DE102005024155A1

DE102005024155A1 - condensation plant

Info

Publication number: DE102005024155A1
Application number: DE102005024155A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. Schulze
Original assignee: GEA Energietchnik GmbH
Current assignee: GEA Energietchnik GmbH
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-05-24
Also published as: MA29230B1; US20080196435A1; DE502006001347D1; AP2007004006A0; AU2006251721A1; TNSN07344A1; CN101091098A; CN100580361C; ES2309965T3; RU2347995C1; EP1886084B1; ATE404837T1; WO2006125420A1; MX2007005843A; AU2006251721B2; EP1886084A1; ZA200710041B; DE102005024155B4

Abstract

Kondensationsanlage mit einer Mehrzahl von insbesondere dachförmig angeordneten Wärmetauscherelementen (2), denen über Ventilatoren (3) KÜhlluft (K) zugeführt wird, wobei an einem Rand (5) der Kondensationsanlage (1) eine aerodynamische Wand (7) ausgebildet ist. An dem Rand (5) ist eine aus Plattenelementen (10) aufgebautee Windschutzwand (6) angeordnet, wobei die Plattenelemente (10) eine Vielzahl von sich in Hochrichtung erstreckenden Hohlkammern (9) aufweisen, wobei in die derart ausgebildete Windschutzwand (6) zumindest bereichsweise ein Luftstrom (L) zur Ausbildung einer aerodynamischen Wand (7) oberhalb der Windschutzwand (6) einleitbar ist.Condensing plant with a plurality of particular roof-shaped heat exchanger elements (2), which is supplied via fans (3) cooling air (K), wherein at one edge (5) of the condensation plant (1) an aerodynamic wall (7) is formed. A wind protection wall (6) constructed from plate elements (10) is arranged on the edge (5), wherein the plate elements (10) have a multiplicity of hollow chambers (9) extending in the vertical direction, wherein the wind protection wall (6) formed in this way at least partially an air flow (L) for forming an aerodynamic wall (7) above the windbreak wall (6) can be introduced.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kondensationsanlage mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a condensation plant with the features in Preamble of claim 1.

Insbesondere bei größeren Kraftwerkseinheiten und bei Gebäuden im unmittelbaren Nahbereich luftgekühlter Kondensationsanlagen muss bei ungünstigen Windverhältnissen zum Teil mit deutlicher Warmluftrezirkulation gerechnet werden. Die Warmluftrezirkulation findet in begrenzten Bereichen, insbesondere in den Eckbereichen einer Kondensationsanlage statt. Die naheliegendste Lösung wäre es, die Höhe der die Wärmetauscherelemente umgebenden Windschutzwände zu erhöhen. Grundsätzlich wäre dies nur in den kritischen Bereichen erforderlich. Kostengründe, die Statik der Kondensationsanlage sowie Umweltauflagen und wechselnde Intensitäten der Warmluftrezirkulation sprechen jedoch gegen diese Vorgehensweise und verlangen nach einer kostengünstigeren und effektiven Maßnahme, um auch temporär, das heißt nur bei konkretem Vorliegen des tatsächlichen Problems die Warmluftrezirkulation zu verringern.Especially for larger power plant units and in buildings in the immediate vicinity of air-cooled condensation plants must be at unfavorable wind conditions be expected in part with significant warm air recirculation. The warm air recirculation takes place in limited areas, in particular in the corner areas of a condensation plant instead. The most obvious solution it would be that height of the heat exchanger elements surrounding windbreak walls to increase. Basically, this would be only needed in the critical areas. Cost reasons, the Statics of the condensation plant as well as environmental regulations and changing intensities the warm air recirculation speak against this approach and ask for a cheaper one and effective action, also temporary, this means only in the case of the actual problem of the hot air recirculation to reduce.

