JP2015230117A - Air-cooled steam condensing device - Google Patents
Air-cooled steam condensing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015230117A JP2015230117A JP2014115985A JP2014115985A JP2015230117A JP 2015230117 A JP2015230117 A JP 2015230117A JP 2014115985 A JP2014115985 A JP 2014115985A JP 2014115985 A JP2014115985 A JP 2014115985A JP 2015230117 A JP2015230117 A JP 2015230117A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- cooling air
- condensate
- condensate pipe
- condensing device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 76
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 14
- 238000009833 condensation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
本発明は、蒸気タービン発電機等の設備機器から排出される排気蒸気が流れる複数の復水管が束ねられた復水管ユニットに向けて冷却用空気を吹き付けて復水管を空冷することにより、該復水管内の排気蒸気を復水する空冷式蒸気復水装置に関する。 According to the present invention, the condensate pipe is air-cooled by blowing cooling air toward a condensate pipe unit in which a plurality of condensate pipes through which exhaust steam discharged from equipment such as a steam turbine generator flows is bundled. The present invention relates to an air-cooled steam condensing device that condenses exhaust steam in a water pipe.
発電設備を備えるごみ焼却炉では、ごみ焼却炉から排出される排ガスの熱を利用してボイラで蒸気を生成し、生成された蒸気を蒸気タービン発電機に供給することで発電を行っている。蒸気タービン発電機から排出された排気蒸気は、蒸気復水装置で復水され、復水タンクに貯留される。復水タンクに貯留された復水は、脱気器に送られて溶存酸素などの気体が除去された後、再びボイラに供給される。 In a waste incinerator equipped with a power generation facility, steam is generated in a boiler using the heat of exhaust gas discharged from the waste incinerator, and power is generated by supplying the generated steam to a steam turbine generator. The exhaust steam discharged from the steam turbine generator is condensed by a steam condensing device and stored in a condensate tank. The condensate stored in the condensate tank is sent to a deaerator to remove gases such as dissolved oxygen and then supplied to the boiler again.
排気蒸気が流れる復水管に冷却用空気を吹き付けて復水管を空冷することにより、該復水管内の排気蒸気を復水する空冷式蒸気復水装置では、熱交換性能向上のため、冷却用空気の温度を低下させて復水温度との温度差を大きくすることが望まれる。例えば特許文献1には、復水管を外側から強制空冷する蒸気復水器と蒸気復水器に空気を供給する空気通路とを備え、空気通路に水噴霧ノズルを設けた空冷式蒸気復水装置が開示されている。空気通路に導入された空気に水を噴霧して冷却用空気とし、冷却用空気で復水管を外側から強制空冷する。この空冷式蒸気復水装置では、水の蒸発潜熱を利用して空気通路に導入される空気の温度を下げて復水温度との温度差を大きくすることにより、熱交換性能の向上を図っている。
In the air-cooled steam condensing device that condenses the exhaust steam in the condensate pipe by air cooling the condensate pipe by blowing cooling air to the condensate pipe through which the exhaust steam flows, the cooling air is used to improve the heat exchange performance. It is desirable to increase the temperature difference from the condensate temperature by lowering the temperature of the water. For example,
また、特許文献2には、外気導入部から蒸気復水器室に導入された外気を送風機によって蒸気復水器に吹き付けて空冷する空冷式蒸気復水装置において、外気導入部に、複数の通気孔を均一に配した空気整流部材を配置し、遮断弁を有する水噴霧ノズルを各通気孔に設け、遮断弁を操作して水噴霧に使用する水噴霧ノズルの本数を増減させることで、蒸気復水器に吹き付ける冷却用空気の温湿度を調節する発明が開示されている。この空冷式蒸気復水装置では、特許文献1に記載されている空冷式蒸気復水装置の機能をさらに向上させるため、排気蒸気量や外気条件の変動に応じて水噴霧量を制御する。
Further, in
一般に、空冷式蒸気復水装置の全体寸法や送風機の容量などは、設計時に想定される外気温度によって決まる。従って、年間を通じて安定した冷却性能を得るためには、外気温度が高い夏場を想定して空冷式蒸気復水装置を設計する必要がある。その結果、復水管の伝熱面積を大きくしなければならず、必然的に空冷式蒸気復水装置の設置スペースが大きくなるという問題がある。 Generally, the overall dimensions of the air-cooled steam condensing device, the capacity of the blower, and the like are determined by the outside air temperature assumed at the time of design. Therefore, in order to obtain stable cooling performance throughout the year, it is necessary to design an air-cooled steam condensing device assuming summertime when the outside air temperature is high. As a result, it is necessary to increase the heat transfer area of the condensate pipe, which inevitably increases the installation space for the air-cooled steam condensing device.
