DE3010816A1 - Air-cooled condenser assembly - has cooling elements connected to pipe supplying heated air - Google Patents

Air-cooled condenser assembly - has cooling elements connected to pipe supplying heated air

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Abstract

The air-cooled condenser has inclined or vertical cooling elements. The elements are connected to a bottom manifold for steam and condensate, while at the top some are connected to a steam distribution pipe and others to an exhaustion pipe for non-condensible gases. Some at least of the cooling elements (2,3,7) are connected to a pipe (13), which can be shut off, supplying heated air. This pipe can lead into the bottom manifold (5), to which the lower unions on the elements are connected.

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser ZeichenKRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Our mark

80 P 9 3 1 7 OE80 P 9 3 1 7 OE

Luftgekühlte Kondensationsanlage Air- cooled condensation system

Die Erfindung "betrifft eine luftgekühlte Kondensationsanlage mit geneigt oder senkrecht angeordneten Kühlelementen, deren untere Anschlüsse mit einem unteren Sammler für Dampf und Kondensat verbunden sind und bei dem die oberen Anschlüsse eines Teiles der Kühlelemente an eine Dampfverteilleitung angeschlossen sind, während die oberen Anschlüsse anderer Kühlelemente mit einer Absaugeleitung für nicht kondensierbare Gase verbunden sind.The invention "relates to an air-cooled condensation system with inclined or vertically arranged cooling elements, the lower connections of which are connected to a lower collector for steam and condensate and in which the upper connections of part of the cooling elements are connected to a steam distribution line, while the upper connections of other cooling elements are connected to a suction line for non-condensable gases.

Eine derartige Anlage ist aus der deutschen Patentschrift 10 66 596 bekannt. Hier wird zur Vermeidung von Frostschäden ein Teil der Kühlelemente vom kondensierenden Dampf von unten nach oben durchströmt, wobei die Absaugung nichtkondensierbarer Gase an diesen Kühlelementen oben stattfindet. Werden nun die Lüfteraggregate unter dem anderen Teil der Kühlelemente, bei denen der Dampf in den Rippenrohren von oben nach unten strömt, in ihrer Leistung reduziert oder abgeschaltet, so kann die Anlage auch bei Frost sicher betrieben werden.Such a system is known from German patent 10 66 596. This is used to avoid frost damage some of the cooling elements are traversed by the condensing steam from bottom to top, with the suction non-condensable gases takes place on these cooling elements above. The fan units are now under the other part of the cooling elements, in which the steam flows in the finned tubes from top to bottom, in their If the output is reduced or switched off, the system can also be operated safely in frosty conditions.

Wenn man einen Teil der Kühlelemente vom Dampf in Richtung von unten nach oben durchströmen läßt, so nimmt man allerdings neben dem Vorteil der verminderten Einfriergefahr bei niedrigen Temperaturen in Kauf, daß die insgesamt vorhandene Kondensationsleistung bei gleicher Kühlelementezahl gegenüber einer Anlage zurückgeht, bei der alle Kühlelemente vom Dampf in Richtung von oben nach unten durchströmt werden. Um luftgekühlte Kondensationsanlagen großer Dampfkraftwerke nicht unnötig großIf you let the steam flow through part of the cooling elements in the direction from bottom to top, then you take However, in addition to the advantage of the reduced risk of freezing at low temperatures, the total existing condensation capacity decreases compared to a system with the same number of cooling elements which all cooling elements are traversed by steam in the direction from top to bottom. To air-cooled condensation systems large steam power plants are not unnecessarily large

C 2 M.N. / 14.03.1980C 2 M.N. / 03/14/1980

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VPA 80 P 93 17DEVPA 80 P 93 17DE

