DE102013214839A1 - cooler arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kühleranordnung (1), zum Kühlen eines Fluides mittels eines Luftmassenstroms (QL), wobei die Kühleranordnung wenigstens einen ersten Wärmetauscher (2) zum Übertragen einer Wärmemenge vom Fluid an den Luftmassenstrom (QL) und wenigstens einen Lüfter (3) mittels dem der Luftmassenstrom (QL) durch den ersten Wärmetauscher (2) regelbar ist, umfasst. Zwischen dem ersten Wärmetauscher (2) und dem Lüfter (3) ist wenigstens ein zweiter Wärmetauscher (4) angeordnet, welcher wenigstens beim Überschreiten einer vorgebbaren Fluidaustrittstemperatur hinter dem ersten Wärmetauscher (2), zugeschaltet wird und den Luftmassenstrom (QL) vor Eintritt in den ersten Wärmetauscher (2) vorkühlt. Des Weiteren umfasst die Erfindung eine Dampfturbinenanlage, bei der eine solche Kühleranordnung vorgesehen ist.The invention relates to a radiator arrangement (1) for cooling a fluid by means of an air mass flow (QL), wherein the radiator arrangement comprises at least a first heat exchanger (2) for transmitting an amount of heat from the fluid to the air mass flow (QL) and at least one fan (3) in which the air mass flow (QL) can be regulated by the first heat exchanger (2). At least one second heat exchanger (4) is arranged between the first heat exchanger (2) and the fan (3), which is switched on at least when a predeterminable fluid outlet temperature is exceeded behind the first heat exchanger (2) and the air mass flow (QL) before entering the first heat exchanger (2) pre-cooled. Furthermore, the invention comprises a steam turbine plant, in which such a cooler arrangement is provided.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kühleranordnung zum Kühlen eines Fluides nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1. Daneben betrifft die Erfindung eine Dampfturbinenanlage nach Patentanspruch 6. The invention relates to a cooler arrangement for cooling a fluid according to the preamble of independent claim 1. In addition, the invention relates to a steam turbine plant according to
In vielen Prozessen ist es notwendig, die anfallende Prozesswärme abzuführen. Dabei wird das Prozessfluid mit Hilfe von Kühlern auf eine für den Prozess zulässige Temperatur herunter gekühlt. Hierzu werden häufig Wasserkühler verwendet, da Wasser gegenüber Luft einen höheren Wärmeübergangskoeffizienten aufweist und daher die Wärme effektiver abführen kann. Für Anlagen und Prozesse, die in Gebieten mit geringen Wasservorkommen betrieben werden, finden Luftkühler vermehrt Einsatz. Da diese Gebiete sich häufig auch durch hohe Umgebungstemperaturen auszeichnen, sind sehr große Wärmeübertragungsflächen notwendig, um das Prozessfluid hinreichend mit Hilfe der Luft zu kühlen. Die Kühleranordnung ist dabei stets auf die maximal auftretenden Temperaturen auszulegen. Diese treten aber häufig nur an wenigen Tagen im Jahr, oder tagesabhängig, an nur wenigen Stunden des Tages auf. Für die restliche Zeit ist die Kühleranordnung somit deutlich überdimensioniert. Zudem benötigt eine solche Kühleranordnung einen großen Stellplatz, der bei vielen Anlagen nicht vorhanden ist. In many processes it is necessary to dissipate the heat of the process. The process fluid is cooled down to a temperature permissible for the process with the help of coolers. For this purpose, water coolers are often used, since water has a higher heat transfer coefficient over air and therefore can dissipate the heat more effectively. For systems and processes that operate in areas with low water resources, air coolers are increasingly used. Since these areas are often characterized by high ambient temperatures, very large heat transfer surfaces are necessary to cool the process fluid sufficiently with the help of the air. The cooler assembly is always interpreted to the maximum temperatures occurring. However, these often occur only a few days a year, or daily, on only a few hours of the day. For the rest of the time, the cooler arrangement is thus significantly oversized. In addition, such a cooler arrangement requires a large parking space, which is not available in many systems.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kühleranordnung bereitzustellen, welche eine verbesserte Kühlung bei gleichzeitig geringem Platzbedarf aufweist. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Dampfturbine mit einer solchen Kühleranordnung bereitzustellen. The object of the present invention is therefore to provide a cooler arrangement which has improved cooling while requiring little space. Furthermore, it is an object of the invention to provide a steam turbine with such a cooler arrangement.
