DE1188629B

DE1188629B - Air-cooled surface condenser

Info

Publication number: DE1188629B
Application number: DEG34614A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Schulenberg
Original assignee: GEA Luftkuehler GmbH
Current assignee: GEA Luftkuehler GmbH
Priority date: 1962-03-31
Filing date: 1962-03-31
Publication date: 1965-03-11
Also published as: GB978067A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

188 629 Int. Cl.:188 629 Int. Cl .:

F25fF25f

Deutsche Kl.: 17 d-1/02German class: 17 d-1/02

Nummer: 1188 629Number: 1188 629

Aktenzeichen: G 346141 a/17 dFile number: G 346141 a / 17 d

Anmeldetag: 31. März 1962 Filing date: March 31, 1962

Auslegetag: 11. März 1965Opening day: March 11, 1965

Bei luftgekühlten Oberflächenkondensatoren besteht die Notwendigkeit, diese bei um bzw. unter dem Gefrierpunkt liegenden Wintertemperaturen gegen eine Unterkühlung des Kondensators und insbesondere gegen ein Einfrieren zu sichern. Diese Gefahr ist bei den in üblicher Weise kondensatorisch geschalteten Kühlelementen, denen der Dampf von oben zugeführt wird, namentlich deswegen gegeben, weil die Kondensationsanlage unter Berücksichtigung des ungünstigeren Temperatur- bzw. Wärmegefälles ίο in den Sommermonaten auf die in dieser Zeit maximal anfallende Dampfmenge ausgelegt sein muß, die sich jedoch in den Wintermonaten, beispielsweise wegen der Abzweigung des Abdampfes zu Heizzwecken, erheblich verringert und demzufolge gerade dann zu einer nur unzureichenden Dampfbeaufschlagung der Elemente führt, wenn die Einfriergefahr am größten ist. Es gibt zwar eine Reihe von Möglichkeiten, eine derartige Unterkühlung oder Vereisung zu verhindern, beispielsweise dadurch, daß den Kühlelementen auf der Anstromseite verschließbare Jalousien vorgeschaltet und/oder mit um- bzw. abschaltbaren Ventilatoren gearbeitet wird, sowie ferner dadurch, daß ein dem Anfall der Dampfmenge entsprechender Teil der Kühlelemente abgeschaltet wird. Alle diese Maßnahmen haben jedoch den Nachteil gemein, daß sie einerseits einen bei der hier in Betracht kommenden Größe der Anlagen erheblich ins Gewicht fallenden Mehraufwand erfordern und andererseits hinsichtlich ihrer richtigen und zeitgerechten Anwendung an Umsicht und Sorgfalt des Aufsichtspersonals gebunden sind. Es wäre zwar denkbar, mit einer automatischen Steuerung zu arbeiten, um die Abhängigkeit von dem Bedienungspersonal zu verringern. Bei der Größe derartiger Anlagen und der Vielzahl der Meßstellen sind jedoch automatische Steuerungen sehr verwickelt und dadurch ebenfalls sowohl aufwendig als auch störungsanfällig. Ihr hauptsächlicher Nachteil liegt darin, daß selbst verhältnismäßig geringfügige Störungen an nur Teilen der Anlage, wenn sie zu spät erkannt werden, im Hinblick auf den in weiten Grenzen schwankenden Dampfanfall und auf die ständig wechselnden Temperatur- und Windverhältnisse erheblich größere Schäden durch Fehlschaltungen hervorrufen können als bei von Hand bedienten, durch Aufsichtspersonal kontrollierten Anlagen.In the case of air-cooled surface condensers, there is a need to measure this at around or below Freezing winter temperatures against undercooling of the condenser and in particular to secure against freezing. In the usual way, this risk is conditional switched cooling elements, to which the steam is supplied from above, given by name, because the condensation system takes into account the less favorable temperature or heat gradient ίο in the summer months must be designed for the maximum amount of steam generated during this time, However, in the winter months, for example because of the diversion of the exhaust steam for heating purposes, considerably reduced and, consequently, just then inadequate application of steam of the elements leads when the risk of freezing is greatest. There are a number of Ways to prevent such hypothermia or icing, for example by the fact that Closable blinds are connected upstream of the cooling elements on the inflow side and / or with reversible or Switchable fans is worked, and also by the fact that the accumulation of the amount of steam corresponding part of the cooling elements is switched off. However, all of these measures have the disadvantage in common that, on the one hand, they have one problem with the size of the systems in question here require significant additional effort and on the other hand with regard to their correct and timely application are tied to the caution and diligence of the supervisory staff. It would be although it is conceivable to work with an automatic control in order to reduce the dependency on the operating personnel to reduce. However, given the size of such systems and the large number of measuring points automatic controls very complex and therefore also both complex and prone to failure. Their main disadvantage is that even relatively minor disturbances on only parts of the system if they are recognized too late, with regard to the wide range fluctuating steam production and the constantly changing temperature and wind conditions can cause greater damage due to incorrect switching than when operated by hand Supervising staff controlled facilities.

Eine ebenso einfache wie bewährte Maßnahme der Einfriergefahr bei Schwachlast zu begegnen, stellt dagegen die sogenannte dephlegmatorische Schaltungsweise der Kühlelemente dar, bei welcher diesen der Dampf nicht von oben, sondern von unten Luftgekühlter OberflächenkondensatorA simple as well as proven measure to counter the risk of freezing at low load, on the other hand represents the so-called dephlegmatory switching mode of the cooling elements, in which this the steam not from above, but from below Air-cooled surface condenser

Anmelder:Applicant:

GEA Luftkühlergesellschaft
Happel G. m. b. H. & Co. K. G.,
Bochum, Königsallee 45GEA air cooler company
Happel G. mb H. & Co. KG,
Bochum, Königsallee 45

