Ruckkuhlsystem

Die Erfindung betrifft ein Ruckkuhlsystem für Kuhlwasser aus dem Kondensator einer Dampfkraftanlage.

Eine Dampfkraftanlage wird üblicherweise zur Erzeugung elek¬ trischer Energie oder auch zum Antrieb einer Arbeitsmaschine eingesetzt. Dabei wird ein in einem Verdampferkreislauf der Dampfkraftanlage geführtes Arbeitsmedium, üblicherweise ein Wasser-Dampf-Gemisch, in einem Verdampfer verdampft. Der da¬ bei erzeugte Dampf entspannt sich arbeitsleistend in der Dampfturbine der Dampfkraftanlage und wird anschließend deren Kondensator zugeführt. Das im Kondensator kondensierte Ar¬ beitsmedium wird dann über eine Speisewasserpumpe erneut dem Verdampfer zugeführt .

Die Kondensation des Arbeitsmediums im Kondensator erfolgt üblicherweise durch Warmetausch mit diesem zugefuhrtem Kuhl¬ wasser, das sich dabei erwärmt. Das erwärmte Kuhlwasser wird üblicherweise seinerseits in einem Ruckkuhlsystem durch War¬ metausch mit der Umgebungsluft gekühlt. Das gekühlte Kuhlwas¬ ser steht dann erneut zur Kühlung des Kondensators zur Verfu- gung.

Das Ruckkuhlsystem umfaßt üblicherweise eine Anzahl von Kuhl- turmen . Jedem Kuhlturm ist em mit einem Sammelkanal verbun¬ denes Auffangbecken zugeordnet, in dem gekühltes Kuhlwasser gesammelt wird. Das ruckgekuhlte Kuhlwasser wird von dort über eine Kondensatorpumpe m den Kondensator zuruckgeleitet . Ein derartiges Ruckkuhlsystem ist in der Regel an die Gege¬ benheiten des Kraftwerksgelandes angepaßt und erfordert somit einen erheblichen baulichen und konstruktiven Aufwand. Zudem

ist für ein derartiges Ruckkuhlsystem eine aufwendige indivi¬ duelle Niveauregelung für den Wasserstand jedes Auffangbek- kens erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, em Ruckkühl- system für Kuhlwasser aus dem Kondensator einer Dampfkraftan¬ lage anzugeben, das m besonders einfacher Weise mstallier- bar und betreibbar ist .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß gelost durch em Ruckkuhl- system der obengenannten Art mit einer Anzahl von Kuhlmodu¬ len, von denen jedes über emen ihm zugeordneten Wasserzufüh¬ rungsschacht bespeisbar ist, wobei die Wasserzufuhrungs¬ schächte m der Art kommunizierender Rohren miteinander und über eine gemeinsame Hauptkühlwasserleitung mit dem Kondensa- tor verbunden sind.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß der In- stallationsaufwand für das Rückkuhlsystem durch standardi¬ sierte Komponenten vermindert ist. Bei der Verwendung von standardisierten Komponenten oder Modulen für das Ruckkühlsy ^¬ stem kann dieses in der Art eines Baukastensystems an die je¬ weilige Kraftwerksanlage angepaßt werden.

Das Ruckkuhlsystem kann zudem besonders einfach betrieben werden, wenn eine individuelle Niveauregelung für jedes je¬ weils einem Kuhlmodul zugeordnete Wassersammelbecken ersetzt ist durch eme allen Wassersammelbecken gemeinsame Niveaure¬ gulierung. Eine allen Wassersammelbecken gemeinsame Niveaure- gulierung kann dadurch erreicht werden, daß eine zentrale Wasserversorgung für alle Kuhlmodule derart ausgelegt ist, daß eine Variation des Kuhlwasserzustroms zu einem Kuhlmodul den Kuhlwasserzustrom zu den anderen Kuhlmodulen annähernd unverändert laßt. Eme derartige Auslegung ist erreichbar durch die Verbindung der Wasserzufuhrungsschächte untereman-

der nach dem Prinzip der kommunizierenden Rohren. Der Begriff "kommunizierende Rohren" ist beispielsweise definiert in "Duden: Das große Wörterbuch der Deutschen Sprache", Band 5 (1980) , Bibliografisches Institut Mannheim.

So ist nach dem Prinzip der kommunizierenden Rohren das Ni¬ veau einer Flüssigkeit m untereinander verbundenen, oben of¬ fenen Rohren m jeder Rohre gleich. Die Wasserzufuhrungs¬ schächte aller Kuhlmodule weisen somit den gleichen Wasεer- stand auf, so daß der Zufluß von Kuhlwasser zu allen Kuhlmo¬ dulen zentral steuerbar ist. Eine besonders einfache und zu¬ verlässige Wasserstandsregelung, namlich anhand der im Kon¬ densator herrschenden Betriebsbedingungen und auch mittels der Forderleistung der Kuhlwasserpumpe, ist dabei erreichbar, indem die miteinander verbundenen Wasserzufuhrungsschächte über eine gemeinsame Hauptkühlwasserleitung mit dem Kondensa¬ tor verbunden sind.

