CH714092B1 - Multi-stage and energy-saving vacuum pump arrangement with a Roots vacuum pump in the first stage. - Google Patents

Multi-stage and energy-saving vacuum pump arrangement with a Roots vacuum pump in the first stage. Download PDF

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CH714092B1
CH714092B1 CH00053/19A CH532019A CH714092B1 CH 714092 B1 CH714092 B1 CH 714092B1 CH 00053/19 A CH00053/19 A CH 00053/19A CH 532019 A CH532019 A CH 532019A CH 714092 B1 CH714092 B1 CH 714092B1
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vacuum pump
gas
stage
roots
vacuum
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CH00053/19A
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Z Shaw Raymond
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Elivac Company Ltd
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Abstract

Eine mehrstufige und energiesparende Vakuumpumpenanordnung mit einer Wälzkolbenvakuumpumpe in der ersten Stufe umfasst ein an einer Ansaugeinlassöffnung angeordnetes Absperrventil (13), durch welches ein nicht-kondensiertes Gas empfangen wird, das von einem Kondensator eines Kraftwerks abgesaugt wird, wobei eine erste Wälzkolbenvakuumpumpe (1) mit dem an der Ansaugeinlassöffnung angeordneten Absperrventil verbunden ist, um das das an der Ansaugeinlassöffnung angeordnete Absperrventil passierende Gas zu empfangen und zu komprimieren, wobei ferner mindestens eine zweite Vakuumpumpe (2) angeordnet ist, die seriell mit der ersten Wälzkolbenvakuumpumpe verbunden ist, um das von der ersten Wälzkolbenvakuumpumpe (1) vorkomprimierte Gas weiter zu komprimieren, wobei sämtliche zweite Vakuumpumpen seriell verbunden sind, wenn mehr als eine zweite Vakuumpumpe (2) vorhanden ist. Eine letztstufige Vakuumpumpe (3) ist mit der zweiten Vakuumpumpe (2) verbunden, um das von der zweiten Vakuumpumpe (2) ausgestoßene Gas weiter zu komprimieren, wobei ferner ein Dampfabscheider (10) mit der letztstufigen Vakuumpumpe (3) verbunden ist, um den Dampf aus einer in der letztstufigen Vakuumpumpe (3) erzeugten Gas-Dampf-Mischung abzuscheiden, wobei das Gas danach ausgestoßen und der Dampf zur letztstufigen Vakuumpumpe (3) zurückgeführt wird.A multi-stage and energy-saving vacuum pump arrangement with a Roots vacuum pump in the first stage comprises a shut-off valve (13) arranged at an intake inlet opening, through which a non-condensed gas is received, which is sucked off by a condenser of a power plant, a first Roots vacuum pump (1) with is connected to the shut-off valve arranged at the suction inlet opening in order to receive and compress the gas passing through the shut-off valve arranged at the suction inlet opening, furthermore at least one second vacuum pump (2) being arranged, which is connected in series with the first Roots vacuum pump in order to reduce the amount of the first Roots vacuum pump (1) to compress pre-compressed gas further, with all second vacuum pumps being connected in series if more than one second vacuum pump (2) is present. A last-stage vacuum pump (3) is connected to the second vacuum pump (2) to further compress the gas expelled from the second vacuum pump (2), and a vapor separator (10) is also connected to the last-stage vacuum pump (3) to To separate vapor from a gas-vapor mixture generated in the last-stage vacuum pump (3), the gas then being ejected and the vapor being returned to the last-stage vacuum pump (3).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrstufige und energiesparende Vakuumpumpenanordnung mit einer Wälzkolbenvakuumpumpe in der ersten Stufe. The present invention relates to a multi-stage and energy-saving vacuum pump arrangement with a Roots vacuum pump in the first stage.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] In einem Kraftwerk wird der Kohleverbrauch für die Stromerzeugung durch ein Absaugen aus einem Gaskondensator deutlich beeinträchtigt. Bei einem Stromgenerator mit 300 MW bis 330 MW wird durch eine Erhöhung des Vakuumniveaus von 1 Kpa der Verbrauch an Kohle mit einer Rate von 2,6 g/kWh reduziert. Gegenwärtig werden in Kraftwerken Wasserstrahl-Luftpumpen, Wasser-/Flüssigkeitsringpumpen oder Dampfvakuumpumpen als Gasvakuumvorrichtungen verwendet, wobei das Wasser in diesen Vakuumpumpen als ein Arbeitsmedium verwendet wird. Die Leistungsfähigkeiten dieser Vakuumpumpen beeinflussen die Temperatur und den Druck des Wassers. Die Leistungsfähigkeiten dieser Vakuumpumpen sind niedrig und lassen sich nur schwer regeln. In a power plant, the coal consumption for power generation is significantly impaired by suction from a gas condenser. In a power generator with 300 MW to 330 MW, increasing the vacuum level by 1 Kpa reduces the consumption of coal at a rate of 2.6 g / kWh. At present, water jet air pumps, water / liquid ring pumps or vapor vacuum pumps are used as gas vacuum devices in power plants, the water in these vacuum pumps being used as a working medium. The capabilities of these vacuum pumps affect the temperature and pressure of the water. The capabilities of these vacuum pumps are low and difficult to control.

