DE2251407A1

DE2251407A1 - AIR-COOLED, INDIRECT CONDENSATION SYSTEM WITH STAGE CONDENSATION

Info

Publication number: DE2251407A1
Application number: DE19722251407
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl Ing Kelp
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1972-10-19
Filing date: 1972-10-19
Publication date: 1974-04-25
Also published as: DE2251407B2; DE2251407C3; JPS4973505A; JPS5313722B2

Description

Luftgekühlte, indirekte Kondensationsanlage mit Stufenkondensation Zur Kondensation von Turbinenabdampf in Dampfkraftwerken können den Turbinen Einspritzkondensatoren nachgeschaltet werden. Hierbei gelangt der Turbinenabdampf in einen Raum, in den Wasser eingespritzt wird. Das sich im Einspritzkondensator ansammelnde Kreislaufwasser, das aus dem Kondensat und der erwärmten Einspritzwassermenge besteht, wird überwiegend über eine Umwälzpumpe den Kühlelementen in einem Kühlturm zugeführt, dort abgekühlt und gelangt dann wieder zu den Binspritzdüsen des Einspritzkondensators.Air-cooled, indirect condensation system with stage condensation Turbine injection condensers can be used for the condensation of turbine exhaust steam in steam power plants be connected downstream. Here, the exhaust steam from the turbine reaches a room in which Water is injected. The circulating water that collects in the injection condenser, which consists of the condensate and the heated amount of injection water, becomes predominant It is fed to the cooling elements in a cooling tower via a circulation pump, where it is cooled and then comes back to the injection nozzles of the injection condenser.

Eine derartige Kondensationsanlage bezeichnet man als indirekte Luftkondensation, da die Kühlelemente im Kühlturm nur zur Abkühlung des in ihnen strömenden Wassers, nicht aber direkt zur Kondensation von Dampf verwendet werden.Such a condensation system is called indirect air condensation, since the cooling elements in the cooling tower are only used to cool the water flowing in them, but cannot be used directly for the condensation of steam.

Bei der Luftkühlung ergeben sich vor allem bei großen Kraftwerken wegen der notwendigen Kühlluftmenge unter Umständen sehr große Abmessungen für den Kühlturm, die nur verringert werden können, wenn entweder durch Zwangsbelüftung eine größere Kühlluftmenge durch einen kleineren Querschnitt gedrückt wird, oder wenn die Aufwärmspanne der Kühlluft entsprechend hoch gewählt wird. Die letztere Möglichkeit bedingt eine höhere Kondensationstemperatur für den Turbinenabdampf, da auch die mittlere Temperatur der Kühlluft höher liegt.When it comes to air cooling, this is particularly the case with large power plants because of the amount of cooling air required under certain circumstances very large dimensions for the Cooling tower that can only be reduced if either by forced ventilation a larger amount of cooling air is pressed through a smaller cross-section, or if the warm-up period of the cooling air is selected to be correspondingly high. The latter Possibility requires a higher condensation temperature for the turbine exhaust steam, because the mean temperature of the cooling air is also higher.

Bei derartigen luftgekühlten Kondeneationsanlagen ist es von Vorteil, mehrere Kühielementestufen vorzusehen. Diese Klihlelementestufen sind luftseitig zueinander in Reihe geschaltet, so daß in den Kühlelementen der Kühlelementestufe, die zuerst von der Kühlluft durchströmt wird, eine niedrigere und in den Kühlelementen der Kühlelementestufe, die zuletzt mit der KUhlluft in Berührung kommt, eine höhere Temperatur sich einstellt.With such air-cooled condensation systems, it is advantageous to several cooling element stages to be provided. These cooling element stages are on the air side connected in series so that in the cooling elements of the cooling element stage, through which the cooling air flows first, a lower one and in the cooling elements the cooling element level that last came into contact with the cooling air, a higher one Temperature adjusts itself.

Eine derartige Stufenkondensation läßt sich immer dann anwenden, wenn mindestens zwei Turbinenausgänge zur ?verfügung stehen.Such a stage condensation can always be used when at least two turbine outlets are available.

Die Erfindung bezieht sich auf eine luftgekllhlte Kondensationsanlage mit indirekter Kondensation von Turbinenabdampf in Einspritzkühlern. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Kondensationstemperatur möglichst niedrig zu halten und dem Dampfkessel, der die Turbinen speist, Speisewasser mit möglichst hoher Temperatur zuzuführen.The invention relates to an air-cooled condensation system with indirect condensation of turbine exhaust steam in injection coolers. The task the invention consists in keeping the condensation temperature as low as possible and the steam boiler that feeds the turbines, feed water with the highest possible temperature to feed.

