt kon-" densieren oder es wird ein Wasserkreislauf vorgesehen, in den ein Kühlelement eines Kühlturmes oder einer zwangsbelüfteten Luftkühlanlage zur Rückkühlung des Wassers eingeschaltet ist.

Im Gegensatz zur Wasserkühlung muß bei einer Luftkühlung sehr viel mehr Kühlmittelvolumen an den Kühlelementen vorbeiströmen, da die Wärmekapazität der Luft relativ gering ist. Man hat daher versucht, zur Verringerung der benötigten Luftmenge die Aufwärmung der Luft dadurch zu erhöhen, daß luftseitig mehrere Kühlelemente zueinander in Reihe geschaltet sind. Diese Reihenschaltung von Kühlelementen hat zur Folge, daß das Wasser im Kühlelement an der Lufteintrittsseite stärker gekühlt wird als das Wasser im Kühlelement an der Luftaustrittsseite, da dieses mit bereits vorgewärmter Luft in Berührung kommt.

Bei der Zuordnung jedes Wasserkreislaufes einer Stufe zu einem Kondensator für Turbinenabdampf erhält man damit Kondensatoren,

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die unterschiedlich hohes Vakuum im Innern aufweisen.Das durchschnittliche Vakuum in den Kondensatoren ist dabei "besser als das Vakuum in einem Kondensator bei einstufiger Luftkondensationsanlage mit gleicher Lufterwärmung und gleicher Luftmenge.

Die Temperatur der Luft schwankt abhängig vom Wetter und den Jahreszeiten in weiten Grenzen. Bei kühler Witterung kann es dabei -vorkommen, daß der Luftdruck in dem Kondensator mit niedrigerer Temperatur so gering wird, daß eine Verbesserung der Arbeitsleistung der vorgeschalteten Turbine nicht mehr möglich ist. Wenn der im Niederdruckteil der Turbine strömende Dampf Schallgeschwindigkeit nahezu erreicht hat, läßt sich dessen Geschwindigkeit auch bei weiterer Absenkung des Luftdruckes an der Turbinenaustrittsseite nicht mehr erhöhen. Die Folge davon ist, daß eine Unterkühlung des Kondensats auf-, tritt, die für den Wirkungsgrad de3 Gesamtprozesses wegen der notwendigen größeren Wärmemenge bei der Speisewasservorwärmung nachteilig ist.

Vermeiden könnte man diesen Effekt durch eine Überdimendionierung des Niederdruckteils der Turbine, die dem Wärmetauscher mit dem kälteren Kühlwasserkreislauf vorgeschaltet ist; allerdings wäre auch eine solche Auslegung wirtschaftlich nachteilig, weshalb man bisher auf die Ausnutzung der Vorteile einer bekannten zweistufigen Luftkondensation weltgehend verzichtet hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Vorteile einer zweistufigen Luftkondensation auszunutzen, ohne daß die Gefahr einer Unterkühlung des anfallenden Kondensats im Kondensator gegeben ist. Die Erfindung betrifft damit eine Dampfkondensationsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Das Neue besteht in der im Kennzeichen des Patentansprüche enthaltenen technischen Lehre.

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Ein Ausführungsbeispiel ist schematisch in der Zeichnung dargestellt. Der Dampf strömt durch eine Dampfturbine 1 und gelangt dann in einen Kondensator 3, der zwei voneinander getrennte Wärmetauscherteile, einen oberen Teil 5 und einen unteren Teil 7 besitzt. Jeder der Teile 5 und 7 des Kondensators 3 enthält eine Vielzahl von Röhren 9» die so angeordnet sind, daß das Kühlmittel, im allgemeinen Wasser, durch die Röhren fließt, während der von der Turbine 1 einströmende Dampf an der Außenseite der Röhren 9 kondensiert und so seine Kondensationswärme an das innen fließende Wasser abgibt. In die Wasserkreisläufe mit den Teilen 5 und 7 des Kondensators 3 sind Wasserpumpen 11 und 13 und ein Kühlturm 15 eingeschaltet.

Der Kühlturm 15 besitzt zwei Kühlelemente 17 und 19, die luftseitig zueinander in Reihe geschaltet sind. Das Kühlelement 17 ist dabei in den Wasserkreislauf mit dem Teil 7 des Kondensators 3 und das Kühlelement 19 in den Wasserkreislauf mit dem Teil 9 des Kondensators 3 eingeschaltet. Das Wasser fließt in den Kühlelementen 17 und 19 abwärts von den Verteildüsen 21 und 27 über Wasserverteilerbleche 23, die die Oberfläche des Wassers erhöhen. Es sammelt sich in einem Sammelbehälter 25 bzw. 29 im unteren Teil des Kühlturmes 15·

Ein Ventilator 31 erzeugt eine Luftströmung, die in das Kühlelement 19 eintritt und anschließend das Kühlelement 17 durchströmt. An Stelle des Ventilators 31 kann auchein Naturzugkühlturm vorgesehen sein. Durch diese Anordnung ist das Wasser, das im Kühlelement 19» das an die Eintrittsseite der Luft angrenzt, kalter als das Wasser, das in dem Kühlelement 17 gekühlt wird. Dadurch werden auch die Röhren im oberen Teil 5 des Kondensators 3 stärker gekühlt als die Röhren im unteren Teil 7. Hierdurch wird verhindert, daß das im Kondensator 3 sich bildende und im Sammelbehälter 10 sich sammelnde Kondensat

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im unteren Teil unterkühlt wird und daher zusätzlich vor Wiedereintritt in den Dampfkresislauf erhitzt werden muß.

1 Patentanspruch
1 Figur

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Claims (1)

1. - f - VPA 71/8448

   Patentanspruch

   Dampfkondensationsanlage mit wassergekühltem Wärmetauscher und mit mindestens zwei Wasserkreisläufen, in die von Luft durchströmte und luftseitig hintereinander geschaltete Kühlelemente einer Kühlanlage eingeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß inden Wasserkreislauf, der das Kühlelement (17) an der Luftaustrittsseite enthält, der untere, dem Sammelbehälter (1O) für das Kondensat näher liegende Teil (7) eines Kondensators (3) eingeschaltet ist und daß in den Wasserkreislauf, der das Kühlelement (19) an der Lufteintrittsseite enthält, der obere Teil (5) des Kondensators (3) eingeschaltet ist.

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