DE202004004397U1 - Air-cooled dry cooler for condensing water vapor - Google Patents

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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/06Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using air or other gas as the cooling medium

Abstract

Luftbeaufschlagter Trockenkühler zum Kondensieren von Wasserdampf, dessen geneigt angeordnete Kühlelemente (10, 11) einerseits an eine obere Dampfverteilerleitung (12) und andererseits an eine gemeinsame Kondensatsammelleitung (13) angeschlossene Rippenrohre besitzen, und welcher mindestens einen Gegenstromkondensator (Dephlegmator) aufweist, wobei die Kühlelemente (10, 11) V-förmig angeordnet sind und benachbarte Schenkel eines auf der Spitze stehenden Dreiecks bilden, bei welchem die Kühlelemente (10, 11) gegenüber einer Horizontalen um 45° geneigt angeordnet sind, wobei die Anströmflächen der Kühlelemente (10, 11) voneinander abgewandt und die Abströmflächen der Kühlelemente (10, 11) dem Inneren des Dreiecks zugewandt sind, wobei im Bereich eines oberen Schenkels des Dreiecks wenigstens zwei Ventilatoren (9) vorgesehen sind, und wobei von den Kühlelementen (10, 11) erwärmte Kühlluft durch die Ventilatoren (9) aus dem Inneren des Dreiecks absaugbar ist.Air-cooled dry cooler for condensing water vapor, the inclined cooling elements (10, 11) of which have finned tubes connected on the one hand to an upper steam distribution line (12) and on the other hand to a common condensate collecting line (13), and which has at least one counterflow condenser (dephlegmator), the cooling elements (10, 11) are arranged in a V-shape and form adjacent legs of a triangle standing on the tip, in which the cooling elements (10, 11) are arranged inclined at 45 ° to a horizontal, the inflow surfaces of the cooling elements (10, 11) facing away from each other and the outflow surfaces of the cooling elements (10, 11) facing the interior of the triangle, at least two fans (9) being provided in the region of an upper leg of the triangle, and wherein cooling air heated by the cooling elements (10, 11) through the Fans (9) can be extracted from inside the triangle.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Es ist Stand der Technik, Abdampf aus einer Dampfturbine mit einem luftgekühlten Kondensator zu kondensieren. Dabei strömt der Abdampf aus der Turbine durch eine Abdampfleitung und tritt in aus Rippenrohren gebündelte Kühlelemente, so genannte Rippenrohrbündel ein, in denen der Dampf kondensiert wird. Das Kondensat wird in den Speisewasserkreislauf zurückgeführt. Die Rippenrohre stehen innenseitig unter Vakuum, wobei die nicht kondensierbaren Gase abgesaugt werden. Der Kühlluftstrom wird im allgemeinen mit Ventilatoren erzeugt. Die Trockenkühler werden nach dem Baukastenprinzip zusammengesetzt, wobei die Dachbauweise (A-Anordnung) am weitesten verbreitet ist. Hierbei bilden die Kühlelemente die Schenkel eines Dreiecks, an dessen Basis die Ventilatoren angeordnet sind. Hierzu sind die Kühlelemente auf einer Plattform angeordnet, die von einer Unterkonstruktion aus Stahl oder Beton getragen wird. In der Plattform sind die Ventilatoren angeordnet, welche die Umgebungsluft als Kühlluft ansaugen und über die Außenflächen der Rippenrohre drücken. Die Kühlluft nimmt dabei die Kondensationswärme des kondensierenden Wasserdampfs auf und verlässt als warme Abluft die Rippenrohrbündel auf der Außenseite die Anordnung.It is state of the art, exhaust steam to condense from a steam turbine with an air-cooled condenser. It flows the exhaust steam from the turbine through an exhaust pipe and enters in bundles of finned tubes Cooling elements, so-called finned tube bundle in which the steam is condensed. The condensate is in returned the feed water circuit. The Finned tubes are under vacuum on the inside, the non-condensable ones Gases are extracted. The cooling air flow is generally generated with fans. The dry coolers will assembled according to the modular principle, the roof construction (A arrangement) is the most common. Here form the cooling elements the legs of a triangle, at the base of which the fans are arranged are. The cooling elements are for this purpose arranged on a platform by a substructure Steel or concrete is worn. The fans are in the platform arranged, which suck in the ambient air as cooling air and over the Outer surfaces of the Press finned tubes. The cooling air takes the heat of condensation of the condensing water vapor and leaves the finned tube bundle as warm exhaust air the outside the order.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist der sehr komplizierte Strömungsweg der Luft, welcher durch Verwirbelungen, zahlreiche Umlenkungen sowie ständige Beschleunigung und Verzögerung der Luftströmung zu einem hohen Maß an so genannten Sekundärverlusten führt. Diese Sekundärverluste sind nur durch eine hohe statische Pressung des zu fördernden Luftvolumens kompensierbar, was mit einem hohen Energiebedarf für die Ventilatoren verbunden ist.This arrangement is disadvantageous the very complicated flow path the air, which is caused by turbulence, numerous deflections and permanent Acceleration and deceleration the air flow to a high degree so-called secondary losses leads. These secondary losses can only be conveyed through high static pressure Air volume can be compensated, which means a high energy requirement for the fans connected is.