Die Erfindung betrifft damit eine luftgeküblte Kondensationsanlage entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention thus relates to an air-cooled condensation system according to the preamble of claim 1.

Das Neue besteht in der im Kennzeichen enthaltenen technischen Lehre.What is new is the technical teaching contained in the label.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.An exemplary embodiment is shown in the drawing.

Ein Kühlturm 1 ist mit Kühlelementen versehen, die in drei Kühlelementestufen 2, 3 und 4 luftseitig zueinander in Reihe geschaltet sind. Die Luft verläßt den Kühlturm 1 in Richtung des Pfeiles 5 und wird entweder durch natürlichen Auftrieb oder durch Zwangsbelüftung bewegt. Der Kreislauf der KEhlelementestufe 2, die am Fuße des Kühlturmes 1 außen angeordnet ist, enthält einen Einspritzkondensator 6 und eine diesem nachgeschalltete Umwälzpumpe 7. In entsprechender Weise enthält der Kreislauf für das Kreislaufwasser der Kühlelementestufe 3 einen Einspritzkondensator 8 mit einer Umwälzpumpe 9 und der Kreislauf der Kühlelementestufe 4 einen Einspritzkondensator 10 mit einer nachgeschalteten Umwälzpumpe 11.A cooling tower 1 is provided with cooling elements in three cooling element stages 2, 3 and 4 are connected in series with one another on the air side. The air leaves that Cooling tower 1 in the direction of arrow 5 and is either by natural buoyancy or moved by forced ventilation. The cycle of key element stage 2, which took place on The foot of the cooling tower 1 is arranged on the outside and contains an injection condenser 6 and a circulation pump 7 downstream of this. In a corresponding manner the circuit for the circuit water of the cooling element stage 3 has an injection condenser 8 with a circulation pump 9 and the circuit of the cooling element stage 4 an injection condenser 10 with a downstream circulation pump 11.

Legt man die Oberflächen der Kühlelementestufen 2, 3 und 4 und die Umwälzmenge des Kreislaufwassers aller-Stufen so aus, daß das die Kuhlelementestufe 3 verlassende, abgekühlte Wasser die gleiche Temperatur besitzt, wie das im Einspritzkondensator 6 mit der niedrigsten Temperatur bereits erwärmte Wasser, so erhält man beim angegebenen Ausführungsbeispiel mit drei Einspritzkondensatoren insgesamt vier kennzeichnende Temperaturen, die mit t1 bis t4 bezeichnet sind. Hierbei ist die Temperatur t1 die niedrigste und die Temperatur t4 die höchste der auftretenden Temperaturen im Kühlsystem.If you put the surfaces of the cooling element levels 2, 3 and 4 and the Circulation amount of the circulating water of all stages in such a way that the cooling element stage 3 leaving, cooled water has the same temperature as that in the injection condenser 6 water that has already been heated with the lowest temperature is obtained at the specified Embodiment with three injection capacitors a total of four characteristic Temperatures indicated by t1 to t4. Here the temperature t1 is the lowest and the temperature t4 the highest of the temperatures occurring in the cooling system.

Das in der Kühlelementestufe 2 abgekühlte Wasser gelangt mit der Temperatur t1 in den Einspritzko-ndensator 6, wo es sich bei Kondensierung des Turbinenabdampfes der vorgeschalteten Turbine 12 auf die Temperatur t2 erwärmt. Eine Verbindungsleitung 13 zwischen der Druckseite der Umwälzpumpe 7 zum Einspritzkondensator 8 enthält ein Regelventil 14, das vom Wasserstand im Einspritzkondensator 6 gesteuert wird Über das Regelventil 14 gelangt also Wasser-mit der Temperatur t2 in den Einspritzkondensator 8. Dieses Wasser hat damit etwa die gleiche Temperatur wie das Kreislaufwasser, das die Kühlelementestufe 3 verläßt und ebenfalls in den Einspritzkondensator 8 gelangt. Hierbei kann man, wie dargestellt, die Verbindungsleitung- 13 in den unteren Teil des Einspritzkondensators 8 münden lassen. Bs ist aber genau so gut möglich, die Verbindungsleitung 13 im Einspritzkondensator 8 ebenfalls an Einspritzdüsen enden zu lassen, so daß das die Verbindungsleitung 13 durchströmende Wasser ebenfalls als zusätzliches Einspritzwasser im Einspritzkondensator 8 verwendet wird.The water cooled in the cooling element stage 2 reaches the temperature t1 into the injection condenser 6, where there is condensation of the turbine exhaust steam the upstream turbine 12 is heated to temperature t2. A connecting line 13 between the pressure side of the circulation pump 7 to the injection condenser 8 contains a control valve 14 which is controlled by the water level in the injection condenser 6 Water at the temperature t2 thus reaches the injection condenser via the control valve 14 8. This water has about the same temperature as the circulating water, which leaves the cooling element stage 3 and also into the injection condenser 8 got. Here you can, as shown, the connecting line 13 in the lower Let part of the injection capacitor 8 open out. Bs is just as possible the connecting line 13 in the injection condenser 8 also to injection nozzles to end, so that the water flowing through the connecting line 13 also is used as additional injection water in the injection condenser 8.