上記問題の対策として、特許文献に見られるように、水の蒸発潜熱を利用して冷却用空気の温度を下げることが効果的である。しかし、従来の水噴霧型空冷式蒸気復水装置の場合、復水管に吹き付ける冷却用空気の温度を湿球温度以下に下げることは原理的にできない。さらに、水の飽和状態近くの温度(即ち湿球温度)まで冷却用空気の温度を下げようとすると、不完全蒸発となり易く未蒸発水が増加する。その結果、噴霧水消費が大きくなるだけでなく、未蒸発水が周辺設備を濡らして周辺設備が腐食する等の問題がある。 As a countermeasure against the above problem, as seen in the patent literature, it is effective to lower the temperature of the cooling air using the latent heat of vaporization of water. However, in the case of the conventional water spray type air-cooled steam condensing device, the temperature of the cooling air sprayed on the condensate pipe cannot be lowered in principle to the wet bulb temperature or lower. Furthermore, if the temperature of the cooling air is lowered to a temperature close to the saturation state of water (that is, the wet bulb temperature), incomplete evaporation tends to occur and the amount of non-evaporated water increases. As a result, there is a problem that not only the spray water consumption is increased, but also the non-evaporated water wets the peripheral equipment and the peripheral equipment is corroded.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来に比べて熱交換性能が高くコンパクト設計が可能であり、しかも未蒸発水が抑えられる空冷式蒸気復水装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an air-cooled steam condensing device that has a higher heat exchange performance than that of the prior art, can be compactly designed, and can suppress unevaporated water. .
上記目的を達成するため、本発明は、設備機器から排出される排気蒸気が流れる複数の復水管が束ねられた復水管ユニットに向けて冷却用空気を吹き付けて前記復水管を空冷することにより、該復水管内の排気蒸気を復水する空冷式蒸気復水装置において、
前記復水管ユニットが冷却用空気の流れ方向に間隔をあけて複数段配置され、冷却用空気の流れ方向に隣接する前記復水管ユニット間に、前記冷却用空気に水を噴霧する水噴霧ノズルが設けられていることを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention blows cooling air toward a condensate pipe unit in which a plurality of condensate pipes through which exhaust steam discharged from facility equipment flows flows, thereby cooling the condensate pipes by air. In an air-cooled steam condensing device that condenses exhaust steam in the condensate pipe,
A water spray nozzle that sprays water onto the cooling air between the condensate pipe units that are arranged in a plurality of stages at intervals in the flow direction of the cooling air and that is adjacent to the flow direction of the cooling air. It is characterized by being provided.
上流側の復水管ユニットを通過した冷却用空気は、該復水管ユニットを構成する復水管と熱交換を行っているので、該復水管ユニットに導入される前の冷却用空気に比べて温度が高くなっている。本発明では、上流側の復水管ユニットを通過して温度が高くなった冷却用空気に対して水を噴霧することにより温度が低下した冷却用空気が下流側の復水管ユニットに導入されるので、従来に比べて冷却用空気と復水温度の対数平均温度差が拡大し、熱交換性能が向上する。
加えて、上流側の復水管ユニットを通過して温度が高くなった冷却用空気は、蒸気復水装置入口の外気に対して相対湿度が低下し飽和蒸気に至る噴霧水量が大きく上昇する。これにより、蒸発による冷却性能が向上し、容易に完全蒸発する。さらに、上流側の復水管ユニットを通過した冷却用空気は、空気流路を一様に流れるように整流されるので、水噴霧ノズルを均等配置することで均一な冷却を得ることができる。
The cooling air that has passed through the upstream condensate pipe unit exchanges heat with the condensate pipe constituting the condensate pipe unit, so that the temperature is higher than that of the cooling air before being introduced into the condensate pipe unit. It is high. In the present invention, the cooling air whose temperature has been lowered by spraying water onto the cooling air that has passed through the upstream condensate pipe unit and has increased in temperature is introduced into the downstream condensate pipe unit. Compared to the conventional case, the logarithmic average temperature difference between the cooling air and the condensate temperature is increased, and the heat exchange performance is improved.
