DE2107013A1 - Condensation system for the exhaust steam from steam power plants - Google Patents
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Description
Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Erlangen, 12.2.71Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Erlangen, February 12, 1971
Werner-von-Siemens-Str.Werner-von-Siemens-Str.
Unser Zeichen: VPA 71/9501 Skn/DiOur reference: VPA 71/9501 Skn / Di
Kondensationsanlage für den Abdampf von DampfkraftwerkenCondensation system for the exhaust steam from steam power plants
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kondensationsanlage für den Abdampf von Dampfkraftwerken und hat auch Bedeutung für die Kondensation von anderen gasförmigen Medien niederen Druckes chemischer und industrieller Anlagen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, von dem Abdampfstutzen einer Dampfkraftmaschine eine weitgehend gleichmäßig verteilte DampfIieferung an eine Vielzahl von Kühlelementen einer vorzugsweise luftgekühlten Kondensationseinrichtung zu gewährleisten.The invention relates to a condensation system for the Evaporation from steam power plants and is also important for the condensation of other gaseous media of low pressure chemical and industrial plants. The invention is based on the object of the exhaust steam nozzle of a steam engine a largely evenly distributed supply of steam to a plurality of cooling elements, preferably air-cooled Ensure condensation facility.
Wenn man bisher zur Verteilung von Turbinenabdampf auf eine Vielzahl luftgekühlter Kondensationselemente Verteilleitungen zwischen Abdampfstutzen der Turbine und den Kühlelementen vorgesehen hat, so wurden stets Rohrleitungen verwendet, die aus Stahlblech geschweißt und mit Hilfe von Verzweigungen, Krümmern und dergleichen so gestaltet wurden, daß durch möglichst gleiche Strömungsweglängen des Dampfes und eine bestimmte Anzahl von Umlenkungen und Verzweigungen sowie deren Gestaltung innerhalb der Rohrleitungsführungen ein einigermaßen gleich großer Druckabfall in den einzelnen parallel durchströmten Leitungen eintritt. Vielfach ist es aber aus baulichen Gegebenheiten heraus und durch konstruktive Beschränkungen nicht möglich, eine vollkommen gleichmäßige Dampfverteilung zu verwirklichen, sodaß unterschiedliche Druckverluste in den einzelnen Rohrleitungen in Kauf genommen werden müssen. Unterschiedliche Drücke führen aber zu einer Verringerung der Leistung der Gesamtanlage. .If you have been looking at the distribution of turbine exhaust steam to a Large number of air-cooled condensation elements distribution lines provided between the exhaust steam nozzle of the turbine and the cooling elements pipelines were always used, which were welded from sheet steel and with the help of branches, elbows and the like have been designed so that the same flow path lengths of the steam and a certain number of diversions and branches as well as their design within the pipeline routing are reasonably the same Pressure drop occurs in the individual lines through which there is parallel flow. In many cases, however, it is due to structural conditions due to constructional restrictions, it is not possible to achieve a completely even steam distribution, so that different pressure losses in the individual pipelines must be accepted. However, different pressures lead to a reduction in the performance of the Overall system. .
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Bei den bekannten Konstruktionen bereitet es weiterhin Schwierigkeiten, die Abdampfleitung durch Versteifungen gegen unzulässige Verformungen zu schützen. Dabei müssen vor allem noch besondere Maßnahmen getroffen werden, um temperaturbedingte Dehnungen auszugleichen. *In the known constructions, there are still difficulties the exhaust line by stiffening against impermissible To protect deformations. Above all, special measures must be taken to prevent temperature-related To compensate for stretching. *
Mit zunehmender Größe der Kraftwerke und ihrer Dampfturbinen werden die luftgekühlten Kondensationsanlagen immer umfangreicher und ausgedehnter, sodaß vom Abdampfstutzen der Dampfturbine zu einer Vielzahl von Kühlelementen zunehmend größere und oft auch untereinander ungleiche Wegstrecken überbrückt werden müssen. Wegen der Größe der Dampfströme und Kühlluftvolumina ergeben sich somit immer aufwendigere Konstruktionen.With the increasing size of the power plants and their steam turbines, the air-cooled condensing systems become more and more extensive and more extensive, so that from the exhaust steam nozzle of the steam turbine to a large number of cooling elements, increasingly larger ones and often unequal distances have to be bridged. Because of the size of the steam flows and cooling air volumes This results in more and more complex constructions.
