DE1451140A1

DE1451140A1 - Air condensation system for steam engines

Info

Publication number: DE1451140A1
Application number: DE19631451140
Authority: DE
Inventors: Kelp Dipl-Ing Fritz; Schroeder Dr-Ing E H Karl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-07-19
Filing date: 1963-07-19
Publication date: 1969-06-12

Description

Zuftkondensationsanlage für Dampfkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfkraftanlage, bei der ein oder mehr Maschinensätze in Freiluftbauweise aufgestellt sind, sich. also nicht in einem geschlosoenen Maschinenhaus befinden. Diese Bauweise, die im wejentlichen nur dann in Frage kommt, wenn die klimatischen Verhältnisse am Aufstellungsort hierfür günstig sind, bedeutet eine Einsparung an Aufwand, die mit zunehmender Maschinengröße ganz beträchtlich werden kann. Vielfach ist man bemüht, bei Kraftwerken auf luftgekühlte Kondensationsanlagen überzugehen, wenn Wassermangel vorliegt, oder andere ächwierigkeiten hinsichtlich "der Beschclffung des erforderl,iahen Kühlwasaers bestehen. Bei Anwendung der gebrauch-. , lichen Bauformen von Luf tkonclensatiörisanl,.g,e.n wird eine große Zahl von -Rippenrohrelementen und Lüftern dachförmig -in mehreren Reihen zusammengea;?t, so daß darin de'r -Zustrom der Kühlluft an den freien Seiten der Anlage-erfolgen muß. Dabei- sind unter Umständen-sehr große Luftmengen erforderlich, deren Zuströmgesenwindigkei t wegen des erforderlichen Kraftaufwandes der -Lüfter begrenzt ist. Auf dieje Weise erdeben sich für eine auf einer Platte angeordnete Kondensationsanlage äußerärdentlieh große Pfeil,-erhöhen, deren wirtschaftlicher Auf-r:and nicht mehr ohne weiteres vertretbar ist. Man könnte daran denken, die Luftkondensationsanlage dicht neben der Turbinenanlage anzuordnen, um auf diese Weise kurze Zeitungen zwischen den Turbinenabdampfstutzen und den Elementen der Luftkondensationsanlage zu erreichen. Bei einer derartigen Aufstellungsweise müßte aber mit Schwierigkf i teri für die Fortleitung der elektrischen Energie gerechnet werden. Eine solche Bauweise würde auch einen entsprechenden Mehraufwand,erfordern, da der bei Wasserkühlung verfügbare Platz für-Transformator und für die Hochspannungsanlage hier zumindest teilweise von der.Zuftkondensationsanlage in Anspruch genommen wird.Zuftkondensationsanlage for steam engines The invention relates on a steam power plant with one or more machine sets in open-air construction are set up. so not located in a closed machine house. This type of construction, which is only possible if the climatic Conditions at the installation site are favorable for this, means savings Effort that can become quite considerable with increasing machine size. Multiple efforts are being made to switch to air-cooled condensation systems in power plants, if there is a lack of water, or other concerns regarding "The procurement of the necessary cooling water exist. A large number of finned tube elements is used, for example, in the form of air conditioning systems, .g, e.n and roof-shaped fans -together in several rows, so that the influx in them the cooling air must take place on the free sides of the system. There are - under certain circumstances - a lot large amounts of air required, the inflow wind speed because of the required Effort of the fan is limited. In this way you stand up for one A condensation system arranged on a plate from the outside, large arrows, heightening, whose economic prosperity is no longer justifiable. One could remember to arrange the air condensation system close to the turbine system, to keep short newspapers between the turbine exhaust stubs and the elements the air condensation system. With such a setup but would have to reckon with difficulties for the transmission of electrical energy will. Such a construction would also require a corresponding additional effort, because of the space available with water cooling for the transformer and for the high-voltage system is used here at least partially by der.Zuftkondensationsanlage.

