CH634127A5 - Waermekraftwerk mit einer trockenkuehleinrichtung. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE jedoch häufig wünschenswert, die Vorteile des Trockenkühlsy stems zu erhalten, die im wesentlichen darin bestehen, dass für

1. Wärmekraftwerk mit einer Trockenkühleinrichtung, umfas- das Kühlmittel keine besonderen Anforderungen gestellt werden send eine Wärmequelle ( 12) zum Verdampfen eines kompressi- und das Entstehen von Dampfwolken am Kühlturm verhindert bien Arbeitsmittels zum Antreiben einer Turbine (10) mit minde- 5 werden kann. Ferner lassen sich damit auch die Anforderungen stens einem Einlass ( 14) und mehreren Auslässen (20,22), durch an den verringerten Temperaturanstieg des Kühlmittels bei einer die das Arbeitsmittel mit unterschiedlichem Druck aus der offenen Anlage umgehen. Neben den grösseren Anlagekosten Turbine (10) abströmt, einen Luft als Kühlmittel verwendenden einer Trockenkühlanlage haben diese in der Regel auch höhere Trockenkühlturm (44) zum Kondensieren des von derTurbine Betriebskosten. Diese höheren Betriebskosten ergeben sich (10) abströmenden Arbeitsmittels, und eine Anzahl im Kühlturm10 hauptsächlich durch die Optimierung der wärmeübertragenden (44) befindlicher und mit den Turbinenauslässen (20,22) verbun- Bereiche sowie der eigentlichen Kosten für den Unterhalt und dener Kondensatoren (36,38), dadurch gekennzeichnet, dass die den Betrieb der Anlage. Um die Kapitalkosten für die wärme-Kondensatoren (36,38) so angeordnet sind, dass sie von unter übertragenden Oberflächenbereiche auf einem akzeptablen sich parallelen Arbeitsmittelströmen durchflössen werden und Niveau zu halten, wird es häufig notwendig, die Kreislaufeffi-bezüglich des den Kühlturm durchströmenden Kühlluftstroms in 15 zienz dadurch zu verringern, dass mehr Energie für eine Zwangs-Serie geschaltet sind, wobei alle Kondensatoren (36,38) strö- luftführung benötigt wird und dass höhere Kondensationstempe-mungsmässig so miteinander verbunden sind, dass das durch raturen zugelassen werden. Zusätzlich verbrauchen sowohl einen kühleren Kondensator (36) hindurchgeströmte Arbeits- Trockenkühlanlagen als auch Nasskühlanlagen einen beträchtli-mitiel vollständig in den Arbeitsmittelstrom des nächstwärme- chen Energieanteil für die Pumpsysteme, die in einem Sekundärren, im Kühlluftstrom des Kühlturms (44) stromaufwärts ange- 20 kreislauf, der z. B. als Kühlmittel Wasser enthält, für die ordneten Kondensators (38) einfliesst. Umwälzung des Kühlmittels sorgen.

2. Wärmekraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile von net, dass die im Kühlturm (44) angeordneten Kondensatoren bekannten Trockenkühlanlagen bei einem Wärmekraftwerk (36,38) mit steigendem Temperaturpegel des Arbeitsmittels im dadurch zu verringern, dass die Kondensationstemperatur und Kühlluftstrom übereinanderliegend angeordnet sind. 25 der Kondensationsdruck im Primärkreisauf erniedrigt und die

Oberflächenbereiche der wärmeübertragenden Oberfläche gegenüber zuvor bekannter Trockenkühlsysteme verringert werden. Ferner soll auch die Pumpleistung verringert werden, die in Die Erfindung betrifft ein Wärmekraftwerk mit einer Trocken- einem solchen System benötigt wird.

kühleinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. 30 Diese Aufgabe wird bei einem Wärmekraftwerk der eingangs

Die Kreislaufeffizienz von Wärmekraftwerken dieser Art lässt erwähnten Art erfindungsgemäss nach den kennzeichnenden sich erhöhen, wenn Zonenkondensatoren oder Mehrfach- Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Druckkondensatoren verwendet werden. Diese Kondensatoren Die Erfindungist nachfolgend anhand der Zeichnung beiwerden besonders günstig eingesetzt für mit kompressiblen spielsweise erläutert.

Arbeitsmitteln angetriebenen Turbinen, die eine Vielzahl von 35 Gemäss der Zeichnung wird ein kompressibles Arbeitsmittel Turbinenausläufen haben. Wenn das kompressible Arbeitsmittel mit hohem Druck und hoher Temperatur von einem Dampfer-über die Aussenseite eines Kondensators geführt werden soll, zeuger 12 über eine Leitung 14 zum Einlauf einer Turbine 10 kann die zonenmässige Unterteilung durch eine Unterteilung der übertragen. Nach der Expansion des Arbeitsmittels in der Tur-Kondensatormantelfläche erfolgen, indem Trennwände einge- bine 10 tritt dieses über Hoch- und Niederdruck-Turbinen-fügt werden. Wenn das kompressible Arbeitsmittel dagegen 40 Auslässe 20 und 22 aus und wird zwei nachgeschalteten Konden-durch Wärmeaustauscher geführt wird, ist eine Unterteilung des satoren 36 und 38 zugeführt, die sich im Kühlturm 44 befinden. Kondensatorgehäuses unnötig, da sich bereits eine zonenmässige Obwohl die Zeichnung eine Doppelturbine mit zwei Auslässen Trennung durch den Anschluss der Wärmeaustauscherleitung an zeigt, kann für das Kühlsystem auch eine Einfachturbine mit die verschiedenen Turbinenausläufe ergibt. einer Mehrzahl von Auslässen Verwendung finden bzw. eine