Den Einspritzkondensator 8 verläßt das Wasser mit der Temperatur t3 und strömt durch die Umwälzpumpe 9 zur Kühlelementestufe 3. Eine weitere Verbindungsleitung 15 mit einem Regelventil 16 liegt nun zwischen der Druckseite der Umwälzpumpe 9 und dem Einspritzkondensator 10 und trägt zur Kühlung des Einspritzkondensators 10 bei. Das Kondensat verläßt den Einspritzkondensator 10 mit der Temperatur t4, passiert die Umwälzpumpe 11 und fließt zum großen Teil durch die Kühlelementestufe 4 und zu einem weiteren Teil über eine Speiseleitung 17 mit einem Regelventil 18 zum nicht dargestellten Dampfkessel, der die Turbinen 12, 19 und 20 speist. Die Turbine 19 ist im Ausführungsbeispiel dem Einspritzkondensator 8 und die Turbine 20 dem Einspritzkondensator 10 vorgeschaltet.The water with the temperature t3 leaves the injection condenser 8 and flows through the circulation pump 9 to the cooling element stage 3. Another connecting line 15 with a control valve 16 is now between the pressure side of the Circulation pump 9 and the injection condenser 10 and contributes to the cooling of the injection condenser 10 at. The condensate leaves the injection condenser 10 with the temperature t4, passes the circulation pump 11 and flows for the most part through the cooling element stage 4 and to a further part via a feed line 17 with a control valve 18 to the steam boiler, not shown, which feeds the turbines 12, 19 and 20. the In the exemplary embodiment, the turbine 19 is the injection condenser 8 and the turbine 20 upstream of the injection capacitor 10.

Auf diese Weise werden die niedrigen Temperaturen des kondensierenden Wassers in einem Einspritzkondensator mit niedrigerer Temperatur ausgenutzt, um die Temperatur im nächsten Einspritzkondensator mit höherer Temperatur etwas zu verringern. Darüber hinaus erzielt man den Vorteil, daß das über die Speiseleitung 17 in den Dampfkessel strömende Wasser eine Temperatur besitzt, die der Temperatur im Einspritzkondensator mit der höchsten Kondensationstemperatur entspricht. Durch diese Einrichtung wird also in doppelter Weise das Temperaturgefälle zwischen Einspeiseleitung 17 und der Kondensationstemperatur vergrößert und damit der Wirkungsgrad der Anlage verbessert.In this way, the low temperatures of the condensing Water in an injection condenser with lower temperature is used to the temperature in the next injection condenser increases slightly with a higher temperature to decrease. In addition, there is the advantage that this is via the feed line 17 water flowing into the steam boiler has a temperature that corresponds to the temperature in the injection condenser with the highest condensation temperature. By this device is thus in two ways the temperature gradient between the feed line 17 and the condensation temperature increases and thus the efficiency of the system improved.

2 Patentansprüche 1 Figur2 claims 1 figure

Claims

Patent claims 1. Air-cooled condensation system for turbine exhaust steam with at least two turbine outlets and with at least two downstream ones Injection condensers, whose circulating water is in series with one another on the air side switched cooling element stages is cooled, characterized in that each Injection capacitor (6,8,10) is followed by a cooling element stage (2,3,4), so that different temperatures are set in the injection condensers, that each of an injection condenser with a lower temperature (6) in the connection a connection line to a circulation pump (7) connected downstream of this injection condenser (13) branches off with the control valve (14) switched on and into the injection condenser (8) opens with the next higher temperature and that the position of the control valve (14) depends on the water level in the upstream injection condenser (6) the lower temperature in each case.

2. Air-cooled condensation system according to claim 1, characterized in that that the feed line of the steam boiler branches off behind the circulation pump (11), the the injection condenser (10) with the highest temperature is connected downstream.

L e r s e i t e