Um den Kuhlwasserzustrom zu einem Kuhlmodul auf besonders einfache Weise vom Kuhlwasserzustrom zu den anderen Kuhlmodu ^¬ len zu entkoppeln, ist zweckmaßigerweise ein Wasseruberlauf an die Wasserversorgung angeschlossen, der ausgangsseitig mit einem Wasserrucklauf verbunden ist. Somit ist ein konstanter Wasserstand in jedem Wasserzufuhrungsschacht auch bei varne- renden Druckverhaltnissen in der Wasserversorgung m beson¬ ders einfacher Weise aufrechterhalten. Die Betriebsbedingun¬ gen für jedes Kuhlmodul sind somit zumindest annähernd unab¬ hängig von den Kuhlwasserbedingungen im Kondensator und vom Betriebszustand der Kondensatorpumpen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist jeder Wasserzu- fuhrungsschacht mittels einer ihm zugeordneten Zulaufarmatur absperrbar. Somit ist der Wasserzulauf zu jedem Kuhlmodul mit besonders einfachen Mitteln regelbar. Bei Wartungs- oder Re-

paraturarbeiten an einem Kuhlmodul kann dessen Wasserzulauf auf einfache Weise unterbrochen werden, wobei der Wasseruber- lauf als Bypass für den nun überschüssigen Kuhlwasserstrom dient. Somit ist auch beα Absperrung eines Kuhlmoduls der Wasserzulauf m die anderen Kuhlmodule unverändert. Dsher ist eine aufwendige Niveauregulierung in den Sammelbecken der Kühlmodule auch bei Absperrung eines oder mehrerer Kühlmodule nicht erforderlich.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson¬ dere darin, daß einerseits durch den modularen Aufbau des Ruckkuhlsystems dieses in der Art eines Baukastensystems an em vorgegebenes Kraftwerkskonzept besonders flexibel anpa߬ bar ist, wobei Standardbauteile Verwendung finden können. An- dererseits ist durch die Auslegung der Wasserzufuhrungs¬ schächte, die in der Art kommunizierender Rohren über eine gemeinsame Hauptkuhlwasserleitung mit dem Kondensator der Dampfkraftanlage verbunden sind, das Ruckkuhlsystem auch wäh¬ rend des Betriebs besonders flexibel.

Bei wechselnden Betriebsbedingungen, beispielsweise bei der Umschaltung von Sommer- auf Winterbetrieb, bei denen variie¬ rende Anforderungen an das Ruckkuhlsystem gestellt werden, ist der Gesamtstrom des zu kühlenden Kühlwassers aufteilbar in einen ersten Teilstrom, der in Kuhlmodulen gekühlt wird, und in einen zweiten Teilstrom, der über den Wasserüberlauf ohne Kühlung in der Art eines Bypasses direkt m den Wasser¬ rucklauf zurückgeführt wird. Dabei kann der Betrieb jedes Kuhlmoduls und des gesamten Ruckkühlsystems auch kein Einsatz ungeregelter Kuhlwasserpumpen innerhalb der diesem vorgegebe¬ nen Toleranzen ohne aufwendige Niveauregulierung aufrechter¬ halten werden.

Em Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung naher erläutert. Darm zeigen:

Figur 1 em Ruckkuhlsystem für Kuhlwasser aus dem Kondensa¬ tor einer Dampfkraftanlage mit einer Anzahl von Kuhlmodulen, und

Figur 2 eme Wasserversorgung für das Ruckkuhlsystem gemäß

Figur 1.

Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Be¬ zugszeichen versehen.

Das Ruckkuhlsystem 1 für Kuhlwasser aus dem Kondensator 2 ei¬ ner nicht näher dargestellten Dampfkraftanlage gemäß Figur 1 umfaßt eine Anzahl von Kuhlmodulen 4. Jedem Kuhlmodul 4 ist dabei em Ventilator 6 zugeordnet. Die Kuhlmodule 4 sind kuhlwasseremgangsseitig über eme Hauptkuhlwasserleitung 8 und kuhlwasserausgangsseitig über einen Kuhlturmrucklaufkanal 10 und eine Kühlwasserpumpeneinheit 12 an den Kondensator 2 angeschlossen. Der Kondensator 2 ist primarseitig m den nur angedeuteten Wasser-Dampf-Kreislauf 14 der Dampfkraftanlage geschaltet .

Die Kuhlmodule 4 smd hinsichtlich ihrer Bemaßungen und Re¬ genflache standardisiert. Eine Anpassung an die spezifischen Erfordernisse der Dampfkraftanlage ist durch eine geeignete Auswahl und Kombination der Kuhlmodule 4 in besonders einfa¬ cher Weise möglich. So zeigt Figur 1 eine Reihenanordnung der Kühlmodule 4. Alternativ smd aber auch andere Anordnungen, beispielsweise paarweise oder in Blockform, möglich.