Ein weiterer Nachteil der drückenden Anordnung ist die Schräganströmung im Ventilatoreintritt, wodurch der statische Wirkungsgrad des Ventilators gegenüber einer idealen vertikalen Anströmung um einige Prozentpunkte zurückgeht.Another disadvantage of the oppressive The arrangement is the inclined flow in the Fan entry, reducing the static efficiency of the fan across from an ideal vertical flow decreases by a few percentage points.

Bei drückend angeordneten Ventilatoren entstehen beim Austritt der Kühlluft aus dem Ventilatorlaufring und beim anschließenden Eintritt in den Dachraum unterhalb der Rippenrohrbündel starke Turbulenzen in der Luftströmung. Diese führen zu einer sehr ungleichmäßigen Luftverteilung auf der Anströmseite der Rippenrohrbündel. Das führt wiederum zu einem Effizienzverlust der Wärmeübertragung bei der Kondensation.With fans arranged in a pressing manner arise when the cooling air exits from the fan race and when entering the attic below the finned tube bundle strong turbulence in the air flow. These lead to a very uneven air distribution on the upstream side the finned tube bundle. Leading in turn, a loss of efficiency in heat transfer during condensation.

Im Stand der Technik sind beispielsweise aus dem Bereich der chemischen Industrie drückende und saugende Prozesskühlanordnungen bekannt. Auch werden Wasserkühler in der häufigsten Form saugend betrieben. Hierbei kann der Ventilator unmittelbar an einem Kühlelement angeordnet sein, so dass eine senkrechte Anströmung der Rippenrohre erfolgt. Es ist auch möglich, dass von mehreren im Abstand zueinander angeordneten Kühlelementen eine Kammer ausgebildet wird, an deren Oberseite der Ventilator angeordnet ist. Kalte Kühlluft wird dabei quer angesaugt, durchströmt die Kühlelemente und wird nach einer Umlenkung um 90° vertikal nach oben abgeführt. Auch V-förmige Anordnungen der Kühlelemente sind bekannt. Bei Wasserkühlern greift man auf eine saugende Anordnung zurück, weil die Temperaturgradienten des sich abkühlenden Wassers und der sich erwärmenden Kühlluft relativ flach verlaufen und die Temperaturdifferenz daher relativ gering ist. Dadurch ist auch die durch die thermische Ausdehnung bedingte Zunahme des Volumenstroms relativ gering. Das Volumen der Kühlluft nimmt bei den üblichen Temperaturdifferenzen zwischen Eintrittstemperatur und Austrittstemperatur ungefähr um 2 % und 4 % zu. Dahingegen ist die Temperaturdifferenz des Kühlluftstroms bei Oberflächenkondensatoren erheblich größer. Folglich ist das Volumen des erwärmten Kühlluftstroms ebenfalls größer. Bei Oberflächenkondensatoren müsste ein um 8 % größeres Fördervolumen von einem Ventilator bewältigt werden, der statt kalter Umgebungsluft erwärmte Abluft fördern muss. Folglich wird bei Oberflächenkondensatoren zum Kondensieren von Wasserdampf grundsätzlich eine drückende Anordnung bevorzugt, wobei die dabei erforderliche erhöhte statische Pressung des zu fördernden Luftvolumens in Kauf genommen wird.For example, in the prior art Process cooling arrangements pressing and sucking from the chemical industry known. Also become water coolers in the most common Operated with suction. The fan can be used immediately on a cooling element be arranged so that there is a vertical flow against the finned tubes. It is also possible, that of several spaced-apart cooling elements a chamber is formed, on the top of which the fan is arranged. Cold cooling air is sucked in transversely, flows through the cooling elements and is after a Redirection by 90 ° vertically dissipated upwards. Also V-shaped Arrangements of the cooling elements are known. For water coolers one falls back on a suction arrangement because the temperature gradients of the cooling water and the warming one cooling air run relatively flat and the temperature difference is therefore relatively small is. This also means that due to the thermal expansion The volume flow increases relatively little. The volume of cooling air increases with the usual Temperature differences between inlet temperature and outlet temperature approximately by 2% and 4%. In contrast, the temperature difference of the cooling air flow for surface capacitors significantly larger. consequently is the volume of the heated Cooling air flow also bigger. at surface condensers should an 8% larger funding volume coped with by a fan that must convey heated exhaust air instead of cold ambient air. Consequently, surface capacitors basically a pressing arrangement for condensing water vapor preferred, the required increased static pressure of the to be promoted Air volume is accepted.

