DE3421200C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
- F28B1/00—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
- F28B1/06—Condensers 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine zwangsbelüftete Kondensationsanlage
mit einer Mehrzahl von Wärmeaustauschelementen, vorzugsweise
dachförmigen Wärmeaustauschelementen mit einer den First der
Elemente bildenden Dampfverteilleitung, denen die Kühlluft durch
Lüfter zugeführt wird, wobei die unmittelbar neben einem
Turbinenhaus befindlichen Wärmeaustauschelemente parallel zueinander
ausgerichtet sind.
Derartige zwangsbelüftete Kondensationsanlagen sind beispielsweise
der DE-OS 25 45 061 zu entnehmen, die in den Fig. 1 und 2
eine Mehrzahl von Wärmeaustauschelementen offenbart, die jeweils
an ihrer Oberseite mit einem saugenden Lüfter ausgestattet sind.
Auch die DE-OS 21 07 013 zeigt in Fig. 1 eine derartige zwangsbelüftete
Kondensationsanlage aus einer Mehrzahl von Wärmeaustauschelementen,
die parallel zueinander ausgerichtet sind und
gruppenweise mit Kühlluft beaufschlagt werden, welche durch
saugende Lüfter zugeführt wird.
Wenn derartige parallel zueinander ausgerichtete Wärmeaustauschelemente
unmittelbar neben einem Turbinenhaus angeordnet
werden, ergeben sich für die innenliegenden Wärmeaustauschelemente
luftseitig ungünstige Zuströmverhältnisse. Da die Wärmeaustauschelemente
unmittelbar neben jeweils einem Turbinenhaus
angeordnet sind, sind praktisch drei von vier Seiten der Wärmeaustauschelemente
als Zuströmquerschnitt für die Kühlluft versperrt.
Demzufolge ist auf der freibleibenden Seite die Luftgeschwindigkeit
sehr hoch, weil über diesen einzigen Querschnitt
sämtliche Lüfter mit Frischluft versorgt werden müssen.
Mit zunehmender Geschwindigkeit der den Lüftern der Wärmeaustauschelemente
zugeführten Kühlluft nimmt die Rezirkulation von
Warmluft zu, so daß die Lüfter ein Luftgemisch ansaugen, das eine
höhere Temperatur als die Umgebungsluft hat. Als unmittelbare Folge
tritt ein Absinken der Kühlleistung und damit eine Verringerung des
Kondensationswirkungsgrades der zwangsbelüfteten Kondensationsanlage
ein. Die Rezirkulation von warmer Luft, d. h. von Kühlluft, die
durch Wärmeaufnahme beim Zuströmen der Wärmeaustauschelemente erwärmt
worden ist, nimmt schließlich beim Auftreten von Seitenwind
zu, wenn dieser Seitenwind entgegengesetzt zur Zuströmrichtung der
Kühlluft bläst, d. h. aus der Richtung der Turbinenhäuser kommt. In
diesem Fall lenkt der Seitenwind die aus den Wärmeaustauschelementen
austretende Warmluft in Richtung auf die zuströmende Frischluft
um: Eine Zunahme der Warmluftrezirkulation und damit eine Abnahme
des Kondensationswirkungsgrades sind die zwangsläufige Folge.
In der jüngeren Vergangenheit ist ein Trend zu immer größeren
Kraftwerksleistungen mit Direktkondensationsanlagen erkennbar.
Hierbei wird Turbinendampf über großvolumige Leitungen direkt in
zwangsbelüftete Wärmeaustauschelemente geführt und dort kondensiert.
Die Förderung der Kühlluft erfolgt durch Lüfter, die üblicherweise
auf der Frischluftseite unterhalb der Wärmeaustauschelemente
angeordnet sind. Zur Vermeidung langer Wege, die ein Absinken
der Kondensationstemperatur und damit eine Verschlechterung
des Kondensationswirkungsgrades zur Folge haben, werden die Wärmeaustauschelemente
unmittelbar neben dem Turbinenhaus angeordnet.