bauen zu müssen, denn die Auslegung muß ja für Vollast bei höheren Lufttemperaturen erfolgen, ist man bestrebt, den Anteil der Kühlelemente, bei denen der Dampf von unten nach oben strömt, gering zu halten. Betriebserfahrungen haben an einer großen Anlage jedoch gezeigt, daß Frostschäden an Rippenrohren eingetreten sind, obwohl bei etwa einem Drittel aller Kühlelemente der Dampf von unten nach oben geführt wurde.To have to build, because the design has to be for full load If the air temperature is higher, the aim is to reduce the proportion of cooling elements where the steam comes from below flows upwards, to keep it low. However, operating experience on a large system has shown that Frost damage to finned tubes has occurred, although about a third of all cooling elements are steam from below was led up.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine luftgekühlte Kondensationsanlage anzugeben, bei der mit einfachen Mitteln auch bei extremen Schwachlasten und niedrigen Kühllufttemperaturen Frostschäden mit Sicherheit zu vermeiden sind, auch wenn nur eine geringe Anzahl von Kühlelementen vom Dampf von unten nach oben durchströmt werden.The object of the invention is to provide an air-cooled condensation system specify, with simple means even with extremely low loads and low cooling air temperatures Frost damage must be avoided with certainty, even if only a small number of cooling elements be flowed through by steam from bottom to top.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an mindestens einen Teil der Kühlelemente eine absperrbare Leitung zur Zuführung erwärmter Luft angeschlossen ist.This object is achieved according to the invention in that at least some of the cooling elements have a lockable Line for supplying heated air is connected.

Entsprechend der Menge der eindosierten Luft wird ein Teil der Wärmetauschflächen mit Luft beaufschlagt, so daß die Kühlleistung verringert wird.Depending on the amount of air metered in, some of the heat exchange surfaces are exposed to air, see above that the cooling capacity is reduced.

Vorteilhafterweise wird die erforderliche Luftmenge über isolierte Leitungen aus Kraftwerksgebäuden, z. B. dem Kesselhaus, zur Kondensationsanlage geführt. Ein Nachteil durch die zusätzliche Luftmenge entsteht dabei nicht, da diese Maßnahme nur bei Schwachlast, also geringen Dampfmengen, angewendet werden soll und bei niedrigen Temperaturen die Leistung der vorhandenen Absaugeaggregate für die nichtkondensierbaren Gase hoch ist.The required amount of air is advantageously supplied via insulated lines from power plant buildings, e.g. B. the Boiler house, led to the condensation plant. There is no disadvantage due to the additional air volume, because this measure should only be used with low loads, i.e. small amounts of steam, and with low loads Temperatures the performance of the existing suction units for the non-condensable gases is high.

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- T- - /- VPA 80 P : υ ι 7 DE - T- - / - VPA 80 P: υ ι 7 DE

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die erwärmte Luft am oberen Ende einiger Kühlelemente eingeleitet werden, bei welchen im Normalbetrieb der Dampf von oben nach unten strömt. Diese werden bei abgeschalteten Lüftem nun nicht mehr durch Dampf beaufschlagt. Die eingeleitete warme Luft gelangt über Verbindungsleitungen zu den übrigen Kühlelementen, bei denen der Dampf von unten nach oben strömt, wobei er bei laufendem Lüfter niedergeschlagen wird. An diesen Kühlelementen erfolgt, wie bei Normalbetrieb, oben die Absaugung der nichtkondensierbaren Gase.In a further embodiment of the invention, the heated air can be introduced at the upper end of some cooling elements in which the steam flows from top to bottom in normal operation. These are switched off when the fans now no longer acted upon by steam. The warm air that is introduced is supplied via connecting lines the other cooling elements, where the steam comes from below flows upwards, being knocked down when the fan is running. How is done on these cooling elements during normal operation, the suction of the non-condensable gases at the top.

Als Ausführungsbeispiel zeigt Figur 1 schematisch die Seitenansicht einer luftgekühlten Kondensationsanlage mit drei Kühlelementen.As an exemplary embodiment, FIG. 1 shows a schematic side view of an air-cooled condensation system three cooling elements.

Hier sind Kühlelemente 2 und 3 mit ihren oberen Anschlüssen an eine Dampfverteilleitung 1 angeschlossen. Die unteren Anschlüsse der Kühlelemente 2 und 3 münden in einen unteren Sammler 5, an den auch die unteren Anschlüsse eines weiteren Kühlelementes 7 angeschlossen sind. Die oberen Anschlüsse des Kühlelementes 7 sind mit einer Absaugeleitung 12 verbunden, an die eine Einrichtung zur Absaugung der nichtkondensierbaren Gase angeschlossen ist. Eine Leitung 13 zur Zuführung erwärmter Luft ist zwischen den Kühlelementen 2 und 3 und dem Kühlelement 7 ebenfalls an den unteren Sammler 5 angeschlossen. Here are cooling elements 2 and 3 with their upper connections connected to a steam distribution line 1. The lower connections of the cooling elements 2 and 3 open into a lower collector 5, to which the lower connections of a further cooling element 7 are also connected are. The upper connections of the cooling element 7 are connected to a suction line 12 to which a device is connected to the suction of the non-condensable gases. A line 13 for supplying heated Air is also connected to the lower collector 5 between the cooling elements 2 and 3 and the cooling element 7.