[0003] Beispielsweise hat die Betriebstemperatur einen großen Einfluss auf die Qualität einer Wasserringpumpe, wobei ein Kraftwerk natürliche Wasserquellen nutzt, wobei diese beispielsweise als Kühlwasser verwendet werden. Die Temperatur der Wasserquelle wird jedoch durch das Klima und die Jahreszeiten beeinflusst. Ist die Temperatur des Kühlwassers höher, wird das Vakuum einer Vakuumpumpe eliminiert, wodurch die Effizienz der Gasförderung schnell auf 80% bis 90% des ursprünglichen Wertes absinkt, so dass dadurch die Betriebsleistung erheblich beeinträchtigt wird. Selbst bei einer Reduzierung eines vorbestimmten Drucks der Gaspumpe im Einlass des Systems auf Null können trotzdem Einrichtungen zerstört und der sichere Betrieb beeinträchtigt werden. Daher werden häufig zwei Vakuumpumpen verwendet, um das Vakuum im Kondensator und daher die gesamte Vakuum effizienz im gesamten System beizubehalten, was jedoch eine Energieverschwendung verursacht. Mit der vorliegenden Erfindung soll daher eine neue mehrstufige und energiesparende Vakuumpumpenanordnung mit einer Wälzkolbenvakuumpumpe geschaffen werden, um die oben beschriebenen Probleme zu umgehen. For example, the operating temperature has a great influence on the quality of a water ring pump, with a power plant using natural water sources, these being used, for example, as cooling water. However, the temperature of the water source is affected by the climate and the seasons. If the temperature of the cooling water is higher, the vacuum of a vacuum pump is eliminated, whereby the efficiency of the gas delivery quickly drops to 80% to 90% of the original value, so that the operating performance is significantly impaired. Even if a predetermined pressure of the gas pump in the inlet of the system is reduced to zero, equipment can nevertheless be destroyed and safe operation impaired. Therefore, two vacuum pumps are often used to maintain the vacuum in the condenser and therefore the overall vacuum efficiency in the entire system, but this causes a waste of energy. The present invention is therefore intended to create a new multi-stage and energy-saving vacuum pump arrangement with a Roots vacuum pump in order to circumvent the problems described above.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

[0004] Mit der vorliegenden Erfindung soll das oben beschriebene Problem gelöst werden. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine mehrstufige und energiesparende Valmumpumpenanordnung, mit einer Wälzkolbenvakuumpumpe in der ersten Stufe, die zum Absaugen eines Kondensators eines Kraftwerks verwendet wird, geschaffen. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Wälzkolbenvakuumpumpe mit der höchsten Effizienz in einer ersten Stufe verwendet, wonach mindestens eine Vakuumpumpe in der zweiten Stufe verwendet wird, um das Fördergas weiter zu verarbeiten, so dass das ausgestoßene Gas in mehreren Stufen komprimiert wird, wodurch die Menge des ausgestoßenen Gases erheblich reduziert wird, um das Ziel der Verminderung des Stromverbrauchs zu erreichen. The present invention is intended to solve the problem described above. The present invention provides a multi-stage and energy-saving valmump pump arrangement, with a Roots vacuum pump in the first stage, which is used for sucking off a condenser of a power station. In the present invention, a Roots vacuum pump with the highest efficiency is used in a first stage, after which at least one vacuum pump is used in the second stage to further process the conveying gas, so that the expelled gas is compressed in several stages, whereby the amount of emitted gas is significantly reduced in order to achieve the goal of reducing electricity consumption.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0005] Fig. 1 zeigt eine Ansicht der Baugruppe der Komponenten der vorliegenden Erfindung, wobei eine dreistufige Struktur gezeigt ist. Fig. 2 zeigt eine seitliche Ansicht der Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine Rückansicht der Fig. 1.Figure 1 is an assembly view of the components of the present invention showing a three tier structure. FIG. 2 shows a side view of FIG. 1. FIG. 3 shows a rear view of FIG. 1.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION

[0006] Die Figs. 1 bis 3 zeigen die Struktur der vorliegenden Erfindung. Wie in den Figs. 1 bis 3 dargestellt ist, wird bei der vorliegenden Erfindung ein dreistufiger Abkühlvorgang als ein Beispiel zum Beschreiben der Struktur der vorliegenden Erfindung verwendet, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf die dreistufige Struktur beschränkt ist. Die Struktur der vorliegenden Erfindung besteht aus den folgenden Elementen. [0006] Figs. 1 to 3 show the structure of the present invention. As shown in Figs. 1 to 3, in the present invention, a three-stage cooling process is used as an example for describing the structure of the present invention, but the present invention is not limited to the three-stage structure. The structure of the present invention consists of the following elements.

[0007] Es ist ein Luftförderabsperrventil 13 an einer Ansaugeinlassöffnung angeordnet, welches dazu dient, um ein nicht-kondensiertes Gas, das von einem Kondensator eines Kraftwerks (nicht gezeigt) abgesaugt wird, eintreten zu lassen. There is an air supply shut-off valve 13 arranged at a suction inlet port, which serves to allow a non-condensed gas sucked from a condenser of a power plant (not shown) to enter.

