SISTEMA DE CONDENSACIÓN La invención se refiere a un sistema de condensación de conformidad con las características del concepto general de la reivindicación 1. Los sistemas de condensación se emplean para enfriar turbinas o amortiguar procesos y se utilizan desde hace muchos años de forma muy importante en el ámbito del aprovechamiento de la energía. La eficiencia de una central eléctrica depende de manera importante del desempeño de condensación del sistema de condensación. Las condiciones climáticas locales y las velocidades del aire así como direcciones del viento relacionadas tienen una influencia importante sobre el desempeño de condensación. Las formas de construcción actuales de los sistemas de condensación presentan paredes de protección contra el viento que rodean los elementos de intercambiador de calor en su totalidad con el objeto de impedir una recirculación indirecta del aire de enfriamiento calentado. Las paredes de protección contra el viento son en general verticales o bien parcialmente inclinadas hacia fuera, según los reglamentos de construcción. Se ha establecido que el viento que fluye lateralmente que es presionado debajo de los ventiladores, en el caso de velocidades elevadas de viento provoca una caída de presión local debajo de los ventiladores. Debido a la caída de la presión los ventiladores no pueden transportar suficiente
aire de enfriamiento por lo que se reduce el desempeño de condensación. Esto tiene como consecuencia que el vapor generado no puede ser condensado de manera suficientemente rápida. El resultado es que una turbina conectada a un circuito de vapor en algunas circunstancias debe reducir su desempeño. Este problema conocido desde hace mucho tiempo se resuelve por ejemplo en la medida en que en el espacio de succión debajo de los ventiladores se colocan obstáculos que se conocen como cruces de viento. Las cruces de viento dividen el espacio de succión debajo de los ventiladores en zonas individuales. Se debe tomar en cuenta que los ventiladores están montados a veces a una altura de hasta 50 metros. Las cruces de viento se construyen habitualmente hasta una altura de aproximadamente 30% de este espacio libre de tal manera que el viento que fluye lateralmente no puede fluir sin ser obstaculizado debajo de los ventiladores sino que al entrar en contacto con la cruz de viento es desviado hacia arriba y dirigido hacia los ventiladores. Aun cuando las cruces de viento representan una mejora de la eficiencia o una reducción de la pérdida de presión de los ventiladores laterales, el flujo de aire en los ventiladores de la orilla frecuentemente no es satisfactorio. El objeto de la presente invención es reducir las influencias perjudiciales del viento que fluye lateralmente sobre un
sistema de condensación con construcción de protección apropiado. Este objeto se resuelve a través de un sistema de condensación de conformidad con las características de la reivindicación 1. Modalidades provechosas de la presente invención son el objeto de las subreivindicaciones . El objeto se resuelve esencialmente en la medida en que la pared de protección contra el viento está colocada de manera inclinada en la dirección del viento o que su borde inferior sobresale más hacia el exterior que su borde superior. Estudios sobre modelo confirman una reducción de las pérdidas de presión adicionales inducidas por el viento en una magnitud de por lo menos 10% independientemente de si se coloca o no una cruz de viento adicional debajo de los ventiladores. Las ventajas provienen principalmente de los ventiladores colocados en la parte lateral del sistema de condensación en donde se puede obtener una reducción de hasta aproximadamente el 20% de la pérdida de presión. La pared de protección contra el viento puede estar construida totalmente en forma inclinada o bien puede estar inclinado solamente en una parte de su altura. Un ángulo de inclinación de 5° a 35°, especialmente de 15° a 30°, con relación a la vertical puede contemplarse como apropiado. El ángulo de inclinación sin embargo no debe ser tan grande que