Der zu kondensierende Dampf tritt durch die Dampfverteilleitung 1 in Pfeilrichtung 15 in die Kühlelemente 2 und 3 ein und strömt in Richtung der Pfeile 4 zu einem unteren Sammler 5. Von dort gelangt der Dampf zum Kühlelement 7, in dem er in Richtung der Pfeile 8 von untenThe steam to be condensed passes through the steam distribution line 1 in the direction of arrow 15 into the cooling elements 2 and 3 and flows in the direction of arrows 4 to a lower collector 5. From there the steam reaches the cooling element 7, in which he is in the direction of arrows 8 from below

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nach oben strömt und dabei kondensiert wird. Das Kondensat läuft entgegen der Richtung der Pfeile 8 nach unten, wobei es durch den weiter zuströmenden Dampf bei niedrigen Lufttemperaturen gehindert wird, einzufrieren. Es gelangt in den unteren Sammler 5 und verläßt die Anlage durch einen daran angeschlossenen Stutzen 9 in Richtung des Pfeiles 10. Die nichtkondensierbaren Gase werden durch die Absaugeleitung 12 abgesaugt.flows upwards and is condensed in the process. The condensate runs down against the direction of the arrows 8, whereby it is prevented from freezing at low air temperatures by the steam flowing in further. It reaches the lower collector 5 and leaves the system through a connecting piece 9 connected to it in the direction of arrow 10. The non-condensable gases are sucked off through the suction line 12.

Bei Schwachlastbetrieb werden dabei die nicht dargestellten Lüfteraggregate unter den Kühlelementen 2 und 3 abgeschaltet, so daß dort fast keine Kondensation erfolgt. Dagegen bleibt das Lüfteraggregat unter dem Kühlelement 7, gegebenenfalls mit verminderter Leistung, in Betrieb.During low-load operation, the fan assemblies (not shown) are under the cooling elements 2 and 3 switched off so that there is almost no condensation there. In contrast, the fan assembly remains under the cooling element 7, possibly with reduced power, in operation.

Ist nun bei sehr niedrigen Kühllufttemperatüren die Kühlleistung des Kühlelementes 7 zu groß, so daß trotz der getroffenen Maßnahmen Einfriergefahr besteht, so wird durch die Leitung 13 in Richtung des Pfeiles 14 erwärmte Luft in den Sammler 5 eindosiert. Diese Luft mischt sich mit dem Dampf und strömt in Richtung der Pfeile 8 durch das Kühlelement 7. Sie wird dann zusammen mit den anderen nichtkondensierbaren Gasen durch die Ab-Saugeleitung 12 abgesaugt. Infolge der Mischung des Dampfes mit erwärmter Luft wird die Kühlleistung des Kühlelementes 7 herabgesetzt.This is now the case at very low cooling air temperatures The cooling capacity of the cooling element 7 is too great, so that there is a risk of freezing despite the measures taken, so heated air is metered into the collector 5 through the line 13 in the direction of the arrow 14. This air mixes with the steam and flows in the direction of the arrows 8 through the cooling element 7. They are then combined sucked off with the other non-condensable gases through the suction line 12. As a result of the mixture of the steam With heated air, the cooling capacity of the cooling element 7 is reduced.

