DE3325054C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zwangsbelüftete Kondensations­ anlage mit einer Mehrzahl von dachförmigen Wärmeaustausch­ elementen aus Rippenrohren, denen der zu kondensierende Dampf durch eine den First der Elemente bildende Dampfverteil­ leitung und die Kühlluft durch Lüfter zugeführt wird, wobei die unmittelbar neben einem Turbinenhaus befindlichen Wärmeaus­ tauschelemente nebeneinander oder hintereinander und mit parallel zueinander ausgerichteten Firsten angeordnet sind.

In der jüngeren Vergangenheit ist ein Trend zu immer größeren Kraftwerksleistungen mit Direktkondensationsanlagen erkenn­ bar. Hierbei wird Turbinendampf über großvolumige Leitungen direkt in zwangsbelüftete Wärmeaustauschelemente aus Rippen­ rohren eingeführt und dort kondensiert.

Aus der DE-OS 21 07 013 ist eine derartige zwangsbelüftete Kondensationsanlage bekannt, bei der zur Verringerung des Platzbedarfs die Wärmeaustauschelemente dachförmig angeordnet sind, wobei der First dieser dachförmigen Wärmeaustausch­ elemente durch die Dampfverteilleitung gebildet wird. Die Förderung der Kühlluft erfolgt durch Lüfter, die auf der Frischluftseite unterhalb der Wärmeaustauschelemente ange­ ordnet sind. Zur Vermeidung langer Wege, die ein Absinken der Kondensationstemperatur und damit eine Verschlechterung des Kondensationswirkungsgrades zur Folge haben, sind bei dieser bekannten Anlage die Wärmeaustauschelemente oberhalb des Turbinenhauses angeordnet. Da aus thermo-hydraulischen Gründen die Länge eines Wärmeaustauschelementes begrenzt ist, werden die dachförmigen Austauschelemente nebeneinander oder hintereinander und mit parallel zueinander ausgerichteten Firsten angeordnet, so daß trotz der begrenzten Länge der Wärmeaustauschelemente die gesamte Kondensationsanlage beliebig tief gebaut werden kann.

Insbesondere wenn aus Platzgründen mehrere Kraftwerksblöcke nebeneinander aufgereiht sind und eine Anordnung der Wärme­ austauschelemente oberhalb der Turbinenhäuser nicht möglich ist, so daß sie jeweils unmittelbar neben einem Turbinenhaus angeordnet werden müssen, ergeben sich für die innenliegenden Wärmeaustauschelemente der Kondensationsanlage luftseitig ungünstige Zuströmverhältnisse. Infolge des Turbinengebäudes sowie der benachbarten Wärmeaustauschelemente sind praktisch drei von vier Seiten der Wärmeaustauschelemente als Zuström­ querschnitt für die Kühlluft versperrt. Auf der freibleiben­ den Seite ist die Luftgeschwindigkeit deshalb sehr hoch, da über diesen Querschnitt alle Lüfter mit Frischluft versorgt werden müssen.

Aus Untersuchungen ist bekannt, daß die Rezirkulation von Warmluft, d. h. von Kühlluft, die durch Wärmeaufnahme beim Durchströmen der Wärmeaustauschelemente erwärmt worden ist, mit zunehmender Geschwindigkeit der den Lüftern zugeführten Frischluft ebenfalls zunimmt. Die Lüfter saugen in diesem Fall ein Luftgemisch an, das eine höhere Temperatur als die Luft der Umgebung aufweist. Die unmittelbare Folge ist ein Absinken der Kühlleistung und damit eine Verringerung des Kondensationswirkungsgrades. Insbesondere beim Auftreten von Seitenwind mit entgegengesetzt zur Zuströmrichtung der Kühl­ luft verlaufender Windrichtung steigt die Rezirkulationsrate der Abluft, weil der Seitenwind die aus den Wärmeaustausch­ elementen austretende Warmluft in Richtung auf die zuströmen­ de Frischluft umlenkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zwangsbe­ lüftete Kondensationsanlage der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, bei der die Rezirkulation von warmer Abluft auch bei ungünstigen Windverhältnissen erheblich verringert wird, ohne daß hierfür aufwendige Windleitvorrichtungen oder Luft­ leitvorrichtungen installiert werden müssen.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung ist dadurch gekennzeichnet, daß das am weitesten vom Turbinenhaus entfernte Wärmeaustauschelement höher als die dazwischen­ liegenden Wärmeaustauschelemente ausgebildet ist.