se provoque una reducción significativa de la sección transversal la cual puede impedir flujos de aire de enfriamiento calentado hacia arriba, lo que tendría un efecto negativo sobre la eficiencia. Por ejemplo, se puede construir una pared de protección contra el viento de una altura de aproximadamente 10 metros la cual presenta un desplazamiento de 1 metro a 3 metros en su borde superior en la dirección del elemento de intercambiador de calor. De esta forma se observa solamente una reducción transversal pequeña. Cuando un espacio de construcción correspondiente está disponible, se puede también básicamente desplazar hacia fuera el borde inferior de la pared de protección contra el viento. De esta manera se puede incrementar la inclinación sin reducción de la sección transversal para flujo. En el caso de una pared de protección contra el viento de 10 metros de alto se podría manejar por ejemplo un desplazamiento lateral máximo de 3 m + 3 m = 6 m. Adicional o bien opcionalmente se puede construir una pared de protección contra el viento cóncava curvada en dirección a los elementos de intercambiador de calor. De esta forma una parte más importante del viento que fluye lateralmente es dirigida hacia arriba de tal manera que la caída de presión debajo de los ventiladores laterales es menor. Puesto que el volumen de corriente del aire dirigido hacia arriba se incrementa, se forma una barrera adicional de aire frío que
contrarresta también de manera provechosa la recirculación de aire caliente. También la inclinación de las paredes de protección contra el viento tiene ventajas en el lado opuesto al viento de un sistema de condensación con relación a la circulación de aire caliente puesto que el aire caliente lateralmente no fluye verticalmente sino que fluye de manera correspondiente a la inclinación de la pared de protección contra el viento hacia adentro. De esta manera se alarga la trayectoria de flujo del aire caliente recirculante. Además se puede contemplar que la pared de protección contra el viento presente por lo menos en una zona alta cercana al borde inferior un perfilado horizontal. Habitualmente, las paredes de protección contra el viento se construyen con un perfil trapezoidal en donde el perfilado se observa en la dirección de la altura, es decir, desde abajo hacia arriba. Esta construcción del perfilado tiene un efecto positivo sobre el comportamiento de flujo en la medida en que el viento es desviado hacia arriba y hacia abajo. Sin embargo, esta desviación hacia abajo no es deseada. Por consiguiente, por lo menos una zona alta vecina al borde inferior puede presentar un perfilado horizontal que sirve como barrera técnica al flujo. La zona alta superior de la pared de protección contra el viento puede al contrario presentar un perfilado vertical con el objeto de no impedir el flujo del viento hacia arriba.
La invención se explicará con mayores detalles a continuación con relación a modalidades de ejemplo en combinación con las figuras . La Figura 1 representa un modelo matemático del estado de la técnica de un sistema de condensación con flujo lateral con pared de protección contra el viento vertical; La Figura 2 es una primera modalidad de un sistema de condensación con una pared de protección contra el viento inclinada y La Figura 3 es una modalidad adicional de un sistema de condensación con una pared de protección contra el viento de forma cóncava. La Figura 1 muestra el estudio sobre modelo de un sistema de condensación 1 de conformidad con el estado de la técnica. El sistema de condensación recibe un flujo de viento W lateralmente en el estudio sobre modelo. Los elementos de intercambiador de calor no se ilustran con detalles. Se pueden ver solamente en corte transversal los ductos de distribución de vapor 2 adjuntados a los elementos de intercambiador de vapor. Debajo de los ductos de distribución de vapor 2 se encuentran los elementos de intercambiador de calor en forma de techo. Los ventiladores 3 representados solamente de manera esquemática succionan desde abajo el aire de enfriamiento, por lo que el aire de enfriamiento calentado fluye hacia arriba más allá de los ductos de distribución de
