DE1925234B2

DE1925234B2 - Einspritzkondensationsanlage mit rueckkuehlung des einspritzwassers ueber luftgekuehlte kuehlelemente

Info

Publication number: DE1925234B2
Application number: DE19691925234
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl Ing 4640 Wattenscheid Cleve Hans Henning von 4630 Bochum Knirsch
Original assignee: GEA Luftkuehlergesellschaft Happel GmbH and Co KG
Current assignee: GEA Luftkuehlergesellschaft Happel GmbH and Co KG
Priority date: 1969-05-17
Filing date: 1969-05-17
Publication date: 1973-08-16
Also published as: ES376795A1; DE1925234A1; US3660980A; GB1307996A; FR2042709A1; CH538656A

Description

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höhere Leistung bedingten schwereren Bauart der sphärischen Luftdruckes liegt, jedoch nur sehr geUmwälzpumpe selbst sowis ihres Antriebes. Die ringfügig oberhalb des Sättigungsdruckes des Kühl-Folge hiervon ist, daß die Betriebskosten und die wassers bzw. Kondensats, der zur Kühftv issertempe-Anlagekosten beträchtlich erhöht werden. Man hat ratur an der geodätisch höchsten Stelle der Kühlzwar bereits versucht, einen Teil der aufzubringenden 5 elemente gehört, wodurch die von der Pumpe zu Mehrleistung dadurch zurückzugewinnen, daß man überwindende Druckdifferenz besonders gering gein die zum Einspritzkondensator führende Rück- halten werden kann.

stromleitung eine Rückgewinnungsturbine einschaltet. Es ist jedoch auch möglich, die Entlüftungsleitung Hierdurch werden jedoch die Erstellungskosten der an den Dampfraum des Einspritzkondensator anAnlage beträchtlich erhöht und der Gesamtaufbau io zuschließen. Dies empfiehlt sich vor allem dann, wesentlich verkompliziert. Außerdem führt eine wenn sichergestellt werden muß, daß kein Kühlsolche Rückgewinnungsturbine zu höheren Wartungs- wasser bzw. Kondensat in die Luftabsaugung des kosten und erschwert das Fahren der Anlage. Des- Einspritzkondensators gelangt,
halb wird auf eine derartige Rückgewinnungsturbine Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung häufig verzichtet zugunsten eines einfachen Drossel- 15 ist die Entlüftungsleitung an die Evakuierungseinorgans. Man nimmt jedoch dabei den erheblichen richtung des Einspritzkondensators angeschlossen. Leistungsverlust in Kauf, der durch das Drosseln Hierdurch erhält man einen einfachen Aufbau der des durch die Umwälzpumpe erzeugten Überdruckes Kondensationsanlage, die infolgedessen entsprechend entsteht. billig erstellt werden kann.

Es liegt die Aufgabe vor, eine Emspritzkondensa- *° Gleichgültig welche der vorgenannten Ausfühtionsanlage mit Rückkühlung des Einspritzwassers rungsformen im Einzelfalle gewählt wird, kann man, über luftgekühlte Kühlelemente zu schaffen, bei der sofern es überhaupt erforderlich ist, den Unterdruck der für die Umwälzung des Kühlwassers erforderliche in der Entlüftungsleitung in Abhängigkeit von dem Energiebedarf gegenüber den bekannten Einspritz- in den Kühlelementen vorhandenen Wasserstand kondensationsanlagen, bei denen auch an der *5 regeln. Dies kann in vielfältiger Weise geschehen, geodätisch höchstgelegenen Stelle der Kühlelemente wie z. B. dadurch, daß über ein regelbares Absperrwährend des Betriebes ständig ein Überdruck auf- element eine bestimmte Luftmenge pro Zeiteinheit rechterhalten wird, entscheidend verringert ist. in die Entlüftungsleitung von außen eingelassen wird,

Diese Aufgabe wird bei einer Einspritzkondensa- oder dadurch, daß die besondere Evakuierungsem tionsanlage der eingangs genannten Art erfindungs- 30 richtung auf eine entsprechend andere Leistung eingemäß dadurch gelöst, daß die Entlüftungsleitung geregelt wird.

nur an die geodätisch höchste Stelle der Kühl- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der

elemente angeschlossen ist, wobei der Druck in der Zeichnung dargestellt.

