DD215146A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR STEAM / WATER HEAT TRANSFORMER STATIONS - Google Patents

CIRCUIT ARRANGEMENT FOR STEAM / WATER HEAT TRANSFORMER STATIONS Download PDF

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DD215146A1
DD215146A1 DD25063883A DD25063883A DD215146A1 DD 215146 A1 DD215146 A1 DD 215146A1 DD 25063883 A DD25063883 A DD 25063883A DD 25063883 A DD25063883 A DD 25063883A DD 215146 A1 DD215146 A1 DD 215146A1
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condensate
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heat transfer
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DD25063883A
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Edgar Hornuff
Johannes Mager
Roman Mueller
Christian Philipp
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Zittau Ing Hochschule
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung fuer Dampf/Wasser-Waermeumformerstationen, in denen die Waermeuebertragung zwischen Dampf als Waermetraeger und Wasser als Heizmedium erfolgt, wobei das entstehende Kondensat im offenen oder geschlossenen System zurueckgefuehrt wird. Die Anordnung ist so gestaltet, dass durch eine erfindungsgemaesse Fuehrung der Kondensatleitung in der Ruecklaufleitung eine geforderte Kondensat-Rueckspeise-Temperatur auch im Auslegungsfall des Kondensators eingehalten wird ohne einen konventionellen Kondensatkuehler zu nutzen. Durch die vorgeschlagene Anordnung ist eine grosse Variierbarkeit der Kuehlleistung moeglich, so dass durch eine optimale Anpassung an das jeweilige Projekt bedeutende Materialeinsparungen moeglich sind. Die nach dem Baukastensystem aufgebauten Elemente koennen auch zur Warmwasserbereitung verwendet werden.The invention relates to a circuit arrangement for steam / water Waermeumformerstationen in which the heat transfer between steam as a heat carrier and water as the heating medium, wherein the resulting condensate is returned in open or closed system. The arrangement is designed so that a required condensate Rueckspeise temperature is maintained even in the design case of the condenser by an inventive leadership of the condensate line in the return line without using a conventional condensate cooler. The proposed arrangement a large variability of Kuehlleistung is possible, so that by optimally adapting to the particular project significant material savings are possible. The modular elements can also be used for hot water preparation.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Schaltungsanordnung für Dampf/Wasser-WärmeumformerStationenCircuit arrangement for steam / water heat exchanger stations

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Dampf/ Wasser-Wärmeumformerstationen, in denen die Wärmeübertragung zwischen Dampf als Wärmeträger und Wasser als Heizmedium erfolgt, wobei das entstehende Kondensat im offenen oder geschlossenen System zurückgespeist wird.The invention relates to a circuit arrangement for steam / water Wärmeumformerstationen in which the heat transfer between steam as a heat transfer medium and water as a heating medium, wherein the resulting condensate is fed back in the open or closed system.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die bekannten Dampf/Wasser-Umformerstationen bestehen auf der Dampf/Kondensat-(Primär-)Seite aus dem dampfbeheizten Wärmeübertrager/Kondensator/ und einem ihm nachgeschalteten Kondensatkühler, dem Kondensatregler, Kondensatableiter sowie einem offenen bzw. geschlossenen Kondensatrückspeisesystem. Dabei wird unter offenen Systemen eine Kondensatabführung verstanden, bei der das Kondensat mit der Atmosphäre in Verbindung kommt, wäh- : rend bei geschlossenen Systemen das Kondensat nicht mit der.Atmosphäre in Verbindung kommt und meist durch den Dampfdruck selbst zur Dampferzeugeranlage zurückgefördert wird. Im Auslegungsfall verläßt das Kondensat den dampfbeheizten Kondensator mit einer Temperatur, die zwischen 100 0C und der Sattdamp.ftemperatur des Heizdampfes liegt. Dem Kondensator muß ein Kondensatkühler nachgeschaltet werden, da die Kondensattempe-The known steam / water converter stations consist on the steam / condensate (primary) side of the steam-heated heat exchanger / condenser / and a downstream condensate cooler, the condensate regulator, steam traps and an open or closed condensate return system. Open systems are understood to mean condensate removal in which the condensate comes into contact with the atmosphere, while in closed systems the condensate does not come into contact with the atmosphere and is usually conveyed back to the steam generator system by the vapor pressure. In the design case, the condensate leaves the steam-heated condenser at a temperature which is between 100 0 C and the Sattdamp.ftemperatur of the heating steam. The condenser must be followed by a condensate cooler as the condensate

-SMAI1983*08783i-SMAI1983 * 08783i

ratur des zurückgespeisten Kondensates einen zulässigen Höchstwert, der vom Betreiber der Dampferzeugeranlage festgelegt wird und erfahrungsgemäß ca. 80 0C beträgt, nicht überschritten werden darf. Der Kondensatnachkühler stellt als Wärmeübertrager in bekannter Bauart ein Druckgefäß dar und ist sehr materialintensiv, während auf Grund des geringen Kondensatmassenstroms sein Wirkungsgrad re-e lativ gering ist.temperature of the recycled condensate, a permissible maximum value, which is set by the operator of the steam generator plant and experience is about 80 0 C, may not be exceeded. The Kondensatnachkühler provides a heat exchanger in a known design a pressure vessel, and is very material-intensive, while due to the low condensate mass flow its efficiency re- e tively low.