[0008] Eine erste Wälzkolbenvakuumpumpe 1 ist mit dem Luftförderabsperrventil 13 an der Ansaugeinlassöffnung verbunden, wobei mit dieser Wälzkolbenvakuumpumpe 1 das Gas, das vom Luftförderabsperrventil 13 an der Ansaugeinlassöffnung ausgegeben wird, empfangen und komprimiert wird. Die erste Wälzkolbenvakuumpumpe 1 umfasst die folgenden Elemente. A first Roots vacuum pump 1 is connected to the air delivery shut-off valve 13 at the suction inlet port, with this Roots vacuum pump 1 the gas that is output from the air delivery shut-off valve 13 at the suction inlet port is received and compressed. The first Roots vacuum pump 1 comprises the following elements.

[0009] Ein erster Vakuumschlauch ist an dem an der Ansaugeinlassöffnung angeordneten Absperrventil 13 befestigt. Der erste Vakuumschlauch empfängt das Gas durch das an der Ansaugeinlassöffnung angeordnete Absperrventil 13, wonach das Gas in diesem komprimiert wird. A first vacuum hose is attached to the shut-off valve 13 arranged at the suction inlet port. The first vacuum hose receives the gas through the shut-off valve 13 arranged at the suction inlet opening, after which the gas is compressed therein.

[0010] Ein Rohgas-Drucksensor 11 ist auf einer Einlaufseite des ersten Vakuumschlauchs positioniert, um den Gasdruck am Einlass des ersten Vakuumschlauchs festzustellen. A raw gas pressure sensor 11 is positioned on an inlet side of the first vacuum hose to determine the gas pressure at the inlet of the first vacuum hose.

[0011] Mit einer ersten Gasfördervorrichtung 18 wird das Gas durch den ersten Vakuumschlauch gefördert. Die erste Gasfördervorrichtung 18 besteht aus einem ersten frequenzeinstellbaren Motor mit einem variablen Frequenzantrieb (nicht gezeigt). Der erste frequenzeinstellbare Motor ist auf einer Außenseite des ersten Vakuumschlauchs angeordnet. Die Frequenz des frequenzeinstellbaren Motors ist je nach der Anforderung des Systems einstellbar. Die erste Gasfördervorrichtung 18 weist weiter einen Vortriebsmechanismus (wie z.B. Flügelblätter) auf. Mit dem Vortriebsmechanismus wird das Gas innerhalb des ersten Vakuumschlauchs vorangetrieben. Dies ist im Stand der Technik bekannt, sodass auf eine Beschreibung der Einzelheiten verzichtet werden soll. With a first gas delivery device 18, the gas is delivered through the first vacuum hose. The first gas delivery device 18 consists of a first frequency-adjustable motor with a variable frequency drive (not shown). The first adjustable-frequency motor is arranged on an outside of the first vacuum hose. The frequency of the frequency adjustable motor is adjustable depending on the requirements of the system. The first gas delivery device 18 further includes a propulsion mechanism (such as blades). With the propulsion mechanism, the gas is propelled within the first vacuum hose. This is known in the prior art, so that a description of the details will be dispensed with.

[0012] Eine Spiralkühlröhre 7 ist im ersten Vakuumschlauch positioniert. Das Gas wird komprimiert, mit der Spiralkühlröhre 7 abgekühlt und danach ausgestoßen. A spiral cooling tube 7 is positioned in the first vacuum hose. The gas is compressed, cooled with the spiral cooling tube 7, and then discharged.

[0013] Ein Temperatursensor 15 ist auf einer Auslaufseite des ersten Vakuumschlauchs positioniert, um die Temperatur auf der Auslaufseite des ersten Vakuumschlauchs festzustellen. A temperature sensor 15 is positioned on an outlet side of the first vacuum hose to determine the temperature on the outlet side of the first vacuum hose.

[0014] Ein Gasauslasskühler 8 weist eine Einlaufseite auf, die an der Spiralkühlröhre 7 befestigt ist, um das mit der Spiralkühlröhre 7 abgekühlte Gas weiter abzukühlen. A gas outlet cooler 8 has an inlet side which is attached to the spiral cooling tube 7 in order to further cool the gas cooled with the spiral cooling tube 7.

[0015] Das nicht-kondensierte Gas von einem Kraftwerk wird durch das an der Ansaugeinlassöffnung angeordnete Absperrventil 13 in den ersten Vakuumschlauch der ersten Wälzkolbenvakuumpumpe 1 eingelassen. Das Gas wird danach mit der ersten Gasfördervorrichtung 18 gefördert und in der ersten Wälzkolbenvakuumpumpe 18 komprimiert. Während dem Komprimieren wird das zu komprimierende Gas mit der Spiralkühlröhre 7 abgekühlt, wobei das ausgegebene Gas danach mit dem Gasauslasskühler 8 weiter abgekühlt wird. The non-condensed gas from a power plant is let into the first vacuum hose of the first Roots vacuum pump 1 through the shut-off valve 13 arranged at the suction inlet opening. The gas is then conveyed with the first gas conveying device 18 and compressed in the first Roots vacuum pump 18. During the compression, the gas to be compressed is cooled with the spiral cooling tube 7, and the discharged gas is then further cooled with the gas outlet cooler 8.