Es ist inzwischen eine andere Aufstellungsweise für die Luftkondensationsanlage bekannt geworden, die@die geschilderten Nachteile zu einem Teil vermeidet. Diese bekannte Bauweise besteht darin, daß die Luftkondensationsanlage auf dem Dach des geschlossenen Maschinenhauses aufgebaut ist. Diese Bauform sieht demnach das Vorhandensein eines geschlossenen . r chinenbauses vor, wobei es noch zusätzlich erforderlich wird," .,die tragenden nützen des Maschinenhauses und die Fundamente entsprechend zu verstärken. Da weiterhin häufig der Platzbedarf 5 der Luftkondensationsanlage bezüglich der Grundfläche wesentlich größer als die Grundfläche des üblichen Maschinenhauses ist, wird es notwendig, die Luftkondensationsanlage zum Teil balkonartig überkragen"zu lassen. Dies-bedeutet einen erhöhten Bauaufwand und erfordert eine beträchtliche Gesamthöhe des Maschinenhauses mit aufgesetzter Luftkondensationsanlage.In the meantime, another way of setting up the air condensation system has become known which avoids the disadvantages described to some extent. This known construction consists in that the air condensation system is built on the roof of the closed machine house. This design therefore sees the presence of a closed. r chinenbaus, whereby it is also necessary ". to reinforce the load-bearing benefits of the machine house and the foundations accordingly. Since the space requirement 5 of the air condensation system is often much larger in terms of the base area than the base area of the normal machine house, it becomes necessary to let the air condensation system protrude in part like a balcony ". This means an increased construction effort and requires a considerable overall height of the machine house with the attached air condensation system.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Die Erfindung besteht darin, daß die Luftkondensationsanlage unmittelbar über der in Freiluftbauweise angeordneten Dampfkrafttnaschinenanlage aufgestellt ist. Der Kondensator ist dabei auf-einer Tragkonstruktion oberhalb eines Maschinensatzes oder mehrtrer Ma- schinensätze in der Weise angeordnet, daß die Kühlluftströmung ah der Kraftmaschine vorbei von unten bzw. seitlich in die Kondensationsanlage eintritt. Dadurch geleingt es, die Luftkonc;ensationsanlage in niedriger Höhe anzuordnen, da der freie Raum . oberhalb der Bedienungsbühne der Maschinensätze für die Zuführung der Kühlluftströmung zur Verfügung steht.These disadvantages are avoided by the invention. The invention consists in that the air condensation system is set up directly above the steam power plant, which is arranged in an open-air construction. The condenser is arranged on a supporting structure above a machine set or several machine sets in such a way that the cooling air flow ah past the engine enters the condensation system from below or from the side. This makes it possible to arrange the air concentration system at a low height, since the free space. is available above the operating platform of the machine sets for the supply of the cooling air flow.

Auf die.;e Weise lassen sich etwa 10 bis 12 m an Bauhöhe. gegenüber der bekannten Aufstellung auf einem geschlossenen Maschinenbaus einsparen..Dies wirkt sich nicht nur außerordentlich günstig auf den baulichen Aufwand aus, sondern bedingt auch eine erhebliche Verkürzung der Dampfleitungen und dementsprechend eine Herabsetzung des Druckverlustes zwischen Turbinenabdampfstutzen und LuftkondensationsanlagE, wodurch weitere Kosten erspart und die Wirtschaftlichkeit der Anlage verbessert werden.In this way, about 10 to 12 m in height can be achieved. opposite to save the familiar installation on a closed machine building not only has an extremely beneficial effect on the construction work, but also requires a considerable shortening of the steam lines and, accordingly, a reduction the pressure loss between the turbine exhaust steam nozzle and the air condensation system, which saves further costs and improves the profitability of the system will.