Diese Dampf/Wasser-Umformerstationen genügen insbesondere wegen ihres hohen Ausrüstungsaufwandes mit Kondensator und Kondensatkühler nicht den Erfordernissen des wissenschaftlich-technischen Fortschritts.These steam / water converter stations do not meet the requirements of scientific and technical progress, in particular because of their high equipment costs with condenser and condensate cooler.

Durch ein DD-Patent wird eine Lösung des Problems durch eine Schaltungsanordnung für Dampf/Wasser-Umformerstationen dargestellt, ist aber nur für Systeme mit gleicher Wasserqualität i'm Primär- und Sekundärnetz anwendbar.By a DD patent, a solution to the problem by a circuit arrangement for steam / water converter stations is shown, but is applicable only for systems with the same water quality i'm primary and secondary network.

Für Systeme mit unterschiedlicher Wasserqualität zwischen Primär- und Sekundärnetz, die am häufigsten anzutreffende Form, gibt es keine Möglichkeit des Betreibens von Kondensatoren ohne Kondensatkühler.For systems of different water quality between the primary and secondary networks, the most common form, there is no possibility of operating condensers without a condensate cooler.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, in Heizwasserkreisläufen, die ihre Wärme über Heizdampf beziehen und bei denen im Primär- und Sekundärnetz Medien unterschiedlicher Wasserqualität strömen, eine erhebliche Minderung des Anlagenaufwandes zu erreichen.The invention has the goal in heating water circuits, which relate their heat via heating steam and in which flow in the primary and secondary network media of different water quality, to achieve a significant reduction in investment costs.

Darstellung des Wesens der ErfindungPresentation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, mit deren Hilfe der Betrieb von Kondensatoren ohne Kondensatkühler im Sinne von Druckgefäßen möglich ist, wobei im Primärnetz und im Sekundärnetz Medien unterschiedlicher Wasserqualität strömen und die Kondensatrückspeisung im offenen oder geschlossenen System erfolgt.The object of the invention is to develop a circuit arrangement by means of which the operation of capacitors without condensate cooler in the sense of pressure vessels is possible, flow in the primary network and the secondary network media of different water quality and the condensate return takes place in the open or closed system.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kondensatleitung unmittelbar nach dem Kondensator in der Rücklaufleitung des Sekundärnetzes derart geführt wird, daß das Kondensat in der Kondensatleitung nach Austritt der Kondensatleitüng ausThis object is achieved in that the condensate line is guided immediately after the condenser in the return line of the secondary network such that the condensate in the condensate line after exiting the Kondensatleitüng

der Rücklauf leitung die geforderte Gr enz temperatur von ca. 80 . C. nicht überschreitet. Das verwendete Wirkungsprinzip ist allgemein bekannt. Jeder Oberflächenwärmeübertrager besteht aus einem System von Führungslementen zum Führen eines Medienstromes in, einem anderen Medienstrom. Die für die Heizungstechnik bekannten und angewendeten Wärmeübertrager stellen Druckgefälle dar, die entsprechend materialintensiv und damit teuer sind.' Auch ist die Führung einer Rohrleitung in einer anderen Rohrleitung zum Zwecke der Wärmeübertragung an sich bekannt, doch wurde sie mit der erfindungsgemäßen Lösung erstmals auf die Gestaltung von Heiznetzen angewendet. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wurde eine Schaltungsanordnung nach an sich bekannter Art für die Problemlösung der Temperatur— Senkung der "Kondensattemperatur verwendet, die in der Wärmeversorgung sowie bei Schaltungsanordnungen in diesem Sinne vollkommen untypisch ist.the return line is the required grate temperature of approx. 80. C. does not exceed. The principle of action used is well known. Each surface heat exchanger consists of a system of guide elements for guiding a flow of media in another media stream. The heat exchangers known and used for heating technology represent pressure gradients that are correspondingly material-intensive and therefore expensive. ' Also, the leadership of a pipeline in another pipeline for the purpose of heat transfer is known per se, but it was first applied to the design of heating networks with the inventive solution. The inventive arrangement, a circuit arrangement was used in a conventional manner for solving the problem of temperature reduction of the "condensate temperature, which is completely atypical in the heat supply and in circuit arrangements in this sense.