[0016] Mindestens eine zweite Wälzkolbenvakuumpumpe 2 ist seriell mit einer Ausgangsseite des Gasauslasskühlers 8 verbunden. Die zweite Wälzkolbenvakuumpumpe 2 empfängt das Gas, das die erste Wälzkolbenvakuumpumpe 18 durchlaufen hat, durch den Gasauslasskühler 8 und komprimiert das Gas anschließend. Die zweite Wälzkolbenvakuumpumpe 2 besteht aus den folgenden Elementen. At least one second Roots vacuum pump 2 is connected in series to an output side of the gas outlet cooler 8. The second Roots vacuum pump 2 receives the gas that has passed through the first Roots vacuum pump 18 through the gas outlet cooler 8 and then compresses the gas. The second Roots vacuum pump 2 consists of the following elements.

[0017] Ein zweiter Vakuumschlauch ist am Gasauslasskühler 8 befestigt. Das Gas wird im zweiten Vakuumschlauch komprimiert. A second vacuum hose is attached to the gas outlet cooler 8. The gas is compressed in the second vacuum hose.

[0018] Ein Ausgangsdrucksensor 12 ist an einem Auslass des zweiten Vakuumschlauchs positioniert, um den Gasdruck auf der Auslaufseite des zweiten Vakuumschlauchs festzustellen. An outlet pressure sensor 12 is positioned at an outlet of the second vacuum hose to determine the gas pressure on the outlet side of the second vacuum hose.

[0019] Mit einer zweiten Gasfördervorrichtung 19 wird das Gas im zweiten Vakuumschlauch getrieben. Die zweite Gasfördervorrichtung 19 besteht aus einem zweiten frequenzeinstellbaren Motor mit einem variablen Frequenzantrieb (nicht gezeigt). Der zweite frequenzeinstellbarer Motor ist an einer Außenseite des zweiten Vakuumschlauchs angeordnet. Die Frequenz des frequenzeinstellbaren Motors ist je nach Anforderung des Systems einstellbar. Die zweite Gasfördervorrichtung 19 besteht weiter aus einem zweiten Vortriebsmechanismus (wie z.B. Flügelblätter). Mit dem zweiten Vortriebsmechanismus wird das Gas im zweiten Vakuumschlauch vorangetrieben. Dies ist aus dem Stand der Technik bekannt, sodass auf eine Beschreibung der Einzelheiten verzichtet werden soll. With a second gas delivery device 19, the gas is driven in the second vacuum hose. The second gas delivery device 19 consists of a second frequency-adjustable motor with a variable frequency drive (not shown). The second adjustable-frequency motor is arranged on an outside of the second vacuum hose. The frequency of the frequency-adjustable motor can be set depending on the requirements of the system. The second gas delivery device 19 further consists of a second propulsion mechanism (such as blades). With the second propulsion mechanism, the gas is propelled in the second vacuum hose. This is known from the prior art, so that a description of the details will be dispensed with.

[0020] Eine zweite Spiralkühlröhre 5 ist im zweiten Vakuumschlauch positioniert. Das Gas wird komprimiert, mit der zweiten Spiralkühlröhre 5 abgekühlt und danach ausgestoßen. A second spiral cooling tube 5 is positioned in the second vacuum hose. The gas is compressed, cooled with the second spiral cooling tube 5, and then discharged.

[0021] Ein zweiter Temperatursensor 16 ist an einem Auslass des zweiten Vakuumschlauchs positioniert, um die Temperatur an einem Auslaufende des zweiten Vakuumschlauchs festzustellen. A second temperature sensor 16 is positioned at an outlet of the second vacuum hose to determine the temperature at an outlet end of the second vacuum hose.

[0022] Ein Bypassrohr 17 zur Druckdifferenzeinstellung ist am zweiten Vakuumschlauch befestigt, um die Druckdifferenz im zweiten Vakuumschlauch einzustellen. Mit dem System wird ein Gasförderventil des Bypassrohrs 17 zur Druckdifferenzeinstellung geöffnet oder geschlossen, um die Differenz des Gasdrucks im Vakuumschlauch einzustellen. A bypass tube 17 for adjusting the pressure difference is attached to the second vacuum hose in order to adjust the pressure difference in the second vacuum hose. With the system, a gas delivery valve of the bypass pipe 17 is opened or closed to adjust the pressure difference in order to adjust the difference in the gas pressure in the vacuum hose.

[0023] Ein zweiter Gasauslasskühler 4 weist eine Eingangsseite auf, die mit der Spiralkühlröhre 5 verbunden ist, um das Gas, das von der zweiten Spiralkühlröhre 5 abgegeben wird, weiter abzukühlen. A second gas outlet cooler 4 has an inlet side connected to the spiral cooling tube 5 in order to further cool the gas discharged from the second spiral cooling tube 5.

