DE102005024156B3 - Condensation assembly, for cooling turbines or process vapors, has heat exchangers in a roof-shape array on a support structure within an angled wind shrouding wall to prevent wind effects on the assembly - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kondensationsanlage gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a condensation plant according to the features in the preamble of claim 1
Kondensationsanlagen werden zur Kühlung von Turbinen oder Prozessabdämpfen verwendet und sind im energietechnischen Bereich in sehr großen Dimensionen seit vielen Jahren im Einsatz. Der Wirkungsgrad eines Kraftwerks hängt nicht unerheblich von der Kondensationsleistung der Kondensationsanlage ab. Die lokalen klimatischen Verhältnisse und die hiermit zusammenhängenden Windgeschwindigkeiten und Windrichtungen haben einen wesentlichen Einfluss auf die Kondensationsleistung. Heutige Bauformen von Kondensationsanlagen weisen Windschutzwände auf, welche die Wärmetauscherelemente in ihrer Gesamtheit umgeben, um eine unmittelbare Rezirkulation der erwärmten Kühlluft zu verhindern. Die Windschutzwände sind in der Regel vertikal oder teilweise sogar schräg nach außen geneigt angeordnet, je nachdem wie es die baulichen Vorschriften vorschreiben.condensation plants are used for cooling Turbines or process steaming used and are in the energy engineering field in very large dimensions in use for many years. The efficiency of a power plant does not hang irrelevant of the condensation capacity of the condensation plant from. The local climatic conditions and the related thereto Wind speeds and wind directions have a significant Influence on the condensation performance. Today's types of condensation plants have windbreak walls on which the heat exchanger elements surrounded in their entirety to immediate recirculation the heated one cooling air to prevent. The windbreak walls are usually inclined vertically or partially even obliquely outwards arranged as required by the building codes.
Es wurde festgestellt, dass seitlich anströmende Winde, die unter die Ventilatoren gedrückt werden, bei höheren Windgeschwindigkeiten zu einem lokalen Druckabfall unterhalb der Ventilatoren führen. Durch den Unterdruck können die Ventilatoren nicht genügend Kühlluft fördern, wodurch die Kondensationsleistung sinkt. Das hat zur Folge, dass anfallender Dampf nicht schnell genug kondensiert werden kann. Daraus resultiert, dass eine an den Dampfkreislauf angeschlossene Turbine unter Umständen in ihrer Leistung zurückgefahren werden muss.It it was found that laterally inflating winds, which under the Fans are pressed at higher Wind speeds to a local pressure drop below the Fans lead. Due to the negative pressure can the fans are not enough cooling air promote, whereby the condensation power decreases. As a result, accumulating Steam can not be condensed fast enough. This results, that a turbine connected to the steam cycle may in reduced their performance must become.
Dieser seit langem bekannten Problematik wurde beispielsweise dadurch begegnet, dass in den Ansaugraum unterhalb der Ventilatoren Hindernisse montiert wurden, sogenannte Windkreuze. Windkreuze teilen den Ansaugraum unterhalb der Ventilatoren in einzelne Bereiche. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Ventilatoren teilweise in einer Höhe von bis zu 50 m montiert sind. Die Windkreuze werden üblicherweise bis zu einer Höhe von ca. 30 % dieses Freiraums errichtet, so dass seitlich anströmender Wind nicht ungehindert unter den Ventilatoren hindurch strömen können, sondern bei Aufprall auf das Windkreuz nach oben abgelenkt und den Ventilatoren zugeleitet wird.This has been known for a long time, for example, by that mounted in the suction space below the fans obstacles were, so-called wind crosses. Wind crosses divide the intake space below the fans into individual areas. This is too consider, that the fans are partially mounted at a height of up to 50 m are. The wind crosses are usually up to a height built of about 30% of this space, so that laterally oncoming wind can not flow unhindered under the fans, but deflected upwards at impact on the wind cross and the fans is forwarded.
Die
In
Abkehr von der üblichen
A-Form oder Dachbauweise mit drückender
Anordnung wird in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die nachteiligen Einflüsse seitlich anströmender Winde auf eine auf einer Stützkonstruktion angebrachten Kondensationsanlage zu reduzieren.Of the Invention is based on the object, the adverse effects laterally inflowing Winch on a on a support structure attached condensation plant to reduce.