Es sind Kondensationsanlagen bekannt, bei denen zur Verringerung des
Platzbedarfs die Wärmeaustauschelemente dachförmig angeordnet sind,
wobei der First dieser dachförmigen Wärmeaustauschelemente durch
die Dampfverteilleitung gebildet wird. Da aus thermo-hydraulischen
Gründen die Länge eines Wärmeaustauschelements begrenzt ist, werden
die dachförmigen Austauschelemente vorzugsweise parallel zur Front
des Turbinenhauses ausgerichtet, so daß trotz der begrenzten Länge
der Wärmeaustauschelemente die gesamte Kondensationsanlage beliebig
tief gebaut werden kann.
Insbesondere wenn aus Platzgründen mehrere Kraftwerksblöcke nebeneinander
angeordnet sind, ergeben sich für die innen liegenden
Wärmeaustauschelemente der Kondensationsanlage - wie eingangs dargelegt
- luftseitig ungünstige Zuströmverhältnisse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zwangsbelüftete
Kondensationsanlage der voranstehend beschriebenen Art zu
schaffen, bei der die Rezirkulation von warmer Abluft auch
bei ungünstigen Windverhältnissen erheblich verringert wird,
ohne daß hierfür aufwendige Windleitvorrichtungen oder Luftleiteinrichtungen
installiert werden müssen.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an dem parallel zum
Turbinenhaus verlaufenden Rand der Kondensationsanlage ein
konzentrierter Luftstrahl in der Art einer aerodynamischen
Wand ausgeblasen wird, dessen Strömungsgeschwindigkeit höher
als die Austrittsgeschwindigkeit der Kühlluft aus den in der
Mitte angeordneten Wärmeaustauschelementen ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß die aus
den Wärmeaustauschelementen nach oben austretende, durch die
Kondensation des Dampfes erwärmte Abluft auch am Rand der
Kondensationsanlage im wesentlichen nach oben abströmt und in
höhere Luftschichten gelangt. Der eine Art aerodynamische
Wand bildende konzentrierte Luftstrahl am Rand der Kondensationsanlage
führt auch in diesem Bereich der Anlage die warme
Abluft nach oben und verhindert dadurch, daß Teilmengen der
erwärmten Luft vom Sog der Frischluft erfaßt und rezirkulierend
den Wärmeaustauschelementen zugeführt werden. Die im konzentrierten
Luftstrahl enthaltene kinetische Energie bewirkt auch
eine Umlenkung der warmen Abluft nach oben, wenn Wind aus ungünstigen
Richtungen, insbesondere vom Turbinenhaus kommend,
die warme Abluft in Richtung auf die Ansaugöffnung der Kondensationsanlage
treibt. Trifft in einem solchen Fall die Windströmung
auf den konzentrierten Luftstrahl auf, wird dieser
zwar infolge des Windstaudruckes abgelenkt; gleichzeitig
erfolgt jedoch eine Umlenkung der Windströmung nach oben, so
daß auch bei ungünstigen Witterungsverhältnissen die erwärmte
Abluft in höhere Luftschichten gelangt und sich ausreichend
weit vom Sog der Einlauföffnung entfernt, so daß eine wirkungsvolle
Verminderung der Rezirkulation erreicht wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der konzentrierte
Luftstrahl durch stärkere und/oder zusätzliche Lüfter in
den am Rand der Kondensationsanlage angeordneten Wärmeaustauschelementen
erzeugt werden. Obwohl es in vielen Fällen
ausreicht, nur an dem parallel zum Turbinenhaus verlaufenden
Rand der Kondensationsanlage einen konzentrierten Luftstrahl
auszublasen, kann eine verbesserte Wirkung dadurch erreicht
werden, daß auch an den Seitenrändern eine aerodynamische
Wand aus konzentrierten Luftstrahlen errichtet wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der
konzentrierte Luftstrahl durch die Verwendung von saugend wirkenden,
auf der Oberseite der Wärmeaustauschelemente angeordneten
Lüftern erzeugt, wogegen die in der Mitte der Kondensationsanlage
angeordneten Wärmeaustauschelemente mit drückend
wirkenden, an der Unterseite angeordneten Lüftern versehen
sind. Diese erfindungsgemäße Ausbildung reicht in vielen
Fällen aus, die zu einer Verringerung des Wirkungsgrades führende
Rezirkulation auf ein unschädliches Maß herabzusetzen.
