DD292961A5

DD292961A5 - APPARATUS FOR THE CONDENSATION OF EVAPORATIVE

Info

Publication number: DD292961A5
Application number: DD33900790A
Authority: DD
Inventors: Adolf Eckert; Uwe Mielke
Original assignee: Veb Kombinat Kraftwerksanlagenbau,De
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1991-08-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kondensation von Abdampf, der in waermeerzeugenden und waermeverbrauchenden Anlagen anfaellt. In einem Abdampfrohr zwischengeschalteten geschlossenen zylindrischen Gefaesz ist durch eine obere OEffnung ein von einem Kuehlmedium durchstroemtes Rohrbuendel eingehaengt, eingehuellt von einem zylindrischen Mantel mit Austrittsoeffnung, getragen von einer Ringscheibe, die den Gefaeszraum in eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer trennt. Fig. 1{Kondensation; Abdampf; geschlossenes zylindrisches Gefaesz; Kraftwerk; waermeverbrauchende Anlage; waermeerzeugende Anlage}The invention relates to a device for the condensation of exhaust steam, anfaellt in heat generating and heat-consuming systems. In an exhaust pipe interposed closed cylindrical Gefaesz is eingeschnemengt by a top opening a perforated by a cooling medium Rohrbuendel, enclosed by a cylindrical jacket with exit opening, supported by an annular disc which separates the Gefaeszraum in an inlet chamber and an outlet chamber. Fig. 1 {condensation; exhaust steam; closed cylindrical vessel; Power plant; heat-using plant; heat generating plant}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kondensation von Abdampf, der in wärmeerzeugenden, insbesondere Wärmekraftwerken, und in wärmeverbrauchenden Anlagen anfällt.The invention relates to a device for the condensation of exhaust steam, which is obtained in heat-generating, in particular thermal power plants, and in heat-consuming systems.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

In dor DE-PS 3803197 ist eine von einem Kühlmedium durchströmte Kondensationsfläche vorgegeben, die in einem gesonderten Raum untergebracht ist, in den der Abdampf horizontal einströmt und das Kondensat des kondensierten Abdampfes unten abströmt. Das Kondensat ist so weit angestaut, daß es zu dem den Kondensationsraum umgebenden Ringraum einen Wasserverschluß bildet, der den Kondensationsraum von der im äußeren Ringraum anstehenden Umgebungsluft trennt. Nachteilig an dieser Lösung ist, daß die Höhe des Wasserverschlusses von der Höhendifferenz zwischen dem Überlaufstandrohr und der Stirnseite des den Kondensationsraum umgebenden Mantels bestimmt wird. Die gleiche Höhe des Wasserstandes im Kondensationsraum und im Kondensatabflußgefäß setzt im Kondensationsraum einen Dampfdruck, der gleich dem Umgebungsdruck ist, voraus, bei einer Dampftemperatur von 100⁰C. Dabei müssen das bei diesem Druck vorhandene Kondensationsvermögen der Kondensationsfläche, das von der Flächengröße, dem Kühlmitteldurchsatz und der Kühlmitteltemperatur abhängt, mit dem zuströmenden Dampfmengenstrom übereinstimmen. Bei Verringerung des Dampfmengenstromes und/oder der Kühlmitteltemperatur und/oder Erhöhung des Kühlmitteldurchsatzes fällt