Aus der DE-AS 1 263 789 ist bereits ein luftgekühlter Oberflächenkondensator in V-Bauweise bekannt, bei welchem Kühlelemente und ein Ventilator ein etwa gleichschenkliges Dreieck bilden. Diese Anordnung ist strömungstechnisch nicht optimal, da die Kühlluft an der Abströmfläche der Kühlelemente stark umgelenkt werden muss.From DE-AS 1 263 789 is already an air-cooled surface condenser known in V-construction, in which cooling elements and a fan form an approximately isosceles triangle. This arrangement is fluidic not optimal as the cooling air on the outflow surface of the cooling elements must be strongly redirected.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen luftbeaufschlagten Trockenkühler zum Kondensieren von Wasserdampf aufzuzeigen, welcher bei gleich bleibender Kühlleistung und gleich bleibendem Ventilatorwirkungsgrad den Einsatz von Ventilatoren mit geringerem Kraftbedarf ermöglicht, und eine kleinere Bauweise bei einhergehender Materialreduzierung zulässt.The invention is based on this based on the task of an air-cooled dry cooler for To show condensation of water vapor, which with constant cooling capacity and constant fan efficiency the use of fans with less power required, and a smaller design with an associated reduction in material allows.

Diese Aufgabe ist bei einem Trockenkühler mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.This task is with a dry cooler the features of protection claim 1 solved. Advantageous configurations of the inventive concept are the subject of the dependent claims.

In Abkehr von der üblichen A-Form oder auch Dachbauweise mit drückender Anordnung ist bei dem erfindungsgemäßen Trockenkühler eine V-förmige Anordnung der Kühlelemente vorgesehen, wobei die Kühlluft von wenigstens zwei nebeneinander angeordneten Ventilatoren durch die Kühlelemente hindurch gesaugt wird. Zusätzlich sind die Kühlelemente im rechten Winkel zueinander angeordnet. Jedes Kühlelement ist um 45° gegenüber der Horizontalen geneigt. Das ermöglicht eine optimale Anströmung bei minimaler Umlenkung und reduzierter Bauhöhe. Eine solche Anordnung hat hinsichtlich der Energiebilanz entscheidende Vorteile, da weitaus weniger Umlenkungen des Kühlluftstroms erforderlich sind als bei der drückenden Anordnung. Dadurch ist ein gleichmäßigerer Geschwindigkeitsverlauf der Kühlluft möglich.In a departure from the usual A-shape or roof construction with a pressing arrangement, a V-shaped arrangement of the cooling elements is provided in the dry cooler according to the invention, the cooling air being drawn through the cooling elements by at least two fans arranged next to one another. In addition, the cooling elements are arranged at right angles to each other. Each cooling element is inclined at 45 ° to the horizontal. This enables an optimal flow with minimal deflection and reduced overall height. Such an arrangement has decisive advantages with regard to the energy balance, since far fewer redirections of the cooling air flow are required than in the pressing arrangement. This enables a more even speed curve for the cooling air.