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Franz Schulenberg, BochumDipl.-Ing. Franz Schulenberg, Bochum

zugeführt wird, so daß der Dampf im Gegenstrom zu dem nach unten abfließenden Kondensat strömt. Da das nach unten abfließende Kondensat in ständiger Berührung mit dem nachströmenden Dampf steht, kann bei dieser Schaltungsweise eine Unterkühlung des Kondensats und erst recht ein Einfrieren der Elemene selbst bei tiefen Außentemperaturen und nur schwacher Dampfbeaufschlagung nicht eintreten. Ein Nachteil dieser Schaltungsweise liegt jedoch darin, daß der durch die aufsteigende Dampfströmung abgebremste Kondensatfilm den Wärmeübergang auf der Dampfseite verschlechtert, so daß die spezifische Kondensationsleistung dephlegmatorisch geschalteter Elemente unter derjenigen kondensatorisch geschalteter Elemente liegt.is supplied so that the steam flows in countercurrent to the condensate flowing downwards. Because the condensate flowing downwards is in constant contact with the steam flowing in is, with this switching method, the condensate can undercool and even more so, it can freeze the elements do not enter even at low outside temperatures and only weak steam exposure. A disadvantage of this type of circuit, however, is that the rising steam flow braked condensate film worsens the heat transfer on the steam side, so that the specific condensation power of dephlegmatorically switched elements below that of capacitive ones switched elements lies.

Um diesen Nachteil nicht für die gesamte Anlage in Kauf nehmen zu müssen, ist es bereits bekannt, nur einen Teil der Kühlelemente dephlegmatorisch zu schalten, während der übrige Teil der Elemente in leistungsmäßig günstigerer Weise kondensatorisch geschaltet ist.In order not to have to accept this disadvantage for the entire system, it is already known to switch only part of the cooling elements dephlegmatorically, while the remaining part of the elements is switched capacitor in a more favorable manner in terms of performance.

Gemäß einer bekannten Ausführungsform sind die dephlegmatorisch und kondensatorisch geschalteten Kühlelemente sowohl luft- als auch dampfseitig hintereinandergeschaltet, wobei die an die Dampfverteilerleitung kondensatorisch angeschlossenen Elemente zuerst und die zwecks Niederschlagung des Restdampfes bzw. der Brüden dephlegmatorisch nachgeschalteten Elemente nachfolgend durch den gleichen Kühlluftstrom beaufschlagt werden. Da die kondensatorisch geschalteten Elemente hinsichtlich ihrer Leisung so dimensioniert sind, daß in ihnen innerhalb gewisser Grenzen nur ein Teil der zugeführten Dampfmenge niedergeschlagen werden, kann, während die Niederschlagung der Restdampfmenge in den nachgeschalteten, in bezug auf eineAccording to a known embodiment, the dephlegmator and capacitor are switched Cooling elements connected in series on both the air and the steam side, with the ones connected to the steam distribution line elements connected to the capacitor first and those for the purpose of suppressing the Residual steam or the vapors subsequently through the dephlegmatorically downstream elements the same cooling air flow are applied. Since the capacitor-connected elements with regard to their performance are dimensioned so that within certain limits only a part of the supplied Amount of steam can be precipitated, while the precipitation of the residual amount of steam in the downstream, with respect to a

509 518/96509 518/96

3 43 4

Kondensatunterkühlung aber gegenüber Belastungs- sehen Belangen großer Dampfkraftwerke, namentlich Schwankungen unempfindlicheren Dephlegmator- denjenigen von Heizkraftwerken, besser Rechnung elementen erfolgt, ist es auf diese Weise möglich, die trägt, bei denen gerade während der kalten Jahres- Anlage elastischer zu machen und bei nicht allzu zeit mit ihren niedrigen Lufttemperaturen der größte großen Lastschwankungen eine Kondensatunterküh- 5 Teil des Turbinenabdampfes als Entnahmedampf für lung auch ohne die Notwendigkeit einer Nachrege- Heizzwecke Verwendung findet, während die Kon- lung zu vermeiden. Um allerdings allzu große Last- densatoranlage nur noch mit extrem niedrigen Schwankungen, namentlich unverhältnismäßig ge- Dampfmengen beaufschlagt wird. Zur Lösung dieser ringe Dampfmengen in den Wintermonaten, ohne Aufgabe geht die Erfindung von dem zuvor behan- Unterkühlungs- bzw. Vereisungsgefahr bewältigen zu io delten bekannten Vorschlag aus, bei welchem ein können, ist es auch bei dieser Anordnung unumgäng- Teil der über eine Dampfzuleitung und an diese an- lich, zusätzliche Regelungsmöglichkeiten für die geschlossene Verteilerleitungen mit Dampf beauf- Kühlluftführung und -menge vorzusehen und dar- schlagten und in bezug auf den Kühlluftstrom pa- über hinaus eine größere Anzahl von Absperr- und rallelgeschalteten Kühlelemente in kondensatorischer Drosselorganen in der Abdampfleitung sowie in den 15 Schaltungsweise mit den oberen Endkammern an verschiedenen der Abdampfleitung nachgeschalteten eine gemeinsame Dampfverteiler- und mit den Zweig- bzw. Verteilerleitungen anzuordnen, deren unteren Endkammern an je eine gemeinsame Kon- Bedienung gerade in den für eine Unterkühlungs- densatsammel- und Luftabsaugeleitung, der andere und Vereisungsgefahr besonders kritischen Winter- Teil der Elemente dagegen in dephlegmatorischer monaten die gleichen weiter oben bereits beschriebe- 20 Schaltungsweise mit den unteren Endkammern an nen Schwierigkeiten und Gefahren mit sich bringt. eine gemeinsame Dampfverteiler- sowie Kondensat- Condensate subcooling, however, is better taken into account in relation to the load concerns of large steam power plants, namely fluctuations of less sensitive dephlegmators - those of heating power plants, it is possible in this way to make the system more elastic, especially during the cold annual system, and not too much time with their low air temperatures of the largest large load fluctuations, a Kondensatunterküh- 5 part without the need for re-adjustment heating purposes is the turbine exhaust steam as extraction steam for development use, while avoiding the con- development. However, in order to ensure that the load capacitor system is too large, only extremely low fluctuations, namely disproportionate amounts of steam, are applied. To solve these small amounts of steam in the winter months, without any problem, the invention is based on the previously treated subcooling or icing risk to io delten known proposal, in which one can, it is inevitable part of a steam supply line in this arrangement and in addition to this, additional control options for the closed distribution lines to be supplied with steam, and to provide cooling air flow and volume and, in relation to the cooling air flow , a larger number of shut-off and parallel-connected cooling elements in condenser throttling devices in the Exhaust steam line as well as in the 15 switching method with the upper end chambers on various downstream of the exhaust steam line a common steam distribution line and with the branch or distributor lines , the lower end chambers of which each have a common connection in the one for a subcooling densate collecting and air suction line , the other and V danger of icing particularly critical winter - part of the elements, however, in dephlegmatory months the same above already described - 20 switching method with the lower end chambers brings difficulties and dangers with it. a common steam distributor and condensate