der Druck des Dampfes unter den Umgebungsdruck. Gleichzeitig steigt der Kondensatabstand im Kondensationsraum bei fallendem Kondensatstand im äußeren Ringraum und im Kondensatabflußgefäß. Bei schnellem Druckabfall reicht das anfallende Dampfkondensat nicht aus, den Übertritt von Luft aus dem äußeren Ringraum in den Kondensationsraum zu verhindern. Aber auch bei allmählichem Druckabfall, sofern der Unterdruck bis zu den Absperrarmaturen der Zuflüsse zum Entspannungsgefäß reicht, dringt Luft über die Spindeldurchführungen der Armaturen ein. Geringe Luftanteile im Dampf verringern den Wärmeübergang um 1 bis 2 Größenordnungen. Damit steigt der Druck im Kondensationsraum wieder an, verdrängt das Kondensat über den äußeren Ringraum in das Abflußgefäß und bewirkt ein Durchschlagen des Dampfes durch die Kondensatvorlage bis in den Dampfnotauslaß. Das trifft auch ein bei einer Erhöhung des zuströmenden Dampfes oder bei Verringerung des Kühlmitteldurchsatzes.In dor DE-PS 3803197 a flowed through by a cooling medium condensation surface is given, which is housed in a separate room in which the exhaust steam flows in horizontally and the condensate of the condensed exhaust steam flows down. The condensate is so far pent up that it forms a water seal to the surrounding the condensation space annulus, which separates the condensation space of the pending in the outer annulus ambient air. A disadvantage of this solution is that the height of the water seal is determined by the height difference between the overflow standpipe and the end face of the jacket surrounding the condensation chamber. The same level of water level in the condensation chamber and in the condensate drain tank is in the condensation space a vapor pressure equal to the ambient pressure, advance, at a steam temperature of 100 ⁰ C. Here, the present at this pressure condensation capacity of the condensation surface, the area of the size, the coolant throughput and the coolant temperature depends on the incoming steam flow rate. When reducing the vapor flow rate and / or the coolant temperature and / or increasing the coolant flow rate, the pressure of the vapor falls below the ambient pressure. At the same time, the condensate distance in the condensation chamber increases with decreasing condensate level in the outer annulus and in the condensate drainage vessel. With rapid pressure drop, the resulting steam condensate is not sufficient to prevent the passage of air from the outer annulus into the condensation space. But even with gradual pressure drop, if the negative pressure reaches to the shut-off valves of the tributaries to the expansion vessel, air penetrates through the spindle penetrations of the valves. Low levels of air in the steam reduce the heat transfer by 1 to 2 orders of magnitude. Thus, the pressure in the condensation chamber increases again, displaces the condensate over the outer annulus in the drain tank and causes a penetration of the steam through the condensate template into the Dampfnotauslaß. This also applies to an increase in the incoming steam or a reduction in the coolant throughput.