Entlüftungsleitung an der Anschlußstelle an die Es zeigt

Kühlelemente nur geringfügig oberhalb des zur 35 F i g. 1 ein Schaltbild einer Einspritzkondensa-

Kühlwassertemperatur an dieser Stelle gehörenden tionsanlage mit einer an die Evakuierungseinrichtung

Sättigungsdruckes liegt. des Einspritzkondensators angeschlossenen Ent-

Die Erfindung steht dadurch in Widerspruch zu lüftungsleitung,

der bislang vertretenen Auffassung, daß bei Ein- F i g. 2 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsspritzkondensationsanlagen der hier interessierenden 4° form, bei der die Entlüftungsleitung an eine beson-Art unter allen Umständen innerhalb des gesamten dere Evakuierungseinrichtung angeschlossen ist.
Rückkühlsystems, d. h. auch an der geodätisch In F i g. 1 ist mit 1 eine Dampfturbine bezeichnet, höchsten Stelle der Kühlelemente, ständig ein Druck die Dampf von einer nicht dargestellten Dampfaufrechterhalten werden müsse, der oberhalb des kesselanlage über eine Leitung 2 zugeführt bekommt atmosphärischen Luftdruckes liegt. 45 und welche eine Arbeitsmaschine, beispielsweise

Die gegenüber bekannten Bauarten wesentlich einen Generator 3, antreibt.

geringere, von der Umwälzpumpe des Kühlwasser- Der anfallende Abdampf wird über eine Ab-

kreislaufes zu überwindende Druckdifferenz hat zu- dampfleitung 4 einem Einspritzkondensator 5 zu ·

nächst den Vorteil, daß die. in den Kühlwasserkreis- geführt. Im Dampfraum des Einspritzkondensators 5

lauf eingeschaltete Umwälzpumpe mit einer wesent- 50 sind Einspritzdüsen 5 α vorhanden, durch welche

lieh, etwa um 20 bis 3O°/o geringeren Leistung be- Einspritzwasser in den Dampf gespritzt wird. Das

trieben werden kann als bei den bekannten Einspritz- unteren Teil 5 b des Einspritzkondensators S. Das

kondensationsanlagen. Außerdem ist bei der erfin- Kondensat-Kühlwasser-Gemisch fließt durch eine

dungsgemäßen Anlage auch die Druckdifferenz in Kühlwasser- bzw. Kondensatabflußleitung 6 aus dem

Strömungsrichtung vor und hinter dem Reduzier- 55 Einspritzkondensator 5 ab.

organ in der zum Einspritzkondensator führenden . In der Kühlwasser- bzw. Kondensatabflußleitung 6

Rückflußleitung bei weitem nicht so groß wie bei sind zwei Umwälzpumpen 7 und 8 angeordnet. Die

den bekannten Anlagen, so daß selbst bei Anord- Pumpe 7 fördert Kühlwasser-Kondensat-Gemisch

nung eines einfachen Drosselorgans nur wenig aus der Leitung 6 als Speisewasser zu dem nicht dar-

Energie verloren geht. 60 gestellten Dampfkessel.

Die Entlüftungsleitung kann an eine besondere Die Umwälzpumpe 8 in der Kühlwasser- bzw.

Evakuierungseinrichtung angeschlossen sein. Dies Kondensatabflußleitung 6 pumpt das Kühlwasser

eröffnet die Möglichkeit, den Unterdruck in der Ent- bzw. Kondensat in eine Verteilerleitung 10, von wo

lüftungsleitung und damit an der geodätisch hoch- aus das Kühlwasser bzw. Kondensat über Absperr-

sten Stelle der Kühlelemente unabhängig vom Druck 65 elemente 11 mehreren Kühlelementengruppen zu-

innerhalb des Einspritzkondensators bzw. von der strömt, die selbst wiederum aus einer Vielzahl von

Evakuierungseinrichtung des Einspritzkondensators einzelnen Kühlelementen bestehen. Zur Verein-

so zu regeln, daß dieser stets unterhalb des atmo- fachung des Schaltbildes ist nur eine einzige Kühl-

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elementengruppe mit vier Kühlelementen 12 dar- gungsdruckes des Kühlwassers. Ein Verdampfen von

gestellt. Kühlwasser in den Kühlelementen 12 wird somit mit

Das Kühlwasser strömt aus der Verteilerleitung 10 Sicherheit vermieden.