Im wesentlichen auf die gleichen Nachteile und Sammelleitung und mit den oberen Endkammern an Schwierigkeiten läuft auch ein anderer bekannter eine gemeinsame Luftabsaugeleitung angeschlossen Vorschlag hinaus, der darin besteht, die in bezug ist, kennzeichnet sich diesem gegenüber jedoch da- auf den Kühlluftstrom parallelgeschalteten und an 25 durch, daß die den in jeweils unterschiedlicher jeweils eine gemeinsame Dampfverteilerleitung an- Weise kondensatorisch und dephlegmatorisch ge geschlossenen Kühlelemente dadurch an eine jeweils schalteten Elementen zugeordneten Verteilerleitun- wechselnde Dampfmenge und unterschiedliche Luft- gen in bezug auf die Dampfzuführung zueinander temperaturen anzupassen, daß mittels in die Verteiler- parallel geschaltet und mindestens der überwiegende leitung eingeschalteter Absperr- bzw. Umlenkorgane 30 Teil der kondensatorisch geschalteten Elemente un- ein jeweils wechselnder Anteil der an sich konden- abhängig von dem übrigen Teil der Anlage als satorisch geschalteten Elemente auf dem Wege der Ganzes zu- bzw. abschaltbar ist.
Hintereinanderschaltung dephlegmatorisch geschaltet Im Gegensatz zu den bekannten Schaltungen, bei wird. Dies geschieht in der Weise, daß der in den denen die kondensatorisch und dephlegmatorisch jeweils ersten, kondensatorisch geschalteten Elemen- 35 arbeitenden Kühlelemente regelmäßig in der Weise ten nicht kondensierte Restdampf über die Konden- hintereinandergeschaltet sind, daß der Dampf zuerst satsammelleitung von unten her in die am oberen die kondensatorisch geschalteten Elemente passieren Ende von der Dampfverteilerleitung abgesperrten muß, bevor der darin nicht kondensierte Restdampf nachfolgenden Elemente aufsteigt und in diesen in die nachgeschalteten Dephlegmatorelemente ge- somit dephlegmatorisch niedergeschlagen wird. Die- 40 langt und bei denen folglich ohne umständliche Re- ses Schaltungsprinzip ermöglicht zwar in geradezu gelungsmöglichkeit bei extrem geringen Dampfmen- idealer Weise eine jeweils optimale Anpassung gen dennoch stets die Gefahr einer Unterkühlung sowohl der Kühlflächen als auch der Schaltungs- bzw. Vereisung besteht, während die gegen diese weise an unterschiedliche Dampfmengen und Gefahren unempfindlichen Dephlegmatorelemente wechselnde Temperaturverhältnisse, erfordert aber 45 ganz oder im wesentlichen unbeaufschlagt bleiben, namentlich bei Großdampfkraftanlagen nicht nur hat die erfindungsgemäß vorgeschlagene Parallel einen erheblichen Mehraufwand durch die Vielzahl schaltung dieser in unterschiedlicher Weise konden- der Regel- und Absperrorgane sowie durch die zu- satorisch und dephlegmatorisch geschalteten EIe- sätzlich benötigten Leitungsabschnitte, sondern mente den erheblichen Vorteil, daß im Winter und macht die Anlage besonders empfindlich gegen Fehl- 50 bei geringer Dampfmenge gerade die hinsichtlich schaltungen und daher anspruchsvoll in bezug auf die ihrer Regelbarkeit schwerer zu beherrschenden und Sorgfalt und Umsicht des Bedienungspersonals. Hin- gegenüber Kondensatunterkühlung und Vereisung zu kommt bei dieser Anordnung der weitere Nach- empfindlichen kondensatorisch geschalteten Elemente teil, daß sowohl die oberhalb der Kondensator- der Anlage — soweit sie nicht benötigt werden — elemente liegende Dampfverteilerleitung als auch die 55 als Ganzes von der Dampfzuführung abgeschaltet an die unteren Endkammern der Elemente an- werden können und demgegenüber nur oder im geschlossene Kondensatsammelleitung im Hinblick wesentlichen nur der unempfindliche dephlegmato- auf die zusätzliche Aufgabe der Weiterleitung des risch geschaltete Teil der Anlage in Betrieb bleibt. Restdampfes aus den kondensatorisch geschalteten In baulicher Hinsicht hat diese Schaltung darüber in die dephlegmatorisch geschalteten Elemente 60 hinaus den Vorteil, daß sie wegen des Fortfalls wegen des großen Dampfvolumens einen beträcht- eines großen Teils sonst benötigter Regel- und Ab- lichen Querschnitt aufweisen müssen. Sperrorgane einfach ist, und daß in jedem der beiden Essentially the same disadvantages and collecting line and difficulties with the upper end chambers also boils down to another known suggestion connected to a common air suction line , which consists in the fact that the cooling air flow is connected in parallel and at 25 by the fact that the cooling elements, which are closed in a condenser and dephlegmatory manner , are respectively connected to a common steam distribution line in a different manner, thereby adapting varying amounts of steam and different air levels to one another with respect to the steam supply to each other with the distribution lines assigned to each other, that means in the Distributor- connected in parallel and at least the predominant line of shut-off or deflection elements 30 part of the capacitor-connected elements and a respectively changing portion of the condensate-dependent on the remaining part of the system as sato rically switched elements can be switched on or off on the way of the whole.
Series connection connected dephlegmator In contrast to the known circuits, in. This is done in such a way that the non-condensed residual steam in the condenser and dephlegmatoric first, condenser-connected elements are regularly connected in series via the condensers in such a way that the steam first enters the condenser from below at the top, the condenser-connected elements must pass the end of the steam distribution line , before the residual steam not condensed in it rises and is thus dephlegmatorically deposited in these in the downstream dephlegmator elements. DIE reached 40 and that which consequently without cumbersome re ses circuit principle allows in almost gelungsmöglichkeit at extremely low Dampfmen- ideally an optimum adaptation gen nevertheless always the risk of hypothermia both the cooling surfaces and the circuitry or icing is, while the dephlegmator elements, which are insensitive to different amounts of steam and dangers, change temperature conditions, but require 45 to remain completely or essentially unaffected, especially in large steam power plants, not only does the parallel proposed according to the invention require considerable additional effort due to the multitude of switching these condensers in different ways - and shut-off devices as well as the additional and dephlegmatory switched electrical line sections , but mente the considerable advantage that in winter and makes the system particularly sensitive to faulty 50 with low dam pf quantity precisely those with regard to circuits and therefore demanding with regard to their controllability, which is difficult to control and the care and caution of the operating staff. One way to condensation hypothermia and freezing to come in this arrangement, the more demand-sensitive condensers connected elements in part that both the above the condenser of the system - if they are not needed - elements steam distribution pipe lying and the 55 off as a whole from the steam supply can be attached to the lower end chambers of the elements and on the other hand only or in the closed condensate collecting line with regard to essentially only the insensitive dephlegmato- to the additional task of forwarding the electrically switched part of the system remains in operation. Residual steam from the condensers connected in terms of construction has the additional advantage that they considerable a large part else must have required control and exhaust union cross-section, this circuit in the dephlegmator connected elements 60 also due to the elimination because of the large volume of steam a. Locking organs is simple, and that in each of the two