In der DE 34 21 200 A1 wird zur Reduzierung der Warmluftrezirkulation eine zwangsbelüftete Kondensationsanlage mit einer aerodynamischen Wand vorgeschlagen. Die Strömungsgeschwindigkeit der aerodynamischen Wand soll höher sein als die Austrittsgeschwindigkeit der Kühlluft aus den Wärmetauscherelementen. Hierbei wird auf die leicht bauenden Windschutzwände verzichtet und stattdessen eine relativ großvolumige Düsenanordnung vorgeschlagen, wobei die Düsen oberhalb oder seitlich der Wärmetauscherelemente angeordnet sein können. Es sind auch besonders ausgestaltete Schlitzdüsen denkbar, welche an dem Rand der Kondensationsanlage angeordnet werden und die mit kalter oder auch mit warmer Luft beschickt werden können.In the DE 34 21 200 A1 In order to reduce the warm air recirculation, a forced-ventilation condensation system with an aerodynamic wall is proposed. The flow velocity of the aerodynamic wall should be higher than the exit velocity of the cooling air from the heat exchanger elements. Here is dispensed with the easy-to-build wind walls and instead proposed a relatively large-volume nozzle assembly, the nozzles can be arranged above or to the side of the heat exchanger elements. There are also particularly designed slot nozzles conceivable, which are arranged at the edge of the condensation plant and which can be charged with cold or hot air.

Da das Problem der Warmluftrezirkulation stark von der vorherrschenden Windrichtung und den lokalen Windgeschwindigkeiten abhängig ist, stellt eine ausschließlich als aerodynamische Wand ausgebildete Barriere einen hohen apparativen Aufwand dar, der keineswegs an allen Randbereichen einer Kondensationsanlage zwingend erforderlich ist. Auch wenn es grundsätzlich möglich ist, einen Teil des Randbereichs der Kondensationsanlage mit einer aerodynamischen Wand zu versehen, ist es aufgrund der Änderung der Windverhältnisse schwierig vorherzusehen, ob nicht temporär auch andere Abschnitte des Randbereichs von erhöhter Warmluftrezirkulation betroffen sind. Ein schnelles Umrüsten ist in einem solchen Fall nicht möglich. Vorsorglich müsste man den gesamten Randbereich mit einer aerodynamischen Wand ausrüsten, was allerdings aus Kostengründen nicht sinnvoll ist.There the problem of hot air recirculation is greatly different from the prevailing one Wind direction and local wind speeds, Represents one exclusively designed as aerodynamic barrier barrier a high apparatus Expenditure is by no means at all peripheral areas of a condensation plant is mandatory. Although it is possible in principle, a part of the edge area to provide the condensation plant with an aerodynamic wall, it is because of the change the wind conditions difficult to foresee, whether temporarily not other sections of the Border area of elevated Warm air recirculation are affected. A quick changeover is not possible in such a case. As a precaution you have to Equip the entire edge area with an aerodynamic wall, which but for cost reasons does not make sense.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kondensationsanlage mit einer aerodynamischen Wand bereitzustellen, die ohne große bauliche Veränderungen im Bedarfsfall zumindest bereichsweise zuschaltbar ist.Of these, Based on the object of the invention, a condensation plant to provide with an aerodynamic wall, without great structural changes if necessary, at least partially switchable.

Diese Aufgabe ist bei einer Kondensationsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is with a condensation plant with the characteristics of Patent claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Further developments of the inventive concept are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Kondensationsanlage weist an ihrem Rand eine aus Plattenelementen aufgebaute Windschutzwand auf, wobei die Plattenelemente eine Vielzahl von sich in Hochrichtung erstreckenden Hohlkammern aufweisen. Die Hohlkammern dieser Windschutzwand werden dafür genutzt, einen Luftstrom zur Schaffung einer aerodynamischen Wand oberhalb der Windschutzwand auszubilden. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Kondensationsanlage ist, dass keine zusätzlichen Schlitzdüsen oder aufwendige Düsenschächte installiert werden müssen, da die ohnehin vorhandene Windschutzwand zur Ausbildung einer aerodynamischen Wand genutzt wird.The inventive condensation plant has at its edge a constructed of plate elements windbreak wall on, wherein the plate elements a plurality of themselves in the vertical direction having extending hollow chambers. The hollow chambers of this windbreak wall be for it used an airflow to create an aerodynamic wall form above the windbreak wall. The main advantage the condensation plant according to the invention is that no additional slot nozzles or elaborate nozzle shafts installed Need to become, because the already existing windbreak wall to form an aerodynamic Wall is used.