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 Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the inventive concept are the subject of the dependent claims.
Die Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, dass die Windschutzwand in Windrichtung geneigt angeordnet ist bzw. dass ihre Unterkante weiter nach außen ausgestellt ist als ihre Oberkante. Modellberechnungen bestätigten eine Reduzierung der vom Wind induzierten zusätzlichen Druckverluste in einer Größenordnung von mindestens 10 % unabhängig davon, ob ein zusätzliches Windkreuz unterhalb der Ventilatoren angeordnet ist. Die Vorteile kommen insbesondere an den randseitig der Kondensationsanlage angeordneten Ventilatoren zum Tragen, wobei der Druckverlust hier um ca. 20 % reduziert werden konnte.The Task is essentially solved by the windbreak is arranged inclined in the wind direction or that its lower edge on outward is issued as its top edge. Model calculations confirmed one Reduction of wind induced additional pressure losses on a scale independent of at least 10% of whether an additional Windkreuz is arranged below the fans. The benefits come in particular arranged at the edge of the condensation plant Fans to bear, whereby the pressure loss here by about 20% could be reduced.
Die Windschutzwand kann insgesamt oder auch nur in einem Teilbereich ihrer Höhe geneigt ausgeführt sein. Ein Neigungswinkel von 5° bis 35°, insbesondere von 15° bis 30°, gegenüber einer Vertikalen wird als zweckmäßig angesehen. Der Neigungswinkel darf allerdings nicht so groß sein, dass es zu einer signifikanten Querschnittsverengung kommt, die das ungehinderte Abströmen der erwärmten Kühlluft nach oben behindert, da dies einen negativen Einfluss auf den Wirkungsgrad hätte. Beispielsweise könnte eine Windschutzwand mit einer Höhe von ca. 10 m an ihrer Oberkante um 1 m bis 3 m in Richtung auf das Wärmetauscherelement verlagert werden. Dadurch wird der Querschnitt nur in geringem Umfang reduziert. Wenn ein entsprechender Bauraum zur Verfügung steht, kann auch grundsätzlich die Unterkante der Windschutzwand nach außen verlagert werden. Dadurch lässt sich die Neigung noch vergrößern, ohne dass der Abströmquerschnitt reduziert wird. Bei einer ca. 10 m hohen Windschutzwand wäre dann beispielsweise ein maximaler seitlicher Versatz von 3 m + 3 m = 6 m möglich.The windbreak can be designed inclined overall or even in a portion of its height. An inclination angle of 5 ° to 35 °, ins particular from 15 ° to 30 °, compared to a vertical is considered appropriate. However, the angle of inclination must not be so great that there is a significant cross-sectional constriction, which hinders the unhindered upward flow of the heated cooling air, as this would have a negative impact on the efficiency. For example, a windbreak with a height of about 10 m could be displaced at its upper edge by 1 m to 3 m in the direction of the heat exchanger element. As a result, the cross section is reduced only to a small extent. If a suitable space is available, in principle, the lower edge of the windbreak can be shifted to the outside. As a result, the inclination can be increased without the outflow cross section being reduced. For example, with a windscreen about 10 m high, a maximum lateral offset of 3 m + 3 m = 6 m would be possible.