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Teile der Anlage entweder nur die obere oder nur die The invention has set itself the task of the parts of the system either only the upper or only the

vorbeschriebenen Schwierigkeiten und Nachteile der untere Leitung einen auf das große Dampfvolumen The difficulties and disadvantages of the lower line described above are due to the large volume of steam

bekannten Schaltungen bei luftgekühlten Oberflä- 65 zugeschnittenen großen Querschnitt aufweisen muß, known circuits with air-cooled surface 65 must have cut large cross-section,

chenkondensatoren zu vermeiden und eine sowohl was die Anlagekosten weiterhin erheblich herabsetzt. Chenkondensatoren to avoid and both what the investment costs continue to significantly reduce.

baulich als auch bedienungstechnisch einfache Ausgehend von der Erfahrung, daß — namentlich structurally and technically simple Based on experience that - namely

Schaltungsmöglichkeit zu schaffen, die den prakti- bei Heizkraftwerken — die in den Wintermonaten To create switching options that are practical in the case of heating power stations - in the winter months

anfallende und hierbei unter wesentlich günstigeren Temperaturbedingungen niederzuschlagende Dampfmenge nur einen geringen Anteil (im Regelfall nur beispielsweise etwa 20% und weniger) der in den Sommermonaten anfallenden und hierbei unter ungünstigeren Temperaturverhältnissen niederzuschlagenden Dampfmenge ausmacht, auf die die Kondensatoranlage insgesamt ausgelegt sein muß, ist es möglich, mit einem verhältnismäßig kleinen Anteil dephlegmatorisch geschalteter Elemente auszukommen, der die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage in den übrigen Monaten, insbesondere den Sommermonaten, trotz ihrer gegenüber kondensatorisch geschalteten Elementen spezifisch schlechteren Leistung nicht nennenswert beeinträchtigt.the amount of steam that arises and has to be precipitated under significantly more favorable temperature conditions only a small proportion (usually only, for example, about 20% and less) of those in the Summer months that occur and are to be precipitated under unfavorable temperature conditions It is the amount of steam that the condenser system must be designed for as a whole possible to get by with a relatively small proportion of dephlegmatorically switched elements, the profitability of the entire system in the remaining months, especially the summer months, despite their specifically poorer performance compared to capacitor-connected elements not significantly impaired.

Obschon es in den meisten Fällen gefahrlos möglich sein wird, zusätzlich zu den dephlegmatorisch geschalteten Elementen auch einen kleinen Teil der kondensatorisch geschalteten Elemente die gesamten Wintermonate über in Betrieb zu lassen, so daß lediglich der überwiegende Teil der kondensatorisch geschalteten Elemente als Ganzes stillgesetzt wird (zumal es die Parallelschaltung ohne Schwierigkeiten, erlaubt, in diesem Falle die im Winter in Betrieb gelassenen kondensatorisch geschalteten Elemente in erster Linie mit Dampf zu versorgen), besteht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darin, den dephlegmatorisch geschalteten Teil der Elemente im Verhältnis zur Größe des kondensatorisch geschalteten Teils mindestens entsprechend der bei um den Gefrierpunkt liegenden Wintertemperaturen maximal anfallenden und unter Ausnutzung des hierbei günstigeren Temperaturgefälles niederzuschlagenden Dampf menge zu bemessen und den gesamten kondensatorisch geschalteten Teil der Elemente bei Annäherung der Außentemperaturen an den Gefrierpunkt mindestens in bezug auf die Dampfzuleitung abzusperren. In dem einen wie in dem anderen Falle, bedarf es hierzu lediglich der Schließung eines oder weniger Absperrschieber, um die Anlage während der Wintermonate selbst gegenüber extrem absinkenden Dampfmengen und Außentemperaturen absolut sicher gegen Unterkühlungs- und Vereisungsgefahr zu schützen, ohne daß es während dieses Zeitraumes darüber hinaus notwendig wäre, die Anlage ständig an die wechselnden Verhältnisse hinsichtlich Abdampfmenge und Außentemperatur durch umständliche Regelungsmaßnahmen in bezug auf die Dampf- und Kühlluftführung anzupassen.Although in most cases it will be safe to do, in addition to the dephlegmatory switched elements also make up a small portion of the capacitor switched elements the whole Winter months to leave in operation, so that only the majority of the condenser switched elements are shut down as a whole (especially since the parallel connection without difficulty, allowed, in this case, the capacitor-switched elements in operation in winter primarily to be supplied with steam), a preferred embodiment of the invention consists in the dephlegmatorically switched part of the elements in relation to the size of the capacitor switched Partly at least according to the maximum winter temperatures around freezing point accruing and to be precipitated by taking advantage of the more favorable temperature gradient Steam quantity to be measured and the entire condenser-switched part of the elements when approaching to shut off the outside temperatures to freezing point, at least with regard to the steam supply line. In one case, as in the other, all that is required is the closure of one or a few Gate valve to the plant itself during the winter months compared to extremely sinking Steam quantities and outside temperatures absolutely safe against the risk of hypothermia and freezing to protect the system without it being necessary during this period constantly to the changing conditions in terms of exhaust steam volume and outside temperature due to laborious Adjust control measures with regard to the steam and cooling air flow.