Der eingeleitete Luftstrom ist insbesondere ein Kaltluftstrom, der sich mit der erwärmten Kühlluft vermengt und allein aufgrund der Vermengung die negativen Auswirkungen der verbleibenden Warmluftzirkulation mindert. Numerische Überprüfungen ergaben bei geeigneten Geschwindigkeiten des Luftstroms eine deutliche Reduzierung der lokalen Warmluftrezirkulationsrate um einige Prozentpunkte. Dies führt zu einer Verbesserung der Kondensationsleistung und damit zu einer Steigerung des Kraftwerkwirkungsgrads. Die Förderung des beschleunigten Luftstroms kann mit einem separaten, z.B. mit einem mobilen Gebläse erfolgen oder auch durch Abzweigen eines Teilstroms von den Kühlluft fördernden Ventilatoren, welche den randseitigen Wärmetauscherelementen zugeordnet sind. Aufgrund des relativ geringen Querschnitts der Hohlkammern würde zwar ein Druckverlust entstehen, allerdings ist die Förderleistung der Ventilatoren sehr hoch, so dass der Volumenstrom im Bereich der aerodynamischen Windwand relativ hoch ist und die Druckverluste kompensiert. Durch Nutzung der vorhandenen Windschutzwände lässt sich temporär und auch dauerhaft eine flexible und gleichzeitig effektive Lösung zur Reduzierung der Warmluftrezirkulation mit relativ geringem technischem Aufwand und auch mit geringen Kosten erreichen.Of the introduced air flow is in particular a cold air flow, which is with the heated Cooling air mixed and just because of the blending the negative effects of remaining warm air circulation reduces. Numerical checks showed at suitable speeds of the air flow, a significant reduction the local warm air recirculation rate by a few percentage points. This leads to an improvement of the condensation performance and thus to a Increase in power plant efficiency. The promotion of accelerated Airflow may be provided with a separate, e.g. done with a mobile fan or by branching a partial flow of the cooling air promotional Fans associated with the peripheral heat exchanger elements are. Due to the relatively small cross section of the hollow chambers would indeed a pressure loss arise, however, is the flow rate of the fans very high, so that the volume flow in the area of the aerodynamic wind wall is relatively high and compensates for the pressure losses. By use the existing windbreak walls let yourself temporary and also permanently a flexible and at the same time effective solution to Reduction of warm air recirculation with relatively little technical Effort and achieve low cost.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The Invention is described below with reference to the drawings embodiments explained in more detail. It demonstrate:

1 in der Seitenansicht eine Kondensationsanlage mit mehreren in Reihe angeordneten dachförmigen Wärmetauscherelementen, die zwischen randseitigen Windschutzwänden positioniert sind; 1 in the side view of a condensation plant with a plurality of roof-shaped heat exchanger elements arranged in series, which are positioned between marginal windshields;

2 eine Kondensationsanlage in der Draufsicht; 2 a condensation plant in plan view;

3 ein randseitiges Wärmetauscherelement benachbart einer Windschutzwand in der Seitenansicht; 3 an edge-side heat exchanger element adjacent to a windbreak wall in the side view;

4 eine weitere Ausführungsform gemäß der Darstellung der 3 und 4 a further embodiment according to the illustration of 3 and

5 einen Querschnitt durch eine Windschutzwand, wie sie in den 3 und 4 zum Einsatz kommt. 5 a cross section through a windbreak wall, as in the 3 and 4 is used.