Das Durchschlagen von Dampf durch untorkühltos Kondensat führt am Beginn dos Vorganges zur Kondensation cos Dampfos undzu Wassorsehlägon. Auch das vom Dampf mitgerissene Kondensat verursacht stoßartlgo Kräfte auf die Gofäßwandung und den Inneren Mantel. Diese geringe Anpassungsfähigkeit an wechselnde Betriebsbedingungen Ist ein wesentlicher Nachtoil dieser Lösung.The penetration of steam through untorkühltos condensate leads at the beginning of the process for the condensation cos Dampfos and Wassorsehlägon. Also, the condensate entrained by the steam causes stoßartlgo forces on the Gofäßwandung and the inner mantle. This low adaptability to changing operating conditions is an essential part of this solution.

RIn weiterer Nachteil besteht darin, daß die Kondensationsfläche mit einem herkömmlichen Rohrbündel nicht realisierbar ist und eine Sonderkonstruktion erfordert. Das Abclichton defekter Rohre der Kondonsatlonsfiächö ist aufwendig.RIn further disadvantage is that the condensation surface with a conventional tube bundle is not feasible and requires a special construction. The Abclichton defective tubes of Kondonsatlonsfiächö is consuming.

Ziel Jer ErfindungGoal Jer invention

Ziel der Erfindung Ist es, eine Vorrichtung zur Kondensation von Abdampf durch Entspannung in einem geschlossenen zylindrischen Gefäß zu schaffen, bei der eine Vermischung der über das Abdampfrohr in das Gefäß eingoströmten Luft mit dom Entspannungsdumpf verhindert wird und hierfür ein Wasserverschluß vermieden wird.OBJECT OF THE INVENTION It is to provide a device for condensation of exhaust steam by relaxation in a closed cylindrical vessel, in which a mixing of the air which has flowed into the vessel via the exhaust steam tube is prevented by means of expansion dulling and for this purpose a water closure is avoided.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kondensation von Abdampf zu schaffen, bei der sich die über das Abdampfrohr in das zur Entspannung vorgesehene geschlossene zylindrische Gefäß eingeströmte Luft mit dem Entspannungsdampf, auch bei veränderlichem Abdampfstrom, nicht mischt ohne Einsatz eines Wasserverschlusses. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zur Kondensation von Abdampf, der in wärmeerzeugenden und wärmeverbrauchenden Anlagen durch Zuführung anfallender Kondensate mit einer Temperatur > 100⁰C infolge Entspannung in einem geschlossenen zylindrischen Gefäß, das über ein Abdampfrohr mit der Atmosphäre verbunden ist, entsteht, ausgeführt wird, bei der in einem im Abdampfrohr zwischengeschalteten geschlossenen zylindrischen Gefäß durch eine obere Öffnung, besteht aus einem Stutzen, ein an sich bekanntes, von einem Kühlmedium durchströmtes Rohrbündel in das geschlossene zylindrische Gefäß eingehängt und am Stutzen angeflanscht ist, von einem inneren Mantel eingehüllt ist, der außen von einer Ringscheibe getragen ν ird, die an der Wand des geschlossenen zylindrischen Gefäßes befestigt ist und den Gefäßraum an dieser Stelle in eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer trennt und einer ringförmigen Öffnung, die den Zutritt des Abdampfes an die Kondensationsfläche des Rohrbündels im Innenraum des Inneren Mantels nur von oben sowie den Zutritt der Luft über eine Austrittsöffnung des inneren Mantels nur von unten gestattet. Erfindungsgemäß erfolgt die Einströmung des Abdampfes in den Innenraum des inneren Mantels mit geringem Druckverlust und über dem Umfang gleichmäßig verteilt über die ringförmige Öffnung. _i Erfindungsgemäß ist im inneren Mantel eine Austrittsöffnung angeordnet.The invention has for its object to provide an apparatus for the condensation of exhaust steam, in which the over the exhaust steam pipe provided for relaxation closed cylindrical vessel air with the expansion steam, even with variable Abdampfstrom, does not mix without the use of a water seal. According to the invention the object is achieved in that a device for the condensation of exhaust steam, in heat-generating and heat-consuming systems by supplying accumulating condensates having a temperature> 100 ⁰ C due to relaxation in a closed cylindrical vessel which is connected via an exhaust steam pipe to the atmosphere, arises, is carried out at the interposed in the exhaust pipe closed cylindrical vessel through an upper opening, consists of a nozzle, a per se known, flowed through by a cooling tube bundle mounted in the closed cylindrical vessel and flanged to the neck of an inner Enclosed is sheath which is supported on the outside by an annular disc which is attached to the wall of the closed cylindrical vessel and separates the vessel space at this point into an inlet chamber and an outlet chamber and an annular opening which allows access to the annular space Abdampfes allowed to the condensation surface of the tube bundle in the interior of the inner shell only from above and the access of air through an outlet opening of the inner shell only from below. According to the invention, the inflow of the exhaust steam into the interior of the inner shell with low pressure loss and over the circumference is uniformly distributed over the annular opening. _{According to the} invention, an outlet opening is arranged in the inner jacket.

Ein Austrittsstutzen für den Anschluß des Abdampfrohres ist erfindungsgemäß, bezogen auf die Austrittsöffnung des inneren Mantels, höher angeordnet. Über dem unteren Boden des geschlossenen zylindrischen Gefäßes ist erfindungsgemäß ein Einlauftrichter eines Kondensatabflußrohres angeordnet.An outlet nozzle for the connection of the exhaust steam pipe according to the invention, based on the outlet opening of the inner shell, arranged higher. Above the lower bottom of the closed cylindrical vessel, an inlet funnel of a condensate drainage pipe is arranged according to the invention.