Ein weiterer Vorteil ist, dass wenigstens zwei, vorzugsweise drei Ventilatoren zwischen den Dampfverteilerleitungen angeordnet sein können, so dass allein aufgrund der Positionierung der Ventilatoren eine Luftansaugung von unten und eine Luftabgabe nach oben möglich ist, ohne dass die gesamte Anordnung auf einem erhöhten Stahlgerüst montiert sein muss. Die Bauhöhe ist durch die Neigung der Kühlelemente um 45° insgesamt niedriger als bei der A-Form und anderen bekannten V-Formen, woraus zusätzliche Einsparungen im Stahlbau resultieren. Während bei realisierten Trockenkühlern Bauhöhen von 16 m nicht unüblich sind, kann die Bauhöhe bei der erfindungsgemäßen Anordnung um wenigstens ein Drittel reduziert werden. Es ist sogar eine Reduzierung der Bauhöhe um 50 % im Rahmen der Erfindung möglich. Diese Reduzierung der Bauhöhe ergibt sich sowohl, wenn die Kühlelemente V-förmig auf dem Boden stehend angeordnet sind als auch bei Anordnungen, bei denen die Kühlelemente V-förmig in einem Stahlgerüst hängend angeordnet sind.Another advantage is that at least two, preferably three fans between the steam distribution lines can be arranged so that due to the positioning of the fans alone an air intake from below and an air release upwards is possible without the entire Arrangement on an elevated steel scaffolding must be installed. The overall height is due to the inclination of the cooling elements by 45 ° in total lower than the A-shape and other known V-shapes, from which additional Savings in steel construction result. While in realized dry coolers construction heights of 16 m not unusual are the overall height in the arrangement according to the invention be reduced by at least a third. It is even a reduction the overall height possible by 50% within the scope of the invention. This reduction in overall height results itself both when the cooling elements V-shaped are arranged standing on the floor as well as with arrangements, where the cooling elements V-shaped in a steel frame hanging are arranged.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the The concept of the invention is the subject of the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele und Diagramme erläutert. Es zeigen:The invention is described below of the embodiments shown in schematic drawings and diagrams explained. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Trockenkühlers in A-Form bzw. Dachbauweise; 1 a schematic representation of a dry cooler in A-shape or roof construction;

2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Trockenkühlers; 2 a schematic representation of the dry cooler according to the invention;

3 ein Diagramm, das die Luftgeschwindigkeit an verschiedenen Orten eines Trockenkühlers in Dachbauweise zeigt; 3 a diagram showing the air speed at different locations of a dry cooler in roof construction;

4 in der Darstellungsweise der 3 die Strömungsgeschwindigkeitsverhältnisse bei dem erfindungsgemäßen Trockenkühler und 4 in the representation of the 3 the flow rate ratios in the dry cooler according to the invention and

5 und 6 eine Gegenüberstellung der Druckverluste bei einem Trockenkühler in A-Bauweise und in V-Bauweise. 5 and 6 a comparison of the pressure losses in a dry cooler in A design and in V design.

1 zeigt einen Trockenkühler 1 in V-Bauweise, wie er im Stand der Technik bekannt ist. Der Trockenkühler 1 ist auf einem Stahlgerüst 2 montiert, so dass kalte Kühlluft seitlich in horizontaler Richtung unter dem Trockenkühler 1 in das Stahlgerüst 2 einströmen kann. Der Kühlluftstrom wird in seinem weiteren Verlauf von dem Ventilator 3 angesaugt und hierbei um 90° in Richtung der vertikal orientierten Einströmöffnung bzw. des Ventilatorlaufrings 4 umgelenkt. Der Kühlluftstrom tritt in das Innere des von dem Ventilator 3 und den V-förmig angeordneten Kühlelementen 5, 6 begrenzten Raums des Trockenkühlers 1 in vertikaler Richtung ein und strömt die nicht näher dargestellten Rippenrohre der Kühlelemente 5, 6 an. Dabei wird der Kühlluftstrom aus der vertikalen Richtung ein weiteres Mal umgelenkt und beim Eintritt in die Kühlelemente 5, 6 stark abgebremst. Die Kühlluft wird hierbei erwärmt und strömt seitlich aus den Kühlelementen 5, 6 aus. Seitlich der Kühlelemente 5, 6 angeordnete Leitbleche 7 verhindern ein erneutes Ansaugen der erwärmten Kühlluft durch den Ventilator 3 und leiten diese in vertikaler Richtung nach oben. Dadurch wird der Kühlluftstrom ein weiteres Mal umgelenkt. In der Summe ergibt sich eine Umlenkung des Kühlluftstroms um mindestens 180°, was zu hohen statischen Druckverlusten innerhalb der Anordnung führt und nur durch erhöhte Leistung des Ventilators 3 ausgeglichen werden kann. 1 shows a dry cooler 1 in V-construction, as is known in the prior art. The dry cooler 1 is on a steel frame 2 mounted so that cold cooling air laterally in the horizontal direction under the dry cooler 1 into the steel frame 2 can flow in. The cooling air flow is continued by the fan 3 sucked in and thereby by 90 ° in the direction of the vertically oriented inflow opening or the fan race 4 diverted. The flow of cooling air enters the interior of the fan 3 and the V-shaped cooling elements 5 . 6 limited space of the dry cooler 1 in the vertical direction and flows the finned tubes of the cooling elements, not shown 5 . 6 on. The cooling air flow is redirected again from the vertical direction and when entering the cooling elements 5 . 6 heavily slowed down. The cooling air is heated and flows out of the cooling elements 5 . 6 out. On the side of the cooling elements 5 . 6 arranged baffles 7 prevent the heated cooling air from being drawn in again by the fan 3 and lead them up in the vertical direction. This redirects the cooling air flow again. In total, there is a deflection of the cooling air flow by at least 180 °, which leads to high static pressure losses within the arrangement and only through increased performance of the fan 3 can be compensated.