Die 1 und 2 zeigen eine Kondensationsanlage 1 mit mehreren in Reihe angeordneten Wärmetauscherelementen 2, denen über Ventilatoren 3 Kühlluft K zugeführt wird. Dadurch kondensiert der über eine Dampfverteilleitung 4 zugeführte Wasserdampf innerhalb der Wärmetauscherelemente 2. Die Wärmetauscherelemente 2 sind insgesamt von einer am Rand 5 der Kondensationsanlage 1 angeordneten Windschutzwand 6 umgeben, die eine sofortige und ungehinderte Warmluftrezirkulation verhindert. Der Grad der Warmluftrezirkulation ist stark abhängig von der lokal vorherrschenden Windrichtung. Insbesondere im Eckbereich einer Kondensationsanlage kann es zu starker Warmluftrezirkulation kommen, welche die Kondensationsleistung und damit den Kraftwerkwirkungsgrad negativ beeinflusst. Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass oberhalb der Windschutzwand 6 eine aerodynamische Wand 7 ausgebildet wird, die eine zusätzliche Barriere zwischen der aus den Wärmetauscherelementen 2 abströmenden Warmluft Wund der von unten angesaugten Kühlluft K darstellt. In 1 ist beispielhaft eingezeichnet, dass lediglich im Bereich der in der Bildebene linken Windschutzwand 6 eine solche aerodynamische Wand 7 ausgebildet ist. Entsprechende Randabschnitte 8 einer aerodynamischen Wand 7 sind ebenso beispielhaft in der Draufsicht der 2 eingezeichnet. Eine solche aerodynamische Wand ist in der Regel nur lokal erforderlich, insbesondere wenn ganz bestimmte Windverhältnisse vorherrschen. Entscheidend ist, dass die aerodynamische Wand 7 an jedem beliebigen Randabschnitt 8 ausgebildet werden kann, ohne dass wesentliche bauliche Veränderungen an der Kondensationsanlage erforderlich sind.The 1 and 2 show a condensation plant 1 with a plurality of heat exchanger elements arranged in series 2 , those about fans 3 Cooling air K is supplied. This condenses via a steam distribution line 4 supplied water vapor within the heat exchanger elements 2 , The heat exchanger elements 2 are total of one on the edge 5 the condensation plant 1 arranged windbreak wall 6 surrounded, which prevents an immediate and unhindered warm air recirculation. The degree of warm air recirculation is highly dependent on the locally prevailing wind direction. In particular, in the corner region of a condensation plant, there may be strong warm air recirculation, which negatively affects the condensation performance and thus the power plant efficiency. In the context of the invention it is provided that above the windbreak wall 6 an aerodynamic wall 7 is formed, which provides an additional barrier between the heat exchanger elements 2 outgoing warm air represents the wound of the bottom cooling air K. In 1 is shown by way of example that only in the area of the left windshield in the image plane 6 such an aerodynamic wall 7 is trained. Corresponding edge sections 8th an aerodynamic wall 7 are also exemplary in the plan view of 2 located. As a rule, such an aerodynamic wall is required only locally, in particular when very specific wind conditions prevail. It is crucial that the aerodynamic wall 7 at any edge section 8th can be formed without significant structural changes to the condensation system are required.

Der zur Ausbildung einer aerodynamischen Wand 7 erforderliche Luftstrom L wird durch Hohlkammern 9 der Windschutzwand 6 geführt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Hohlkammern 9 trapezförmig konfiguriert (5). Windschutzwände 6 können insbesondere aus selbsttragenden Plattenelementen errichtet werden, die z.B. eine Trapez- oder Wellenform haben. 5 zeigt ein Beispiel, bei welchem ein mittleres Plattenelement 10 mit trapezförmigen Hohlkammern 9 beidseitig von ebenen Plattenelementen 11, 12 verschlossen ist, so dass sich die erforderlichen Hohlkammern 9 bilden.The to form an aerodynamic wall 7 required air flow L is through hollow chambers 9 the windbreak wall 6 guided. In this embodiment, the hollow chambers 9 trapezoidal configured ( 5 ). Wind protection walls 6 can be constructed in particular of self-supporting plate elements, for example, have a trapezoidal or waveform. 5 shows an example in which a middle plate element 10 with trapezoidal hollow chambers 9 on both sides of flat plate elements 11 . 12 is closed, so that the necessary hollow chambers 9 form.