Zusätzlich oder optional kann die Windschutzwand konkav in Richtung zu den Wärmetauscherelementen gekrümmt ausgeführt sein. Auch hierdurch wird ein größerer Anteil des seitlich anströmenden Windes nach oben abgelenkt, so dass der Druckabfall unterhalb der randseitigen Ventilatoren geringer ist. Da der Volumenstrom des nach oben abgelenkten Windes zunimmt, wird eine zusätzliche Barriere aus Kaltluft geschaffen, die einer Warmluftrezirkulation ebenfalls in vorteilhafter Weise entgegenwirkt. Auch auf der windabgewandten Seite der Kondensationsanlage hat die Neigung der Windschutzwände Vorteile im Hinblick auf die Warmluftzirkulation, da die Warmluft randseitig nicht senkrecht, sondern entsprechend der Neigung der Windschutzwand weiter innen abströmt. Dadurch ist der Strömungspfad der rezirkulierenden Warmluft länger.Additionally or Optionally, the windscreen can be concave towards the heat exchanger elements bent accomplished be. This also makes a larger share of the laterally flowing Wind deflected upward, causing the pressure drop below the edge fans is lower. Since the volume flow of upward deflected wind increases, becomes an additional barrier created from cold air, a warm air recirculation as well counteracts in an advantageous manner. Also on the leeward Side of the condensation plant has the slope of the windbreak benefits in terms of hot air circulation, since the hot air edge not vertical, but according to the slope of the windbreak wall flows further inside. This is the flow path the recirculating warm air longer.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Windschutzwand zumindest in einem der Unterkante benachbarten Höhenbereich eine horizontal verlaufende Profilierung aufweist. Üblicherweise werden Windschutzwände aus Trapezprofilen errichtet, bei denen die Profilierung in Hochrichtung, das heißt von unten nach oben verläuft. Diese Ausrichtung der Profilierung wirkt sich zwar insofern positiv auf das Strömungsverhalten aus, in der Form, dass der Wind nach unten und oben abgeleitet wird. Allerdings ist gerade die Ableitung nach unten unerwünscht. Daher kann zumindest der der Unterkante benachbarte Höhenbereich eine horizontal verlaufende Profilierung aufweisen, die als strömungstechnische Barriere dient. Der obere Höhenbereich der Windschutzwand kann hingegen eine vertikal verlaufende Profilierung aufweisen, um das Abströmen des Windes nach oben nicht zu behindern.In addition, can be provided that the windbreak at least in one of Lower edge of adjacent altitude range has a horizontally extending profiling. Usually become windbreak walls built of trapezoidal profiles, where the profiling in the vertical direction, this means from bottom to top. This orientation of the profiling indeed has a positive effect on the flow behavior from, in the form that the wind is derived down and up. However, just the derivative down is undesirable. Therefore, can at least the lower edge of the adjacent height range a horizontal have running profiling, which serves as a fluidic barrier. The upper altitude range the windbreak wall, on the other hand, can have a vertical profiling, to the outflow not to obstruct the wind upwards.
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:
Zur
Lösung
dieses Problems wird vorgeschlagen, dass die Windschutzwände geneigt
angeordnet werden, wie es beispielhaft in den
Wesentlich
bei dieser Ausführungsform
einer Kondensationsanlage ist die Gestaltung der Windschutzwand
Der
gleiche Effekt ergibt sich auch dann, wenn die Windschutzwand nicht
gerade ist, sondern entsprechend der Ausführungsform der
- 11
- KondesationsanlageKondesationsanlage
- 22
- Dampfverteilleitungsteam manifold
- 33
- Ventilatorfan
- 44
- Ventilatorfan
- 55
- WindschutzwandWindbreak wall
- 66
- Strömungshindernisflow obstruction
- 77
- Windkreuzcross wind
- 88th
- Kondensationsanlagecondensation plant
- 99
- Stützkonstruktionsupport structure
- 1010
- WärmetauscherelemenWärmetauscherelemen
- 1111
- Ventilatorfan
- 1212
- Dampfverteilleitungsteam manifold
- 1313
- WindschutzwandWindbreak wall
- 1414
-
Unterkante
v.
13 Lower edge v.13 - 1515
-
Oberkante
v.
13 Top edge v.13 - 1616
-
Einlassseite
v.
11 Inlet side v.11 - 1717
-
Auslassseite
v.
11 Outlet side v.11 - 1818
- WindschutzwandWindbreak wall
- 1919
-
Unterkante
v.
18 Lower edge v.18 - 2020
-
Oberkante
v.
18 Top edge v.18 - DD
- Dampfsteam
- ΔP.DELTA.P
- Druckdifferenzpressure difference
- ΔPLΔPL
- Druckdifferenzpressure difference
- KK
- Kühlluftcooling air
- NWnorthwest
- Neigungswinkeltilt angle
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- Vertikalevertical
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- Warmlufthot air
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