Dahingegen ist bei dem erfindungsgemäßen Trockenkühler 8, wie er in 2 dargestellt ist, vorgesehen, dass die bereits erwärmte Kühlluft von den Ventilatoren 9 befördert wird. In der dargestellten Anordnung sind Kühlelemente 10, 11 V-förmig konfiguriert, wobei sie an ihren oberen Enden mit Dampfverteilerleitungen 12 verbunden sind und mit ihren unteren Enden an Kondensatorsammelleitungen 13 angeschlossen sind. Die einzelnen Rippenrohre der Kühlelemente 10, 11 sind zur Vereinfachung der Darstellungen nicht näher eingezeichnet.In contrast, in the dry cooler according to the invention 8th as he is in 2 is shown, provided that the already heated cooling air from the fans 9 is promoted. In the arrangement shown there are cooling elements 10 . 11 Configured in a V-shape, with steam distribution lines at their upper ends 12 are connected and with their lower ends to capacitor busbars 13 are connected. The individual finned tubes of the cooling elements 10 . 11 are not shown in detail to simplify the representations.

Die nebeneinander angeordneten Ventilatoren 9 befinden sich zwischen den Dampfverteilerleitungen 12 und bilden zusammen mit den Kühlelementen 10, 11 ein Dreieck. Dieses Dreieck steht mit der Spitze nach unten auf dem Boden, so dass die gesamte Anordnung eine wesentlich niedrigere Bauhöhe besitzt als die Ausführungsform der 1. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass der erfindungsgemäße Trockenkühler 8 nicht aufgeständert montiert werden muss, da durch die oberseitige Anordnung der Ventilatoren 9 eine seitliche Einströmung der Kühlluft in das Innere des Dreiecks durch die Kühlelemente 10, 11 hindurch möglich ist. Der horizontal angesaugte Kühlluftstrom K wird hierbei im Bereich der Kühlelemente um ca. 45° umgelenkt und strömt nach einer weiteren Umlenkung um etwa 45° der vertikalen Einströmöffnung 14 des Ventilators 9 zu. Im Ventilatorlaufring 15 wird die erwärmte Kühlluft beschleunigt und nach oben hin abgeblasen. Insgesamt ergibt sich ein Strömungsverlauf der Kühlluft mit deutlich weniger Umlenkungen als bei der A-Bauweise. Die Strömungsverluste sind dadurch wesentlich niedriger.The fans arranged side by side 9 are located between the steam distribution lines 12 and form together with the cooling elements 10 . 11 a triangle. This triangle stands with the tip down on the floor, so that the entire arrangement has a significantly lower overall height than the embodiment of FIG 1 , This is particularly due to the fact that the dry cooler according to the invention 8th does not have to be mounted on a stand, as the fans are arranged on the top 9 a lateral inflow of the cooling air into the interior of the triangle through the cooling elements 10 . 11 through is possible. The horizontally sucked-in cooling air flow K is deflected by approximately 45 ° in the area of the cooling elements and flows after a further deflection by approximately 45 ° of the vertical inflow opening 14 of the fan 9 to. In the fan race 15 the heated cooling air is accelerated and blown upwards. Overall, the flow of cooling air results in significantly fewer deflections than with the A design. The flow losses are significantly lower.

3 zeigt anschaulich die in Tabelle 1 aufgelisteten Strömungsgeschwindigkeiten an verschiedenen Orten eines Luftkühlers in A-Bauweise. 3 shows the flow velocities listed in Table 1 at various locations of an air cooler in A design.