An sich ist es bereits früher vorgeschlagen worden, von einer an den Abdampfstutzen der Turbine angeschlossenen Sammelleitung aus nacheinander die.notwendigen Verteilleitungen einzeln abzuzweigen und dabei die Sammelleitung entsprechend der weiterströmenden restlichen Dampfmenge stufenweise im Durchmesser zu verringern. Diese den Gegenstand eines früheren Vorschlages bildende Maßnahme gestattet jedoch nicht, gleiche Längen für jeden Dampfströmungsweg zu verwirklichen und ist nur für Anlagen geeignet, die sich in einer einzigen Richtung,nicht aber in zwei Richtungen im Hinblick auf die Dampfverteilung über größere Entfernungen erstrecken.As such, it has already been proposed earlier to branch off the necessary distribution lines one after the other from a collecting line connected to the exhaust steam nozzle of the turbine and thereby gradually reducing the diameter of the collecting line according to the remaining amount of steam flowing on. However, this measure, which is the subject of an earlier proposal, does not allow equal lengths to be achieved for each steam flow path and is only suitable for systems that extend in a single direction, but not in two directions, with regard to the steam distribution over longer distances.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Die Erfindung löst die geschilderte Aufgabe dadurch, daß ein auf niedrigem Niveau oder unterirdisch angeordneter Sammelraum durch eine Vielzahl von im wesentlichen gleichartigen, insbesondere untereinander gleich langen geradlinigen Verteilrohren oder ähnlichen Leitungskanalen mit den Kühlelementen einer oberhalb des Sammelraumes angeordneten. Kondensations einrichtung verbunden ist. Dabei können die Verteilrohre in der Decke des Sammelraumes, diese durchdringend, dicht befestigt und mit ihren unteren Enden im Boden des Sammelraumes verankert sein. Der Sammelraum kann bei zumindest teilweiser unterirdischer AnordnungThese disadvantages are eliminated by the invention. The invention solves the problem described in that a low level or underground collecting space by a large number of substantially similar, in particular straight distribution pipes of equal length or similar ducts with the cooling elements above of the collecting space arranged. Condensation device connected is. The distribution pipes in the ceiling of the collecting space, penetrating them, tightly fastened and with their lower Ends be anchored in the floor of the collecting space. The collecting space can be arranged at least partially underground
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als gemauerter oder betonierter Raum ausgebildet sein, dessen Boden zumindest teilweise dem Fundament des so gebildeten Bauwerkes angehört. Die Verteilrohre können dann in das Fundament eingebettet sein, wobei allerdings seitlich geeignete Öffnungen innerhalb des Sammelraumes anzubringen sind, durch die der Dampf vom Sammelraum in das Innere der Yerteilrohre gelangt.be designed as a brick or concrete room, the floor of which is at least partially the foundation of the structure formed in this way listened to. The distribution pipes can then be embedded in the foundation, but with suitable openings on the sides are to be attached within the collecting space, through which the steam can pass from the collecting space into the interior of the Yteilrohre.
In Weiterverfolgung dieses Prinzips können die Verteilrohre zur Abstützung von Kühlelementen oder Teilen der Kondensationsanlage bzw. der gesamten Kondensationsanlage überhaupt verwendet werden. Zu diesem Zweck können im oberen Bereich der Yerteilrohre Tragpratzen angebracht sein, auf denen z.B. Halteteile für die Kühlelemente oder die gesamte Kondensationsanlage aufgelagert sind. Darüber hinaus kann außer den Kondensationseinrichtungen gegebenenfalls auch der die Kühlelemente umschließende Mantel mitsamt zugehörigen Einrichtungen aufgelagert sein, wobei die Verteilrohre schließlich auch zur Abstützung eines ganzen Kühlturmes herangezogen oder mit herangezogen werden können.In pursuance of this principle, the distribution pipes can be used to support cooling elements or parts of the condensation system or the entire condensation system will. For this purpose, support claws can be attached in the upper area of the Yteilrohre, on which e.g. holding parts for the cooling elements or the entire condensation system are supported. In addition, apart from the condensation facilities optionally also the jacket surrounding the cooling elements together with the associated devices be, with the distribution pipes finally also used to support an entire cooling tower or used with it can be.