In addition, the cooling air that has passed through the upstream condensate pipe unit and has a higher temperature has a lower relative humidity with respect to the outside air at the inlet of the steam condensing device, and the amount of spray water that reaches saturated steam greatly increases. Thereby, the cooling performance by evaporation is improved, and complete evaporation is easily performed. Furthermore, since the cooling air that has passed through the upstream condensing pipe unit is rectified so as to flow uniformly in the air flow path, uniform cooling can be obtained by evenly arranging the water spray nozzles.
本発明に係る空冷式蒸気復水装置では、上流側の復水管ユニットを通過して温度が高くなった冷却用空気に対して水を噴霧するので、水の噴霧量を増加して冷却用空気の温度を大きく下げることができる。温度が低下した冷却用空気が下流側の復水管ユニットに導入されるので、従来に比べて冷却用空気と復水温度との温度差が大きく取れる。その結果、熱交換性能が向上し、伝熱面積が低減されて蒸気復水装置の設置面積を大幅に縮小することが可能となると共に、蒸気復水装置を支持する架構にかかる負荷を軽減することができる。さらには、不完全蒸発による結露等の弊害を防止することができる。 In the air-cooled steam condensing device according to the present invention, water is sprayed on the cooling air that has passed through the upstream condensate pipe unit and has a high temperature. The temperature can be greatly reduced. Since the cooling air whose temperature has decreased is introduced into the condensate pipe unit on the downstream side, a larger temperature difference can be obtained between the cooling air and the condensate temperature than in the past. As a result, the heat exchange performance is improved, the heat transfer area is reduced, the installation area of the steam condensing device can be greatly reduced, and the load on the frame supporting the steam condensing device is reduced. be able to. Furthermore, adverse effects such as condensation due to incomplete evaporation can be prevented.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention.
[第1の実施の形態に係る空冷式蒸気復水装置]
本発明の第1の実施の形態に係る空冷式蒸気復水装置11は、蒸気タービン発電機等の設備機器から排出される排気蒸気を送給する蒸気分配管14と、蒸気分配管14によって送給される排気蒸気を復水する復水管ユニット21と、復水管ユニット21から排出される復水を集水する復水集合管15と、復水管ユニット21を通過する冷却用空気Fに水を噴霧する水噴霧ノズル24とを備えている(図1、図2参照)。また、復水管ユニット21の下方には、復水管ユニット21に冷却用空気Fを供給する送風機25が設置されている。
[Air-cooled steam condensing device according to the first embodiment]
The air-cooled
復水管ユニット21は、排気蒸気が流れる複数の復水管23を束ねて矩形パネル状としたものである(図3参照)。本実施の形態では、冷却用空気Fの通過方向に復水管23が2段並べられた構成とされている。冷却用空気Fは、隣接する復水管23の間に設けられたクリアランスを通過する。
The
各復水管23はフィンチューブとも呼ばれ、排気蒸気が流れる円筒状のチューブ23aと、チューブ23aの外周に形成されたリング状のフィン23bから構成されている(図4参照)。チューブ23aは炭素鋼製、フィン23bはアルミニウム製である。
Each
蒸気分配管14は、水平方向に配置された主管14aと、主管14aから分岐し、各復水管ユニット21に排気蒸気を送給する分岐管14bとから構成されている。
復水管ユニット21は、主管14aを含む仮想鉛直面に関して対称、且つ主管14aから斜め下方に向けて排気蒸気が流れるように配置され、さらに冷却用空気Fの流れ方向(本実施の形態では鉛直方向)に間隔をあけて2段配置とされている。即ち、切妻屋根を2段重ねにしたような状態で復水管ユニット21が配置されている。復水管ユニット21から排出される復水を集水する復水集合管15は各復水管ユニット21の下流端に沿って配置されている。
また、復水管ユニット21に冷却用空気Fを供給する送風機25は、上流側(本実施の形態では下段側)に配置された復水管ユニット21の下方に設置されている。
The