Figure 00080001
Figure 00080001

Es wird deutlich, dass bei der A-Bauweise bzw. Dachform die Luftgeschwindigkeit bei der horizontalen Einströmung etwa bei 4 m/s liegt. Diese Geschwindigkeit wird auch bei der Umlenkung in die vertikale Einströmung beibehalten. Beim Eintritt in den Ventilatorlaufring nimmt die Luftgeschwindigkeit um mehr als das Doppelte auf über 8 m/s zu, um den hohen statischen Druck innerhalb des Trockenkühlers aufzubauen. Die Luftströmung wird anschließend beim Eintritt in die Kühlelemente auf nur 2 m/s abgebremst, was mit erheblichen Strömungsverlusten einhergeht. Zwischen den Rippen der Rippenrohrbündel ist die Luftgeschwindigkeit aufgrund der verengten Strömungskanäle erhöht. Wegen der nachfolgenden Querschnittsvergrößerung sinkt sie beim Austritt wieder. Die aus den Kühlelementen austretenden Strömungen vereinen sich anschließend zu einem vertikal orientierten Abluftstrom, dessen Strömungsgeschwindigkeit bei ca. 5 m/s liegt. Es ist erkennbar, dass die Strömungsgeschwindigkeit von einem relativ niedrigen Niveau zunächst durch Zuführung von Energie stark angehoben wird und anschließend stark abgebremst wird, bevor sie in Richtung der Ausströmöffnung wieder ansteigt.It is clear that with the A design or roof shape the air speed in the horizontal inflow approximately is 4 m / s. This speed is also the case with the redirection into the vertical inflow maintained. When entering the fan race, the air speed increases by more than double to over 8 m / s to build up the high static pressure inside the dry cooler. The air flow will then when entering the cooling elements decelerated to only 2 m / s, which with considerable flow losses accompanied. The air velocity is between the fins of the finned tube bundle increased due to the narrowed flow channels. Because of the subsequent enlargement of the cross-section decreases as it exits again. The one from the cooling elements emerging currents then unite to a vertically oriented exhaust air flow, the flow velocity is approx. 5 m / s. It can be seen that the flow rate from a relatively low level initially by adding Energy is raised sharply and then braked sharply, before heading towards the outflow opening again increases.

Demgegenüber sind die Geschwindigkeitsverhältnisse der Kühlluftströmung bei der erfindungsgemäßen Anordnung wesentlich gleichförmiger und harmonischer. 4 zeigt, dass bei der V-förmigen Anordnung der Kühlelemente die Luftgeschwindigkeit bei der horizontalen Einströmung etwa bei 1,5 m/s liegt und auf etwas über 2 m/s im Bereich des Eintritts in die Kühlelemente erhöht wird. Aufgrund der zuvor geschilderten Umstände erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit zwischen den Rippen und sinkt nach dem Austreten etwa auf das Niveau, wie vor dem Eintritt in die Kühlelemente. Anschließend werden die erwärmten einzelnen Kühlluftströme in eine Vertikalströmung umgelenkt, wobei sich jedoch die im Inneren des Trockenkühlers herrschenden Strömungsgeschwindigkeiten nur geringfügig erhöhen. Erst innerhalb des Ventilatorlaufrings wird anschließend eine höhere Luftgeschwindigkeit gemessen, die bei etwa 6,5 m/s liegt, was im Wesentlichen einer Verdoppelung der Strömungsge schwindigkeit im Innenraum des Trockenkühlers entspricht. Es ist erkennbar, dass die Luftgeschwindigkeiten über den Strömungspfad tendenziell kontinuierlich ansteigen, wobei die Kühlluft keine Energie verzehrende Abbremsung erfährt. Dies spiegelt sich auch in den statischen Drücken wieder, die innerhalb der Trockenkühleranordnung messbar sind.In contrast, the speed ratios of the cooling air flow in the arrangement according to the invention are much more uniform and harmonious. 4 shows that in the V-shaped arrangement of the cooling elements, the air velocity in the horizontal inflow is about 1.5 m / s and on et which is increased above 2 m / s in the area of entry into the cooling elements. Due to the previously described circumstances, the flow velocity between the fins increases and after exiting it drops to about the level as before entering the cooling elements. The heated individual cooling air flows are then deflected into a vertical flow, but the flow speeds prevailing inside the dry cooler only increase slightly. Only within the fan race is a higher air speed measured, which is approximately 6.5 m / s, which essentially corresponds to a doubling of the flow speed in the interior of the dry cooler. It can be seen that the air speeds over the flow path tend to increase continuously, with the cooling air not experiencing any energy-consuming deceleration. This is also reflected in the static pressures that can be measured within the dry cooler arrangement.

