ABDAMPFLEITUNG FÜR DAMPFKRAFTANLAGEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Abdampfleitung für Dampfkraftanlagen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

[0002] Die Abdampfleitung einer Dampfkraftanlage, insbesondere einer Dampfturbine, dient dazu, den Abdampf vom Austritt der Dampfturbine, das heißt von deren Turbinenabdampfstutzen über eine Hauptabdampfleitung zu Abzweigleitungen zu führen, über welche der Abdampf einzelnen Kondensationselementen zugeleitet wird. Dies erfolgt weitestgehend im Vakuumbetrieb. Die Leitungsführung einer Abdampfleitung für einen luftgekühlten Kondensator erfolgt üblicherweise mit Durchmessern zwischen 1 m und 10 m.

[0003] Innerhalb der Abdampfleitung treten örtliche Strömungsverluste auf, die durch eine lokale Änderung des Strömungsquerschnitts oder der Fließrichtung verursacht werden. Bei bekannten Abdampfleitungen ist trotz der stufenförmigen Verkleinerung des Leitungsquerschnitts an der Anschlussstelle der Abzweigleitung ein Druckverlust an der Anschlussöffnung der Abzweigleitung durch den frei an dieser Anschlussöffnung vorbei strömenden Abdampf zu erwarten. Aus der DE-PS 1 945 314 ist eine Abdampfleitung bekannt, bei welcher ein möglichst geringer Druckverlust an den Abzweigstellen von Abzweigleitungen dadurch erreicht werden soll, dass die Verkleinerung des Leitungsquerschnitts jeweils durch zwei ineinander geschobene, gegeneinander abgedichtete Rohrleitungsstücke unterschiedlichen Durchmessers erzielt wird, wobei das kleinere Rohrleitungsstück in das größere unter Bildung eines Ringraums so weit eingeschoben ist, dass die Anschlussöffnung der Abzweigleitung im größeren Rohrleitungsstück in radialer Richtung überdeckt ist. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist, dass der Druckverlust nicht über ein bestimmtes Mindestmaß reduziert werden kann. Grundsätzlich entstehen bei der Umlenkung des Abdampfstroms Verluste im Bereich der Anschlussstellen. Zu diesen Strömungsverlusten kommen Druckverluste hinzu, die aufgrund der Leitungslänge auftreten.

[0004] Verläuft die Hauptabdampfleitung horizontal in Bodennähe, müssen entsprechend lang ausgeführte, nach oben abgehende Abzweigleitungen vorgesehen werden. Es wurde daher die horizontal verlaufende Hauptabdampfleitung höher montiert, so dass die einzelnen Abzweigleitungen kürzer ausgeführt werden können. Das bringt allerdings die Notwendigkeit mit sich, wenigstens zwei 90°-Umlenkungen innerhalb der Hauptabdampfleitung vorzusehen, wobei zur Reduzierung des Widerstandsbeiwerts innerhalb der Krümmer Schaufelkrümmer installiert werden müssen. Diese können einerseits ein sehr hohes Eigengewicht von 7 bis 20 t besitzen und bringen zum anderen einen erhöhten Montageaufwand mit sich.

[0005] Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine Abdampfleitung für Dampfkraftanlagen mit reduziertem Montage- und Materialaufwand zu schaffen, bei welcher zugleich der Druckverlust möglichst gering ist.

[0006] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Abdampfleitung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Der Kern der Erfindung ist die Anordnung der Hauptabdampfleitung in einem Winkel zur Horizontalen, und zwar so dass die Hauptabdampfleitung in Strömungsrichtung des Abdampfs ansteigt, wobei der zwischen einem Längsabschnitt der Hauptabdampfleitung und den Abzweigleitungen gemessene Abknickwinkel kleiner al 90° ist und die Länge der einzelnen Abzweigleitungen in Strömungsrichtung des Abdampfes abnimmt.

[0007] Die Grundidee der neuen Leitungsführung beruht auf dem Prinzip einer möglichst direkten Verbindung zwischen dem Anschluss der Hauptabdampfleitung auf einem niedrigen Höhenniveau zu mehreren Anschlüssen der Abzweigleitungen an Verteilerrohre auf einem höheren Höhenniveau. Die ansteigende Anordnung der Hauptabdampfleitung hat den Vorteil, dass die einzelnen Abzweigleitungen zwar eine voneinander abweichende Länge besitzen, jedoch insgesamt kürzer gestaltet werden können als bei einer ausschließlich horizontal verlaufenden Hauptabdampfleitung. Dadurch ist die Länge des Strömungspfads insgesamt reduziert.

[0008] Der geringere Materialeinsatz führt zu Gewichtseinsparungen bei der Abdampfleitung und nicht zuletzt auch zu Einsparungen bei den Kosten und auch hinsichtlich der Montage. Die Kosteneinsparungen bei der Montage ergeben sich unter anderem daraus, dass die aus einzelnen Ringsegmenten zusammengesetzten Abzweigleitungen kürzer ausgeführt sind und daher weniger Schweißarbeiten durchgeführt werden müssen, um die Ringsegmente miteinander zu verbinden. Zudem ist das Montagegesamtgewicht geringer, was ein einfacheres Handling ermöglicht. Schließlich sind auch die Fundamentlasten geringer, so dass kleinere Fundamente verwendet werden können.