[0024] Das Gas, das den ersten Gasauslasskühler 8 und die erste Wälzkolbenvakuumpumpe 1 durchlaufen hat, wird weiter zum zweiten Vakuumschlauch der zweiten Wälzkolbenvakuumpumpe 2 befördert. Das Gas wird in der zweiten Wälzkolbenvakuumpumpe mittels der zweiten Gasfördervorrichtung 19 vorangetrieben, in der zweiten Wälzkolbenvakuumpumpe 2 komprimiert und danach mit der zweiten Spiralkühlröhre 5 abgekühlt. Das Gas wird danach zum zweiten Gasauslasskühler 4 weitergeleitet, um dieses weiter abzukühlen. The gas that has passed through the first gas outlet cooler 8 and the first Roots vacuum pump 1 is conveyed on to the second vacuum hose of the second Roots vacuum pump 2. The gas is driven in the second Roots vacuum pump by means of the second gas delivery device 19, compressed in the second Roots vacuum pump 2 and then cooled with the second spiral cooling tube 5. The gas is then passed on to the second gas outlet cooler 4 in order to cool it down further.

[0025] Als letztstufige Vakuumpumpe 3 ist eine Flüssigkeitsringpumpe angeordnet. Diese weist eine Einlaufseite auf, die mit der Auslassseite des Gasauslasskühlers 4 verbunden ist, um das von der zweiten Wälzkolbenvakuumpumpe 2 abgegebene Gas zu empfangen, wobei das Gas danach mit Wasser in der Flüssigkeitsringpumpe komprimiert wird, um eine Mischung aus Gas und Dampf zu erzeugen. Die Flüssigkeitsringpumpe umfasst einen zweiten Temperatursensor 14, der am Einlass der Flüssigkeitsringpumpe positioniert ist, um die Temperatur am Einlass festzustellen. A liquid ring pump is arranged as the last-stage vacuum pump 3. This has an inlet side which is connected to the outlet side of the gas outlet cooler 4 in order to receive the gas emitted by the second Roots vacuum pump 2, the gas then being compressed with water in the liquid ring pump to generate a mixture of gas and steam. The liquid ring pump includes a second temperature sensor 14 positioned at the inlet of the liquid ring pump to determine the temperature at the inlet.

[0026] Ein Dampfabscheider 10 weist einen Einlass auf, der mit der Flüssigkeitsringpumpe verbunden ist. Die Mischung aus Gas und Dampf aus der Flüssigkeitsringpumpe wird in den Dampfabscheider 10 eingelassen, um das Gas vom Dampf abzuscheiden. Der Dampfabscheider 10 beinhaltet einen Temperatursensor 20 auf einer Ausgangsseite des Dampfabscheiders 10, um die Dampftemperatur an der Ausgangsseite des Dampfabscheiders 10 festzustellen. A vapor separator 10 has an inlet connected to the liquid ring pump. The mixture of gas and vapor from the liquid ring pump is admitted into the vapor separator 10 to separate the gas from the vapor. The steam separator 10 includes a temperature sensor 20 on an outlet side of the steam separator 10 in order to detect the steam temperature on the outlet side of the steam separator 10.

[0027] Ein Flüssigkeits-Zirkulationswärmetauscher 9 weist eine Einlassseite auf, die mit der Ausgangsseite 102 des Dampfabscheiders 10 verbunden ist. Eine Auslassseite des Flüssigkeits-Zirkulationswärmetauschers 9 ist mit der Flüssigkeitsringpumpe verbunden Das Wasser, das im Dampfabscheider 10 von der Mischung aus dem Dampf abgeschieden wurde, fließt in den Flüssigkeits-Zirkulationswärmetauscher 9, worin dieses abgekühlt wird, wobei danach das Wasser in die Flüssigkeitsringpumpe zurückfließt. A liquid circulation heat exchanger 9 has an inlet side which is connected to the outlet side 102 of the vapor separator 10. An outlet side of the liquid circulation heat exchanger 9 is connected to the liquid ring pump.The water that has been separated from the mixture of the steam in the vapor separator 10 flows into the liquid circulation heat exchanger 9, in which it is cooled, after which the water flows back into the liquid ring pump.

[0028] Die vorliegende Erfindung beinhaltet außerdem ein Gasförderventil 21, das an einem Umlaufflüssigkeitsansaugende der Flüssigkeitsringpumpe positioniert ist, um den Wasserzulauf aus dem Dampfabscheider 10 zur Flüssigkeitsringpumpe zu regeln. The present invention also includes a gas delivery valve 21 which is positioned at a circulating liquid suction end of the liquid ring pump to regulate the water supply from the vapor separator 10 to the liquid ring pump.

[0029] Die komprimierte Mischung aus Gas und Dampf in der Flüssigkeitsringpumpe wird in den Dampfabscheider 10 eingelassen, um das Gas vom Dampf abzuscheiden. Das abgeschiedene Gas wird über ein oberes Ende des Dampfabscheiders 10 abgelassen. The compressed mixture of gas and vapor in the liquid ring pump is admitted into the vapor separator 10 to separate the gas from the vapor. The separated gas is discharged through an upper end of the vapor separator 10.