Erfindungsgemäß erfolgt die Anpassung des Wärmeflusses durch die Kondensationsfläche des Rohrbündels an einen "veränderlichen Abdampfstrom durch eine selbsttätige, unterschiedlich hohe Abdeckung der Kondensationsfläche des Rohrbündels von unten mittels aus der Umgebung über dis Abdampfrohr ein- bzw. ausströmender Luft. Die an das Kühlmedium übertragene Wärme des Abdampfes wird erfindungs.^, "laß in einem Wärmekreisprozeß oder als Heizwärme genutzt. Der unter Atmosphärendruck stehende Abdampf gelangt über den Eintrittsstutzen, die Eintrittskammer und die ringförmige Öffnung in den Innenraum des inneren Mantels und kondensiert an der Kondensationsfläche des Rohrbündels. Als Kühlmedium strömt vorzugsweise Kondensat oder Heiznetzwasser mit einer Temperatur < 100⁰C durch das Rohrbündel und ist für den stationären Betrieb so eingestellt, daß für die Kondensation des Abdampfes 60-70% der Kondensationsfläche im oberen Bereich des Rohrbündels benötigt werden. In diesem Teil des Innenraumes des inneren Mantels befindet sich reiner Dampf mit nach unten gerichteter, bis auf den Wert Null abnehmender Strömung. Der folgende untere Teil des Innenraumes des inneren Mantels mit dem Rest der Kondensationsfläche enthält in einer dünnen Schicht ein Gemisch von Dampf und Luft und danach folgend nur Luft, die mit Feuchtigkeit gesättigt ist. Die Luft und auch das niederströmende Abdampfkondensat kühlen sich an den Rohren des Rohrbündels ab.According to the invention, the adaptation of the heat flow through the condensation surface of the tube bundle to a variable flow through an automatic, differently high coverage of the condensation surface of the tube bundle from below by means of from the environment via dis Abdampfrohr incoming or outflowing air transferred to the cooling medium heat of Abdampfes fiction. ^, "Let in a heat cycle process or used as heating heat. The atmospheric pressure exhaust steam passes through the inlet port, the inlet chamber and the annular opening in the interior of the inner shell and condenses on the condensation surface of the tube bundle. As a cooling medium preferably condensate or Heiznetzwasser flows with a temperature <100 ⁰ C through the tube bundle and is set for stationary operation so that 60-70% of the condensation surface in the upper region of the tube bundle are required for the condensation of the exhaust steam. In this part of the interior of the inner shell is pure vapor with downwardly directed, down to zero value decreasing flow. The following lower part of the interior of the inner shell with the remainder of the condensation surface contains in a thin layer a mixture of steam and air and subsequently only air which is saturated with moisture. The air and also the low-boiling exhaust steam condensate cool on the tubes of the tube bundle.

3ei vergrößertem Abdampfstrom verschiebt sich die Zone, die das Gemisch aus Dampf und Luft enthält, nach unten und gibt einen größeren Anteil der Kondensationsfläche für die Kondensation des Abdampfes frei. Eine Verringerung des Abdampfstromes bewirkt ein Ansteigen dieser Gemischzone nach oben mit erhöhter Abdeckung der Kondensationsfläche des Rohrbündels mit Luft. Bei instationären Betriebszuständen, in denen sich der Abdampfanfall erhöht oder bei einer Verringerung des Kühlmediumstromes ist ein Teil des Abdampfstromes nicht kondensierbar und gelangt über das Abdampfrohr in die Atmosphäre. Dabei wird der aus der Austrittsöffnung des inneren Mantels nach unten austretende Abdampf in der Austrittskammer nach oben umgelenkt und scheidet dabei das mitgeführte Abdampfkondensat ab.In the case of an increased exhaust steam flow, the zone containing the mixture of steam and air shifts downward and releases a larger proportion of the condensation surface for the condensation of the exhaust steam. A reduction of the exhaust steam causes an increase of this mixture zone up with increased coverage of the condensation surface of the tube bundle with air. In transient operating conditions in which the Abdampfanfall increases or at a reduction of the cooling medium flow is a part of the exhaust steam not condensable and passes through the exhaust steam pipe into the atmosphere. In this case, the exhaust steam emerging from the outlet opening of the inner shell is deflected upward in the outlet chamber and thereby separates the entrained condensate from.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Figur 1 zeigt ein geschlossenes zylindrisches Gefäß 1 in vertikaler Anordnung. Im oberen Boden des geschlossenen zylindrischen Gefäßes 1 befindet sich eine aus einem Stutzen 2 in DN 600 bestehende Öffnung, in die ein an sich bekanntes aus U-Rohren bestehendes, hängendes Rohrbündel 3 eingeführt ist, das mit der Wasserkammer, an der die Anschlußstutzen 4 für das Kühlmec!" jm angeordnet sind und an dem Rohrboden am Flansch des Stutzens 2 befestigt sind. Innerhalb desFIG. 1 shows a closed cylindrical vessel 1 in a vertical arrangement. In the upper bottom of the closed cylindrical vessel 1 there is an opening consisting of a nozzle 2 in DN 600, in which a known per se from U-tubes, hanging tube bundle 3 is inserted, with the water chamber at which the connecting piece 4 for the cooling medium are arranged and fixed to the tube sheet at the flange of the nozzle 2