über das Absperrelement 11 α in eine Gruppenver- Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform teilerleitung 13 und von dort durch die Kühlelemente 5 ist das Grundprinzip der Ausführungsform nach 12 — die im allgemeinen aus Rippenrohrelementen F i g. 1 beibehalten worden. Die Hauptentlüftungsbestehen und hier nur schematisch angedeutet sind leitung 35 α ist jedoch in F i g. 2 an eine besondere — in eine Gruppensammelleitung 14. Aus dieser Evakuierungseinrichtung 44 angeschlossen. Die Evawird das nun gekühlte Wasser über das Absperr- kuierungseinrichtung 44 arbeitet in Abhängigkeit von element 11 b einer Sammelleitung 15 zugeführt und io dem in den Kühlelementen 12 vorhandenen Wassergelangt von dort in eine Hauptsammei- bzw. Wasser- stand. Zu diesem Zweck sind jeweils zwei Kühlrückflußleitung 16, die zum Einspritzkondensator 5 elemente 12 an ihren geodätisch höchsten Stellen mit zurückführt. In die Hauptsammei- bzw. Wasserrück- jeweils einem Wasserstandsfühler 44 α ausgerüstet, flußleitung 16 ist ein Drosselorgan 17 eingeschaltet, Diese können für sich die Arbeitsweise der Evakuiedas den gegenüber dem Druck im Einspritzkonden- 15 rungseinrichtung 44 regeln. Dies kann beispielsweise sator5 höheren Druck in Strömungsrichtung hinter dadurch geschehen, daß die Evakuierungseinrichder Umwälzpumpe 8 herunterdrosselt. Der Unter- tung 44 nur dann in Tätigkeit gesetzt wird, wenn der druck im Einspritzkondensator 5 wird hierdurch so Wasserstand innerhalb der Kühlelemente 12 unter niedrig wie möglich gehalten. Nachdem das gekühlte eine Mindestmarke gesunken ist. Die Evakuierungs-Wasser das Drosselorgan 17 passiert hat, gelangt es 20 einrichtung 44 wird dann nach Öffnen der Absperrüber die Spritzdüsen 5 α wieder in den Einspritz- elemente 36 so lange eingeschaltet, bis beispielsweise kondensator 5 und dient dort als Kühlwasser. die eingedrungene Luft bzw. die abgeschiedenen

Oberhalb der Kühlelemente 12 ist eine Ent- Inertgase abgezogen sind und hierdurch der Wasserlüftungsleitung 35 angeordnet, die nur an die geo- stand wieder normal geworden ist. Danach werden dätisch höchsten Stellen der Kühlelemente ange- 25 ^die Absperrelemente 36 zweckmäßigerweise wieder schlossen ist und welche über Absperrelemente 36 zu geschlossen und die Evakuierungseinrichtung 44 einer Hauptentlüftungsleitung 35 α führt. Über diese abgeschaltet. Es ist jedoch auch möglich, die Evakuieist die Entlüftungsleitung 35 an die mit 37 bezeich- rungseinrichtung ständig eingeschaltet zu halten und nete Evakuierungseinrichtung des Einspritzkonden- nur die Absperrelemente 36 in Abhängigkeit von den sators5 angeschlossen. Hierdurch entsteht in der 30 Wasserstandsfühlern 44 a zu öffnen bzw. zu schließen. Hauptentlüftungsleitung 35 α an der Anschlußstelle Letzteres empfiehlt sich besonders bei einer großen im Bereich der Evakuierungseinrichtung 37 des Ein- Anzahl von Kühlelementengruppen un^ hierdurch spritzkondensators 5 der gleiche Unterdruck, wie im bedingten zahlreichen Entlüftungsleitungen 35, wobei Dampfraum des Einspritzkondensators 5 selbst. Bei stets mindestens eine Entlüftungsleitung 35 an die beder bereits teilweise erfolgten Abkühlung des Kühl- 35 sondere Evakuierungseinrichtung 44 angeschlossen wassers in den Kühlelementen 12 und der demzu- ist.