[0030] Das mithilfe des Gasauslasskühlers 4 abgekühlte Gas fließt in die Flüssigkeitsringpumpe und wird danach komprimiert und mit diesem eine Mischung aus Gas und Dampf gebildet, wobei die Mischung danach in den Dampfabscheider 10 fließt, um das Gas und den Dampf wieder voneinander abzuscheiden. Das Gas wird oben aus dem Dampfabscheider 10 abgelassen, während der Dampf mit dem Flüssigkeits-Zirkulationswärmetauscher 9 abgekühlt wird und danach in die Flüssigkeitsringpumpe zurückströmt. Wenn das System betätigt oder angehalten werden muss und dieses Fehlfunktionen hat, wird das Gasförderventil 21 der Flüssigkeitsringpumpe geöffnet oder geschlossen, um zu verhindern, dass zu viel zirkulierte Flüssigkeit aus dem Dampfabscheider 10 in die Flüssigkeitsringpumpe fließt, sodass ein Zurückfließen oder Überlaufen des Wassers vermieden werden kann. The gas cooled with the aid of the gas outlet cooler 4 flows into the liquid ring pump and is then compressed and with this a mixture of gas and steam is formed, the mixture then flowing into the vapor separator 10 in order to separate the gas and the vapor from each other again. The gas is discharged from the top of the vapor separator 10, while the vapor is cooled with the liquid circulation heat exchanger 9 and then flows back into the liquid ring pump. If the system has to be operated or stopped and this malfunctions, the gas delivery valve 21 of the liquid ring pump is opened or closed in order to prevent too much circulated liquid from flowing from the vapor separator 10 into the liquid ring pump, so that backflow or overflow of the water are avoided can.

[0031] Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine dreistufige Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Erfindung werden der Ausgangs- und Eingangsdruck und die Temperaturen gemessen, um einen Rückspeisebetrieb durchzuführen und somit die Betriebsleistung des Systems zu fördern. In diesem Betrieb werden die Drücke, die mit dem Drucksensor 11 am Einlass der ersten Wälzkolbenvakuumpumpe 1 gemessen werden, sowie die Drücke auf der Einlaufseite der letztstufigen Flüssigkeitsringpumpe 3, die mit dem Drucksensor 12 auf der Auslassseite der zweiten Wälzkolbenvakuumpumpe gemessen werden, analysiert. Weiter werden die mit dem Temperatursensor 15 in der ersten Wälzkolbenvakuumpumpe 1 und die mit dem Temperatursensor 16 in der zweiten Wälzkolbenvakuumpumpe 2 gemessenen Temperaturen zum Analysieren übertragen. Die Steuersignale werden danach an den ersten frequenzeinstellbaren Motor und an den zweiten frequenzeinstellbaren Motor übertragen, um die Rotationsgeschwindigkeiten des ersten frequenzeinstellbaren Motors und des zweiten frequenzeinstellbaren Motors einzustellen. Daher garantiert das System einen optimalen und sicheren Betrieb. Weiter kann das Gasförderventil des Bypassrohrs 17 zur Druckdifferenzeinstellung der zweiten Wälzkolbenvakuumpumpe 2 mit dem System geöffnet oder geschlossen werden, um die Druckdifferenz im Vakuumschlauch einzustellen. Figures 1 to 3 show a three-stage structure according to the present invention. In the present invention, the outlet and inlet pressures and temperatures are measured in order to perform a regenerative operation and thus improve the operating performance of the system. In this mode, the pressures that are measured with the pressure sensor 11 at the inlet of the first Roots vacuum pump 1 and the pressures on the inlet side of the last-stage liquid ring pump 3 that are measured with the pressure sensor 12 on the outlet side of the second Roots vacuum pump are analyzed. Furthermore, the temperatures measured with the temperature sensor 15 in the first Roots vacuum pump 1 and the temperatures measured with the temperature sensor 16 in the second Roots vacuum pump 2 are transmitted for analysis. The control signals are then transmitted to the first adjustable-frequency motor and the second adjustable-frequency motor to adjust the rotational speeds of the first adjustable-frequency motor and the second adjustable-frequency motor. The system therefore guarantees optimal and safe operation. Furthermore, the gas delivery valve of the bypass pipe 17 can be opened or closed with the system to adjust the pressure difference of the second Roots vacuum pump 2 in order to adjust the pressure difference in the vacuum hose.

[0032] Wenn ein Vakuum im Kondensator eines Kraftwerks beibehalten werden soll, eignet sich eine dreistufige Struktur nach der vorliegenden Erfindung zu diesem Zweck. Auf ähnliche Weise kann für ein Kraftwerk mit einer geringeren Kapazität und mit einer Dampfvakuumpumpe oder einer Zentrifugal-Vakuumpumpe, die ein sehr geringeres Vakuum beibehält oder bei der der Gehalt des Fördergases niedrig ist, ein zweistufiges Vakuumpumpensystem nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden. If a vacuum is to be maintained in the condenser of a power plant, a three-stage structure according to the present invention is suitable for this purpose. Similarly, for a power plant with a smaller capacity and with a vapor vacuum pump or a centrifugal vacuum pump that maintains a very lower vacuum or where the content of the conveying gas is low, a two-stage vacuum pump system according to the present invention can be used.