Mit diesem Vorschlag der Erfindung wird erreicht, daß vom Turbinenhaus her die nebeneinanderliegenden Wärmeaustausch­ elemente überstreichender Seitenwind durch das am weitesten vom Turbinenhaus entfernte Wärmeaustauschelement nach oben abgelenkt wird, weil dieses letzte Wärmeaustauschelement höher als die dazwischenliegenden Wärmeaustauschelemente ist, wobei die aus diesem letzten Wärmeaustauschelement austreten­ de Abluft die auf den Seitenwind ausgeübte Ablenkwirkung unterstützt. Der erfindungsgemäße Vorschlag verringert somit die Rezirkulationsanfälligkeit der zwangsbelüfteten Konden­ sationsanlage, womit gleichzeitig die Kraftwerksnettoleistung erhöht wird.

Dadurch, daß das am weitesten vom Turbinenhaus entfernte Wärmeaustauschelement auf höheren Stützen als die dazwischen­ liegenden Wärmeaustauschelemente angeordnet wird, ist es möglich, die Eintrittsgeschwindigkeit der Frischluft so weit herabzusetzen, daß einerseits die Zuströmverluste der Frisch­ luft verringert werden, was sich günstig auf den Kühllei­ stungsbedarf der Lüfter auswirkt, und andererseits die Gefahr einer Rezirkulation erheblich herabgesetzt wird. Beim Auf­ treten von Seitenwind aus der ungünstigen Richtung des Turbinenhauses wird dieser aufgrund der höheren Anordnung des letzten Wärmeaustauschelements in eine schräg nach oben gerichtete Richtung abgelenkt, so daß nicht mehr der volle dynamische Anteil des Seitenwindes zur Erzeugung von Rezirkulation zur Verfügung steht, wodurch die Rezirku­ lationsrate absinkt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Wärme­ austauschelemente einzeln oder in Gruppen aus mehreren neben­ einander liegenden Wärmeaustauschelementen auf unterschied­ lich hohen Stützen angeordnet sein, deren Höhe mit der Ent­ fernung vom Turbinenhaus stufenweise zunimmt. Diese Anordnung verbessert die Ablenkwirkung auf den Seitenwind und schafft günstigere Verhältnisse für die Zufuhr der Kühlluft zur Unterseite der Wärmeaustauschelemente, insbesondere wenn nicht nur eine Mehrzahl von Wärmeaustauschelementen parallel nebeneinander, d. h. mit zunehmendem Abstand vom Turbinenhaus angeordnet sind, sondern auch eine Mehrzahl von hinterein­ ander liegenden Wärmeaustauschelementen, wie dies insbe­ sondere beim Vorhandensein mehrerer Kraftwerksblöcke der Fall ist.

Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, den durch die unterschiedliche Höhe der Stützen unterschiedlich großen Zuströmquerschnitt der Frischluft in den senkrechten Ebenen zwischen den einzelnen Wärmaustauschelementen auf den jeweiligen Luftbedarf der Lüfter abzustimmen, so daß auch die Verhältnisse auf der Ansaugseite der zwangsbelüfteten Kondensationsanlage optimiert werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Kondensationsanlage dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine zwangsbelüftete Konden­ sationsanlage für mehrere nebeneinander stehende Kraftwerksblöcke und

Fig. 2 eine Seitenansicht zur Fig. 1.

Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine zwangsbe­ lüftete Kondensationsanlage für insgesamt sechs Kraftwerks­ blöcke, deren Turbinenhäuser T ₁ bis T ₆ unmittelbar nebenein­ ander stehen. Jedem Turbinenhaus T ₁ bis T ₆ sind jeweils sechs Wärmeaustauschelemente E ₁ bis E ₆ zugeordnet, die sich unmittelbar an die Rückseite des jeweiligen Turbinenhauses T ₁ bis T ₆ anschließen.