An Hand'-der Zeichnungsoll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen husführungsbe.ispiele in .ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark v(-reinfachter, zum Teil schematischer Darsteliung.@Gleiche:oder einander entsprechende Teile sind in sämtlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Fig. 1.-'und 2 -geigen ein Ausführungsbeispiel im Quer= und Längsschnitt, -wobei ein Dampfturbinensätz 1 mit Generator in Höhe der Bedienungsbühne 2 angeordnet ist, unterhalb der die Generatorableitung 3 verläuft und zum Maschinentransformator 4 führt. Die Bedienungsbühne 2 wird durch die Pfeiler 5 überragt, zwischen denen die Kühlluft für die darüber befindliche Luftkondensationsanlage in Richtung der PfE-ile 6 zu den Lüftern 15 und den Rippenrohrelementen 8 strömt. Der-Maschinen= hauskran 7 ist in Längsrichtung über dem Dampf turbinensatt `zwischen den Pfeilern 5 auf der Kranbahn 14 verfahrbar. Die Rippenrohrelemente 8 der Luftkondensationsanlage stehen mit gemeinsamen Dampfsammlern 9 in Verbindung, die durch geeignete; hier nicht näher dargestellte Abdampfleitungen mit dem Abdampfstutzen 12 der Turbine verbunden sind. Der Raum 11 unterhalb der Bedienungsbühne 2 dient zur Aufnähme der Hilfsanlagen, die der Übersichtlichkeit der Darstellung halber ebenfallsnicht näher gezeigt sind. An Stelle eines einzigen Turbosatzes können auch deren mehr neben- oder hintereinander angeordnet sein. Dabei empfiehlt sich'eine Anordnung in Hintereinanderreihung, wobei in -Richtung des lfeiles 13 (Fig. 2) der-näch's:re Turbosatz .anschließen kcann. Die Luftkondensationsgnlage oberhalb eines oder mehrerer Maschinensätze kann jeweils einem bestimmten Turbosatz zugeordnet sein, oder auch für ein4ge oder sämtliche Maachinenuätze gemeinsam hex-angezogen werden.The invention is to be explained in more detail on the basis of the drawing. the Figures show examples of house management in their essential parts for the invention in greatly simplified, partly schematic representation. @ Same: or each other Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures. 1 .- 'and 2 violins an embodiment in cross = and longitudinal section, -wherein a steam turbine set 1 with generator is arranged at the level of the operating platform 2, below which the generator discharge line 3 runs and to the machine transformer 4 leads. The operating platform 2 is dominated by the pillars 5, between which the Cooling air for the air condensation system above in the direction of the PfE-ile 6 to the fans 15 and the finned tube elements 8 flows. The machine = house crane 7 is full of turbines in the longitudinal direction above the steam between the pillars 5 the crane runway 14 can be moved. The finned tube elements 8 of the air condensation system are with common steam collectors 9 in connection, which by suitable; here exhaust pipes, not shown in detail, with the exhaust nozzle 12 of the turbine are connected. The space 11 below the operating platform 2 is used to record the Auxiliary systems, which for the sake of clarity of the illustration are also not detailed are shown. Instead of a single turbine set, their more secondary or be arranged one behind the other. It is advisable to arrange them in a row, whereby in the direction of the arrow 13 (Fig. 2) the next: the right turbo generator can be connected. The Luftkondensationsgnlage above one or more machine sets can each be assigned to a specific turbo set, or for some or all of them Machine replacements are hex-tightened together.

5 Wührend in den Fig. 1 und 2 die Dampfleitung vom Abdampf stutzen der Turbine zur Luftkondensationsanlage nicht veranschaulicht ist, zeigen die folgenden Figuren Ausführungsbeispiele für-Möglichkeiten entsprechender Rohrführungen. In Fig. 3 ist die Abdampfleitung 16 senkrecht nach oben zu einem Verteilerrohr 17 geführt, von welchem aus der Dampf über Anschlußrohre 18 in die Sammler 9 der Ripi:enrohrelemente 8 gelangt.-Diege Anordnung weist den Vorteil.des kürzesten Weges zur Luftkondensationsanlage auf, so daß der Aufwand, an Rohrleitungen sowie der Druckverlust sogering wie möglich gehalten werden kann. Andererseits muß aber dabei in Kauf genommen werden, daß der Maschinenhauskren nicht den gesamten Bereich des Turbosatzes ohne weiteres bestreichen kann, so daß gegebenenfalls mehrere Hebezeuge oder' Sonderausführungen vorgesehen werden müssen. Im übrigen ist naturgemäß noch dafür Sorge zu tragen, die Dampfleitung in geeigneter.Weise mit einer Kondensat-Auffangvorrichtung zu veruehen,-um das Rückfließen von dem sich in der Dampfleitung bildenden Kondensat in die Turbine zu vermeiden. 5 While the steam line from the exhaust steam connection of the turbine to the air condensation system is not illustrated in FIGS. 1 and 2, the following figures show exemplary embodiments for possibilities of corresponding pipe guides. In Fig. 3, the exhaust pipe 16 is led vertically upwards to a distributor pipe 17, from which the steam reaches the collector 9 of the Ripi: en pipe elements 8 via connecting pipes 18. so that the expenditure on pipelines and the pressure loss can be kept as low as possible. On the other hand, however, it must be accepted that the machine house crane cannot easily sweep the entire area of the turbo set, so that, if necessary, several hoists or special designs have to be provided. In addition, care must of course be taken to provide the steam line with a condensate collecting device in a suitable manner, in order to prevent the condensate that forms in the steam line from flowing back into the turbine.