[0033] Die Vorteile der vorliegenden Erfindung bestehen darin, dass bei der Verwendung einer Wälzkolbenvakuumpumpe (keine Gaskühlwurzelpumpe) in der ersten Stufe sowie weiterer Pumpen, wie beispielsweise Wälzkolbenvakuumpumpen oder anderer Vakuumpumpen, gemäß der vorliegenden Erfindung in den folgenden Stufen der Stromverbrauch im Vergleich mit anderen Wasserringpumpen, Dampfpumpen, Zentrifugalpumpen nach dem Stand der Technik reduziert wird. Daher kann der Stromverbrauch durch die Verwendung der Wälzkolbenvakuumpumpen mit anderen Flüssigkeits-Ringpumpen oder Vakuumpumpen um 20% - 30% im Vergleich mit dem herkömmlichen System gesenkt werden. Außerdem nimmt der Platz, der zum Anordnen der Struktur der vorliegenden Erfindung erforderlich ist, nur einen Viertel der Fläche, die für Wasserringpumpen nach dem Stand der Technik benötigt wird, oder nur 70% der Fläche für andere Kühlwälzkolbenvakuumpumpen nach dem Stand der Technik ein. Das Vakuum für eine mehrstufige und energiesparende Vakuumpumpenanordnung ist hauptsächlich von den Wälzkolbenvakuumpumpen abhängig. Diese werden nur gering durch Temperaturen beeinträchtigt. Da der Rückfluss beim herkömmlichen Vakuumsystem größer ist, kann das Vakuumniveau des Systems weiter gefördert werden, so dass sich die energiesparende Vakuumpumpenanordnung der vorliegenden Erfindung zum Verbessern des Absaugens des Gaskondensats eines Kraftwerks eher eignet. The advantages of the present invention are that when using a Roots vacuum pump (no gas cooling root pump) in the first stage and other pumps, such as Roots vacuum pumps or other vacuum pumps, according to the present invention in the following stages of the power consumption compared with others Water ring pumps, steam pumps, centrifugal pumps according to the prior art is reduced. Therefore, by using the Roots vacuum pumps with other liquid ring pumps or vacuum pumps, the power consumption can be reduced by 20% - 30% compared to the conventional system. In addition, the space required to assemble the structure of the present invention is only a quarter of the area required for prior art water ring pumps, or only 70% the area for other prior art cooling ram vacuum pumps. The vacuum for a multi-stage and energy-saving vacuum pump arrangement is mainly dependent on the Roots vacuum pumps. These are only slightly affected by temperatures. Since the backflow is greater in the conventional vacuum system, the vacuum level of the system can be further promoted, so that the energy-saving vacuum pump arrangement of the present invention is more suitable for improving the evacuation of the gas condensate of a power plant.

[0034] Trotz der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist es offensichtlich, dass dieselbe auf verschiedene Weisen abgeändert werden kann. Solche Variationen sind dann keine Abweichung vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung, wenn sich solche Modifikationen für einen Fachmann auf diesem Gebiet in naheliegender Weise aus dem Offenbarungsgehalt ergeben, sodass diese Modifikationen ebenfalls Gegenstand der Erfindung sind und in den Schutzbereich der angehängten Schutzansprüche fallen. Despite the description of the present invention, it is apparent that the same can be modified in various ways. Such variations are not a departure from the spirit and scope of the present invention if such modifications are obvious to a person skilled in the art from the disclosure content, so that these modifications are also the subject of the invention and fall within the scope of the appended claims.

Claims (7)