folge niedrigeren Wassertemperatur liegt dieser In der druckseitigen Abblasleitung 55 der Eva-Unterdruck im Bereich der Anschlußstellen zwischen kuierungseinrichtung 44 ist ein Absperrelement 54 Entlüftungsleitung 35 und Kühlelementen 12 dann vorgesehen, welches während des normalen Betriebes mit Sicherheit oberhalb des dort vorhandenen Sätti- 40 geöffnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 unterschied zwischen der oberen und unteren End- Patentansprüche: kammer der Kühlelemente auszugleichen. Dies bedeutet jedoch, daß die in den zu der oberen und

1. Einspritzkondensationsanlage mit Rück- unteren Endkammer der Kühlelemente führenden kühlung des Einspritzwassers über luftgekühlte, 5 Leitungen vorgesehenen Drosseln oder aber die senkrecht oder schräg angeordnete Kühlelemente, selbst als Drosseln wirkenden Leitungen so ausgewobei das Kühlwasser durch mindestens eine bildet sein müssen, daß sie eine erhebliche Drossel-Umwälzpumpe den Kühlelementen zugeführt wird wirkung aufweisen und somit verhindern, daß sich und die Kühlelemente an eine Entlüftungsleitung der in der an den Vakuumraum des Mlschkondensaangeschlossen sind, die unter einem gegenüber io tors angeschlossenen Entlüftungsleitung herrschende der Atmosphäre geringeren Druck steht, da- Unterdruck bis in die obere und untere Endkammer durch gekennzeichnet, daß die Entlüf- der Kühlelemente fortpflanzt In der schweizerischen tungsleitung (35, 35a) nur an die geodätisch Patentschrift 345 026 ist nicht ausdrücklich gesagt, höchste Stelle der Kühlelemente (12) angeschlos- welcher Druck an den geodätisch höchsten Stellen sen ist, wobei der Druck in der Entlüftungsleitung 15 der Kühlelemente herrschen soll. Jedoch war die (35, 35 a) an der Anschlußstelle an die Kühl- Fachwelt — wie die deutsche Auslegeschrift elemente (12) nur geringfügig oberhalb des zur 1241 852, die deutsche Auslegeschrift 1192 221, die Kühlwassertemperatur an dieser Stelle gehörenden USA.-Patentschrift 3 277 955 und die französische Sättigungsdruckes liegt. Patentschrift 1 553 427, die ähnlich ausgebildete Ein-

2. Einspritzkondensationsanlage nach An- 20 spritzkondensationsanlagen zum Gegenstand haben, spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeigen — bislang allgemein der Auffassung, daß man Entlüftungsleitung (35, 35 α) an eine besondere bei Einspritzkondensationsanlagen der hier inter-Evakuierungseinrichtung (44) angeschlossen ist. essierenden Art an der geodätisch höchsten Stelle

3. Einspritzkondensationsanlage nach An- der Kühlelemente unbedingt einen oberhalb des spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die as atmosphärischen Druckes liegenden Druck aufrecht-Entlüftungsleitung an den Dampfraum des Ein- erhalten müsse, weil man befürchtete, daß anderenspritzkondensators (5) angeschlossen ist. falls Luft in das Rückkühlsystem eindringen würde.