[0009] Ein wesentlicher Vorteil gegenüber rechtwinklig konfigurierten Anordnungen zwischen der Hauptabdampfleitung und den Abzweigleitungen ist, dass die zu Druckverlusten führenden Strömungsverluste reduziert sind. Der Druckverlust verhält sich proportional zum Widerstandsbeiwert des Rohrleitungssystems. Der Widerstandsbeiwert wird maßgeblich durch die Anzahl und Ausbildung der Krümmer und Rohrverzweigungen bestimmt. Im Bereich der Anschlussstellen der Abzweigleitungen ist der Widerstandsbeiwert durch die erfindungsgemäße Schrägstellung der Hauptabdampfleitung reduziert. Grundsätzlich ist der Widerstandsbeiwert um so geringer je kleiner der Abknickwinkel ist. Der Abknickwinkel wird zwischen der Querschnittsebene der Hauptabdampfleitung und der Querschnittsebene einer Abzweigleitung gemessen. Bei parallelen Querschnittsebenen beträgt dieser Winkel 0°. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der übliche Abknickwinkel von 90° um den Neigungswinkel der Hauptabdampfleitung reduziert, so dass sich an jeder Anschlussstelle einer Abzweigleitung kleinere Widerstandsbeiwerte ergeben als bei einer 90°-Umlenkung. In der Summe ergibt sich dadurch eine wesentlich geringere Verlusthöhe bzw. ein geringerer Druckverlust innerhalb der Abdampfleitung als bei den bekannten rechtwinklig konfigurierten Anordnungen.

[0010] Ein weiterer Vorteil ist, dass die Hauptabdampfleitung von dem niedrigeren Höhenniveau der Dampfturbine ausgehend relativ sanft ansteigt. Der gegenüber der Horizontalen gemessenen Abknickwinkel liegt gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 2 in einem Bereich von 5° bis 60°. Vorzugsweise liegt der Winkel in einem Bereich von 10° bis 20°. Größere Winkel hätten den Nachteil, dass der Widerstandsbeiwert im Übergangsbereich von dem horizontalen Längenabschnitt der Hauptabdampfleitung zu dem geneigten Längenabschnitt der Hauptabdampfleitung einen größeren Widerstandsbeiwert hätte, so dass bereits frühzeitig größere Druckverluste auftreten. Die Druckverluste bei sehr geringen Abknickwinkeln, insbesondere bei Abknickwinkeln von unter 10°, sind gegenüber den üblicherweise verwendeten 90°-Krümmern wesentlich geringer. Zudem kann auf zusätzliche Umleiteinrichtungen, wie z.B. Schaufelkrümmer, verzichtet werden, wodurch die erfindungsgemäße Abdampfleitung konstruktiv einfacher gestaltet sein kann. Des Weiteren ergibt sich eine bessere Kondensatrückführung gegen die Dampfstromrichtung in der Hauptabdampfleitung.

[0011] Die Wahl des Abknickwinkels richtet sich nach der Länge der Hauptabdampfleitung und den jeweiligen Anlagenbedingungen. Wesentlich ist, dass zur Veränderung des Höhenniveaus der Hauptabdampfleitung keine 90°-Krümmer innerhalb des Leitungsstrangs vorgesehen sein sollen, sondern lediglich Abwinklungen, die wesentlich kleiner als 90° sind.

[0012] Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass eine erste Hauptabdampfleitung und eine zweite Hauptabdampfleitung mit gegenläufiger Steigung an eine gemeinsame Zentralleitung angeschlossen sind. Dies entspricht im wesentlichen einer V-förmigen Anordnung der Hauptabdampfleitungen mit zentraler Abdampfzuführung, für welche die oben genannten Vorteile ebenso gelten.

[0013] In der Ausführungsform des Patentanspruchs 7 ist wenigstens eine der Abzweigleitungen in einem Abknickwinkel zur Hauptabdampfleitung in Strömungsrichtung des Abdampfes schräg ansteigend angeordnet. D.h. die oberen Enden der Abzweigleitungen und ihre Anschlussstellen liegen nicht in derselben Vertikalebene. Bei dieser Anordnung werden die Strömungsverluste an den einzelnen Anschlussstellen nochmals reduziert.