The
Further, the
水噴霧ノズル24は、冷却用空気Fの流れ方向(本実施の形態では鉛直方向)に隣接する復水管ユニット21の間、且つ下段側に配置された復水管ユニット21に近接して設置されている。水噴霧ノズル24の噴射孔(図示省略)は水平面より上方に向けられている。即ち、上流側の復水管ユニット21から下流側(本実施の形態では上段側)の復水管ユニット21に向けて水が噴霧される。
The
鉛直方向に隣接する復水管ユニット21の間隔は、水噴霧ノズル24から噴霧される水が蒸発するのに十分な間隔であればよく、大凡2m以上あればよい。また、復水管ユニット21の傾斜角度は特に限定されるものではなく、ほぼ水平でも良い。
なお、空冷式蒸気復水装置11の側方には、冷却用空気Fが逸散しないように遮蔽壁(図示省略)が設置されている。
The interval between the condensing
A shielding wall (not shown) is provided on the side of the air-cooled
本実施の形態に係る空冷式蒸気復水装置11の動作は以下のようになる。
復水管ユニット21の下方に設置された送風機25が駆動することにより、冷却用空気Fが復水管ユニット21に吹き付けられる。下段側に配置された復水管ユニット21を冷却用空気Fが通過することにより、下段側に配置された復水管ユニット21を構成する復水管23と冷却用空気Fとの間で熱交換が行われる。これにより、蒸気分配管14から復水管23に送給された排気蒸気が復水管23内で凝結して復水となり、復水集合管15を介して復水タンク(図示省略)に貯留される。
The operation of the air-cooled
When the
一方、下段側に配置された復水管ユニット21を通過した冷却用空気Fに対して水噴霧ノズル24から水が噴霧される。水噴霧により温度が低下した冷却用空気Fは、上段側に配置された復水管ユニット21を通過し、上段側に配置された復水管ユニット21を構成する復水管23と熱交換を行う。これにより、蒸気分配管14から復水管23に送給された排気蒸気が復水管23内で凝結して復水となり、復水集合管15を介して復水タンクに貯留される。
なお、上段側に配置された復水管ユニット21を通過した冷却用空気Fは大気中へ放出される。
On the other hand, water is sprayed from the
The cooling air F that has passed through the
次に、本実施の形態に係る空冷式蒸気復水装置の熱交換性能について、蒸気復水装置入口の冷却空気導入部に水噴霧装置を設置した従来型空冷式蒸気復水装置(復水管ユニットが1段配置とされた空冷式蒸気復水装置)を比較対象として検討する。 Next, regarding the heat exchange performance of the air-cooled steam condensing device according to the present embodiment, a conventional air-cooled steam condensing device (condensate pipe unit) in which a water spraying device is installed at the cooling air introduction portion at the inlet of the steam condensing device. Is considered as a comparison target.
従来型空冷式蒸気復水装置の熱交換量Qsを熱量バランス式で表すと次式となる。
Qs=(h2−h1)・G0
ここで、
h1:復水管ユニット通過直前の冷却用空気の比エンタルピ
h2:復水管ユニット通過直後の冷却用空気の比エンタルピ
G0:冷却用空気量
When the heat exchange amount Qs of the conventional air-cooled steam condensing device is expressed by a heat balance equation, the following equation is obtained.
Qs = (h2-h1) · G0
here,
h1: Specific enthalpy of cooling air immediately before passing through the condensate pipe unit h2: Specific enthalpy of cooling air immediately after passing through the condensate pipe unit G0: Amount of cooling air
また、従来型空冷式蒸気復水装置の熱交換量Qsを伝熱計算式で表すと次式となる。
Qs=K・Δtm・A0
ここで、
K:熱伝達係数
Δtm:対数平均温度差
A0:復水管ユニットの総伝熱面積
Further, the heat exchange amount Qs of the conventional air-cooled steam condensing device is represented by the following equation when expressed by a heat transfer calculation formula.
Qs = K · Δtm · A0
here,
K: Heat transfer coefficient Δtm: Logarithmic average temperature difference A0: Total heat transfer area of the condenser unit
対数平均温度差Δtmは次式で表される。
Δtm={(tw−ta1)−(tw−ta2)}
/ln{(tw−ta1)/(tw−ta2)}
ここで、
tw:排気蒸気の温度
ta1:復水管ユニット通過直前の冷却用空気の温度
ta2:復水管ユニット通過直後の冷却用空気の温度
The logarithmic average temperature difference Δtm is expressed by the following equation.