Wie insbesondere die Seitenansicht in Fig. 2 erkennen läßt, ist jedes Wärmeaustauschelement E dachförmig aus Rippenrohren gebildet, wobei eine Dampfverteilleitung V den First des jeweiligen Wärmeaustauschelementes E bildet. Sämtliche Firste der zu einem Turbinenhaus T gehörenden Wärmeaustauschelemente E liegen parallel zueinander sowie parallel zur Frontseite des Turbinenhauses T. Über eine Hauptleitung H stehen die zu einem Turbinenhaus T gehörenden Wärmeaustauschelemente E mit der auf der Zeichnung nicht dargestellten Turbine in Verbindung.

Die Wärmeaustauschelemente E ₁ bis E ₆ sind paarweise auf Stützen S unterschiedlicher, mit dem Abstand vom Turbinenhaus T zunehmender Länge angeordnet. Hierdurch wird die Eintritts­ geschwindigkeit der Frischluft F herabgesetzt, wodurch die Gefahr einer Rezirkulation herabgesetzt wird, ferner werden die Zuströmverluste der Frischluft F verringert, was sich günstig auf den Kühlleistungsbedarf der Lüfter L _d auswirkt. Beim Auftreten von Seitenwind W aus der ungünstigen Richtung des Turbinenhauses T, der in der Draufsicht nach Fig. 1 aus der Richtung Nord kommt, wird dieser aufgrund der schrägen Anordnung der in Windrichtung hintereinander liegenden Wärme­ austauschelemente E ₁ bis E ₆ in eine schräg nach oben gerichtete Richtung abgelenkt, so daß einerseits nicht mehr der volle dynamische Anteil des Windes zur Erzeugung von Rezirkulation zur Verfügung steht und andererseits die aus dem letzten Wärmeaustauschelement E ₆ austretende, besonders rezirkulationsanfällige Warmluft erst in größerer Höhe in Richtung des Seitenwindes W abgelenkt wird. Die der Unter­ seite der Wärmeaustauschelemente E zugeführte Frischluft wird somit nicht mit warmer Abluft aus den Wärmeaustauschelementen E vermischt. Der durch die unterschiedliche Höhe der Stützen S unterschiedlich große Zuströmquerschnitt der Frischluft F in den einzelnen senkrechten Ebenen zwischen den einzelnen Wärmeaustauschelementen E ₁ bis E ₆ kann hierbei auf den jeweiligen Luftbedarf der Lüfter L _d abgestimmt werden.

Claims (3)

1. Zwangsbelüftete Kondensationsanlage mit einer Mehrzahl von dachförmigen Wärmeaustauschelementen aus Rippenrohren, denen der zu kondensierende Dampf durch eine den First der Elemente bildende Dampfverteilleitung und die Kühlluft durch Lüfter zu­ geführt wird, wobei die unmittelbar neben einem Turbinenhaus befindlichen Wärmeaustauschelemente nebeneinander oder hinter­ einander und mit parallel zueinander ausgerichteten Firsten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das am weitesten vom Turbinenhaus (T ₁ bis T₆) entfernte Wärmeaustauschelement (E ₆) höher als die dazwischenliegenden Wärmeaustauschelemente (E ₁ bis E ₅) ausgebildet ist.

2. Kondensationsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschelemente (E ₁ bis E ₆) einzeln oder in Gruppen aus mehreren nebeneinander liegenden Wärmeaustausch­ elementen (E ₁ bis E ₅) auf unterschiedlich hohen Stützen (S) angeordnet sind, deren Höhe mit der Entfernung vom Turbinenhaus (T ₁ bis T ₆) stufenweise zunimmt.

3. Kondensationsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die unterschiedliche Höhe der Stützen (S) unter­ schiedlich große Zuströmquerschnitt der Frischluft (F) in den senkrechten Ebenen zwischen den einzelnen Wärmeaustausch­ elementen (E ₁ bis E ₆) auf den jeweiligen Luftbedarf der Lüfter (L _d ) abgestimmt ist.