Die Verteilrohre, die die Decke des Sammelraumes durchdringen, können bereits ohne zusätzliche Verstärkung die Decke des Dampfsammelraumes statisch unterstützen. Wenn außer den Kondensationselementen auch weitere Tragkonstruktionen, Bühnen, Treppen und andere aufgehende Teile von Kühlkaminen auf die Yerteilrohre gestützt werden sollen, so dürfte sich auch dann in den meisten Fällen eine besondere Wandverstärkung der Verteilrohre erübrigen, da diese aus Herstellungs- und Verarbeitungsgründen ohnehin bereits die notwendige Stärke für die vorgesehenen Beanspruchungen.auf weis en. Krümmer und Verzweigungen entfallen, da Anzahl und Anordnung der Verteilrohre freizügig in zweckmäßiger Weise erfolgen können. Schließlich erübrigen sich Elemente zum Dehnungsausgleich, da die aufgelagerten Komponenten geringe Höhenveränderungen in gleicher Richtung und Größe ohne Schaden vertragen.The distribution pipes that penetrate the ceiling of the collecting space can already cover the ceiling of the steam collecting space without additional reinforcement support statically. If, in addition to the condensation elements, other supporting structures, stages, stairs and other rising parts of chimneys are supposed to be supported on the Yteilrohre, so should be in most In some cases, a special wall reinforcement of the distribution pipes is unnecessary, as this is anyway due to manufacturing and processing reasons already have the necessary strength for the intended loads point. Elbows and branches are omitted since the number and arrangement of the distribution pipes are freely expedient Way can be done. Finally, elements for expansion compensation are unnecessary, as the components on top of them tolerate small changes in height in the same direction and size without damage.
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An"Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden· Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter, schematischer Darstellung.The invention is to be explained in more detail using the drawing The figures show exemplary embodiments in their essential parts for the invention in a greatly simplified, schematic form Depiction.
In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch eine Anlage' dargestellt, bei der sich unterhalb einer Dampfturbine der Sammelraum für den Abdampf und oberhalb der Turbine die Kondensationseinrichtung befindet. Die Dampfturbine mit dem Hochdruckgehäuse 1, dem Niederdruckgehäuse 2 und dem Generator 3 ist mit dem Abdampfstutzen 4 versehen, durch den der Dampf in den Sammelraum 5 abströmt. Der Sammelraum 5 wird durch das Fundament 7 nach unten und durch die Decke 6 nach oben hin begrenzt.In Figure 1 is a longitudinal section through a system 'is shown, in which the collecting space for the exhaust steam is located below a steam turbine and the condensation device above the turbine is located. The steam turbine with the high pressure housing 1, the low pressure housing 2 and the generator 3 is connected to the exhaust steam connection 4, through which the steam flows off into the collecting space 5. The collecting space 5 is down through the foundation 7 and limited by the ceiling 6 towards the top.
Die Wände des Sammelraumes können Betonwände sein, wobei eine geeignete Schutzschicht den Übergang von Kieselsäure in das Kondensat verhindert. Als Schutzschicht kann dabei ein Stahlmantel dienen, wobei dieser in Gestalt einer Blechauskleidung als verlorene Schalung für den Beton verwendet werden kann. Um die Stahlschalung im Beton einwandfrei zu verankern, können z.B. geriffelte Stifte oder andere geeignete Ansätze am Stahlblech angebracht sein, die in die Betonmasse hineinragen unddort eingebettet werden.The walls of the collecting space can be concrete walls, with one suitable protective layer prevents the transfer of silica into the condensate. A steel jacket can be used as a protective layer serve, which can be used in the form of a sheet metal lining as permanent formwork for the concrete. In order to properly anchor the steel formwork in the concrete, e.g. corrugated pins or other suitable approaches can be used on the sheet steel be attached, which protrude into the concrete mass and are embedded there.
Der Turbosatz ruht auf der Tischplatte 8, die mit den Stützen auf dem Fundament 7 abgestützt ist. In der Decke 6 und im Fun-" dament 7 ist darüber hinaus eine Vielzahl von Dampfverteilrohren 10 dicht befestigt, wobei am oberen Ende der Rohre 10 Verteilleitungen 11 angeschlossen sind, durch welche der Dampf in die Kühlelemente'12 geführt wird.The turbo set rests on the table top 8, which is supported with the supports on the foundation 7. In the ceiling 6 and in the fun " dament 7 is also a plurality of steam distribution pipes 10 tightly attached, with 10 distribution lines at the upper end of the pipes 11 are connected, through which the steam is guided into the cooling elements'12.
Die Kühlluft wird mittels der Lüfter 13 durch die.Kühlelemente 12 geblasen. Die Lüfter 13 sind mit ihren Antrieben auf Tragkonstruktionen 14, die Kühlelemente 12 auf Unterstützungen 15 aufgelagert. Diese Konstruktionteile 14 und 15 sind wiederum direkt oder mit Hilfe weiterer Unterstützungen an Pratzen 16 befestigt, die an den Dampfverteilrohren 10 angebracht sind.The cooling air is passed through the cooling elements by means of the fan 13 12 blown. The fans 13 with their drives are on support structures 14, the cooling elements 12 on supports 15 superimposed. These structural parts 14 and 15 are in turn attached directly or with the aid of further supports to claws 16 which are attached to the steam distribution pipes 10.
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Die Rohre 10 besitzen im Bereich des Dampfsammelrauaes 5 seitliche Einströmöffnungen 17» um so den Dampf in das Innere der Bohre gelangen zu lassen. Das in den Kondensationselementen 12 anfallende Kondensat gelangt durch Leitungen 18 in den im Fundament 7 angeordneten Kondensatsammeiraum 19· Mit Hilfe der Pumpe 20 wird das Kondensat durch den Stutzen 21 dem weiteren Wasser-Dampf-Kreislauf zugeführt. Der Maschinenhausflur 22 befindet sich in Höhe der Tischplatte 8 des Turbosatzes und wird von den Verteilrohren 10 durchdrungen.The tubes 10 have lateral 5 in the area of the steam collecting room Inflow openings 17 »so that the steam into the interior of the To allow drilling. The condensate accumulating in the condensation elements 12 passes through lines 18 into the im Foundation 7 arranged condensate collection chamber 19 · With the help of the pump 20, the condensate is through the nozzle 21 to the further Water-steam cycle supplied. The machine house hallway 22 is located is at the level of the table top 8 of the turbo set and is penetrated by the distribution pipes 10.
Naturgemäß wäre es auch durchaus möglich, den Dampf aus dem Abdampfstutzen 4 nicht oder nicht nur nach unten, sondern seitlich durch schräge Austrittsöffnungen in den Dampfsammelraua 5 eintreten zu lassen, wodurch dann das Fundament 7 unterhalb der Tischplatte 8 höher gelegt wird oder die Tischplatte 8 entsprechend niedriger zu liegen kommt, sodaß der Abstand zwischen der Decke 6 und der Tischplatte 8 wesentlich verringert werden kann. Dadurch werden einerseits die Stützen 9 entsprechend kürzer, andererseits verringert sich auch die Länge der. Verteilrohre 10.Of course, it would also be quite possible to get the steam out of the Evaporation nozzle 4 not or not only downwards, but laterally through inclined outlet openings in the steam collecting room 5 to let enter, which then the foundation 7 below the table top 8 is placed higher or the table top 8 accordingly comes to lie lower, so that the distance between the ceiling 6 and the table top 8 can be significantly reduced. As a result, on the one hand, the supports 9 are correspondingly shorter, on the other hand, the length of the. Distribution pipes 10.
In den Figuren 2 und 3 sind Darstellungen veranschaulicht, die einen vertikalen und einen horizontalen Schnitt senkrecht zu dem in Figur 1 dargestellten Schnitt versinnbildlichen. In Übereinstimmung mit der Darstellung von Figur 1 sind für gleiche oder einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen eingeführt worden. Die Figuren 2 und 3 lassen erkennen, daß über dem Turbosatz ein Laufkran zu fahren vermag, sodaß der von diesem benötigte Raum von den Dampfverteilrohren 10 freigehalten ist. Auf den Schienen 51 und 52 ist der Portalkran 53 verfahrbar, wobei Hebezeuge 54 jeweils nach rechtts und links verfahrbar im Portalkran angeordnet sind. Wie weiter aus Figur 3 ersichtlich ist, befinden sich unterhalb der Montage-Öffnung 55 Kesselspeisepumpen 56. Mit 57 sind der Speisewasserbehälter mit Entgaser, mit 58 Vorwärmapparate bezeichnet.In Figures 2 and 3 representations are illustrated that symbolize a vertical and a horizontal section perpendicular to the section shown in FIG. In In accordance with the illustration in FIG. 1, the same reference numerals are used for identical or corresponding parts has been introduced. Figures 2 and 3 show that an overhead crane is able to drive over the turbine set, so that the this space required by the steam distribution pipes 10 is kept free is. The gantry crane 53 can be moved on the rails 51 and 52, with lifting gear 54 to the right and left are arranged movably in the gantry crane. As can also be seen from Figure 3, are located below the assembly opening 55 Boiler feed pumps 56. 57 denotes the feed water tank with degasser, 58 denote preheaters.
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Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Kühlturm teilweise im Schnitt, teilweise in der Ansicht von innen dargestellt. Wenngleich ein solcher Kühlturm auch oberhalb des Maschinenhauses gemäß Figur 1, 2 und 3 angeordnet s.ein könnte, ist hier die Möglichkeit veranschaulicht, getrennt vom Maschinenhaus einen Kühlturm aufzustellen, wobei der Turbinenabdampf durch den Kanal 51 von der hier nicht näher gezeigten Turbine herangelangt. Der Dampf wird in den Sammelraum 52 ge- . leitet. In ähnlicher Weise wie bei dem in Figur 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ragt in den Sammelraum 52 eine Anzahl von Verteilrohren 53 herein, die am unteren Ende seitliche öffnungen 54 zum Dampfeintritt aufweisen. Der Dampf- | sammelraum 32 wird oben durch die Decke 55* abgeschlossen, in der die Verteilrohre 55 dicht befestigt sind. Aus den Rohren gelangt der Dampf in die Kühlelemente 56 und wird dort kondensiert. Auf den Verteilrohren 55 ist ein Tragring 57 aufgelagert, an welchem die Kühlturmaußenhaut 58 anschließt, die auf der eigentlichen Kühlturmkonstruktion 59 aufliegt.In the embodiment shown in Figure 4 is a Cooling tower partly in section, partly shown from the inside. Albeit such a cooling tower above of the machine house according to Figure 1, 2 and 3 could be arranged, the possibility is illustrated here separately from Nacelle to set up a cooling tower, the turbine exhaust steam through the channel 51 from the not shown here Turbine reached. The steam is fed into the collecting space 52. directs. In a manner similar to that shown in FIGS Embodiment protrudes into the collecting space 52 a number of distribution pipes 53, which are lateral at the lower end Have openings 54 for steam entry. The steam | collecting space 32 is closed at the top by the ceiling 55 *, in which the distribution pipes 55 are tightly attached. The steam passes from the tubes into the cooling elements 56 and is condensed there. On the distribution pipes 55, a support ring 57 is supported, to which the cooling tower outer skin 58 connects, which is on the actual cooling tower construction 59 rests.
Die Kühlluft tritt von außen in Sichtung des Pfeiles 40 in die Kühlelemente 56 ein und verläßt den Kühlturm in Richtung des Pfeiles 41 nach oben hin. .Das Kühlturmfundament 42, in dem die Verteilrohre 33 befestigt sind, ist im Gelände 43 eingebettet.The cooling air enters from the outside in the direction of arrow 40 Cooling elements 56 and leaves the cooling tower in the direction of arrow 41 upwards. The cooling tower foundation 42 in which the Distribution pipes 33 are attached, is embedded in the terrain 43.
Die Erfindung hat sowohl Bedeutung für Kühlttirme mit Naturzug, wie auch solche mit Zwangsbelüftung, wobei letztere auch aus einer Reihe von einzelnen Zellen bestehen können. Dabei erstreckt sich der Dampfsammeiraum 32 zweckmäßigerweise über mehrere derartige Kühlturmzellen.The invention is important for cooling screens with a natural draft, as well as those with forced ventilation, whereby the latter can also consist of a number of individual cells. It extends the steam collecting space 32 expediently extends over several such cooling tower cells.
10 Patentansprüche
4 Figuren10 claims
4 figures
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