Die Schaltung gemäß der Erfindung ist selbstverständlich unabhängig davon, ob die Kühlelemente in bekannter Weise als Rippenrohrelemente oder in anderer Weise ausgebildet sind und ob bei Verwendung von Rohrelementen diese außenseitig oder innenseitig mit dem Kühlluftstrom beaufschlagt werden sowie schließlich auch unabhängig davon, ob mit einem natürlichen oder mit einem zwangsbewegten Kühlluftstrom gearbeitet wird, wobei es bei durch Ventilatoren zwangsbewegten Kühlluftstrom lediglich notwendig ist, bei der Abschaltung des kondensatorisch geschalteten Teils der Elemente zusätzlich auch die diesen jeweils gruppenweise zugeordneten Ventilatoren stillzusetzen.The circuit according to the invention is of course independent of whether the cooling elements are designed in a known manner as finned tube elements or in some other way and whether when in use from pipe elements these are acted upon on the outside or inside with the cooling air flow and finally also regardless of whether with a natural or with a forced movement Cooling air flow is worked, with cooling air flow forced to move by fans is only necessary when switching off the capacitor-switched part of the elements also shut down the fans assigned to them in groups.

Obschon es sich im Interesse der Sicherheit anbieten könnte, den in den Wintermonaten stillgesetzten kondensatorisch geschalteten Teil der Anlage außer in bezug auf die Dampfzuleitung auch gegenüber der Luftabsaugeleitung sowie gegenüber der Kondensatsammelleitung abzusperren, empfiehlt sich dies deswegen nicht, weil sich innerhalb des abgesperrten Systems infolge unvermeidlicher Undichtigkeiten im Laufe der Zeit atmosphärischer Druck einstellt, der sich bei der späteren Zuschaltung dieses Teils äußerst nachteilig auswirken würde. Abgesehen davon, daß sich in diesem Falle nach der Zuschaltung des zuvor stillgesetzten Teils zunächst ein Druckausgleich einstellen muß und es in jedem FalleAlthough it might be advisable in the interests of safety, the one shut down in the winter months The condenser-connected part of the system, apart from with regard to the steam supply, also opposite It is advisable to shut off the air suction line and the condensate collecting line This is not because there are unavoidable leaks within the shut-off system In the course of time, atmospheric pressure sets in, which is increased when this is switched on later Partly would be extremely detrimental. Apart from the fact that in this case after the connection of the previously shut down part must first set a pressure equalization and it must in any case

ίο einer längeren Zeit bedarf, bevor innerhalb der gesamten Anlage wieder das für den Kondensationsbetrieb notwendige Vakuum von etwa 90 bis 95% hergestellt worden ist, während welcher Zeit die Wärmeaustauschleistung beträchtlich vermindert wäre, hat sich gezeigt, daß zumindest bei annähernd gleichzeitig zuströmendem Dampf ein Teil der in den zuvor abgesperrt gewesenen Elementen befindlichen Luft sowohl in diesen als auch in den dephlegmatorisch geschalteten Elementen Luftpolster bildet, die die Kondensation zusätzlich erheblich beeinträchtigen können und die die Vakuumpumpe nur im Verlaufe längerer Zeit wieder beseitigen kann.ίο takes a longer time before within the entire The system regains the vacuum of around 90 to 95% required for condensation operation has been established, during which time the heat exchange performance is considerably reduced would be, it has been shown that at least at almost the same time inflowing steam a part of the in the Previously shut off elements contained air both in these and in the dephlegmatory Switched elements forms air cushions, which also significantly impair condensation and which the vacuum pump can only eliminate over a longer period of time.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wäre es denkbar, den in den Wintermonaten in bezug auf die Dampfzuleitung abgesperrten kondensatorischen Teil der Anlage an der Luftabsaugeleitung angeschlossen zu lassen, um auf diese Weise das im Zeitpunkt der Zuschaltung dieses Teils betriebsnotwendige Vakuum ständig aufrechtzuerhalten. Es hat sich jedoch erwiesen, daß auch dieser Weg keine befriedigende Lösung darstellt, und zwar im wesentlichen deswegen nicht, weil in diesem Falle in erheblichem Maße die Gefahr besteht, daß über die Luftabsaugeleitung von dem in Betrieb befindlichen Teil der Anlage herrührende Dampfschwaden in die dampfseitig abgeschalteten kondensatorischen Elemente gelangen, wo sie dann zwar niedergeschlagen, werden, aber bei unter dem Gefrierpunkt liegenden Außentemperaturen zwangläufig zu Vereisungen führen.To avoid these difficulties, it would be conceivable to use the winter months in terms of The condenser part of the system, which is shut off from the steam supply line, is connected to the air suction line to leave in order in this way the operationally necessary at the time of the connection of this part Maintain vacuum at all times. It has been shown, however, that this path is also not represents a satisfactory solution, and essentially not because in this case in considerable There is a risk of the part in operation via the air suction line Steam plumes originating from the system into the condenser elements switched off on the steam side where they will be knocked down, but at below freezing point Outside temperatures inevitably lead to icing.