[0014] Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die am äußeren Ende der Hauptabdampfleitung vorgesehene Abzweigleitung in gleicher Orientierung angeordnet ist wie die Hauptabdampfleitung. "Gleiche Orientierung" im Sinne der Erfindung ist als Parallelität oder Deckungsgleichheit der Längsachsen von Hauptabdampfleitung und Abzweigleitung zu verstehen. Bei dieser Konfiguration wird der Winkel der Hauptabdampfleitung gegenüber der Horizontalen entscheidend durch den horizontalen und vertikalen Abstand des letzten Kondensationselements von der Turbine bestimmt. Da die Hauptabdampfleitung ohne Krümmung in die endseitige Abzweigleitung übergeht, ist die Hauptabdampfleitung entsprechend kürzer. Bei dieser Anordnung ist das Gesamtgewicht trotz der etwas länger ausgeführten letzten Abzweigleitung in der Summe weiter reduziert.

[0015] In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdampfleitung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Abzweigleitung in mindestens zwei Teilleitungen gegliedert ist. Der die Abzweigleitung durchströmende Abdampfstrom wird dadurch in zwei Teilströme aufgeteilt, die zu je einem Kondensationselement strömen. Unter bestimmten geometrischen Verhältnissen ist es zweckmäßiger, die Abzweigleitung in zwei Teilleitungen aufzuteilen, anstelle eine weitere Abzweigleitung vorzusehen, die unmittelbar an die Hauptabdampfleitung angeschlossen werden müsste. Durch die zusätzliche Verästelung der Abzweigleitung in zwei oder mehrere Teilleitungen ist es möglich, den Materialaufwand weiter zu reduzieren und das Montagegesamtgewicht zu verringern. Vorteilhaft sind die Teilleitungen in einem Abknickwinkel zur Abzweigleitung schräg ansteigend angeordnet. Auf diese Weise werden die Strömungsverluste so gering wie möglich gehalten. Die Abknickwinkel sind deutlich kleiner als 90°.

[0016] Gegenstand des Patentanspruchs 11 ist, dass im Bereich mindestens einer Anschlussstelle einer Abzweigleitung oder einer Teilleitung ein Leitblech für die Aufteilung des Abdampfstroms in Abdampfteilströme angeordnet ist. Das Leitblech hat den Zweck, den Abdampfstrom mit möglichst geringen Druckverlusten aufzuteilen. Vorzugsweise sind die Druckverluste in jedem der Abdampfteilströme indentisch. Im Rahmen des Patentanspruchs 12 ist vorgesehen, dass das Verhältnis der Abdampfteilströme dem Verhältnis der auf eine Anschlussstelle folgenden Verteilerrohre entspricht. Zweigen beispielsweise von einer Hauptabdampfleitung insgesamt fünf Abzweigleitungen ab, wobei den einzelnen Verteilerrohren gleiche Mengen des Abdampfs zugeführt werden sollen, dann muss an der in Strömungsrichtung ersten Anschlussstelle 1/5 des Abdampfstroms abgezweigt werden. An der nächsten Anschlussstelle ist von dem reduzierten Abdampfteilstrom 1/4 abzuzweigen. Dementsprechend 1/3 und 1/2 an den darauffolgenden Anschlussstellen. Ist eine Abzweigleitung in zwei Teilleitungen gegliedert, die zu jeweils einem Verteilerrohr führen, ist der entsprechenden Abzweigleitung die doppelte Abdampfmenge zuzuführen.

[0017] Die geneigte Leitungsführung der Hauptabdampfleitung ermöglicht eine freiere Kühlluftzuführung unterhalb der Kondensatorelemente, was je nach Anordnung zu einer geringeren Plattformhöhe und damit zur Reduzierung der Stahlbaukosten führen kann. Zudem wird die Zugänglichkeit der Anlage verbessert, da man unter der Hauptabdampfleitung hindurch gehen kann.

[0018] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figuren 1 und 2

den Stand der Technik bezüglich der Leitungsführung von Abdampfleitungen für luftgekühlte Kondensatoren;

Figuren 3.1 und 3.2

schematische Darstellungen einer ersten und zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdampfleitung;

Figuren 4 und 5

den Stand der Technik einer Abdampfleitung mit zentraler Dampfzuführung;

Figuren 6.1 und 6.2

zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abdampfleitung in V-förmiger Konfiguration mit zentraler Abdampfzuführung und

Figur 7

eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdampfleitung und

Figur 8

eine Variante der Ausführungsform der Figur 7

[0019] Figur 1 zeigt zum Stand der Technik eine Abdampfleitung 1 mit einer horizontalen Hauptabdampfleitung 2 mit hieran senkrecht nach oben abgehenden Abzweigleitungen 3. An die oberen Enden der Abzweigleitungen 3 sind Verteilerrohre 30 von nicht näher dargestellten Kondensationselementen angeschlossen. Diese Konfiguration einer Abdampfleitung 1 hat den Nachteil, dass die einzelnen Abzweigleitungen 3 sehr lang sind und auf ihrer Länge entsprechend unterstützt werden müssen. Da zur Kompensation von thermischen Längenänderungen Kompensatoren in den Abzweigleitungen 3 vorgesehen sind, müssen die einzelnen Abschnitte der Abzweigleitungen 3 an dem nicht näher dargestellten Stahlgerüst lageorientiert werden. Der Aufwand hierfür ist nicht unerheblich. Die Leitungslänge ist in der Summe relativ groß, so dass erhebliche Tonnagen transportiert werden müssen. Der montagetechnische Aufwand ist folglich ebenfalls hoch.