5 und 6 zeigen die statischen Druckverluste in Pa. Sie sind über den jeweiligen Ort des Druckverlustes aufgetragen. Die exakten Werte sind Tabelle 2 zu entnehmen. 5 and 6 show the static pressure losses in Pa. They are plotted over the respective location of the pressure loss. The exact values are shown in Table 2.

Figure 00110001
Figure 00110001

Es ist erkennbar, dass der Eintrittsdruckverlust, der Druckverlust des Ventilatorschutzgitters, der Druckverlust der Ventilatorbrücke und der Druckverlust beim Eintritt in die Kühlelemente jeweils für sich gesehen und auch in der Summe relativ gering sind. Der stärkste Druckverlust tritt innerhalb des Kühlelements auf. Die Verluste beim Austritt aus dem Kühlelemente sowie dynamische Druckverluste am Austritt sind wiederum relativ gering. Abzüglich des Naturzugs ergibt sich bei der bekannten Anordnung ein Druckverlust zwischen 120 und 140 Pa.It can be seen that the loss of inlet pressure, the pressure loss of the fan guard, the pressure loss of the fan bridge and the pressure loss when entering the cooling elements is seen individually and are also relatively small in total. The greatest pressure loss occurs inside the cooling element on. The losses when exiting the cooling elements as well as dynamic Pressure losses at the outlet are again relatively low. Less the Natural draft results in a pressure loss in the known arrangement between 120 and 140 Pa.

Dahingegen wurden bei der erfindungsgemäßen Anordnung Druckverluste gemessen, die in 6 dargestellt sind. Aufgrund der saugenden Anordnungen treten Druckverluste insbesondere innerhalb des Kühlelements relativ frühzeitig auf, allerdings ist sowohl der Eintrittsverlust in das Kühlelement als auch der Austrittsverlust aus dem Kühlelement bei der V-Bauweise deutlich niedriger als bei der A-Bauweise, so dass sich unter Berücksichtigung der weiteren Druckverluste und des Naturzugs ein Gesamtverlust des statischen Drucks von unter 100 Pascal ergibt. Im Vergleich wird deutlich, dass sich hierdurch eine Reduzierung der statischen Pressung von etwa 30 % ergibt. Allerdings erhöht sich das Fördervolumen um ca. 8 %, da nunmehr erwärmte Kühlluft abgesaugt werden muss. Da sich die Ventilatorleistung proportional zum Fördervolumenstrom sowie proportional zur Differenz der statischen Drücke verhält, ergibt sich bei konstantem Ventilatorwirkungsgrad eine Reduzierung der Ventilatorleistung um ca. 25 %. Es resultiert ein erhebliches Einsparpotential bei den Betriebskosten einer solchen Anlage. Gleichzeitig wird der Kraftwerkwirkungsgrad verbessert. Da die Schallemission des Ventilators direkt an dessen Kraftbedarf gekoppelt ist, resultiert aus einer 25 % niedrigeren Leistungsaufnahme gleichzeitig eine Reduzierung des Schallleistungspegels um ca. 1 dB (A).In contrast, pressure losses were measured in the arrangement according to the invention, which in 6 are shown. Due to the suction arrangements, pressure losses occur relatively early, particularly within the cooling element, but both the loss of entry into the cooling element and the loss of exit from the cooling element are significantly lower with the V-type construction than with the A-type construction, so that taking into account the others Pressure losses and the natural draft results in a total loss of static pressure of less than 100 Pascal. In the comparison it becomes clear that this results in a reduction of the static pressure of about 30%. However, the delivery volume increases by approx. 8%, since heated cooling air now has to be extracted. Since the fan output is proportional to the flow rate and proportional to the difference in static pressures, the fan output is reduced by approx. 25% with constant fan efficiency. This results in considerable savings potential in the operating costs of such a system. At the same time, the power plant efficiency is improved. Since the fan's sound emission is directly linked to its power requirement, a 25% lower power consumption also results in a reduction of the sound power level by approx. 1 dB (A).

Grundsätzlich ist es auch möglich, die Ventilatorleistung konstant zu halten, wobei bei gleicher Kühlleistung eine Reduzierung in der Kühlfläche um 10 % möglich ist.Basically, it is also possible to use the Keep fan output constant, with the same cooling output a reduction in the cooling surface by 10 % possible is.