Em Wasserzufuhrungsschacht 20 gemäß Figur 2 ist jedem Kuhl¬ modul 4 zugeordnet. Die Wasserzufuhrungsschächte 20 sind an die ihnen gemeinsame Hauptkuhlwasserleitung 8 angeschlossen. Die Wasserzufuhrungsschächte 20 smd dabei sowohl miteinander über emen Wasserzufuhrungskanal 22 als auch mit dem Konden-

sator 2 der Dampfkraftanlage über die Hauptkühlwasserleitung 8 in der Art kommunizierender Rohren verbunden. Von jedem Wasserzufuhrungsschacht 20 zweigt eme mit einer Zulaufarma¬ tur 24 absperrbare Wasserverteilungsleitung 26 ab. Über die Hauptkuhlwasserleitung 8 und den Zufuhrungskanal 22 sowie über die Wasserverteilungsleitung 26 ist dem dem jeweiligen Wasserzuführungsschacht 20 zugeordneten Kύhlmodul 4 Kühlwas¬ ser K aus dem Kondensator 2 der Dampfkraftanlage zufuhrbar.

Kuhlwasserausgangsseitig ist jedes Kühlmodul 4 über ein ihm zugeordnetes (nicht dargestelltes) Sammelbecken und einen BeckenablaufSchacht 28 mit einem allen Kuhlmodulen 4 gemein¬ samen Kuhlturmrücklaufkanal 10 verbunden. Der Kuhlturmrück- laufkanal 10 ist seinerseits über die Kühlwasserpumpeneinheit 12 an den Kondensator 2 angeschlossen.

An die Hauptwasserleitung 8 ist em Wasserüberlauf 32 ange¬ schlossen, der ausgangsseitig mit dem Kühlturmrücklaufkanal 10 verbunden ist. Durch eine im Wasserüberlauf 32 angeordnete Wehrwand 34 wird ein konstanter Wasserstand 36 im Wasserüber¬ lauf 32 und somit auch ein konstanter Wasserstand 36 ' in gleicher Hohe in jedem mit dem Wasserüberlauf 32 in der Art kommunizierender Rohren verbundenen Wasserzufuhrungsschacht 20 aufrechterhalten. Im Falle einer Uberspeisung durch die Hauptkühlwasserleitung 8 überströmt eine den Kühlmodulen 4 nicht zuleitbare Kühlwasserteilmenge K' die Wehrwand 34 des Wasserüberlaufs 32 und wird somit direkt dem im Kühlturmruck¬ laufkanal 10 stromenden gekühlten Kuhlwasser K" zugemischt. Der Wasserüberlauf 32 verhindert somit m der Art eines Bypasses eine Überspeisung der Wasserzufuhrungsschächte 20 und der Wasserverteilungsleitungen 26 der Kuhlmodule 4.

Beispielsweise für Wartungs- oder Reparaturarbeiten an einem Kuhlmodul 4 ist dieses mittels der ihm zugeordneten Zulaufar-

matur 24 absperrbar, so daß der Zustrom an zu kühlendem Kühl¬ wasser K unterbunden ist. In diesem Fall erhöht sich die Kühlwasserteilmenge K ¹ des über den Wasserüberlauf 32 dem ge ^¬ kühlten Kuhlwasser K" zugemischten ungekuhlten Kuhlwassers entsprechend. Der Zustrom von zu kühlendem Kühlwasser K zu den nicht abgesperrten Kuhlmodulen 4 bleibt jedoch aufgrund des unveränderten Wasserstandes 36' in den diesen jeweils zu¬ geordneten Wasserzufuhrungsschachten 20 unverändert, so daß auch bei Absperrung eines Kuhlmoduls 4 keine aufwendige Ni- veauregulierung oder Zustromregulierung in den anderen Kuhl¬ modulen 4 erforderlich ist.

Das Ruckkuhlsystem 1 ist somit auf besonders einfache Weise an unterschiedliche Anforderungen anpaßbar. Mittels der Zu- laufarmaturen 24 ist das Verhältnis von ruckgekühltem Kühl¬ wasser K zu der nicht ruckgekuhlten Kühlwasserteilmenge K ¹ auf besonders einfache Weise variierbar und somit an unter¬ schiedliche Betriebsbedingungen der Dampfkraftanlage anpa߬ bar. Insbesondere bei Umstellung von Sommer- auf Wmterbe- trieb ist somit das Ruckkuhlsystem 1 der Dampfkraftanlage be¬ sonders flexibel und auf einfache Weise einsetzbar.

Hinsichtlich der baulichen Ausfuhrung des Ruckkuhlsystems 1 smd verschiedene Bauweisen für die Kuhlmodule 4 möglich. Insbesondere können diese in Holzbauweise, Stahlskelettbau¬ weise oder auch in Stahlbetonbauweise ausgeführt sem.