Bei dem in Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird die Verfahrbarkeit des Kranes 7 durch die Rohrleitung nicht behindert. Dabei muß allerdings ein größerer Aufwand für die Dampfleitung 16 in Kauf --enommenwerden. Die Entwässerung der Dampfleitung kann an der tiefsten Stelle 19-oder auch am Verteilerrohr 17 erfolg'en. Die in L'ig. 5 dargestellte Ausführungsform, die sich-insbesondere für Anlagen hoher Leistung eignet, sieht eine Aufspaltung der Abdampfleitung am`Turbinenaustritt in zwei getrennte Rohrleitungen vor. Dabei wird der Abdampf zunächst in waagerechter Richtung nach beiden ;leiten herausgeführt und-damit der Raum 11 unterhalb des Turbinensatzes nur gering in Anspruch genommen. Die_von den beiden außen liegenden Verteilerrohren senkrecht aufsteigenden Dampfleitungen 16-erreichen die Elemente der Luftkondensationsanlage auf kürzestem Wege und unter Vermeidung weiterer Umlenkungen. Bei dieser Anordnung ist es auch möglich die Sammler 17 innerhalb der Pfeiler 5 unterhalb der Bedienungsbühne 2 anzuordnen@und die aufsteigenden Dampfleitungen 16 so zwischen den Pfeilern anzuordnen, daß die Kranbahn 14 und der Kran 7 nicht behindert werden. Fg.: 6 zeigt schließlich noch eine Abwandlung der in Fig. 5-dargestEllten_Bauweise, wobei die von der Turbine ausgehenden Dampfleitungen nicht unterhalb, sondern zumindest teilweise in Höhe der Be'di.enungsbühne 2 bzw. oberhalb derselben angeordnet werden: 'Die. Sammler 17 können ;jetzt bei schräger Rohrführung in der Nähe: der Turbine angebracht werden. Der Raum 11@ unterhalb der Bedienungsbühne wird dadurch nicht nennenswert eingeengt:-In the embodiment illustrated in FIG. 4, the displaceability of the crane 7 is not obstructed by the pipeline. But there has to be a bigger one Expenses for the steam line 16 must be accepted. The drainage of the steam pipe can at the lowest point 19 or also at the distributor pipe 17. The one in L'ig. 5 illustrated embodiment, which is particularly suitable for high-performance systems is suitable, sees a split of the exhaust steam line at the turbine outlet into two separate ones Pipelines in front. The exhaust steam is initially in a horizontal direction both; lead out and thus the space 11 below the turbine set only little used. The_of the two outside distribution pipes vertically rising steam lines 16 reach the elements of the air condensation system by the shortest route and avoiding further diversions. With this arrangement it is also possible to have the collector 17 inside the pillars 5 below the operating platform 2 @ and to arrange the ascending steam lines 16 between the pillars so that that the crane runway 14 and the crane 7 are not obstructed. Fig .: 6 finally shows Another modification of the construction shown in FIG. 5, with that of the turbine outgoing steam lines not below, but at least partially in height the Be'di.enungsbühne 2 or above the same are arranged: 'The. Collector 17 can be attached to the turbine; now with an inclined pipe guide nearby. The room 11 @ below the service platform is not significantly restricted as a result: -

Claims

Claims 1. Zuftkondensationsanlage to steam engines in outdoor installation, characterized in that, the capacitor is arranged on a supporting structure above a machine unit or more machine units in such a manner that the cooling air flow to the engine untern over and / or enters the condensing unit laterally.

2. Plant according to claim 1, characterized in that that one or more steam lines of the turbine from this vertically upwards are led to the condensation system.

3. Plant according to claim 1 or 2, characterized by a . Horizontal exhaust steam line (20) laid on one side to a distributor (17) and a number of steam lines (16).

4. Plant according to claim 1 or 2, marked by. two exhaust lines (20, Fig.

5, Fig. 6) in the vicinity of the operating platform (2) and deflection of the exhaust steam lines inside and / or outside the pillars (5)) to the air condensation system (8, 9). - -