Die Aufgabe wird hinsichtlich der Kühleranordnung durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Dampfturbine durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 6 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche. The object is achieved with respect to the radiator arrangement by the features of independent claim 1 and with respect to the steam turbine by the features of
Die erfindungsgemäße Kühleranordnung, zum Kühlen eines Fluides mittels eines Luftmassenstromes, umfassend wenigstens eines ersten Wärmetauschers zum Übertragen einer Wärmemenge vom Fluid an den Luftmassenstrom und wenigstens einem Lüfter mittels dem der Luftmassenstrom durch den ersten Wärmetauscher regelbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem ersten Wärmetauscher und dem Lüfter, wenigstens ein zweiter Wärmetauscher angeordnet ist, welcher beim Überschreiten einer vorgebaren Fluidaustrittstemperatur hinter dem ersten Wärmetauscher, zugeschaltet wird und den Luftmassenstrom vor Eintritt in den ersten Wärmetauscher vorkühlt. The cooler arrangement according to the invention, for cooling a fluid by means of an air mass flow, comprising at least a first heat exchanger for transferring an amount of heat from the fluid to the air mass flow and at least one fan by means of which the air mass flow through the first heat exchanger is controllable, characterized in that between the first Heat exchanger and the fan, at least a second heat exchanger is arranged, which is switched on exceeding a vorgebaren fluid outlet temperature behind the first heat exchanger, and pre-cools the air mass flow before entering the first heat exchanger.
Aufgrund der Kühleranordnung mit einem ersten und einem zweiten zuschaltbaren Wärmetauscher, kann der erste Wärmetauscher auf die durchschnittliche Umgebungstemperatur ausgelegt werden, wodurch er wesentlich kleiner ausgeführt werden kann. Bei überdurchschnittlich hohen Umgebungstemperaturen wird dann der zweite Wärmetauscher hinzugeschaltet, wodurch der Luftmassenstrom vor Eintritt in den ersten Wärmetauscher vorkühlt wird. Der zweite Wärmetauscher dient somit als „spitzenwert“ Wärmetauscher. Due to the cooler arrangement with a first and a second switchable heat exchanger, the first heat exchanger can be designed for the average ambient temperature, whereby it can be made substantially smaller. At above-average ambient temperatures then the second heat exchanger is connected, whereby the air mass flow is pre-cooled before entering the first heat exchanger. The second heat exchanger thus serves as a "peak value" heat exchanger.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass der zweite Wärmetauscher ständig auf einem geringen Niveau mitläuft. Ein solcher Betrieb ist vom Schutzumfang mit umfasst. In principle, it is also possible that the second heat exchanger constantly runs along at a low level. Such an operation is included in the scope of protection.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der zweite Wärmetauscher ein Lamellen-Wärmetauscher ist. Dieser ermöglicht einen guten Wärmeaustauch bei geringem Strömungsverlust. Der zweite Wärmetauscher kann dabei so ausgebildet sein, dass er ständig zwischen dem Lüfter und dem ersten Wärmetauscher angeordnet ist oder bei Bedarf zwischen dem ersten Wärmetauscher und dem Lüfter eingebracht wird. An embodiment of the invention provides that the second heat exchanger is a finned heat exchanger. This allows a good heat exchange with low flow loss. The second heat exchanger can be designed so that it is constantly disposed between the fan and the first heat exchanger or is introduced if necessary between the first heat exchanger and the fan.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der zweite Wärmetauscher an einen separaten, geschlossenen Kühlkreislauf angeschlossen ist. A further embodiment of the invention provides that the second heat exchanger is connected to a separate, closed cooling circuit.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei vor, dass der separate geschlossene Kühlkreislauf in Wirkverbindung mit einer Kältemaschine steht. Durch die Verwendung einer Kältemaschine in Verbindung mit einem separaten geschlossenen Kühlkreislauf kann durch Verwendung eines geeigneten Kältemittels, auf die Verwendung von Wasser aus der Umgebung gänzlich verzichtet werden, was insbesondere in Gebieten mit sehr geringem Wasservorkommen von Vorteil ist. An embodiment of the invention provides that the separate closed cooling circuit is in operative connection with a chiller. By using a chiller in conjunction with a separate closed cooling circuit can be completely dispensed with the use of water from the environment by using a suitable refrigerant, which is particularly advantageous in areas with very low water resources.