geschlossenen zylindrischen Gofäßes 11st das Bohrbündel 3 von einem vorzugsweise zylindrischen, stirnseitig offenen Inneren Mantel 5, der oben im Abstand vom Stutzen 2 und unten mit dem Rohrbündel 3 endot, oingehüllt. Der innere Mantol 6 wird außen von einer Ringscheibe 6 gehalten, die an dor Wand den geschlossenen zylindrischen Gofäßos 1 bofostlgt ist und don Gefäßraum außerhalb des Inneren Mantels B In eine Eintrlttskomrner 7 ur* J eine Austrittskammer 8 trennt. Dor Vorbindungswog zwischen den Kammern erstreckt sich über die ringförmlgo Öffnung 9 unterhalb des Stutzens 2 und don Innenraum 10 dos Inneren Mantels 5 mit der darin befindlichen Kondensationsfläche dos Rohrbündels 3 von oben nach unten. An dor Eintrittskammer 7 und Austrittskammor 8 ist der Eintrittsstutzen 11 bzw. Austrittsstutzon 12 für den Anschluß des Abdampfrohres angeordnet. Der Austrittsstutzen 12 befindet sich oberhalb der Austrittsöffnung 13 dos inneren Mantels 5. Die Oberkante des Einlaufes in das Kondensatabflußrohr 14 befindet sich 200mm über dem unteren Boden des geschlossenen zylindrischen Gefäßes 1.closed cylindrical Gofäßes 11st the Bohrbündel 3 of a preferably cylindrical, frontally open inner shell 5, the endotally above at a distance from the nozzle 2 and below with the tube bundle 3, oing enveloped. The inner mantle 6 is held on the outside by an annular disk 6, which is bofoil the closed cylindrical body 1 on the wall and which separates the vessel space outside the inner shell B into an inlet chamber 7. Dor Vorbindungswog between the chambers extends over the ringförmi opening 9 below the nozzle 2 and don interior 10 dos inner shell 5 with the condensation surface therein dos tube bundle 3 from top to bottom. At dor inlet chamber 7 and outlet chamber 8 of the inlet nozzle 11 and 12 Austrittsstutzon is arranged for the connection of the exhaust steam pipe. The outlet nozzle 12 is located above the outlet opening 13 dos inner shell 5. The upper edge of the inlet into the Kondensatabflußrohr 14 is located 200mm above the lower bottom of the closed cylindrical vessel. 1

Zur Ableitung des Kondensates, das infolge der im Abdampf mitgeführten Dampffeuchto sich in der Eintrittskammer ? teilweise abscheidet, ist unterhalb einer Bohrung in der Ringscheibe 6 eine Rohrschleife 15 vorgesehen.For the derivation of the condensate, the result of the entrained steam vapor in the inlet chamber ? partially separates, a pipe loop 15 is provided below a bore in the annular disc 6.

Claims

1. Apparatus for condensing Abdampf, in heat-generating and heat-consuming systems by supplying accumulating condensates having a temperature> 100 ^c C by relaxation in a closed cylindrical Gofäß (1), which is connected via an exhaust steam pipe to the atmosphere, characterized characterized in that in a closed cylindrical vessel (1) interposed in the exhaust-steam pipe, a pipe bundle (3), which is known per se and is flowed through by a cooling medium, is suspended in the closed cylindrical vessel (1) through an upper opening, consisting of a nozzle (2) Flanged neck (2) Is encased by an inner shell (5) which is externally supported by an annular disc (6) which is fixed to the wall of the closed cylindrical vessel (1) and the vessel space at this point in a Eintritu .kammer (7) and an outlet chamber (8) separates, and that below the nozzle (2) has an annular opening (9) is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that with the annular opening (9), the inflow of the exhaust steam into the interior (10) of the inner shell (5) is evenly distributed with low pressure loss and about the circumference.

3. A device according to claim 1, characterized in that in the inner jacket (5) has an outlet opening (13) is arranged.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that an outlet nozzle (12) for the connection of the exhaust steam pipe, based on the outlet opening (13) of the inner shell (5), is arranged higher.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that an inlet funnel of a Kondensatabflußrohres (14) over the lower bottom of the closed cylindrical vessel (1) is arranged.

6. The device according to claim 1, characterized in that the condensation surface of the tube bundle (3) by an automatic, differently höbe cover the condensation surface of the tube bundle (3) is formed.

7. The device according to claim 1 to 5, characterized in that the heat transferred to the cooling medium of the exhaust steam is used in a heat cycle process or as heating heat.