Δtm = {(tw−ta1) − (tw−ta2)}
/ Ln {(tw-ta1) / (tw-ta2)}
here,
tw: temperature of exhaust steam ta1: temperature of cooling air immediately before passing through the condensate pipe unit ta2: temperature of cooling air immediately after passing through the condensate pipe unit
一般的な実運転条件として、排気蒸気の温度を65℃、大気条件として気温30℃、相対湿度50%とし、蒸気復水装置出入口の空気側温度差20℃分の熱交換を行う場合の熱交換量を基本条件とする。また水噴霧は完全蒸発を考慮すると噴霧後で相対湿度80〜90%程度が限界と考えられるので、本実施例では80%を上限とする。 As a general actual operating condition, the temperature of the exhaust steam is 65 ° C., the atmospheric condition is an air temperature of 30 ° C. and the relative humidity is 50%. The exchange amount is a basic condition. In addition, the water spray is considered to have a relative humidity of about 80 to 90% after spraying in consideration of complete evaporation. Therefore, in this embodiment, the upper limit is set to 80%.
上記条件下において蒸気復水装置を通過する冷却空気の状態を湿り空気線図上に表したものを図6に示す。状態(1)の大気の初期状態(相対湿度50%)から入口側の状態(2)の相対湿度80%までの範囲において水噴霧を行うと、復水管ユニット通過直前の冷却用空気の温度ta1は24.5℃、比エンタルピh1は64.2kJ/kg(DA)となる。ここから復水管ユニットを通過して20℃分の熱交換が行われ、出口側の状態(3)における復水管ユニット通過直後の冷却用空気の温度ta2は44.5℃、比エンタルピh2は85.0kJ/kg(DA)となる。
この条件における前述の熱量バランス式及び伝熱計算式は以下のようになる。
Qs=20.8×G0
Qs=29.4×K・A0
FIG. 6 shows a state of the cooling air passing through the steam condensing device on the wet air diagram under the above conditions. When water spraying is performed in the range from the initial state (
The above-described heat balance equation and heat transfer calculation formula under this condition are as follows.
Qs = 20.8 × G0
Qs = 29.4 × K · A0
一方、本発明の実施の形態に係る空冷式蒸気復水装置において、上述の従来型と同一性能すなわち熱交換量が同じものを考える。本実施の形態では、上下段の復水管ユニット21にて熱交換量を半分ずつ受け持つとすると、上段側及び下段側復水管ユニットの熱交換量は、Qu=Qd=Qs/2=10.4×G0となる。
On the other hand, in the air-cooled steam condensing apparatus according to the embodiment of the present invention, the same performance as that of the above-described conventional type, that is, the same heat exchange amount is considered. In the present embodiment, assuming that the upper and lower
上記条件に基づき本実施の形態に係る空冷式蒸気復水装置の冷却空気の状態を湿り空気線図上に表したものを図7に示す。状態(1)として蒸気復水装置に取り込まれた外気はそのまま下段側復水管ユニットに導入され熱交換して40℃まで温度上昇すると共に相対湿度が28.7%まで低下した状態(2)となる。ここで相対湿度の上限である80%まで水噴霧を行うことができる。水噴霧によって温度27.4℃まで温度低下した状態(3)の冷却用空気は、上段側復水管ユニットを通過する間に熱交換して状態(4)の温度37.2℃まで昇温する。 FIG. 7 shows a state of the cooling air of the air-cooled steam condensing device according to the present embodiment on the wet air diagram based on the above conditions. The outside air taken into the steam condensing unit as the state (1) is directly introduced into the lower condenser unit and heat-exchanged to increase the temperature to 40 ° C. and the relative humidity to 28.7%. Become. Here, water spraying can be performed up to 80% which is the upper limit of the relative humidity. The cooling air in the state (3) whose temperature has been lowered to 27.4 ° C. by water spraying is heated up to 37.2 ° C. in the state (4) through heat exchange while passing through the upper condenser tube unit. .
本実施の形態に係る空冷式蒸気復水装置の熱交換量Qsは次式で表される。
Qs=Qd+Qu=K・Δtmd・Ad+K・Δtmu・Au
ここで、
Qd=下段側復水管ユニットの熱交換量
Qu=上段側復水管ユニットの熱交換量
Δtmd:下段側復水管ユニットの対数平均温度差
Δtmu:上段側復水管ユニットの対数平均温度差
Ad:下段側復水管ユニットの伝熱面積
Au:上段側復水管ユニットの伝熱面積
The heat exchange amount Qs of the air-cooled steam condensing device according to the present embodiment is expressed by the following equation.