[0020] In der Ausführungsform der Figur 2, die ebenfalls zum Stand der Technik gehört, ist ein horizontaler Längenabschnitt der Hauptabdampfleitung 2 in einer angehobenen Position vorgesehen, so dass die einzelnen Abzweigleitungen 3 kürzer ausgeführt sein können. Dies hat den Vorteil, dass die entsprechend leichteren Abzweigleitungen 3 trotz Eingliederung von Kompensatoren mit geringerem Aufwand iageorientierbar sind. Andererseits ist eine zumindest zweifache 90°-Abwinklung der Hauptabdampfleitung erforderlich, um den in horizontaler Richtung austretenden Abdampfstrom in den vertikalen Längenabschnitt umzuleiten und von dem vertikalen Längenabschnitt wiederum in den horizontalen Längenabschnitt. Diese Umlenkungen um jeweils 90° würde ohne Verwendung zusätzlicher Schaufelkrümmer innerhalb der Krümmer zu hohen Strömungsverlusten führen. Bei größeren Anlagen liegt die Masse eines derartigen Schaufelkrümmers bei ca. 7 - 20 t, die in angehobener Position aufgeständert werden müssen. Diese hohe Masse ist zudem hinsichtlich der Erdbebensicherheit problematisch. Da der horizontale Längenabschnitt der Hauptdampfleitung einschließlich des Schaufelkrümmers im Übergang zum vertikalen Längenabschnitt der Hauptdampfleitung eine erhebliche Masse besitzt, ist es erforderlich, in erdbebengefährdeten Gebieten besondere Stützkonstruktionen einzusetzen, um vertikal wirkende Erdbebenstöße abzufangen.

[0021] Im Stand der Technik werden zum Ausgleich der thermisch bedingten Längenänderung Federstützen 4 verwendet, um eine hinreichende Unterstützung des horizontal verlaufenden Längenabschnitts der Hauptabdampfleitung zu gewährleisten. Es besteht allerdings das Risiko, dass bei vertikalen Erdbebenstößen die relativ hohe Masse der Hauptabdampfleitung und des Schaufelkrümmers nicht durch die Federn der Federstützen aufgefangen werden kann, weshalb zusätzliche Stoßbremsen in Form von hydraulischen Dämpfern vorgesehen werden müssen. Diese Stoßbremsen in Kombination mit den Federn der Federstützen 4 bilden eine Feder-Dämpfer-Anordnung, die verhindert, dass sich die bei einem Erdbeben eingeleiteten Kräfte von der Hauptabdampfleitung 2 bis in die Dampfturbine fortsetzen, an welche die Hauptabdampfleitung 2 letztendlich angeschlossen ist. Die Federstützen 4 in Kombination mit den Stoßbremsen-sind relativ aufwändige Bauteile, da sie in Abhängigkeit von der Länge der Hauptabdampfleitung 2 mehrfach vorgesehen sein müssen, um ein gleichmäßiges Anheben bzw. Absenken des horizontalen Längenabschnitts der Hauptabdampfleitung 2 zu gewährleisten. In Figur 2 sind die weiteren Federstützen 4 durch doppelt unterbrochene Linien schematisch angedeutet.

[0022] Figur 3.1 zeigt die erfindungsgemäße Abdampfleitung 5, die sich von den Ausführungsformen der Figuren 1 und 2, das heißt von dem Stand der Technik dadurch unterscheidet, dass die Hauptabdampfleitung 10 in einem Winkel W zur Horizontalen H in Strömungsrichtung des Abdampfs ansteigend angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel W 10°. Insgesamt sind fünf vertikal nach oben abgehende Abzweigleitungen 6 an die Hauptabdampfleitung 10 angeschlossen, wobei sich der Leitungsquerschnitt nach jeder Anschlussstelle 7 einer Abzweigleitung 6 verkleinert. Bei dieser Konfiguration ist die in der Bildebene rechte Abzweigleitung 6 wesentlich kürzer als die zuerst abgehende Abzweigleitung 6 in der linken Bildhälfte. Aufgrund der geneigten Anordnung ist der zwischen dem ansteigenden Längenabschnitt 9 der Hauptabdampfleitung 10 und den jeweiligen Abzweigleitungen 6 gemessene Abknickwinkel W1 kleiner als 90°. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt er 80°. Die Widerstandsbeiwerte der Rohrverzweigungen sind daher kleiner als bei einem 90°-Abzweig.

[0023] Ein weiterer Vorteil ist, dass der zwischen dem horizontalen Längenabschnitt 8 und dem ansteigenden Längenabschnitt 9 der Hauptabdampfleitung 10 vorhandene Abknickwinkel W2 zu sehr geringen Widerstandsbeiwerten innerhalb dieses Krümmers führt, so dass die Montage eines Schaufelkrümmers nicht erforderlich ist. Der Abdampf kann bei reduzierter Gesamtlänge der Leitungen ohne Verwendung von Schaufelkrümmern bei zugleich reduzierten Druckverlusten den nicht näher dargestellten Kondensationselementen an den oberen Enden der Abzweigleitungen 6 zugeführt werden.