Die Kühlung der einzelnen Zonen der Kondensatoren, sei es 45 beliebige Kombination der beiden Turbinenarten vorgesehen mit unterteilten oder separaten Gehäusen, erfolgt häufig durch sein. In der Darstellung wurde eine Doppelturbine 10 gezeigt, da umlaufendes Wasser oder ein anderes Kühlmittel, welches durch grössere Kraftwerkanlagen in der Regel solche Turbinen mit die Zonen geführt wird. Die Kühlmittel nehmen dabei eine einem Niederdruckteil und einem vorgeschalteten Hochdruck erhöhte Temperatur an, jedoch verbleiben sie in der flüssigen teil verwenden.

Phase, während sie durch die Kühlleitungen fliessen. Der Auf- 50 Die Kondensatoren 36 und 38 bestehen aus einer grossen bau der Kühlleitungen ist häufig derart, dass sie in Serieschaltung Anzahl dünnwandiger Rohre, welchen das kompressible angeordnet sind, da eine solche Serienschaltung eine geringere Arbeitsmittel über die Leitungen 24 und 26 zugeführt wird. Das Kühlmittelströmung benötigt, als dies bei einer Parallelschaltung Niederdruckkondensat vom Kondensator 36 wird über eine der Fall ist, wenn man davon ausgeht, dass in beiden Fällen ein Leitung 37 zurückgeführt und dem vom hochdruckseitigen AusKühlmittel mit unveränderter Phase, wiez. B. Wasser, Verwen- 55 lauf 22 kommenden kompressiblen Arbeitsmittel in der Leitung dung findet. Die Unterteilung der Kondensatoren in Zonen bzw. 26 zugemischt und zusammen mit diesem durch den Kondensator die zonenmässige Trennung einzelner Kreise trägt zur Verbesse- 38 geführt. Bei dieser Leitungsführung können zur Aufrechter-rung der Kreislaufeffizienz bei, jedoch ergeben sich auch wesent- haltung der Strömung Pumpen Verwendung finden, jedoch ist es lieh komplexere und damit teurere Anlagen, wobei die Tempera- auch möglich, den Kreislauf so zu führen, dass die Strömung tur der im Kondensator fliessenden Kühlmittel sehr hoch anstei- 60 durch die Schwerkraft des Arbeitsmittels aufrechterhalten wird. gen kann. Es ergibt sich ein grundsätzlicher charakteristischer Durch das Mischen des Niederdruckkondensats mit dem hoch-Temperaturanstieg beim Übergang von einer Anlage mit einem druckseitigen kompressiblen Arbeitsmittel wird die Wärmebela-offenen Kreislauf zu einem Nasskühlsystem und weiter zu einem stung einerseits und der Bedarf an Wärmeaustauschflächen Trockenkühlsystem, wobei der verhältnismässig grosse Tempe- andererseits im Kondensator 38 verringert.

raturanstieg für das Trockenkühlsytem typisch ist. 65 Der die Kondensatoren 36 und 38 enthaltende Kühlturm 44 ist

Das Trockenkühlsystem erfordert gegenüber dem Nasskühlsy- ein Trockenkühlturm, und die Kondensatoren können selbstven-stem höhere Kapitalkosten, was an sich für das Nasskühlsystem filierend oder mit einer Zwangsluftströmung versehen sein. Die gegenüber einem System mit offenem Kreislauf spricht. Es ist kühle Luft tritt an der Unterseite des Kühiturms 44 ein und

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strömt zunächst am Kondensator 36 und anschliessend am Kondensator 38 vorbei, um am oberen Ende des Kühlturms mit erhöhter Temperatur auszutreten.

Durch das Anordnen des Kühlkreises mit dem niedrigeren Temperaturniveau im Luftstrom vor dem Kühlkreis mit dem höheren Temperaturniveau erhält man eine optimale Wärmeabgabe und damit einen optimalen Wirkungsgrad beim geringstmöglichen Aufwand an Installationen.

Durch die Anordnung einer Vielzahl von Kondensatoren im Kühlturm, wobei die Kondensatoren mit der höheren Arbeitstemperatur örtlich über den Kondensatoren mit der niedrigeren Arbeitstemperatur bezogen auf die natürliche Strömungsrich-5 tung der Kühlluft, liegen, lassen sich die Kosten für eine solche Anlage wesentlich verringern. Ferner wird auch wesentlich weniger Pumpenergie für das Umwälzen der Kühlmittel benötigt. Schliesslich lässt sich auch das Entstehen von Dampfwolken am Kühlturm vermeiden, wobei keine besonderen Anforderungen io an das Kühlmittel zu stellen sind.

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1 Blatt Zeichnungen