Qs = Qd + Qu = K · Δtmd · Ad + K · Δtmu · Au
here,
Qd = heat exchange amount of the lower condenser tube unit Qu = heat exchange amount of the upper condenser tube unit Δtmd: logarithmic mean temperature difference of the lower condenser unit Δtmu: logarithmic mean temperature difference of the upper condenser unit Ad: lower part Heat transfer area of the condenser tube unit Au: Heat transfer area of the upper condenser tube unit
対数平均温度差Δtmd及びΔtmuは次式で表される。
Δtmd={(tw−ta1d)−(tw−ta2d)}
/ln{(tw−ta1d)/(tw−ta2d)}
Δtmu={(tw−ta1u)−(tw−ta2u)}
/ln{(tw−ta1u)/(tw−ta2u)}
ここで、
ta1d:下段側復水管ユニット通過直前の冷却用空気の温度=30℃
ta2d:下段側復水管ユニット通過直後の冷却用空気の温度(水噴霧前)=40℃
ta1u:上段側復水管ユニット通過直前の冷却用空気の温度(水噴霧後)=27.4℃
ta2u:上段側復水管ユニット通過直後の冷却用空気の温度=37.2℃
因って、
Qs=K×29.7×Ad+K×32.5×Au=62.2×K・(Ad+Au)
Logarithmic average temperature differences Δtmd and Δtmu are expressed by the following equations.
Δtmd = {(tw−ta1d) − (tw−ta2d)}
/ Ln {(tw−ta1d) / (tw−ta2d)}
Δtmu = {(tw−ta1u) − (tw−ta2u)}
/ Ln {(tw-ta1u) / (tw-ta2u)}
here,
ta1d: Temperature of the cooling air immediately before passing through the lower side condenser tube unit = 30 ° C.
ta2d: temperature of the cooling air immediately after passing through the lower condenser tube unit (before water spraying) = 40 ° C.
ta1u: Temperature of cooling air immediately after passing through the upper condenser tube unit (after water spraying) = 27.4 ° C.
ta2u: Temperature of the cooling air immediately after passing through the upper condenser tube unit = 37.2 ° C
Therefore,
Qs = K × 29.7 × Ad + K × 32.5 × Au = 62.2 × K · (Ad + Au)
伝熱面積について従来型空冷式蒸気復水装置と本実施の形態に係る空冷式蒸気復水装置を比較すると、
(Ad+Au)/A0=29.4/62.2=0.47
となる。因って、本実施の形態に係る空冷式蒸気復水装置は、従来型空冷式蒸気復水装置の47%の伝熱面積で同じ熱交換性能を発揮することができる。
When comparing the conventional air-cooled steam condensing device and the air-cooled steam condensing device according to the present embodiment with respect to the heat transfer area,
(Ad + Au) /A0=29.4/62.2=0.47
It becomes. Therefore, the air-cooled steam condensing device according to the present embodiment can exhibit the same heat exchange performance with a heat transfer area of 47% of the conventional air-cooled steam condensing device.
また、現在、最も汎用的に使用されている水噴霧装置が設置されていない空冷式蒸気復水装置(復水管ユニットの総伝熱面積はA00である。)と比較すると、冷却用空気は復水管ユニットを通じて30℃から50℃まで昇温することになるので、熱交換量は伝熱計算式にてQs=23.6×K・A00となる。本実施の形態との伝熱面積の比較では(Ad+Au)/A00=23.6/62.2=0.38となり、38%の伝熱面積で同一性能を達成できることになる。 In addition, compared with an air-cooled steam condensing device (the total heat transfer area of the condensing pipe unit is A00) that does not have the most widely used water spraying device at present, the cooling air is recovered. Since the temperature is raised from 30 ° C. to 50 ° C. through the water pipe unit, the heat exchange amount is Qs = 23.6 × K · A00 in the heat transfer calculation formula. In comparison of the heat transfer area with this embodiment, (Ad + Au) /A00=23.6/62.2=0.38, and the same performance can be achieved with a heat transfer area of 38%.