[0024] Der ansteigende Längenabschnitt 9 der Hauptabdampfleitung 10 ist auf Pendelstützen 11 gelagert. Die Pendelstützen 11 gleichen die in Längsrichtung des ansteigenden Längenabschnitts 9 wirkenden thermischen Längenänderungen aus. Aufwändige Federstützen und Stoßbremsen sind bei dieser Anordnung nicht erforderlich. Der ansteigende Längenabschnitt 9 übt bei vertikal wirkenden Erdbebenbelastungen keine unzulässigen Kräfte auf die Dampfturbine aus, so dass der konstruktive Aufwand für eine erfindungsgemäß konfigurierte Abdampfleitung 5 insgesamt geringer ist. Durch den ansteigenden Verlauf der Hauptabdampfleitung 10 ist ein freierer Lufteintritt unterhalb der Plattform der luftgekühlten Kondensationselemente möglich. Zudem ist die Zugänglichkeit zu der gesamten Anlage verbessert. In der Ausführungsform der Figur 1 mussten häufig sehr weite Wege zurückgelegt werden, da der direkte Weg von der in Bodennähe angeordneten Hauptabdampfleitung 2 blockiert wurde. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, unter der Hauptabdampfleitung 10 hindurch zu gehen. Ein weiterer Vorteil ist die reduzierte Angriffsfläche der Abdampfleitung 5 für Windlasten. Es wird deutlich, dass bei der Leitungsführung der Figur 3.1 und 3.2 in der Summe eine geringere Angriffsfläche vorhanden ist als bei der Ausführungsform der Figur 1 oder 2.

[0025] Die Ausführungsform der Figur 3.2 unterscheidet sich von derjenigen der Figur 3.1 dadurch, dass die einzelnen Abzweigleitungen 6', 6", 6'" nicht senkrecht zur Horizontalen ausgerichtet sind, sondern ebenfalls schräg ansteigend verlaufen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Steigung des ansteigenden Längenabschnitts 9 der Hauptabdampfleitung bzw. der Winkel W so gewählt, dass die am äußeren Ende des ansteigenden Längenabschnitts 9 angeordnete Abzweigleitung 6'" die gleiche Orientierung besitzt wie der ansteigende Längenabschnitt 9 der Hauptabdampfleitung. Bei der Ausführungsform der Figur 3.2 ist zwar der Winkel W gegenüber der Horizontalen H größer als bei der Ausführungsform der Figur 3.1, so dass geringfügig höhere Strömungsverluste im Übergangsbereich vom horizontalen Längenabschnitt 8 zum ansteigenden Längenabschnitt 9 auftreten, allerdings ist der mit W3', W3" bezeichnete Abknickwinkel zwischen dem ansteigenden Längenabschnitt 9 und den Abzweigleitungen 6', 6" kleiner als bei der Ausführungsform der Figur 3.1, so dass diese Strömungsverluste an den Anschlussstellen 7 der einzelnen Abzweigleitungen 6', 6" sowohl einzeln als auch in der Summe erheblich geringer sind. Dadurch kann der Leitungsquerschnitt des ansteigenden Längenabschnitts 9 von der ersten Anschlussstelle 7 an kleiner bemessen sein, wodurch erhebliche Material- und Gewichtseinsparungen, somit auch geringere Montagegewichte und geringere Montagekosten möglich sind. Hieraus resultieren geringere Eigen-, Wind-, Erdbeben- und Fundamentlasten.

[0026] Jedes zwischen zwei Anschlussstellen 7 gelegene Teilstück des ansteigenden Längenabschnitts 9 wird von einer Stütze 11' getragen. Die Abknickwinkel W3', W3" können grundsätzlich voneinander abweichen. Insbesondere können die Abknickwinkel W3', W3" zum äußeren Ende des ansteigenden Längenabschnitts 9 kleiner werden und sogar gegen Null gehen, wie Figur 3.2 zeigt.

[0027] Im Stand der Technik sind auch Abdampfleitungen 12, 13 bekannt, wie sie in den Figuren 4 und 5 dargestellt sind. Diese Ausführungsformen entsprechen im wesentlichen den an einer Vertikalachse gespiegelten Anordnungen der Figuren 1 und 2 mit dem Unterschied, dass hier insgesamt 4 bis 12 Abzweigleitungen vorgesehen sind, die über die jeweils quer abgehenden Äste der Hauptabdampfleitungen 14 an eine Zentralleitung 15 angeschlossen sind. In Figur 5 sind auch bei dieser Ausführungsform die bereits in Figur 2 erläuterten Federstützen 4 eingezeichnet. Die Nachteile wurden anhand der Figuren 1 und 2 erläutert und gelten auch für diese Ausführungsform.