Zum Zwecke der höheren Effektivität wird die Kondensatleitung in Spiralform in der Rücklaufleitung geführt, wobei die Kondensatleitung zum Zwecke einer einfachen Montage und einer universellen Einsatzbreite aus vorgefertigten Elementen nach einem Baukastensystem bestehen sollte. So kann jede beliebige Wärmeübertragerfläche undFor the purpose of greater effectiveness, the condensate line is guided in a spiral shape in the return line, the condensate line should consist of a modular system for the purpose of easy installation and a universal application width of prefabricated elements. So can any heat transfer surface and

r r

damit auch Wärmeübertragerleistung realisiert werden. Diese so gefertigten Wärmeübertrager stellen im Sinne der Technischen Überwachung keine Druckgefäße bzw. dickwandige Apparate dar und sind bedeutend kostengünstiger als konventionelle Wärmeübertrager, da sie ein sehr günstiges Leistungs/Masse-Verhältnis besitzen.so that heat exchanger performance can be realized. These heat exchangers manufactured in this way do not constitute pressure vessels or thick-walled apparatus in the sense of technical monitoring and are significantly less expensive than conventional heat exchangers, since they have a very favorable power / mass ratio.

Ein weiterer bedeutender Vorteil besteht in der raumsparenden Verlegung der Kondensatleitung und damit der Wärmeübertragerfläche in der Rücklaufleitung. Es können problemlos Nachrüstungen bestehender Wärmeübertragerstationen mit dieser Kühlung erfolgen, ohne wie nach bisheriger Methode Platz für einen Wärmeübertrager bereitstellen zu müssen, da lediglich die bestehende Rücklaufleitung versetzt und etwas erweitert zu werden braucht.Another significant advantage is the space-saving installation of the condensate line and thus the heat exchanger surface in the return line. It can easily be retrofitted existing heat exchanger stations with this cooling, without having to provide space for a heat exchanger as in the previous method, since only the existing return line needs to be offset and slightly expanded.

Die Materialeinsparung beträgt gegenüber der bisher verwendeten Kondensatkühlung mit Kondensatkühler im Sinne von Druckgefäßen bis zu 75 %.The material savings compared to the previously used condensate cooling with condensate cooler in the sense of pressure vessels up to 75%.

Das Kondensatabflußregelventil kann vor, aber auch nach der Führung der Kondensatleitung in der Rücklaufleitung in der Kondensatleitung angeordnet sein.The condensate drain control valve may be arranged before, but also after the passage of the condensate line in the return line in the condensate line.

Diese Anordnung der nach einem Baukastensystem verlegten Wendelröhren kann auch zur Warmwasserbereitung verwendet werden.This arrangement of laid according to a modular system helical tubes can also be used for hot water.

• ·• ·

Ausführungsbeispiel - Exemplary embodiment

An einem Ausführungsbeispiel soll die Anordnung näher erläutert * werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigtIn one embodiment, the arrangement will be explained in more detail *. In the accompanying drawing shows

Figur 1: Schaltungsanordnung bei Dampf/Wass er-Wärmeumf ormer Stationen Die Kondensatleitung 1 wird unmittelbar nach Verlassen des Kondensators 2 gemäß Figur 1 in der Rücklaufleitung 3 geführt. Dabei ist die Kondensatleitung 1 im Bereich der Führung in der Rücklaufleitung 3, also im Bereich der Wärmeübertragung, derart gestaltet, daß sie in diesem Bereich aus zwei Wendelröhren mit gleichem Windradius besteht, die gemäß Figur 4 axial versetzt in Leitung 3 angebracht sind.FIG. 1: Circuit arrangement in the case of steam / water heat exchangers Stations The condensate line 1 is guided in the return line 3 immediately after leaving the condenser 2 according to FIG. In this case, the condensate line 1 in the region of the guide in the return line 3, ie in the region of heat transfer, designed such that it consists in this area of two helical tubes with the same wind radius, which are mounted axially offset in line 3 in FIG.

An den geraden Anschlußstutzen der Wendelröhren sind bei Kupferrohren Stahlanschlußstücke 6 befestigt. Diese Elemente sind nach einem Baukastensystem vorgefertigte Teile und können vorn Anwender selbst nach der in Figur 7 dargestellten Weise montiert werden. Es müssen dabei ,soviel Wendelröhrenelemente in Leitung 3 untergebracht werden, wie zur Abkühlung der Kondensattemperatur bei Auslegungslast des Kondensators nötig sind, wobei es egal ist, ob die Wendelröhrenelemente parallel oder in Reihe geschaltet sind.At the straight connection piece of helical tubes steel fittings 6 are attached to copper pipes. These elements are prefabricated parts according to a modular system and can be mounted by the user himself according to the manner shown in FIG. It must thereby be housed as much helical tube elements in line 3, as are necessary for cooling the condensate temperature at design load of the capacitor, it does not matter whether the helical tube elements are connected in parallel or in series.