上記結果が示すように、復水管での熱交換によって昇温し且つ相対湿度が低下した冷却用空気に対して水噴霧を行うことにより、水噴霧による冷却用空気の温度の下げ幅を従来型に比べて大きく確保することができる。その結果、対数平均温度差が増加し、蒸気復水装置の伝熱面積を低減することができる。 As shown in the above results, by performing water spraying on the cooling air that has been heated by heat exchange in the condensate pipe and the relative humidity has been reduced, the range of reduction in the temperature of the cooling air by water spraying can be reduced. It can be secured larger than As a result, the logarithmic average temperature difference increases, and the heat transfer area of the steam condensing device can be reduced.
[第2の実施の形態に係る空冷式蒸気復水装置]
本発明の第2の実施の形態に係る空冷式蒸気復水装置13は、主管14aを含む仮想鉛直面に関して対称に復水管ユニット21が配置されているのではなく、仮想鉛直面の一方のサイドのみに復水管ユニット21が配置されている点が、第1の実施の形態に係る空冷式蒸気復水装置11と異なっている(図5参照)。
[Air-cooled steam condensing device according to the second embodiment]
In the air-cooled
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、冷却用空気の流れ方向を下方から上方としたが、左右方向や斜め方向としても良い。
また、復水管ユニットを冷却用空気の流れ方向に2段配置したが、3段以上配置しても良いし、復水管ユニットを構成する復水管も2段に限定されるものではなく何段でも良い。さらにまた、蒸気復水装置の入口に水噴霧装置を設置して、さらなる伝熱面積の低減を図ることも可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations described in the above-described embodiments, and is considered within the scope of the matters described in the claims. Other embodiments and modifications are also included. For example, in the above-described embodiment, the flow direction of the cooling air is set from the lower side to the upper side, but may be a left-right direction or an oblique direction.
Further, although the condensate pipe unit is arranged in two stages in the cooling air flow direction, three or more stages may be arranged, and the number of condensate pipes constituting the condensate pipe unit is not limited to two stages, and may be any number of stages. good. Furthermore, it is possible to further reduce the heat transfer area by installing a water spray device at the inlet of the steam condensing device.
11、13:空冷式蒸気復水装置、14:蒸気分配管、14a:主管、14b:分岐管、15:復水集合管、21:復水管ユニット、23:復水管、23a:チューブ、23b:フィン、24:水噴霧ノズル、25:送風機、F:冷却用空気 11, 13: Air-cooled steam condensing device, 14: Steam distribution pipe, 14a: Main pipe, 14b: Branch pipe, 15: Condensate collecting pipe, 21: Condensate pipe unit, 23: Condensate pipe, 23a: Tube, 23b: Fin, 24: Water spray nozzle, 25: Blower, F: Air for cooling
Claims (1)
前記復水管ユニットが冷却用空気の流れ方向に間隔をあけて複数段配置され、冷却用空気の流れ方向に隣接する前記復水管ユニット間に、前記冷却用空気に水を噴霧する水噴霧ノズルが設けられていることを特徴とする空冷式蒸気復水装置。 The exhaust steam in the condensate pipe is condensed by blowing cooling air toward the condensate pipe unit in which a plurality of condensate pipes through which exhaust steam discharged from the facility equipment is bundled is bundled. In air-cooled steam condensing equipment,
A water spray nozzle that sprays water onto the cooling air between the condensate pipe units that are arranged in a plurality of stages at intervals in the flow direction of the cooling air and that is adjacent to the flow direction of the cooling air. An air-cooled steam condensing device, which is provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014115985A JP6309351B2 (en) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | Air-cooled steam condensing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014115985A JP6309351B2 (en) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | Air-cooled steam condensing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015230117A true JP2015230117A (en) | 2015-12-21 |
JP6309351B2 JP6309351B2 (en) | 2018-04-11 |
Family
ID=54886986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014115985A Active JP6309351B2 (en) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | Air-cooled steam condensing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6309351B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016044578A (en) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 株式会社Ihi | Waste heat generating device and cooling device |
KR101925804B1 (en) | 2017-07-06 | 2018-12-06 | 주식회사 제이디앤티 | Air cooled condenser |
CN110375561A (en) * | 2019-07-02 | 2019-10-25 | 赵耀华 | White air cooling system is removed in a kind of flue gas or steam exhaust dehydration |
CN112648028A (en) * | 2020-11-26 | 2021-04-13 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北电力试验研究院 | Direct air cooling combined type spraying backpressure-reducing device |
CN113154894A (en) * | 2021-05-11 | 2021-07-23 | 西安热工研究院有限公司 | Slightly-inclined condenser tube bundle arrangement method capable of reducing thermal resistance |
CN115288809A (en) * | 2022-07-11 | 2022-11-04 | 华能济南黄台发电有限公司 | Steam turbine water spray atomization temperature adjusting device of thermal power plant |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5981971U (en) * | 1982-11-24 | 1984-06-02 | 石川島播磨重工業株式会社 | Air-cooled steam condenser |