Erfindungsgemäß kann der konzentrierte Luftstrahl am Rand
der Kondensationsanlage auch durch Zusatzluft erzeugt werden.
Hierzu können zusätzlich zu den Lüftern der am Rand liegenden
Wärmeaustauschelemente angeordnete Gebläse oder separate
Luftleitungen verwendet werden, welche Zusatzluft an den Rand
der Kondensationsanlage führen. Im letztgenannten Fall ist es
möglich, ein zentrales großes Gebläse vorzusehen, welches
Zusatzluft zur Erzeugung der aerodynamischen Wand liefert.
Ein konzentrierter Luftstrahl am Rand der Kondensationsanlage
kann auch durch die Verwendung von Düsen erzeugt werden,
welche die Geschwindigkeit der Kühlluft am Rand der Kondensationsanlage
erhöhen und auf diese Weise zu einer Art aerodynamischer
Wand führen. Obwohl ein solcher Effekt auch bei der
Verwendung jeweils einer Düse pro Lüfter erzielt wird, ergibt
sich eine verbesserte Wirkung, wenn eine Schlitzdüse eingesetzt
wird, die sich mindestens über eine Teillänge des jeweiligen
Randes der Kondensationsanlage erstreckt und aus der eine Art
ebener Luftstrahl mit hoher Geschwindigkeit austritt.
Während es in den meisten Fällen ausreicht, die Luftaustrittsöffnung
der Düsen senkrecht auszurichten, wird mit der Erfindung
schließlich vorgeschlagen, die Luftaustrittsrichtung der
Düsen unter einem entgegengesetzt zur Hauptwindrichtung geneigten
Winkel auszurichten. Hierdurch ist es möglich, den
örtlichen Gegebenheiten auf besonders wirkungsvolle Weise
Rechnung zu tragen.
Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Kondensationsanlage dargestellt, und zwar
zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine zwangsbelüftete Kondensationsanlage
für mehrere nebeneinander stehende
Kraftwerkblöcke,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
der in Fig. 1 dargestellten Kondensationsanlage,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Seitenansicht einer
zweiten Ausführungsform,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer ersten
Ausführungsmöglichkeit für die Ausbildung von
Düsengehäusen,
Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung für eine
zweite Ausführungsmöglichkeit der Düsen in Form
einer Schlitzdüse,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform,
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer kompletten
Kondensationsanlage mit an allen freien Rändern
angeordneten Schlitzdüsen und
Fig. 8 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen
handelt es sich um eine zwangsbelüftete Kondensationsanlage
für insgesamt sechs Kraftwerksblöcke, deren Turbinenhäuser
T₁ bis T₆ unmittelbar nebeneinander stehen. Jedem
Turbinenhaus T₁ bis T₆ sind jeweils sechs Wärmeaustauschelemente
E₁ bis E₆ zugeordnet, die sich unmittelbar an die Rückseite
des jeweiligen Turbinenhauses T₁ bis T₆ 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
Wärmeaustauschelements 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.
Bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 2 sind die am
weitesten vom jeweiligen Turbinenhaus T entfernten Wärmeaustauschelemente
E₆ mit saugenden Lüftern Ls auf der Oberseite
ausgestattet, wogegen die dazwischen liegenden Wärmeaustauschelemente
E₁ bis E₅ an ihrer Unterseite mit drückenden Lüftern
Ld versehen sind. Hierdurch wird am parallel zum Turbinenhaus
T verlaufenden Rand der Kondensationsanlage ein konzentrierter
Luftstrahl S ausgeblasen, dessen Strömungsgeschwindigkeit
höher als die Austrittsgeschwindigkeit der Kühlluft
aus den in der Mitte angeordneten Wärmeaustauschelementen
E₂ bis E₅ ist. Der konzentrierte Luftstrahl S bildet eine
Art aerodynamische Wand. Durch diese aerodynamische Wand
wird selbst ein aus der Richtung des Turbinenhauses T kommender
Seitenwind W, der in Fig. 2 eingezeichnet ist, nach oben
abgelenkt, so daß auch in diesem ungünstigsten Fall eines
starken Seitenwindes die in den Wärmeaustauschelementen E₁
bis E₆ erwärmte Abluft in höhere Luftschichten gelangt. Zwar
wird der konzentrierte Luftstrahl S gemäß Fig. 2 durch den
Seitenwind W abgelenkt, dennoch verhindert dieser Luftstrahl
S, daß erwärmte Abluft in den Sog der Einlauföffnung gelangt,
durch welche Frischluft F der Unterseite der Wärmeaustauschelemente
E₁ bis E₆ zugeführt wird.
Obwohl es in vielen Fällen ausreicht, den konzentrierten
Luftstrahl S durch die Verwendung von saugend wirkenden,
auf der Oberseite der Wärmeaustauschelemente E₆ angeordnete
Lüfter Ls zu erzeugen, kann es notwendig sein, im Bereich
der am Rand angeordneten Wärmeaustauschelemente E₆ stärkere
und/oder zusätzliche Lüfter Ls anzuordnen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3 ist es weiterhin möglich, den
die aerodynamische Wand erzeugenden konzentrierten Luftstrahl
S durch zusätzliche Gebläse G zu erzeugen, die am Rand der
Kondensationsanlage angeordnet werden.
Bei der weiteren Ausführungsmöglichkeit nach Fig. 6 ist dargestellt,
daß an diesem freien Rand der Kondensationsanlage
ein konzentrierter Luftstrahl S auch durch separate Luftleitungen
R erzeugt werden kann, die längs des freien Randes
der Kondensationsanlage verlegt und mit entsprechenden Luftaustrittsöffnungen
versehen sind. Diese Luftleitungen r werden
beispielsweise von einem zentralen Gebläse mit Luft versorgt.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 6 tritt der
konzentrierte Luftstrahl S aus Düsen aus, welche neben einer
zusätzlichen Beschleunigung des Luftstrahles S dessen Bündelung
bewirken. Diese Düsen D können gemäß Fig. 4 als einzelne,
jeweils einem Lüfter L bzw. Gebläse G zugeordnete Düsen D ausgebildet
sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach
Fig. 5 sind mehrere derartige Düsen zu einer Schlitzdüse Ds
zusammengefaßt, so daß sich eine geschlossene, aerodynamische
Wand ergibt.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der eine derartige
aerodynamische Wand nicht nur parallel zum Turbinenhaus
T am Rand der Kondensationsanlage erzeugt wird, sondern
auch an den rechtwinklig zum Turbinenhaus T verlaufenden Rändern.
Hierdurch wird die aus den Wärmeaustauschelementen E
austretende Luft allseitig gegen Rezirkulation abgeschirmt.
Sofern der Seitenwind W bevorzugt aus einer Richtung weht,
kann gemäß Fig. 8 die Austrittsrichtung der Düse Ds entgegengesetzt
zur Windrichtung geneigt werden, so daß trotz der
durch den Seitenwind W erfolgten Ablenkung des konzentrierten
Luftstrahles S eine im wesentlichen senkrecht nach oben verlaufende
Abschirmung der warmen Abluft der Wärmeaustauschelemente
E erfolgt und auch bei diesen ungünstigen Windverhältnissen
eine Rezirkulation der warmen Abluft verhindert
wird.
Claims (10)
1. Zwangsbelüftete Kondensationsanlage mit einer Mehrzahl
von Wärmeaustauschelementen, vorzugsweise dachförmigen
Wärmeaustauschelementen, mit einer den First der Elemente
bildenden Dampfverteilleitung, denen die Kühlluft durch
Lüfter zugeführt wird, wobei die unmittelbar neben einem
Turbinenhaus befindlichen Wärmeaustauschelemente parallel
zueinander ausgerichtet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens an dem parallel zum Turbinenhaus (T) verlaufenden
Rand der Kondensationsanlage ein konzentrierter
Luftstrahl (S) in der Art einer aerodynamischen Wand ausgeblasen
wird, dessen Strömungsgeschwindigkeit höher als
die Austrittsgeschwindigkeit der Kühlluft aus den in der
Mitte angeordneten Wärmeaustauschelementen E ist.
2. Kondensationsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der konzentrierte Luftstrahl (S) durch stärkere
und/oder zusätzliche Lüfter (L) in den am Rand der Kondensationsanlage
angeordneten Wärmeaustauschelementen (E₆) erzeugt
wird.
3. Kondensationsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der konzentrierte Luftstrahl (S) durch die
Verwendung von saugend wirkenden, auf der Oberseite der
Wärmeaustauschelemente (E₆) angeordneten Lüftern (Ls)
erzeugt wird, wogegen die in der Mitte der Kondensationsanlage
angeordneten Wärmeaustauschelemente (E₁ bis E₅)
mit drückend wirkenden, an der Unterseite angeordneten
Lüftern (Ld) versehen sind.
4. Kondensationsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der konzentrierte Luftstrahl (S) durch Zusatzluft
erzeugt wird.
5. Kondensationsanlage nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der konzentrierte Luftstrahl (S) durch
zusätzlich zu den Lüftern (L) der am Rand liegenden Wärmeaustauschelemente
(E₆) angeordnete Gebläse (G) erzeugt
wird.
6. Kondensationsanlage nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusatzluft durch separate Luftleitungen
(R) an den Rand der Kondensationsanlage geführt wird.
7. Kondensationsanlage nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der konzentrierte
Luftstrahl (S) durch Düsen (D) austritt, durch die die
Abluft der Lüfter (L) bzw. Gebläse (G) gebündelt und beschleunigt
wird.
8. Kondensationsanlage nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch
eine mindestens über eine Teillänge des jeweiligen Randes
verlaufende Schlitzdüse (Ds).
9. Kondensationsanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftaustrittsrichtung der Düsen (D)
senkrecht verläuft.
10. Kondensationsanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftaustrittsöffnung der Düsen (D) unter
einem entgegengesetzt zur Hauptwindrichtung geneigten
Winkel verläuft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843421200 DE3421200A1 (de) | 1983-07-12 | 1984-06-07 | Zwangsbelueftete kondensationsanlage |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8319992 | 1983-07-12 | ||
DE19843421200 DE3421200A1 (de) | 1983-07-12 | 1984-06-07 | Zwangsbelueftete kondensationsanlage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3421200A1 DE3421200A1 (de) | 1985-01-24 |
DE3421200C2 true DE3421200C2 (de) | 1993-05-19 |
Family
ID=25821929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843421200 Granted DE3421200A1 (de) | 1983-07-12 | 1984-06-07 | Zwangsbelueftete kondensationsanlage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3421200A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006013864B3 (de) * | 2006-03-23 | 2007-05-24 | Gea Energietechnik Gmbh | Kraftwerk mit einer Kondensationsanlage zur Kondensation von Wasserdampf |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005024155B4 (de) * | 2005-05-23 | 2009-09-03 | Gea Energietechnik Gmbh | Kondensationsanlage |
CN104296552B (zh) * | 2014-09-17 | 2016-08-24 | 南京航空航天大学 | 带有吸风塔的新型空冷凝汽器及汽轮机排汽冷凝方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2107013A1 (de) * | 1971-02-13 | 1972-08-17 | Kraftwerk Union Ag | Kondensationsanlage für den Abdampf von Dampfkraftwerken |
US4022853A (en) * | 1974-10-30 | 1977-05-10 | Gea Luftkuhlergesellschaft Happel Gmbh & Co. Kg | Installation for changing the temperature of fluid media, particularly for cooling liquids and condensing vapors with air |
-
1984
- 1984-06-07 DE DE19843421200 patent/DE3421200A1/de active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006013864B3 (de) * | 2006-03-23 | 2007-05-24 | Gea Energietechnik Gmbh | Kraftwerk mit einer Kondensationsanlage zur Kondensation von Wasserdampf |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3421200A1 (de) | 1985-01-24 |
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Legal Events
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