vapor 2. Se observa claramente que no todos los ventiladores 3 reciben el mismo flujo de aire. Especialmente, el ventilador de borde 4 transporta menos aire por ejemplo que los ventiladores 3 colocados en la zona central. Esto se debe a que el viento que fluye lateralmente entra en contacto con una pared de protección contra el viento 5 recta y es desviado parcialmente hacia arriba, es decir, sobre el sistema de condensación 1, y parcialmente también en el espacio de succión debajo de los ventiladores 3, 4. A través de un obstáculo 6 al flujo así como una cruz de viento 7 se puede modificar por lo menos parcialmente la dirección de flujo del viento W de tal manera que el viento sea alimentado a los ventiladores 3. Esto sin embargo es solamente cierto de manera limitada con relación a los ventiladores laterales . Debajo del ventilador 4 se encuentra una zona identificada con ?P que presenta una presión reducida en comparación con la presión observada debajo de los demás ventiladores 3. Es decir, el ventilador de borde 4 puede transportar menos aire de enfriamiento por lo que se reduce la eficiencia del sistema de condensación 1. Para resolver este problema se propone que las paredes de protección contra el viento estén colocadas de manera inclinada, como se representa a título de ejemplo en las figuras 2 y 3. La Figura 2 muestra en una representación muy simplificada de la zona de borde de un sistema de
condensación 8 en el cual sobre una construcción de apoyo 9 se colocan varias filas en forma de techo de elementos de intercambiador de calor, en relación a los cuales para mayor simplicidad, se representan solamente los elementos de intercambiador de calor de borde 10 de la fila externa. Debajo de los elementos de intercambiador de calor 10 se encuentra un ventilador 11, el aire de enfriamiento K es succionado desde abajo y llevado de manera correspondiente a las flechas mostradas a través de los elementos de intercambiador de calor 10 en donde el aire de enfriamiento K es calentado y fluye en la dirección de la flecha WL hacia arriba. Al mismo tiempo, se canaliza vapor a partir del ducto de distribución de vapor 12 colocado en la primera zona de los elementos de intercambiador de calor 10, en donde se condensa el vapor. En esta modalidad de un sistema de condensación se presenta esencialmente la formación de la pared de protección contra el viento que en el ejemplo de modalidad de la Figura 2 se forma de manera inclinada con relación a la vertical V. La pared de protección contra el viento 13 se extiende a lo alto hasta aproximadamente el borde superior del ducto de distribución de vapor 12. El borde inferior 14 de la pared de protección contra el viento 13 está adicionalmente más desplazado hacia fuera que el borde superior 15 de la pared de protección contra el viento 13. En esta modalidad de
ejemplo, el ángulo de inclinación NW es de aproximadamente 5°. A través de la inclinación de la pared de protección contra el viento 13 el viento W que fluye transversalmente es desviado hacia arriba en una parte más importante que en el caso de una pared de protección contra el viento vertical. De esta forma la diferencia de presión ?PL que se mide entre el lado de admisión 16 y el lado de escape 17 del ventilador 11 es menor que en el caso de paredes de protección contra el viento orientadas verticalmente. El mismo efecto se obtiene también cuando la pared de protección contra el viento no es recta sino que es doblada de manera cóncava de conformidad con la modalidad de la Figura 3. La pared de protección contra el viento 18 de la Figura 3 se configura de manera correspondiente a la Figura 2 en la medida en que su borde inferior 19 sobresale adicionalmente hacia el exterior en comparación con su borde superior 20, la única diferencia es que la pared de protección contra el viento 18 desde el borde inferior 19 hasta el borde superior 20 no es recta sino doblada.
NÚMEROS DE REFERENCIA
1- Sistema de condensación 2- Ducto de distribución de vapor 3- Ventilador 4- Ventilador 5- Pared de protección contra el viento
6- Obstáculos al flujo 7- Cruz de viento 8- Sistema de condensación 9- Estructura de soporte 10- Elemento de intercambiador de calor
11- Ventilador 12- Ducto de distribución de vapor 13- Pared de protección contra el viento 14- Borde inferior vl3 15- Borde superior vl3 16- Lado de admisión vil 17- Lado de escape vil 18- Pared de protección contra el viento 19- Borde inferior vl8 20- Borde superior vl8 D- Vapor ?P- Diferencia de presión ?PL- Diferencia de presión K- Aire de enfriamiento
NW- Ángulo de inclinación
V- Vertical W- Viento WL- Aire caliente