Eine solche Lösung bietet sich auch vorteilhaft bei Offshore-Anlagen oder auf Schiffen an, bei denen es aufgrund von Umweltbestimmungen häufig untersagt ist, Meerwasser zur Kühlung von Anlagen zu verwenden. Such a solution is also advantageous in offshore installations or on ships where environmental regulations often prohibit the use of seawater to cool installations.
Durch den Einsatz der Kältemaschine kann der zweite separate, geschlossene Kühlkreislauf besonders klein und platzsparend ausgebildet sein. Dies bietet insbesondere wieder Vorteil beim Einsatz der Kühleranordnung im Offshore-Bereich, da hier die Platzverhältnisse häufig sehr beschränkt sind. By using the chiller, the second separate, closed cooling circuit can be designed to be particularly small and space-saving. This offers particular advantage again when using the cooler assembly in the offshore area, since here the space is often very limited.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Prozessfluid flüssig, insbesondere ein Schmieröl oder ein Kühlwasser; ein zu kondensierendes Gas, insbesondere Wasserdampf oder ein zu kühlendes Gas ist. Beim Schmieröl, insbesondere für Gleitlager großer Maschinen, ist es sehr wichtig die Temperatur auf eine zulässige Schmieröltemperatur herunter zu kühlen. Aufgrund des großen Wärmeeintrags bei großen Lagern ist eine effektive Kühlung mit Luftkühlung, in Gebieten mit hoher Umgebungstemperatur, kaum möglich. Ähnlich problematisch gestaltet sich die Kondensation von Dampf bei einer Kondensationsdampfturbine. Hier bietet die erfindungsgemäße Kühleranordnung große Vorteile. A further embodiment of the invention provides that the process fluid is liquid, in particular a lubricating oil or a cooling water; a gas to be condensed, in particular steam or a to be cooled gas. In the case of lubricating oil, in particular for plain bearings of large machines, it is very important to cool the temperature down to a permissible lubricating oil temperature. Due to the large heat input in large bearings, effective cooling with air cooling in areas of high ambient temperature is hardly possible. Similarly problematic is the condensation of steam in a condensing steam turbine. Here, the cooler assembly according to the invention offers great advantages.
Diese Vorteile ergeben sich auch beim Herunterkühlen von Kondensatorkühlwasser, beim Kondensator einer Dampfturbine. Durch die erfindungsgemäße Kühleranordnung ist somit ein sicherer Betrieb von Dampfturbinen auch in Umgebungen mit hohen Umgebungstemperaturen gewährleistet. These advantages also arise when cooling down condenser cooling water, the condenser of a steam turbine. The inventive cooler arrangement thus ensures safe operation of steam turbines even in environments with high ambient temperatures.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden nachfolgende anhand der Figuren erläutert. Es zeigt: Further embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures. It shows:
Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile sind figurübergreifend mit denselben Bezugszeichen versehen. The same or functionally identical components are cross-figured with the same reference numerals.
Zwischen dem ersten Wärmetauscher
Der zweite Wärmetauscher
Der zweite Wärmetauscher
Aufgrund des geschlossenen Kühlkreislaufes für den zweiten Wärmetauscher
Die erfindungsgemäße Kühleranordnung ist insbesondere für einen Einsatz bei Dampfturbinen vorteilhaft, bei dem große Wärmemengen beispielsweise beim Schmieröl für die Gleitlager oder für das Kondensatorkühlwasser anfallen. The cooler assembly according to the invention is particularly advantageous for use in steam turbines, incurred in the large amounts of heat, for example, the lubricating oil for the bearings or for the condenser cooling water.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013214839.9A DE102013214839A1 (en) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | cooler arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013214839.9A DE102013214839A1 (en) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | cooler arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102013214839A1 true DE102013214839A1 (en) | 2015-02-05 |
Family
ID=52341830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013214839.9A Ceased DE102013214839A1 (en) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | cooler arrangement |
Country Status (1)
Country | Link |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1551489A1 (en) * | 1966-02-03 | 1970-03-19 | Du Pont | Heat exchanger |
US6205811B1 (en) * | 1997-02-26 | 2001-03-27 | Tefa | Device for modifying the temperature of a fluid |
-
2013
- 2013-07-30 DE DE102013214839.9A patent/DE102013214839A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
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DE1551489A1 (en) * | 1966-02-03 | 1970-03-19 | Du Pont | Heat exchanger |
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