In Figur 2 ist schematisch die Draufsicht und in Figur 3 in gleicher Weise ein Schnitt durch einen Teil einer luftgekühlten Kondensationsanlage dargestellt. Dabei stellt der Schnitt in Figur 3 den mittleren Bereich der Kühlelemente dar, bei denen bei Normalbetrieb der Dampf von unten nach oben durch die Rippenrohre der Kühlelemen te 7 und 22 strömt, wobei Lüfter 18 und 19 in BetriebIn Figure 2 is a schematic plan view and in Figure 3 in the same way a section through part of a air-cooled condensation system shown. The section in FIG. 3 represents the central area of the Cooling elements represent, in which during normal operation the steam from bottom to top through the finned tubes of the cooling elements te 7 and 22 flows, with fans 18 and 19 in operation

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- f- VPA 80 P 9 3 1 7 DE - f- VPA 80 P 9 3 1 7 DE

sind und die Absaugung der nichtkondensierbaren Gase durch Sammler 11 und 23 erfolgt.and the extraction of non-condensable gases takes place by collectors 11 and 23.

Soll die Anlage nun bei Frost mit extremer Schwachlast betrieben werden, so werden die Lüfter 18 stillgesetzt und Wechselventile 16 an den oberen Anschlüssen der Kühlelemente in der Weise umgeschaltet, daß Sammler 23, die vorher mit einer Absauge-Sammelleitung 24 verbunden waren, von dieser getrennt und stattdessen an die Zuführungsleitung 13 der erwärmten Luft abgeschlossen werden. Von den zwölf Lüftern 18 und 19 der dargestellten Teilanlage sind nur noch die beiden Lüfter 19 in Betrieb. Der in Pfeilrichtung 15 in die Dampfverteilleitung 1 eintretende Dampf strömt in Pfeilrichtung 4 durch die Kühlelemente 2 und 3 von oben nach unten. Bei den Kühlelementen 22 strömt in Pfeilrichtung 14 die erwärmte Luft ebenfalls von oben nach unten. Beide Strömungen gelangen durch die unteren Sammler 5 in die Kühlelemente 7, in denen der Dampf in Gegenwart der erwärmten Luft kondensiert wird und die nichtkondensierbaren Gase in Richtung der Pfeile 8 abgesaugt werden. Diese Gase gelangen über Sammler 11 und über geöffnete Absperrventile 17 in die Absauge-Sammelleitung 24, von wo sie in die Absaugeleitung 12 und zu den nicht dargestellten Absaugeaggregaten strömen.If the system is now to be operated with an extremely low load during frost, the fans 18 are shut down and changeover valves 16 at the upper connections of the cooling elements switched over in such a way that collector 23, which were previously connected to a suction manifold 24, separated from this and instead to the supply line 13 of the heated air can be closed. Of the twelve fans 18 and 19 of the illustrated Subsystem, only the two fans 19 are still in operation. In the direction of arrow 15 in the steam distribution line 1 Incoming steam flows in the direction of arrow 4 through the cooling elements 2 and 3 from top to bottom. With the cooling elements 22, the heated air also flows in the direction of arrow 14 from top to bottom. Both currents succeed through the lower headers 5 into the cooling elements 7, in which the steam condenses in the presence of the heated air and the non-condensable gases are sucked off in the direction of the arrows 8. These gases get there Via collector 11 and open shut-off valves 17 into the suction collecting line 24, from where it is fed into the suction line 12 and flow to the suction units, not shown.

In Figur 4 ist schematisch die Anordnung einer Blende in einer Verbindungsleitung 25 gezeigt. Diese Verbindungsleitung 25 mündet in zwei untere Sammler 5, die zu den Kühlelementen 7 bzw. 22 gehören. Im Kühlelement 22 strömt erwärmte Luft in Richtung des Pfeiles 14 von oben nach unten und gelangt durch den unteren Sammler 5 in die Verbindungsleitung 25. Durch die Blende 26 wird dabei die Luftmenge begrenzt und im Kühlelement 22 ein höherer Druck als im Kühlelement 7 gehalten,, in welches die erwärmte Luft zusammen mit dem zu kondensierendenThe arrangement of a diaphragm in a connecting line 25 is shown schematically in FIG. This connecting line 25 opens into two lower collectors 5, which belong to the cooling elements 7 and 22, respectively. In the cooling element 22 heated air flows in the direction of arrow 14 from top to bottom and passes through the lower collector 5 into the connecting line 25. The amount of air is limited by the diaphragm 26 and enters the cooling element 22 higher pressure than held in the cooling element 7, in which the heated air together with that to be condensed

/ η ß L ? / η ß L?