1. Mehrstufige und energiesparende Vakuumpumpenanordnung mit einer Wälzkolbenvakuumpumpe in der ersten Stufe, umfassend ein an einer Ansaugeinlassöffnung angeordnetes Absperrventil (13), welches zum Einlass eines nicht-kondensierten Gases dient, das von einem Kondensator eines Kraftwerks abgesaugt wird; eine erste Wälzkolbenvakuumpumpe (1), die mit dem an der Ansaugeinlassöffnung angeordneten Absperrventil (13) kommuniziert, um ein durch das an der Ansaugeinlassöffnung angeordnete Absperrventil (13) eingelassenes Gas aufzunehmen und zu komprimieren; mindestens eine zweite Vakuumpumpe (2), die seriell mit der ersten Wälzkolbenvakuumpumpe verbunden ist, um das in der ersten Wälzkolbenvakuumpumpe (1) vorkomprimierte Gas weiter zu komprimieren, wobei sämtliche zweite Vakuumpumpen seriell verbunden sind, wenn mehr als eine zweite Vakuumpumpe (2) vorhanden ist.1. Multi-stage and energy-saving vacuum pump arrangement with a Roots vacuum pump in the first stage, comprising a shut-off valve (13) which is arranged at a suction inlet opening and is used for the inlet of a non-condensed gas which is sucked off by a condenser of a power plant; a first Roots vacuum pump (1) communicating with the shut-off valve (13) arranged at the suction inlet port for receiving and compressing a gas admitted through the shut-off valve (13) arranged at the suction inlet port; at least one second vacuum pump (2) which is connected in series with the first Roots vacuum pump in order to further compress the gas precompressed in the first Roots vacuum pump (1), all the second vacuum pumps being connected in series if there is more than one second vacuum pump (2) is. 2. Vakuumpumpenanordnung nach Anspruch 1, weiter umfassend eine letztstufige Vakuumpumpe (3), die mit der zweiten Vakuumpumpe (2) verbunden ist, um das von der zweiten Vakuumpumpe (2) ausgestoßene Gas weiter zu komprimieren; und einen Dampfabscheider (10), der mit der letztstufigen Vakuumpumpe (3) verbunden ist, wobei der Dampfabscheider (10) konfiguriert ist, um den Dampf aus einer in der letztstufigen Vakuumpumpe (3) erzeugten Gas-Dampf-Mischung abzuscheiden, wobei das Gas danach ausgestoßen und der Dampf zur letztstufigen Vakuumpumpe (3) zurückgeführt wird.2. The vacuum pump assembly of claim 1, further comprising a last stage vacuum pump (3) connected to the second vacuum pump (2) for further compressing the gas discharged from the second vacuum pump (2); and a vapor separator (10) which is connected to the last-stage vacuum pump (3), the vapor separator (10) being configured to separate the vapor from a gas-vapor mixture generated in the last-stage vacuum pump (3), the gas thereafter ejected and the steam is returned to the last-stage vacuum pump (3). 3. Vakuumpumpenanordnung nach Anspruch 1, wobei als zweite Vakuumpumpe eine Wälzkolbenvakuumpumpe verwendet wird.3. Vacuum pump arrangement according to claim 1, wherein a Roots vacuum pump is used as the second vacuum pump. 4. Vakuumpumpenanordnung nach Anspruch 1, wobei ein Gasventil einer jeden Vakuumpumpe so konfiguriert ist, dass es automatisch regelbar ist.4. Vacuum pump arrangement according to claim 1, wherein a gas valve of each vacuum pump is configured so that it is automatically controllable. 5. Vakuumpumpenanordnung nach Anspruch 3, ferner umfassend eine zweite Gasfördervorrichtung (19) der zweiten vakuumpumpe, bei welcher das Gas in einem zweiten Vakuumschlauch befördert wird, und wobei die zweite Gasfördervorrichtung (19) einen zweiten frequenzeinstellbaren Motor umfasst, wobei der zweite frequenzeinstellbare Motor an einer Außenseite des zweiten Vakuumschlauchs angeordnet ist.5. Vacuum pump arrangement according to claim 3, further comprising a second gas delivery device (19) of the second vacuum pump, in which the gas is delivered in a second vacuum hose, and wherein the second gas delivery device (19) comprises a second adjustable-frequency motor, the second adjustable-frequency motor on an outside of the second vacuum hose is arranged. 6. Vakuumpumpenanordnung nach Anspruch 2, wobei ein Druck am Einlass der ersten Wälzkolbenvakuumpumpe (1) mit einem Drucksensor (11) messbar ist, wobei ein am Einlass der letztstufigen Vakuumpumpe (3), die mit der mindestens einen zweiten Vakuumpumpe (2) verbunden ist, herrschender Druck mit einem Drucksensor (12) messbar ist, der an der Auslassseite der zweiten Vakuumpumpe (2) angeordnet ist, wobei die Temperatur in der ersten Wälzkolbenvakuumpumpe (1) mit einem Temperatursensor (15) und die Temperatur in der zweiten Vakuumpumpe (2) mit einem Temperatursensor (16) messbar und analysierbar sind, wobei die Signale dieser Analyse danach an einen ersten frequenzeinstellbaren Motor der ersten Wälzkolbenvakuumpumpe (1) und an einen zweiten frequenzeinstellbaren Motor der zweiten Vakuumpumpe (2) übertragbar sind, um die Rotationsgeschwindigkeiten des ersten frequenzeinstellbaren Motors und des zweiten frequenzeinstellbaren Motors einzustellen, sodass der Betrieb des Systems optimal und sicher ist.6. Vacuum pump arrangement according to claim 2, wherein a pressure at the inlet of the first Roots vacuum pump (1) can be measured with a pressure sensor (11), one at the inlet of the last-stage vacuum pump (3) which is connected to the at least one second vacuum pump (2) , the prevailing pressure can be measured with a pressure sensor (12) which is arranged on the outlet side of the second vacuum pump (2), the temperature in the first Roots vacuum pump (1) with a temperature sensor (15) and the temperature in the second vacuum pump (2 ) can be measured and analyzed with a temperature sensor (16), the signals of this analysis then being transferable to a first frequency-adjustable motor of the first Roots vacuum pump (1) and to a second frequency-adjustable motor of the second vacuum pump (2) in order to determine the rotational speeds of the first frequency-adjustable Motor and the second frequency-adjustable motor, so that the operation of the system optimally and safely r is. 7. Vakuumpumpenanordnung nach Ansprüch 3, wobei die zweite Vakuumpumpe (2) weiter einen zweiten Vakuumschlauch umfasst, wobei ein Gasförderventil eines Bypassrohrs (17) zur Druckdifferenzeinstellung der zweiten Wälzkolbenvakuumpumpe (2) geöffnet oder geschlossen werden kann, um eine Druckdifferenz im zweiten Vakuumschlauch einzustellen.7. Vacuum pump arrangement according to claim 3, wherein the second vacuum pump (2) further comprises a second vacuum hose, wherein a gas delivery valve of a bypass pipe (17) for setting the pressure difference of the second Roots vacuum pump (2) can be opened or closed in order to set a pressure difference in the second vacuum hose.
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