Die 3 und 4 zeigen, wie der Luftstrom L in die Hohlkammern 9 eingeleitet wird. 3 zeigt, dass im unteren Randbereich der Windschutzwand 6 eine Stellklappe 13 angeordnet ist, die einen Teilluftstrom L1 von dem Kühlluftstrom K abzweigt. Die Stellklappen 13 können nach Bedarf geöffnet und geschlossen werden. Zusätzlich zu den Stellklappen 13 oder auch optional kann der Luftstrom L zumindest anteilig von Zusatzlüftern 14 erzeugt werden. Das Ausführungsbeispiel der 4 zeigt, dass sich der Luftstrom L aus den Teilströmen L1 und L2 zusammensetzt, die durch den Zusatzlüfter 14 bzw. den Lüfter 3 aufgebracht werden.The 3 and 4 show how the air flow L into the hollow chambers 9 is initiated. 3 shows that in the lower edge of the windbreak wall 6 a butterfly valve 13 is arranged, which branches off a partial air flow L1 of the cooling air flow K. The butterfly valves 13 can be opened and closed as needed. In addition to the butterfly valves 13 or optionally, the air flow L at least partially from additional fans 14 be generated. The embodiment of 4 shows that the air flow L from the partial flows L1 and L2 composed by the additional fan 14 or the fan 3 be applied.

11: Kondensationsanlagecondensation plant
22: WärmetauscherelementHeat exchanger element
33: Ventilatorfan
44: Dampfverteilleitungsteam manifold
55: Rand v. 1 Edge v. 1
66: WindschutzwandWindbreak wall
77: aerodynamische Wandaerodynamic wall
88th: Randabschnitt v. 5 Edge section v. 5
99: Hohlkammerhollow
1010: mittleres Plattenelementaverage panel member
1111: Deckplattecover plate
1212: Deckplattecover plate
1313: Stellklappeadjustable flap
1414: Zusatzlüfteradditional fan
KK: Kühlluftcooling air
LL: Luftstromairflow
L1L1: Teilstrompartial flow
L2L2: Teilstrompartial flow
WW: Warmlufthot air

Claims

Condensing plant with a plurality of particular roof-shaped heat exchanger elements ( 2 ), over which fans ( 3 ) Cooling air (K) is supplied, wherein at one edge ( 5 ) of the condensation plant ( 1 ) an aerodynamic wall ( 7 ), characterized in that at the edge ( 5 ) one of plate elements ( 10 ) windscreen ( 6 ), wherein the plate elements ( 10 ) a plurality of vertically extending hollow chambers ( 9 ), wherein in the thus formed windbreak wall ( 6 ) at least partially an air flow (L) to form an aerodynamic wall ( 7 ) above the windbreak wall ( 6 ) can be introduced.

Condensation plant according to claim 1, characterized in that the plate elements ( 10 ) are trapezoidal or wavy configured and on one side or both sides to form hollow chambers ( 9 ) with cover plates ( 11 . 12 ) are closed.

Condenser according to claim 1 or 2, characterized in that the air flow (L) for the aerodynamic wall ( 7 ) at least a part of a partial air flow (L1) of the peripheral fans ( 3 ).

Condensation plant according to claim 3, characterized in that the air flow (L) is a partial air flow (L1) of the not yet heated cooling air (K) is.

Condensation plant according to claim 3 or 4, characterized in that the partial air flow (L1) via in the cooling air flow (K) arranged butterfly valves ( 13 ) is adjustable.

Condensation plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that the air flow (L) at least partially from additional fans ( 14 ) is produced.