Um sowohl diese als auch die zuvor behandelten Schwierigkeiten auszuschalten, ist es gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zweckmäßig, den in den Wintermonaten in bezug auf die Dampfzuleitung abgeschalteten kondensatorischen Teil der Elemente zusätzlich auch gegenüber der Luftabsaugeleitung abzusperren und die (offenbleibende) Kondensatsammelleitung dieses Teils unter Einhaltung einer geringen Eintauchtiefe (z. B. etwa 25 cm) von oben her in einen als Wasservorlage dienenden geschlossenen Kondensatzwischenbehälter münden zu lassen, dessen Überlauf an den eigentlichen Kondensat-Sammelbehälter und dessen oberhalb des Überlaufs befindlicher Luftraum an eine vorhandene Unterdruckleitung der Anlage angeschlossen ist. Selbstverständlich können statt nur eines Kondensatzwischenbehälters deren auch mehrere vorgesehen sein. Der Luftraum des bzw. der Kondensatzwischenbehälter ist vorzugsweise mit der an die Vakuumpumpe angeschlossenen Luftabsaugeleitung verbunden, doch kann der Luftraum statt dessen gegebenenfalls auch unmittelbar oder mittelbar über andere vorhandene Leitungen, z. B. über die an den Luftraum des eigentlichen Kondensatsammelbehälters angeschlossene Druckausgleichsleitung, an die Abdampfleitung angeschlossen sein.In order to eliminate both these difficulties and those previously discussed, it is according to one Another feature of the invention useful in the winter months with respect to the steam supply switched off capacitive part of the elements also opposite the air suction line shut off and the (remaining open) condensate collecting line of this part in compliance a small immersion depth (e.g. about 25 cm) from above into a closed one that serves as a water reservoir Let the condensate intermediate tank open out, its overflow to the actual condensate collecting tank and whose air space located above the overflow is connected to an existing vacuum line of the system. Of course, instead of just one condensate wipe container, several can also be provided be. The air space of the condensate intermediate container or containers is preferably connected to the vacuum pump connected air suction line, but the air space can instead optionally also directly or indirectly via other existing lines, e.g. B. over to the airspace the pressure equalization line connected to the actual condensate collecting tank, to the exhaust steam line be connected.

Die erfindungsgemäß in die Anlage eingeschaltete Wasservorlage vermeidet zunächst mit SicherheitThe water reserve switched into the system according to the invention will initially avoid with certainty

den unerwünschten Eintritt von Dampfschwaden in den während der Wintermonate Stillgesetzen kondensatorisch geschalteten Teil der Anlage und damit jegliche etwa hierdurch trotz der dampfseitigen Absperrung bedingte Vereisungsgefahr. Auf der anderen Seite hat das in dem Luftraum der Wasservorlage bzw. des geschlossenen Kondensatzwischenbehälters aufrechterhaltene betriebsmäßige Vakuum die Folge, daß in dem stillgesetzten kondensatorisch geschalteen Anlageteil trotz unvermeidlicher Undichtigkeiten ein annähernd gleich hohes Vakuum aufrechterhalten bleibt, wie in dem in Betrieb befindlichen dephlegmatorisch geschalteten Teil, wobei das Vakuum nur um die unwesentliche Differenz niedriger sein kann, die der statischen Druckhöhe der Wassersäule in dem in das Kondensat des Zwischenbehälters eingetauchten Endabschnitt der Kondensatsammelleitung, d. h. der Eintauchtiefe, entspricht. Würde die Eintauchtiefe beispielsweise 25 cm gewählt, so könnte das sich in dem stillgesetzten Anlageteil auf Grund von Undichtigkeien abbauende Vakuum das in dem Luftraum des geschlossenen Kondensatzwischenbehälters herrschende betriebsmäßige Vakuum von etwa 90 oder 95% nur allenfalls um die statische Druckhöhe der dieser Eintauchtiefe entsprechenden Kondensat- bzw. Wassersäule, d. h. nur höchstens um etwa 2,5% unterschreiten; denn sobald der Druck in den stillgesezten Elementen auf Grund von Undichtigkeitsverlusten über diesen Differenzbetrag ansteigen sollte und die in dem eingetauchten Endabschnitt der Kondensatleitung anstehende Wassersäule vollständig in den Behälter gedrückt worden ist, gelangt die Luft in den über dem Kondensatspiegel befindlichen Luftraum des Behälters und wird von hier aus über die Unterdruckleitung abgesaugt. Das auf diese Weise auch während der Stillstandszeit in dem abgeschalteten Teil der Anlage ständig aufrechterhaltene Vakuum von 87,5 bis 92,5% verursacht bei der späteren Zuschaltung dieses Anlageteils zu dem ständig in Betrieb gehaltenen dephlegmatorisch geschalteten Anlageteil nach Beendigung der Frostperiode oder nach Ablauf der Wintermonate keinerlei Schwierigkeiten, sondern wird von der Vakuumpumpe innerhalb kurzer Zeit ohne Schwierigkeiten und ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Wärmeaustauschleistung ausgeglichen. the unwanted entry of steam plumes in the shutdown during the winter months condenser switched part of the system and thus any resulting despite the shut-off on the steam side conditional risk of icing. On the other hand, it has the water reserve in the air space or the closed condensate wiping container, the operational vacuum is maintained, that in the shutdown capacitor switched part of the system despite unavoidable leaks an approximately equal vacuum is maintained as in the one in operation Dephlegmatorisch switched part, whereby the vacuum is lower only by the insignificant difference can be that of the static head of the water column in the condensate of the intermediate container submerged end portion of the condensate manifold, d. H. corresponds to the immersion depth. Would If the immersion depth is selected, for example, 25 cm, this could be reflected in the shutdown part of the system Reason for leaks reducing the vacuum in the air space of the closed condensate wiping container The prevailing operational vacuum of about 90 or 95% is only at most about the static pressure level corresponding to this immersion depth Condensate or water column, d. H. only fall below by a maximum of around 2.5%; because soon the pressure in the shutdown elements due to leakage losses above this difference should rise and the pending in the submerged end section of the condensate line If the water column has been pushed completely into the container, the air enters the above the condensate level located air space of the container and is from here via the vacuum line sucked off. In this way, even during the downtime in the part of the system that has been switched off Constantly maintained vacuum of 87.5 to 92.5% caused by the later connection this part of the system to the dephlegmatorically switched part of the system, which is kept constantly in operation End of the frost period or after the end of the winter months no difficulties, but rather is operated by the vacuum pump within a short time without difficulty and without significant impairment the heat exchange performance balanced.

In dem als Zeichnung beigefügten Schaltbild ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In the circuit diagram attached as a drawing, the invention is explained using an exemplary embodiment.