/ U V 1TT ta/ UV 1 TT ta

B-B-

/- VPA 80 P 9 3 1 7 DE/ - VPA 80 P 9 3 1 7 DE

Dampf in Richtung des Pfeiles 8 strömt. Durch die Blende wird damit die eingeleitete Luftmenge und ihr Druck so begrenzt, daß kein Dampf in die Kühlelemente überströmen kann, deren Lüfter nicht in Betrieb sind.Steam flows in the direction of arrow 8. The amount of air introduced and its pressure are thus determined by the diaphragm limits that no steam can flow over into the cooling elements whose fans are not in operation.

Eine Fördereinrichtung für die erwärmte Luft, die in Richtung des Pfeiles 14 zuströmt, ist nicht erforderlich, da die Anlage unter Unterdruck gegenüber der Atmosphäre betrieben wird. So ist es mit geringem Aufwand möglich, einen schadensfreien Betrieb bei Frost und extremen Schwachlasten sicherzustellen, ohne den Anteil von Kühlelementen relativ geringer Leistung, die vom Dampf von unten nach oben durchströmt werden, wegen dieses Betriebes zu vergrößern.A conveyor for the heated air flowing in the direction of arrow 14 is not required, because the system is operated under negative pressure compared to the atmosphere. So it is possible with little effort to ensure damage-free operation in frost and extremely low loads, without the use of cooling elements relatively low power, through which the steam flows from bottom to top, because of this operation to enlarge.

4 Patentansprüche
4 Figuren
4 claims
4 figures

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Claims (4)

PatentansprücheClaims M/. Luftgekühlte Kondensationsanlage mit geneigt oder senkrecht angeordneten Kühlelementen, deren untere An-Schlüsse mit einem unteren Sammler für Dampf und Kondensat verbunden sind und bei dem die oberen Anschlüsse eines Teils der Kühlelemente an eine Dampfverteilleitung angeschlossen sind, während die oberen Anschlüsse anderer Kühlelemente mit einer Absaugeleitung für nicht kondensierbare Gase verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß an mindestens einen Teil der Kühlelemente (2, 3, 7) eine absperrbare Leitung (13) zur Zuführung erwärmter Luft angeschlossen ist.M /. Air-cooled condensation system with inclined or vertically arranged cooling elements, their lower connections with a lower collector for steam and condensate are connected and in which the upper connections of part of the cooling elements to a steam distribution line are connected, while the upper connections of other cooling elements with a suction line for not condensable gases are connected, thereby characterized in that at least some of the cooling elements (2, 3, 7) have a line which can be shut off (13) is connected to the supply of heated air. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (13) zur Zuführung erwärmter Luft in den unteren Sammler (5) mündet, an den die Kühlelemente (2, 3, 7) mit ihren unteren Anschlüssen angeschlossen sind.2. Plant according to claim 1, characterized in that the line (13) for supply heated air flows into the lower collector (5), to which the cooling elements (2, 3, 7) with their lower Connections are connected. 3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (13) zur Zuführung erwärmter Luft an Sammler (23) zur Lufteinleitung angeschlossen ist und daß die Sammler (23) zur Lufteinleitung mit den oberen Anschlüssen der Kühlelemente (22, 7) verbunden sind.3. Plant according to claim 1, characterized in that the line (13) for supply heated air is connected to collector (23) for air introduction and that the collector (23) for Air inlet are connected to the upper connections of the cooling elements (22, 7). 4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die unteren Anschlüsse der von oben nach unten vom Dampf durchströmten Kühlelemente (22) und der von unten nach oben vom Dampf durchströmten Kühlelemente (7) Je ein unterer Sammler (5) angeschlossen ist, daß die unteren Sammler4. Plant according to claim 3, characterized in that the lower connections the cooling elements (22) through which the steam flows from top to bottom and that of the from bottom to top Steam traversed cooling elements (7). A lower collector (5) is connected to the lower collector 130039/0842130039/0842 30108183010818 0 P 9 3 1 7 DE0 P 9 3 1 7 DE (5) über eine Verbindungsleitung (25) miteinander verbunden sind und daß in die Verbindungsleitung (25) eine Blende (26) zur Begrenzung der durchströmenden Menge erwärmter Luft angeordnet ist.(5) are connected to one another via a connecting line (25) and that in the connecting line (25) a Aperture (26) is arranged to limit the amount of heated air flowing through. 130039/0842130039/0842
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