[0028] In der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Figur 6.1 ist ebenfalls eine Zentralleitung 16 vorgesehen, von der jeweils eine Hauptabdampfleitung 17 nach rechts und eine Hauptabdampfleitung 18 nach links mit gegenläufiger Steigung abgeht. Die einzelnen Hauptabdampfleitungen 17, 18 sind wiederum über Stützen 11, insbesondere Pendelstützen gelagert. Zu den Vorteilen dieser Ausführungsform wird auf die Beschreibung zu Figur 3.1 verwiesen, die auch für diese Variante der erfindungsgemäßen Abdampfleitung 19 gilt.

[0029] Grundsätzlich können die Pendelstützen 11 auch durch feststehende Stützen mit einem Teflon-Edelstahl-Gleitfuß ersetzt werden.

[0030] Die Ausführungsform der Figur 6.2 unterscheidet sich von derjenigen der Figur 6.1 unter anderem dadurch, dass der Winkel W zwischen der Horizontalen H und den Hauptabdampfleitungen 17, 18 vergrößert ist. Der Winkel W ist so gewählt, dass die jeweils letzte oder endseitige Abzweigleitung 6"' fluchtend mit der Hauptabdampfleitung 17, 18 verläuft. D.h. die äußere Abzweigleitung 6"' ist gewissermaßen Bestandteil der Hauptabdampfleitung 17, 18 geworden. Ein weiterer Unterschied ist, dass die mittleren Abzweigleitungen 6" der einzelnen Hauptabdampfleitungen 17, 18 nicht senkrecht zur Horizontalen H verlaufen, wie es in Figur 6.1 der Fall ist, sondern ebenfalls geneigt sind. Der Abknickwinkel zwischen der Hauptabdampfleitung 17, 18 und diesen Abzweigleitungen 6" ist mit W3" bezeichnet. Im Vergleich mit den Ausführungsformen der Figuren 4 und 5 ist erkennbar, dass der Abknickwinkel W3" deutlich kleiner ist als 90° und auch gegenüber der Ausführungsform der Figur 6.1 nochmals verkleinert ist. Auch bei dieser Ausführung tragen die kürzeren und daher leichteren Abdampfleitungen 6, 6", 6'" zu nochmals reduzierten Eigen-, Wind-, Erdbeben- und Fundamentlasten bei. Die Montagegewichte werden ebenfalls nochmals reduziert.

[0031] Figur 7 zeigt eine Ausführungsform einer Abdampfleitung 20, bei welcher der Winkel W zwischen der Horizontalen H und der Hauptabdampfleitung 21 gegenüber den vorherigen Ausführungsformen vergrößert ist. Die Hauptabdampfleitung 21 ist ohne ein horizontal verlaufendes Mittelstück unmittelbar an eine Zentralleitung 22 angeschlossen. Der Winkel W ist wiederum so gewählt, dass die letzte oder endseitige Abzweigleitung 6"' fluchtend mit der Hauptabdampfleitung 21 verläuft. Da die Hauptabdampfleitung 21 in diesem Ausführungsbeispiel relativ steil ansteigt, ist der Abknickwinkel W2 zwischen den senkrecht nach oben von der Hauptabdampfleitung 21 abgehenden Abzweigleitungen 6, 6a und der Hauptabdampfleitung 21 sehr klein, so dass die Strömungsverluste in den Anschlussstellen 7 der Hauptabdampfleitung 21 gering sind. Das Besondere an dieser Ausführungsform ist, dass die Abzweigleitung 6a in zwei Teilleitungen 23, 24 gegliedert ist, wobei jede Teilleitung 23, 24 zu jeweils einem nicht näher dargestellten Kondensationselement führt. Die Abzweigleitung 6a erstreckt sich von der Hauptabdampfleitung 21 ausgehend zunächst senkrecht nach oben bis zu einer Anschlussstelle 7a. Von dieser Anschlussstelle 7a zweigt in einem Abknickwinkel W4 die Teilleitung 24 ab, während die andere Teilleitung 23 in gerader Verlängerung der Abzweigleitung 6a senkrecht nach oben weitergeführt wird. Durch die zusätzliche Teilleitung 24 wird eine weitere Abzweigleitung eingespart, die bis auf die Hauptabdampfleitung 21 geführt werden müsste. Insbesondere bei steiler verlaufenden Abdampfleitungen 21 ist es daher zweckmäßig, zusätzliche Verästelungen, bzw. Teilleitungen an den einzelnen Abzweigleitungen vorzusehen.