JPH11142067A (en) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Nkk Corp | Air-cooled steam condensing apparatus and method for operating it |
US6378605B1 (en) * | 1999-12-02 | 2002-04-30 | Midwest Research Institute | Heat exchanger with transpired, highly porous fins |
JP2003194482A (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-09 | Jfe Engineering Kk | Air-cooled steam condenser |
JP2010169285A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | Air cooling-type steam condensing device |
-
2014
- 2014-06-04 JP JP2014115985A patent/JP6309351B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5981971U (en) * | 1982-11-24 | 1984-06-02 | 石川島播磨重工業株式会社 | Air-cooled steam condenser |
JPH11142067A (en) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Nkk Corp | Air-cooled steam condensing apparatus and method for operating it |
US6378605B1 (en) * | 1999-12-02 | 2002-04-30 | Midwest Research Institute | Heat exchanger with transpired, highly porous fins |
JP2003194482A (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-09 | Jfe Engineering Kk | Air-cooled steam condenser |
JP2010169285A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | Air cooling-type steam condensing device |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016044578A (en) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 株式会社Ihi | Waste heat generating device and cooling device |
KR101925804B1 (en) | 2017-07-06 | 2018-12-06 | 주식회사 제이디앤티 | Air cooled condenser |
CN110375561A (en) * | 2019-07-02 | 2019-10-25 | 赵耀华 | White air cooling system is removed in a kind of flue gas or steam exhaust dehydration |
CN112648028A (en) * | 2020-11-26 | 2021-04-13 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北电力试验研究院 | Direct air cooling combined type spraying backpressure-reducing device |
CN113154894A (en) * | 2021-05-11 | 2021-07-23 | 西安热工研究院有限公司 | Slightly-inclined condenser tube bundle arrangement method capable of reducing thermal resistance |
CN115288809A (en) * | 2022-07-11 | 2022-11-04 | 华能济南黄台发电有限公司 | Steam turbine water spray atomization temperature adjusting device of thermal power plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6309351B2 (en) | 2018-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6309351B2 (en) | Air-cooled steam condensing device | |
US10315128B2 (en) | Dephlegmator | |
US11662146B2 (en) | Modular air cooled condenser apparatus and method | |
US9057288B2 (en) | Process utilizing high performance air-cooled combined cycle power plant with dual working fluid bottoming cycle and integrated capacity control | |
RU2515324C2 (en) | Condenser of steam with air cooling and natural circulation, and also method | |
JP5354726B2 (en) | Air-cooled steam condensing device | |
US9316394B2 (en) | Heat recovery system | |
Baweja et al. | A review on performance analysis of air-cooled condenser under various atmospheric conditions | |
US6233941B1 (en) | Condensation system | |
JP2001193417A (en) | Directly contacting type condenser for axial-flow exhaust turbine | |
US20120096864A1 (en) | Air cooled condenser fogging control system | |
JP2002122387A (en) | Air-cooling type heat exchanger | |
JP2003194482A (en) | Air-cooled steam condenser | |
JP7096021B2 (en) | Evaporation concentrator | |
JP2015101965A (en) | Water recovery device and gas turbine plant | |
JP2015101966A (en) | Gas facility, gas turbine plant, and combined cycle plant | |
JP6038588B2 (en) | Humidifier, gas turbine equipped with humidifier, and method for remodeling the same | |
JPH11159973A (en) | Cooling tower and method for preventing white smoke from it | |
JP7002420B2 (en) | Direct contact condenser and power plant | |
JP2017067377A (en) | Condenser | |
CN213873286U (en) | Evaporative cooler with fog dispersal function | |
KR100922120B1 (en) | Moisture separation heater | |
JP4851879B2 (en) | Gas cooling chamber built-in boiler | |
JP6589719B2 (en) | Air-cooled condenser | |
JP6192408B2 (en) | Water recovery equipment for gas turbine using high humidity air |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161108 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170810 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170816 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170925 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180220 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180314 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6309351 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |