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Title:
DEVICE FOR INCORPORATING THE PURIFIED-GAS DUCTS FROM A FOSSIL-FUEL POWER STATION DESULPHURIZATION PLANT IN A NATURAL-CONVECTION WET COOLING POWER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/033966
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a device for incorporating, in a natural-convection wet cooling tower, the purified-gas ducts from the desulphurization plant of a fossil-fuel power station in a way which avoids the need to build chimneys. The aim of the invention is to lower capital costs, to ensure that the gases entering the cooling tower do not make contact with the walls of the cooling tower and to ensure that the gases and cooling-tower steam clouds do not mix, the stream of purified gas being discharged centrally, surrounded by the steam. This is achieved by virtue of the fact that the purified-gas lines (4) pass from the outlet flange (3) of the desulphurization plant (2) directly and in a straight line, with or without support structures, through the cooling-tower wall (4) and with a change in direction (8) into the middle of the cross-section of the cooling tower, the gas outlet flange (3) being located at a significantly higher level than the water-distribution level, i.e. at least at the same level as the outlet flange (3) from the desulphurization plant. The change in direction involves vertical outlet pipes and guide vanes (6). The outlet pipes are at an angle such that the gas jet emerging vertically from the centre of an outlet passes through the axis of symmetry of the cooling tower at the level of an upper ring girder (9). The length of each vertical outlet pipe is at least 1.5 times the diameter of the purified-gas pipe.

Inventors:
Dietrich, Stefan
Application Number:
PCT/EP1995/002161
Publication Date:
December 14, 1995
Filing Date:
June 06, 1995
Export Citation:
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Assignee:
VEAG VEREINIGTE ENERGIEWERKE AG.
International Classes:
F28C1/00; (IPC1-7): F28C1/00
Foreign References:
DE3518787C1
EP0155340A2
US3488960A
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Claims:
Patentansprüche
1. Anordnung zur Einbindung von Reingaskanälen einer Rauchgasentschwefelungsanlage eines mit fossilen Brennstoffen gefeuerten Kraftwerkes in einen Kühlturm, g e k e n n z e i c h n e t d a d u r c , daß die Reingasleitungen (1) aus dem Anschlußflansch (3) der Rauchgasentschwefelungsanlage (2) direkt und geradlinig sowie mit/ohne vorgelagerte Zwischenabstützungen durch den Kühlturmmantel (4) über Umlenkeinrichtungen (6) in das Zentrum des Querschnittes des Kühlturmes (5) geführt sind, wobei der Gasaustritt deutlich oberhalb der Wasserverteilungsebene (11), d. h. mindestens in Achshöhe des Anschlußflansches (3) der Rauchgasentschwefelungsanlage (2), angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Umlenkeinrichtungen (6) einen vertikalen Austrittsstutzen (7) und Leitschaufeln (8) aufweisen.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die vertikalen Austrittsstutzen (7) der Umlenkeinrichtungen (6) unter einem Anstellwinkel so angeordnet sind, daß die Verlängerung der senkrechten und mittig aus den Austrittsstutzen (7) austretenden Gasstrahlen die Rotationssymmetrieachse des Kühlturmes (5) in Höhe eines oberen Ringbalkens (9) treffen.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Länge eines vertikalen Austrittsstutzens ( " , mindestens dem l,5fachen Reingasleitungsdurchmesser entspricht. Hierzu 3 Seiten Zeichnungen.
Description:
Anordnung zur Einbindung \ n reingaskanälen eir RGE-Anlage eines mit fossilen Brenns- ~ fen gefeuerten Kral > orkes in einen Naturzugnass-Kühltu"

Die Erfindung betrifft e .ne Anordnung zur Einbindung von Reingaskanälen einer Rauchgasentschwefelungsanlage eines mit fossilen Brennstoffen gefeuerten Kraftwerkes in einen Natur¬ zugnaß-Kühlturm, wobei der Bau von Schornsteinen vermieden wird.

Bekannt ist die vollständige Einbindung von gereinigten Rauchgasen zum Zwecke einer mö _ichst vollständigen Durchmischung in Kühltürme, wobei der Reingaskanal nach seinem Austritt aus der Rauchgasentschwefelungsanlage über eine Abwinkelung vertikal und anschließend wieder horizontal umgelenkt ist. Der Reingaskanal ist dabei mehrfach unterstützt und mündet kurz oberhalb der Wasserverteilungs¬ ebene in den Kühlturm.

Der Nachteil dieser konstruk"iven Gestaltung sind die hohen Kosten für das oder die notwendigen Auflager der Reingaslei¬ tung. Die vorhandenen zwei 90°-Umlenkungen binden hohe Investitionskosten, verursachen zugleich hohe Druckverluste, wodurch sich der elektrische Energiebedarf zum Antrieb der Saugzuggebläse erhöht und unterliegen einem erhöhten Abrieb/ Verschleiß. Die Gase münden im unteren Bereich des Kühlturmes ein und haben aufgrund des vorhandenen Durchmischungseffektes Kontakt mit den Kühlturmwänden, was zu verstärkter Schalenbe¬ lastung durch chemische Einflüsse führt unc zusätzliche Schutzmaßnahmen erfordert.

Weiterhin bekannt ist es, Rauchgase über eine horizontale

Rohrleitung in den Kühlturm unmittelbar oberhalb der

Wärmetauschkörper, der Wasserverteilvorrichtung sowie der

Tropfenabscheider einzuleiten (DE-PS 37 09 553).

In der vorliegenden Lösung ist keine Aussage über die konstruktive Gestaltung der Einbindung der Rauchgase in den

Kühlturm gesagt. Weiterhin ist unklar, ob es sich um gereinigte oder ungereinigte Rauchgase handelt.

Die direkte Einmündung der Rauchgase in den Kühlturmschwaden erfolgt über konstruktiv unterschiedlich ausgebildete

Vorrichtungen, die in der Regel mit verschieden gestalteten

Austrittsöffnungen zur besseren Vermischung der Rauchgase mit den Kühlturmschwaden versehen sind (DE-OS 33 21 961, 34 33 707, 33 27 931) .

Dieser Vermischungseffekt wird durch Öffnungen im oberen Scheitelpunkt erreicht, die sich nahezu über die gesamte Länge der Rohrleitungen innerhalb des Kühlturmes erstrecken und die von Auslaßkammern überragt werden. Die Vermischung kann jedoch aufgrund von vorhandener chemischer Aggressivität des Reingases mittel- und langfristig zu Schäden des Betons und Teilen der Bewehrung führen, so daß Investitionskosten zur Erhaltung der Bausubstanz erforderlich werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Investitionsaufwand zu senken, einen Kontakt der in den Kühl¬ turm einmündenden Gase mit der Wandung zu vermeiden und keine Vermischung von Gas und Kühlturmschwaden zu erreichen. Vielmehr soll der Reingasstrahl zentral, umgeben vom Kühlturmschwaden abgeleitet werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Reingas¬ leitungen aus dem Anschlußflansch der Rauchgasentschwefelungs¬ anlage direkt und geradlinig sowie mit/ohne vorgelagerte Zwischenabstützungen durch den Kühlturmmantel über Umlenkein¬ richtungen in das Zentrum des Querschnittes des Kühlturmes geführt sind, wobei der Gasaustritt deutlich oberhalb der Wasserverteilungsebene, d. h. , mindestens in Achshöhe des Anschlußflansches der Rauchgasentschwefelungsanlage angeordnet ist.

Die Umlenkeinrichtungen weisen vertikale Austrittsstutzen und Leitschaufeln auf. Die Austrittsstutzen sind unter einem Anstellwinkel α so angeordnet, daß die Verlängerung der senk¬ rechten und mittig aus einem Stutzen austretenden Gasstrahlen die RotationsSymmetrieachse des Kühlturmes in der Höhe eines oberen Ringbalkens treffen.

Die Länge eines vertikalen Austrittsstutzens entspricht dabei mindestens dem l,5fachen Reingasdurchmesser.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

- Der Investitionsaufwand wird aufgrund der Vermeidung von Umlenkungen und Zwischenauflagern erheblich reduziert.

- Durch die Verringerung der Druckverluste werden Betriebs¬ kosten eingespart (geringere Saugzugleistung notwendig) .

- Ein Kontakt der Gase mit der Kühlturmwandung wird durch diese Art der Einleitung nahezu vollständig unterbunden.

- Aufgrund des geringeren Druckverlustes in der Reingaslei¬ tung kommt es zu einer Kostenminimierung, die für die Antriebe der Saugzuggebläse aufgebracht werden muß.

- Die Erhöhung des Austrittsniveaus des Reingases wirkt sich positiv auf die Belastung der Schale aus. Spätere Invest- kosten für eine evtl. notwendige Schalensanierunc können verspätet oder gar nicht mehr getätigt werden.

- Eine Erhöhung des Austrittsniveaus wirkt sich positiv auf die Immissionen aus, da die kinetische Energie (Impuls) des Reingases besser ausgenutzt wird.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt:

- Fig. 1: die Anordnung der Einbindung im Schnitt,

- Fig. 2: den Kühlturm im Schnitt,

- Fig. 3: die Umlenkeinrichtung im Schnitt,

- Fig. 4: die Ansicht des vertikalen Austrittsstutzens;

Die zwei Reingasleitungen 1 treten im oberen Bereich der Rauchgasentschwefelungsanlage 2 am Anschlußflansch 3 aus und werden direkt sowie geradlinig ohne Umlenkungen und Zwischen¬ abstutzungen in den Kühlturm 5 geführt (Fig. 1). Die Reingasleitungen 1 weisen zwischen Rauchgasentschwefe¬ lungsanlage 2 und Kühlturm 5 keine Auflager auf. Die Einmün¬ dung der Kanalachse in den Kühlturmmantel 4 liegt in einer Höhe von ca. 40 m und damit weit oberhalb der Wasservertei¬ lungsebene 11, die in einer Höhe von ca. 13 m mit Oberkante Tropfenfang angeordnet ist.

Im Kühlturm 5 werden die Reingasleitungen 1 durch die Stütze 10 getragen, wobei die Lastaufnahme auch anders erfolgen kann. Die gereinigten Rauchgase gelangen über die Umlenkein¬ richtungen 6 zentrisch in den Kühlturm 5.

In den Umlenkeinrichtungen 6 sind Leitschaufeln 8, die eine Richtungsänderung des Reingases um 90° bewirken und vertikale Austrittsstutzen 7 angeordnet (Fig. 4). Die vertikalen Austrittstutzen 7 sind unter einem Anstellwinkel et so angeordnet, daß die Verlängerung eines senkrechten und mittig aus einem der Austrittstutzen 7 austretenden Gasstrahles die Rotationssymmetrieachse des Kühlturmes 5 in Höhe des oberen Ringbalkens 9 trifft (Fig. 2 und 3).

Damit wird erreicht, daß der Reingasstrahl zentral und umgeben von Kühlturmschwaden ohne Kontakt mit dem Kühlturm- antel 4 abgeleitet wird. Es erfolgt nahezu keine Vermischung zwischen Reingasstrahl und Kühlturmschwaden.

Der Anstellwinkel ist abhängig von:

- dem Abstand s der beiden Reingaskanäle bezogen auf die o horizontale Achsmitte im theoretischen Umlenkungspunkt,

- der Einbauhöhe h bezogen auf die horizontale Achsmitte im theoretischen Umlenkungspunkt,

- der Gesamthöhe H des Kühlturmes, 0

- dem Versatz a der Reingaskanäle,

- dem AnordnungsSchema der Gesamtanlage und 5

- dem gewählten Gefälle (ca. 1%) der horizontalen Reingasrohre.

0

5

5

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Reingasleitung

2 Rauchgasentschwefelungsanlage

3 Anschlußflansch

4 Kühlturmmantel

5 Kühlturm

6 Umlenkeinrichtung

7 vertikale Austrittsstutzen

8 Leitschaufeln

9 oberer Ringbalken

10 Stütze

11 Wasseraustrittsebene