Bei offenen Systemen sollte das Kondensatabflußregelventil 7 nach Austritt der Kondensatleitung 1 aus der Rücklaufleitung 3, bei geschlossenen Systemen wird das Kondensatabflußregelventil 7 vorzugsweise unmittelbar nach dem Kondensator angeordnet sein.In open systems, the condensate drainage control valve 7 should after leaving the condensate line 1 from the return line 3, in closed systems, the condensate drain control valve 7 is preferably located immediately after the condenser.

Claims (8)

Erfindungsanspruchinvention claim 1. Anordnung zur Kühlung des Kondensates aus dampfbeheizten Wärmeübertragern in Heiznetzen, vorzugsweise der Wärmeversorgung, wobei das Primärnetz und das Sekundärnetz durch die teilweise Führung der Kondensatleitung in der Rücklaufleitung miteinander verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatleitung (1) einen bedeutend geringeren Durchmesser besitzt als die Rücklaufleitung (3) und die Leitung (1) nach Verlassen des Wärmeübertragers (·2) derart in Leitung (3) geführt ist. daß sie in einem relativ kurzen Rohrelement der Leitung (3) eine große Wärmeübertragerfläche besitzt, wobei sie vorzugsweise in Spiralform in Leitung (3) geführt ist. ,-.^1. Arrangement for cooling the condensate from steam-heated heat exchangers in heating networks, preferably the heat supply, wherein the primary network and the secondary network is interconnected by the partial guidance of the condensate line in the return line, characterized in that the condensate line (1) has a significantly smaller diameter as the return line (3) and the line (1) after leaving the heat exchanger (· 2) in such a way in line (3) is guided. that it has a large heat exchanger surface in a relatively short tube element of the line (3), wherein it is preferably guided in a spiral shape in line (3). -. ^ 2. Anordnung gemäß Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (1) im Bereich der Wärmeübertragung aus einem oder mehreren parallel geschalteten Wendelröhren besteht.2. Arrangement according to item 1, characterized in that the line (1) in the field of heat transfer from one or more parallel-connected helical tubes. 3. Anordnung gemäß Punkt 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (1) im Bereich der Wärmeübertragung einen Windedurchmesser besitzt, der entlang der Leitung (2) unterschiedlich gestaltet ist.3. Arrangement according to item 1 to 2, characterized in that the line (1) has a wind diameter in the region of the heat transfer, which is designed differently along the line (2). 4. Anordnung gemäß Punkt 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (1) im Bereich der Wärmeübertragung aus mehreren aber mindestens zwei Wendelröhren besteht, die einen gleichen Winderadius besitzen aber axial versetzt in Leitung (3) angebracht sind.4. Arrangement according to item 1 to 2, characterized in that the line (1) in the heat transfer from several but at least two spiral tubes, which have a same Winderadius but axially offset in line (3) are mounted. 1983*0878341983 * 087 834 5. Anordnung gemäß Punkt 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (1) im Bereich der Wärmeübertragung aus mehreren aber
mindestens zwei Wendelröhren besteht, die einen unterschiedlichen Windedurchmesser besitzen.
5. Arrangement according to item 1 to 2, characterized in that the line (1) in the field of heat transfer from several but
at least two helical tubes exist, which have a different diameter wind.
6. Anordnung gemäß Punkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (1) im Bereich der Wärmeübertragung aus Glattrohr und/ oder profiliertem Rohr besteht.6. Arrangement according to item 1 to 5, characterized in that the line (1) in the heat transfer from smooth tube and / or profiled tube. 7. Anordnung gemäß Punkt 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (1) im Bereich der Wärmeübertragung aus vorgefertigten Elementen besteht.7. Arrangement according to item 1 to 6, characterized in that the line (1) in the field of heat transfer consists of prefabricated elements. 8. Anordnung gemäß Punkt 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Leitung (3) im Bereich der Führung der Leitung (1) derart erweitert ist, daß der freie Strömungsquerschnitt
von Leitung (3) in diesem Bereich ungefähr dem freien Strömungsquerschnitt der Leitung (3) ohne Einbau von Leitung (1) entspricht.
8. Arrangement according to item 1 to 7, characterized in that the diameter of the conduit (3) in the region of the guide of the conduit (1) is extended such that the free flow cross-section
of line (3) in this area corresponds approximately to the free flow cross section of the line (3) without installation of line (1).
ffierzu„JL$eiten ZeichnungenOpen to drawings -5MA11983*087834-5MA11983 * 087834
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