Mit 1 ist eine Dampfleitung bezeichnet, die das in der Zeichnung nicht dargestellte Heizkraftwerk mit der diesem nachgeschalteten Dampfturbine 2 verbindet. An den Abdampfstutzen der Turbine 2 ist die diese mit der Kondensatoranlage verbindende Abdampfleitung 3 angeschlossen. Die Kondensatoranlage besteht aus zwei in unterschiedlicher Weise kondensatorisch bzw. dephlegmatorisch geschalteten Teilen, die in bezug auf die Dampfzuführang zueinander parallel geschaltet sind, und von denen der dephlegmatorisch geschaltete Teil so groß bemessen ist, daß er die bei um den Gefrierpunkt liegenden Wintertemperaturen maximal anfallende Dampfmenge allein niederschlagen kann, während der kondensatorisch geschaltete Teil in dieser Zeit als Ganzes abgeschaltet wird.1 with a steam line is referred to, which the heating power plant, not shown in the drawing connects with the downstream steam turbine 2. On the exhaust steam nozzle of the turbine 2 the exhaust line 3 connecting this with the condenser system is connected. The condenser system consists of two capacitor or dephlegmator connected in different ways Parts that are connected in parallel with one another with respect to the steam supply, and of which the Dephlegmatorisch switched part is dimensioned so large that it is around the freezing point Winter temperatures can precipitate the maximum amount of steam alone, while the condenser switched part is switched off as a whole during this time.

In der Zeichnung sind die kondensatorisch geschalteten Kühlelemente mit 4 bezeichnet und mit ihren oberen Endkammern 4 α in Parallelschaltung an eine gemeinsame Dampfverteilerleitung 5 angeschlossen, die ihrerseits unter Zwischenschaltung eines Absperrschiebers 6 von der Abdampfleitung 3 abgezweigt ist. Die unteren Endkammern 4 b der kondensatorisch geschalteten Elemente 4 sind — ebenfalls in Parallelschaltung — einerseits an eine gemeinsame Kondensatsammelleitung 7 und andererseits an eine gemeinsame Luftabsaugeleitung 8 angeschlossen, wobei in den zu der Vakuumpumpe 9 führenden Leitungsabschnitt ein Absperrorgan (Ventil oder Schieber) 10 eingeschaltet ist.In the drawing, the condenser-connected cooling elements are denoted by 4 and their upper end chambers 4 α are connected in parallel to a common steam distribution line 5, which in turn is branched off from the exhaust line 3 with a gate valve 6 interposed. The lower end chambers 4 b of the condensers connected elements 4 are - also in parallel - on the one hand to a common condensate collecting line 7 and on the other hand connected to a common Luftabsaugeleitung 8, wherein inserted in the leading to the vacuum pump 9 line section, a shut-off device (valve or slider) 10 .

Die dephlegmatorisch geschalteten Kühlelemente 11 sind mit ihren unteren Endkammern 11 b ebenfalls in Parallelschaltung an eine gemeinsame, untenliegende Dampfverteilerleitung 12 angeschlossen, welche ihrerseits — in bezug auf die Dampfverteilerleitung 5 der kondensatorisch geschalteten Elemente — in Parallelschaltung an die Abdampfleitung 3 angeschlossen ist. Da die Dampfverteilerleitung bei dieser Schaltungsweise gleichzeitig der Sammlung des in diesen Elementen im Gegenstrom zu dem aufsteigenden Dampf abfließenden Kondensats dient, ist die Kondensatsammelleitung 12 an dem dem Anschluß mit der Abdampfleitung 3 gegenüberliegenden Ende mit der Kondensatableitung 13 verbunden, während die an die Vakuumpumpe 9 angeschlossene Luftabsaugeleitung 8 — wiederum in Parallelschaltung — mit den oberen Endkammern 11 α dieser Elemente verbunden ist. The lower end chambers 11 b of the dephlegmatorically connected cooling elements 11 are also connected in parallel to a common, underlying steam distribution line 12, which in turn is connected in parallel to the exhaust steam line 3 with respect to the steam distribution line 5 of the condenser-connected elements. Since the steam distribution line in this circuit simultaneously serves to collect the condensate flowing off in these elements in countercurrent to the rising steam, the condensate collecting line 12 is connected to the condensate discharge line 13 at the end opposite the connection with the exhaust steam line 3, while the one connected to the vacuum pump 9 Air suction line 8 - again connected in parallel - is connected to the upper end chambers 11 α of these elements.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel mündet nicht nur die Kondensatsammelleitung 7 des kondensatorisch geschalteten Teils 4 der Anlage, sondern einfachheitshalber auch die Kondensatableitung 13 des dephlegmatorisch geschalteten Teils 11 der Anlage von oben her in einen als Wasservorlage dienenden geschlossenen Kondensatzwischenbehälter 14, dessen Überlauf mittels der Verbindungsleitung 15 an den eigentlichen — ebenfalls geschlossenen — Kondensatsammelbehälter 16 und dessen oberhalb des Überlaufs befindlicher Luftraum an eine vorhandene Unterdruckleitung der Anlage angeschlossen ist. Zu diesem Zweck ist der Luftraum des Kondensatzwischenbehälters 14 vorzugsweise, d. h. im Regelfall nur über die Verbindungsleitung 17, an die Luftabsaugeleitung 8 angeschlossen. Ist daneben in Ausnahmefällen — wie in der Zeichnung dargestellt — eine weitere Anschlußmöglichkeit in der Weise vorgesehen, daß der Luftraum über die Verbindungsleitung 18 an die Druckausgleichsleitung 19 zwischen der Abdampfleitung 3 und dem Luftraum des Kondensatsammelbehälters 16 angeschlossen ist, so ist es zwecks Vermeidung eines Dampfkurzschlusses notwendig, in beide Leitungsabschnitte 17 und 18 je ein Absperrorgan 20 und 21 einzuschalten, die es ermöglichen, die im Betriebe jeweils nicht benötigte Leitung sicher abzusperren. In the embodiment shown in the drawing, not only the condensate collecting line opens 7 of the capacitor-connected part 4 of the system, but also for the sake of simplicity the condensate drain 13 of the dephlegmatorically switched part 11 of the system from above into a serving as a water reservoir closed condensate intermediate container 14, the overflow by means of the Connection line 15 to the actual - likewise closed - condensate collecting container 16 and its air space above the overflow to an existing vacuum line of the system connected. For this purpose, the air space of the condensate wiping container 14 is preferably d. H. usually only connected to the air suction line 8 via the connecting line 17. In addition, in exceptional cases - as shown in the drawing - another connection option provided in such a way that the air space via the connecting line 18 to the pressure equalization line 19 is connected between the exhaust line 3 and the air space of the condensate collecting container 16, so it is for the purpose of avoidance a steam short circuit is necessary, in each of the two line sections 17 and 18 a shut-off device 20 and 21 to be switched on, which make it possible to safely shut off the line that is not required in the company.