11
Trockenkühlerdry coolers
22
Stahlgerüststeel scaffolding
33
Ventilatorfan
44
VentilatorlaufringFan race
55
Kühlelementcooling element
66
Kühlelementcooling element
77
Leitblechbaffle
88th
Trockenkühlerdry coolers
99
Ventilatorfan
1010
Kühlelementcooling element
1111
Kühlelementcooling element
1212
DampfverteilerleitungSteam distribution pipe
1313
KondensatsammelleitungCondensate collection line
1414
Einströmöffnunginflow
1515
VentilatorlaufringFan race
KK
KühlluftstromCooling air flow

Claims (5)

Luftbeaufschlagter Trockenkühler zum Kondensieren von Wasserdampf, dessen geneigt angeordnete Kühlelemente (10, 11) einerseits an eine obere Dampfverteilerleitung (12) und andererseits an eine gemeinsame Kondensatsammelleitung (13) angeschlossene Rippenrohre besitzen, und welcher mindestens einen Gegenstromkondensator (Dephlegmator) aufweist, wobei die Kühlelemente (10, 11) V-förmig angeordnet sind und benachbarte Schenkel eines auf der Spitze stehenden Dreiecks bilden, bei welchem die Kühlelemente (10, 11) gegenüber einer Horizontalen um 45° geneigt angeordnet sind, wobei die Anströmflächen der Kühlelemente (10, 11) voneinander abgewandt und die Abströmflächen der Kühlelemente (10, 11) dem Inneren des Dreiecks zugewandt sind, wobei im Bereich eines oberen Schenkels des Dreiecks wenigstens zwei Ventilatoren (9) vorgesehen sind, und wobei von den Kühlelementen (10, 11) erwärmte Kühlluft durch die Ventilatoren (9) aus dem Inneren des Dreiecks absaugbar ist.Air-cooled dry cooler for condensing water vapor, the inclined cooling elements ( 10 . 11 ) on the one hand to an upper steam distribution line ( 12 ) and on the other hand to a common condensate collector ( 13 ) have connected finned tubes, and which has at least one counterflow condenser (dephlegmator), the cooling elements ( 10 . 11 ) Are arranged in a V-shape and form adjacent legs of a triangle standing on top, in which the cooling elements ( 10 . 11 ) are arranged inclined at 45 ° to a horizontal, the inflow surfaces of the cooling elements ( 10 . 11 ) facing away from each other and the outflow surfaces of the cooling elements ( 10 . 11 ) facing the interior of the triangle, with at least two fans () in the region of an upper leg of the triangle ( 9 ) are provided, and wherein of the cooling elements ( 10 . 11 ) heated cooling air by the fans ( 9 ) can be extracted from inside the triangle. Trockenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Ventilatoren (9) zwischen den Dampfverteilerleitungen (12) angeordnet ist.Dry cooler according to claim 1, characterized in that the at least two fans ( 9 ) between the steam distribution lines ( 12 ) is arranged. Trockenkühlturm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichet, dass die Kühlelemente (10, 11) V-förmig auf dem Boden stehend angeordnet sind.Dry cooling tower according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling elements ( 10 . 11 ) Are arranged in a V-shape on the floor. Trockenkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlelemente (10, 11) V-förmig in einem Stahlgerüst (2) hängend angeordnet sind.Dry cooler according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling elements ( 10 . 11 ) V-shaped in a steel frame ( 2 ) are arranged hanging. Trockenkühlturm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Längenabschnitt der Dampfverteilungsleitung in Höhe der unteren Spitze des Dreiecks auf die Kühlelemente (10, 11) zugeführt und im weiteren Verlauf in einen linken Zweig und einen rechten Zweig aufgeteilt ist, die jeweils parallel zu den Längsseiten der Kühlelemente (10, 11) in einem Winkel von 45° zur Horizontalen angeordnet sind und in jeweils entlang der oberen Enden der Kühlelemente (10, 11) geführte weitere Längenabschnitte der Dampfverteilungsleitung (12) münden.Dry cooling tower according to one of claims 1 to 4, characterized in that a first length section of the steam distribution line at the level of the lower tip of the triangle onto the cooling elements ( 10 . 11 ) and is further divided into a left branch and a right branch, each parallel to the long sides of the cooling elements ( 10 . 11 ) are arranged at an angle of 45 ° to the horizontal and in each case along the upper ends of the cooling elements ( 10 . 11 ) guided further sections of the steam distribution line ( 12 ) lead to.
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