4. Einspritzkondensationsanlage nach An- Ein Eindringen von Luft in das Rückkühlsystem wäre spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jedoch mit erheblichen Nachteilen verbunden, die Entlüftungsleitung (35, 35 α) an die Evakuierungs- 30 zunächst darin bestehen, daß sich innerhalb des einrichtung (37) des Einspritzkondensators (5) Rückkühlsystems Luftblasen ausbilden, die eine angeschlossen ist. Zirkulation des Kühlwassers unterbinden. Außerdem

5. Einspritzkondensationsanlage nach An- würde der Luftsauerstoff von in das Rückkühlsystem spruch 1 oder einem der folgenden, dadurch eingedrungener Luft begierig von dem wannen, gekennzeichnet, daß der Unterdruck in der Ent- 35 praktisch gasfreien Kühlwasser aufgenommen werlüftungsleitung (35, 35 α) in Abhängigkeit von den, wodurch die Gefahr von Korrosionen innerhalb dem in den Kühlelementen (12) vorhandenen des Rückkühlsystems erheblich vergrößert würde. Wasserstand regelbar ist. Der Fachmann mußte daher annehmen, daß auch

bei der Einspritzkondensationsanlage nach der

40 schweizerischen Patentschrift 345 026 der Unterdruck

in der an die Dampfkammer des Einspritzkondensators angeschlossenen Entlüftungsleitung nicht nur

Die Erfindung betrifft eine Einspritzkonden- in der an die untere Endkammer der Kühlelemente sationsanlage mit Rückkühlung des Einspritzwassers des Rückkühlsystems angeschlossenen Leitung, sonüber luftgekühlte, senkrecht oder schräg angeordnete 45 dem auch in der zur oberen Endkammer dieser Kühlelemente, wobei das Kühlwasser durch minde- Kühlelemente führenden Leitung durch die in ihnen stens eine Umwälzpumpe den Kühlelementen züge- vorgesehenen Drosseln oder aber durch eine entführt wird und die Kühlelemente an eine Entlüf- sprechend enge Dimensionierung dieser Leitungen tungsleilung angeschlossen sind, die unter einem bis auf einen oberhalb des atmosphärischen Druckes gegenüber der Atmosphäre geringeren Druck steht. So liegenden Druck heraufgesetzt wird.

Eine derartige Einspritzkondensationsanlage ist Wenn aber innerhalb des gesamten Kühlwasseraus der schweizerischen Patentschrift 345 026 systems und somit auch an der geodätisch höchsten bekannt. Bei dieser bekannten Einspritzkonden- Stelle der Kühlelemente ein gegenüber dem atmosationsanlage ist eine mit dem Dampfraum eines sphärischen Luftdruck höherer Druck herrscht, ist Einspritzkotidensators verbundene Entlüftungsleitung 55 es erforderlich, der in den Kühlwasserkreislauf vorgesehen, die nicht nur an die obere Endkammer eingeschalteten Umwälzpumpe nicht nur die Ander Kühlelemente der Rückkühlanlage, sondern triebsleistung zuzuführen, welche diese Umwälzpumpe auch an die untere Endkammer dieser Kühlelemente zur Überwindung der Reibungs- und Drosselverluste angeschlossen ist. Da zwischen der oberen Endkam- sowie der geodätischen Förderhöhe des Kühlwassermer und der unteren Endkammer der Kühlelemente ^6o kreislaufes braucht. Vielmehr benötigt diese Umder Rückkühlanlage wegen des vordenen geodäti- wälzpumpe eine beträchtliche Mehrleistung von etwa sehen Höhenunterschiedes eine erhebliche Druckdif- 20 bis 30 %>, die zur Überwindung der relativ großen ferenz herrscht, müssen in die an die gemeinsame, Druckdifferenz zwischen dem im Einspritzkondenunter Unterdruck stehen Entlüftungsleitung ange- sator herrschenden Unterdruck und dem Überdruck schlossenen, zu den Endkammern der Kühlelemente 65 im Kühlwasserkreislauf erforderlich i«t. Dies bedingt führenden Leitungen Drosseln eingeschaltet werden entsprechende Mehrkosten hinsichtlich der zuzu- oder aber eine Drosselung bewirkende enge Rohre führenden Energie für die Umwälzpumpe und auch verwendet werden, um den erheblichen Druck- einen erheblichen Mehrbedarf wegen der durch die