Selbstverständlich ist es entgegen den in der Zeichnung dargestellten Verhältnissen nicht unbedingt erforderlich, auch die Kondensatableitung 13 des ständig in Betrieb gelassenen dephlegmatorisch geschalteten Teils der Anlage an die Wasservorlage bzw. den geschlossenen Kondensatzwischenbehälter 14 anzuschließen, da dieser ohnehin ständig über die Luftabsaugeleitung 8 unter Vakuum gehalten ist und daher ebensogut unmittelbar an den Kondensatsammelbehälter 16 angeschlossen sein kann.Of course, contrary to the relationships shown in the drawing, it is not absolutely necessary to also the condensate drainage 13 of the dephlegmatoric switch, which is continuously left in operation To connect part of the system to the water reserve or the closed condensate intermediate container 14, since this is in any case constantly kept under vacuum via the air suction line 8 and can therefore just as well be connected directly to the condensate collecting tank 16.

Mit 22 ist eine an den Kondensatsammelbehälter 16 angeschlossene Kondensatpumpe bezeichnet, mittels welcher das Kondensat über den in der Zeichnung nicht dargestellten Entgaser dem ebenfalls nicht dargestellten Speisewasserbehälter zugeführt werden kann.With a connected to the condensate collecting tank 16 condensate pump is designated by means of which the condensate on the degasser, not shown in the drawing, too feed water tank, not shown, can be supplied.

Obschon es sich empfiehlt, die Kühlelemente 4 und 11 als Rohrelemente auszubilden, deren außen verrippte Rohre sowohl am oberen als auch am unteren Ende in Sammel- bzw. Verteilerkammern münden, und es sich ferner empfiehlt, diese Elemente in bekannter Weise — jeweils paarweise gegenüberliegend — im Querschnitt dachbauförmig oder V-förmig zueinander anzuordnen, wobei jeweils Gruppen solcher Elemente gesonderte Ventilatoren zugeordnet sind, die diese außenseitig mit der Kühlluft beaufschlagen, können die Kühlelemente auch in anderer bekannter Weise ausgebildet, angeordnet und beaufschlagt sein, da die erfindungsgemäße Schaltung hiervon grundsätzlich unabhängig ist. Desgleichen ist es in Abweichung von der schematischen Darstellung der Zeichnung selbstverständlich möglich und zweckmäßig, nicht nur jeweils eine gemeinsame Verteilerleitung 5 bzw. 12 von der Hauptabdampfleitung 3 der Turbine abzuzweigen, sondern je nach der Größe der Anlage deren mehrere vorzusehen, wobei es lediglich notwendig ist, den dephlegmatorisch geschalteten und den kondensatorisch geschalteten Teil unabhängig von ihrer Größe und Aufteilung in Zweigsysteme untereinander in Parallelschaltung an die Hauptabdampfleitung 3 der Turbine anzuschließen.Although it is advisable to design the cooling elements 4 and 11 as tubular elements, their outside Ribbed pipes at both the top and bottom in collection and distribution chambers open, and it is also advisable to use these elements in a known manner - in pairs opposite one another - To be arranged in cross-section in the form of a roof or a V-shape to one another, in each case Groups of such elements are assigned to separate fans, which these outside with the cooling air act upon, the cooling elements can also be designed and arranged in another known manner and be acted upon, since the circuit according to the invention is fundamentally independent of this. Likewise it goes without saying, in deviation from the schematic representation of the drawing possible and expedient, not just one common distributor line 5 or 12 from the main steam line 3 to branch off the turbine, but to provide several depending on the size of the system, where it is only necessary to switch the dephlegmatorically and the capacitorically switched part regardless of its size and division into branch systems among each other in To be connected in parallel to the main exhaust line 3 of the turbine.

Claims

Patent claims:

1. Air-cooled surface condenser, especially for the suppression of turbine exhaust steam of thermal power stations, in which part of the connected in parallel with respect to the cooling air flow Cooling elements in a condenser circuit with the upper end chambers to a common steam distributor and with the lower end chambers to a common condensate collection and air suction line, the other parts of the elements, on the other hand, are switched in a dephlegmatory manner with the lower end chambers to a common steam distributor and condensate collecting line and with the upper end chambers to a common air suction line is connected, characterized in that the in each different Way condenser and dephlegmatorically connected elements (4 and 11) associated collecting and distribution lines (7 or 12) connected in parallel with one another with respect to the steam supply (3) and at least the majority of the capacitor-connected elements (4) regardless of the The rest of the system can be switched on or off as a whole.

2. Surface capacitor according to claim 1, characterized in that the dephlegmatory switched part (11) of the elements in relation to the size of the capacitor switched Partly (4) at least according to the winter temperatures around freezing point maximum incurred and taking advantage of the more favorable temperature gradient Measure the amount of steam to be deposited and the entire condenser switched Part of the elements can be shut off at least with respect to the steam supply line (3).

3. Surface capacitor according to claim 1 or 2, characterized in that the at Winter temperatures with respect to the steam supply line (3) can be switched off, switched with a capacitor Part (4) of the elements can also be shut off from the air suction line (8), while at least the condensate manifold (7) of this part while maintaining a low Immersion depth from above into a closed condensate intermediate container that serves as a water seal (14) opens, its overflow to the actual condensate collecting tank (16) and its located above the overflow Air space is connected to a vacuum line of the system.

4. Surface capacitor according to claim 3, characterized in that the air space of the or the intermediate condensate container (14), preferably with the connected to a vacuum pump (9) Air suction line (8) is connected.

5. Surface capacitor according to claim 3, characterized in that the air space of the or the condensate intermediate container (14) is connected to the exhaust steam line (3).

1 sheet of drawings