[0032] Figur 8 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Ausführungsform der Figur 7. Im Unterschied zu der vorherigen Ausführungsform sind in die Anschlussstellen 7, 7a jeweils Leitbleche 25, 26, 27 integriert. Die Leitbleche 25, 26, 27 dienen zur Aufteilung des Abdampfstroms in Abdampfteilströme entsprechend dem Verhältnis der auf eine Anschlussstelle 7, 7a folgenden Verteilerrohre. In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 7 und 8 werden insgesamt vier Verteilerrohre der Kondensationselemente mit Abdampf gespeist. Dementsprechend erfolgt an jeder Anschlussstelle eine Aufteilung des Abdampfstroms in einem Verhältnis 1:1. Die gleichmäßige Aufteilung wird dadurch erreicht, dass die Leitbleche 25, 26, 27 bereits vor den jeweiligen Anschlussstellen 7, 7a innerhalb der Hauptabdampfleitung 21 bzw. der Abzweigleitung 6a montiert sind. Ein kreisrunder Querschnitt der Hauptabdampfleitung 21 bzw. der Abzweigleitung 6a wird dadurch in je zwei Halbkreise aufgeteilt. Weicht der Querschnitt der Hauptabdampfleitung 21 bzw. der Abzweigleitung 6a von einem kreisrunden Querschnitt ab, erfolgt eine flächenmäßig gleiche Aufteilung. Das jeweilige Leitblech 25, 26, 27 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine flächenmäßig gleiche Aufteilung sowohl vor der jeweiligen Anschlussstelle 7, 7a als auch im Bereich der jeweiligen Anschlussstelle 7, 7a realisiert ist. Wesentlich ist dabei, dass die Druckverluste der Abdampfteilströme im Bereich der Anschlussstellen 7, 7a nahezu gleich sind und die Abdampfmenge in gleich große Teile aufgeteilt wird.

[0033] In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Leitbleche 25, 26, 27 abgewinkelt konfiguriert. Der jeweils vordere Längenbereich 28 der einzelnen Leitbleche 25, 26, 27 besitzt eine Länge L, die dem Durchmesser D₁, D₂, D₃ der Hauptabdampfleitung 21 bzw. der Abdampfleitung 6a vor der jeweiligen Anschlussstelle 7, 7a entspricht. Der Beginn einer Anschlussstelle 7, 7a wird als Schnittpunkt der Mittellängsachsen der jeweiligen Abzweigleitung 6, 6a mit der Hauptabdampfleitung 21 bzw. als Schnittpunkt der Teilleitung 24 mit der Abzweigleitung 6a definiert. Es ist erkennbar, dass sich der gerade Verlauf der jeweils vorderen Längenabschnitte 28 der Leitbleche 25, 26, 27 über diesen Schnittpunkt hinaus erstreckt, bevor der jeweils hintere Längenabschnitt 29 jeweils im Winkel angesetzt ist. Der Ansatzpunkt des hinteren Längenabschnitts 29 ist so gewählt, dass die Strömungsquerschnitte im Bereich der Anschlussstellen 7, 7a möglichst gleich groß sind.

Bezugszeichenaufstellung

[0034] 

1 -

Abdampfleitung

2 -

Hauptabdampfleitung

3 -

Abzweigleitung

4 -

Federstücke

5 -

Abdampfleitung

6 -

Abzweigleitung
6' - Abzweigleitung
6" - Abzweigleitung
6"' - Abzweigleitung

6a -

Abzweigleitung

7 -

Anschlussstelle

7a -

Anschlussstelle

8 -

horizontaler Längenabschnitt

9 -

ansteigender Längenabschnitt

10 -

Hauptabdampfleitung

11 -

Pendelstütze oder Teflon-Edelstahl-Gleitfuß

11' -

Stütze

12 -

Abdampfleitung

13 -

Abdampfleitung

14 -

Hauptabdampfleitung

15 -

Zentralleitung

16 -

Zentralleitung

17 -

Hauptabdampfleitung

18-

Hauptabdampfleitung

19 -

Abdampfleitung

20 -

Abdampfleitung

21 -

Hauptabdampfleitung

22 -

Zentralleitung

23 -

Teilleitung

24 -

Teilleitung

25 -

Leitblech

26 -

Leitblech

27 -

Leitblech

28 -

vorderer Längenbereich v. 25, 26, 27

29 -

hinterer Längenbereich v. 25, 26, 27

30 -

Verteilerrohr

D₁ -

Durchmesser v. 21

D₂ -

Durchmesser v. 21

D₃ -

Durchmesser v. 6a

H -

Horizontale

L -

Länge

W -

Winkel

W1 -

Abknickwinkel

W2 -

Abknickwinkel

W3 -

Abknickwinkel

W3' -

Abknickwinkel

W3" -

Abknickwinkel

W4 -

Abknickwinkel

Ansprüche

1. Abdampfleitung für Dampfkraftanlagen, wobei die Dampfkraftanlagen mehrere insbesondere luftgekühlte Kondensationselemente aufweisen mit einer Hauptabdampfleitung (10, 17, 18, 21), an welche wenigstens zwei jeweils zu einem Kondensationselement führenden Abzweigleitungen (6, 6', 6", 6"', 6a) angeschlossen sind, wobei der Leitungsquerschnitt der Hauptabdampfleitung (10, 17, 18, 21) nach einer Anschlussstelle (7) einer Abzweigleitung (6, 6', 6", 6"', 6a) im Leitungsquerschnitt verkleinert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptabdampfleitung (10, 17, 18, 21) in einem Winkel (W) zur Horizontalen (H) in Strömungsrichtung des Abdampfes ansteigend angeordnet ist, wobei der zwischen einem Längenabschnitt (9) der Hauptabdampfleitung (10, 17, 18, 21) und den Abzweigleitungen (6, 6', 6", 6"', 6a) gemessene Abknickwinkel (W1, W2, W3, W3', W3") kleiner als 90° ist und die Länge der einzelnen Abzweigleitungen (6, 6', 6", 6"', 6a) in Strömungsrichtung des Abdampfes abnimmt.

2. Abdampfleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (W) in einem Bereich von 5° und 60° liegt.

3. Abdampfleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (W) in einem Bereich von 10° und 20° liegt.

4. Abdampfleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Hauptabdampfleitung (17) und eine zweite Hauptabdampfleitung (18) mit gegenläufiger Steigung an eine gemeinsame Zentralleitung (16) angeschlossen sind.

5. Abdampfleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptabdampfleitung (10, 17, 18) auf Stützen (11) gelagert ist, die Ausgleichmittel zur Kompensation von thermischen Längenänderungen der Hauptabdampfleitung (10, 17, 18) aufweisen.

6. Abdampfleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen (11) einen Pendelabschnitt oder einen Gleitabschnitt aufweisen, durch welchen Längenänderungen der Hauptabdampfleitung (10, 18, 19) ausgleichbar sind.

7. Abdampfleitung nach einer der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Abzweigleitungen (6', 6", 6"') in einem Abknickwinkel (W3, W3', W3") zur Hauptabdampfleitung (10, 17, 18) in Strömungsrichtung des Abdampfes schräg ansteigend angeordnet ist.

8. Abdampfleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine endseitige Abzweigleitung (6"') der Hauptabdampfleitung (17, 18, 21) die gleiche Orientierung besitzt wie die Hauptabdampfleitung (17, 18, 21).

9. Abdampfleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abzweigleitung (6a) in mindestens zwei Teilleitungen (23, 24) gegliedert ist.

10. Abdampfleitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Teilleitung (24) in einem Abknickwinkel (W4) zur Abzweigleitung (6a) schräg ansteigend angeordnet ist.

11. Abdampfleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich mindestens einer Anschlussstelle (7, 7a) einer Abzweigleitung (6, 6', 6", 6"', 6a) oder einer Teilleitung (23, 24) ein Leitblech (25, 26, 27) für die Aufteilung des Abdampfstroms in Abdampfteilströme angeordnet ist.

12. Abdampfleitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Abdampfteilströme dem Verhältnis der auf eine Anschlussstelle (7, 7a) folgenden Verteilerrohre (30) entspricht.

Claims

1. Exhaust steam line for steam power plants, the steam power plants having a plurality of in particular air-cooled condensation elements, with a main exhaust steam line (10, 17, 18, 21) to which are connected at least two branch lines (6, 6', 6", 6"', 6a) which each lead to a condensation element, the line cross section of the main exhaust steam line (10, 17, 18, 21) being reduced in size in terms of line cross section downstream of a connecting point (7) of a branch line (6, 6', 6", 6"', 6a), characterized in that the main exhaust steam line (10, 17, 18, 21) is arranged so as to rise at an angle (W) to the horizontal (H) in the flow direction of the exhaust steam, the bend angle (W1, W2, W3, W3', W3") measured between a longitudinal section (9) of the main exhaust steam line (10, 17, 18, 21) and the branch lines (6, 6' , 6" , 6"' , 6a) being less than 90°, and the length of the individual branch lines (6, 6', 6", 6"', 6a) decreasing in the flow direction of the exhaust steam.

2. Exhaust steam line according to Claim 1, characterized in that the angle (W) is in a range from 5° to 60°.

3. Exhaust steam line according to Claim 1 or 2, characterized in that the angle (W) is in a range from 10° to 20°.

4. Exhaust steam line according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a first main exhaust steam line (17) and a second main exhaust steam line (18) of opposing gradient are connected to a common central line (16).

5. Exhaust steam line according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the main exhaust steam line (10, 17, 18) is mounted on supports (11) which have compensation means for compensating for thermal length variations of the main exhaust steam line (10, 17, 18).

6. Exhaust steam line according to Claim 5, characterized in that the supports (11) have a pendulum section or a sliding section which can compensate for length variations of the main exhaust steam line (10, 18, 19).

7. Exhaust steam line according to one of Claims 1 to 6, characterized in that at least one of the branch lines (6', 6", 6"') is arranged so as to rise obliquely in the flow direction of the exhaust steam at a bend angle (W3, W3', W3") relative to the main exhaust steam line (10, 17, 18).

8. Exhaust steam line according to one of Claims 1 to 7, characterized in that an end branch line (6"') of the main exhaust steam line (17, 18, 21) has the same orientation as the main exhaust steam line (17, 18, 21).

9. Exhaust steam line according to one of Claims 1 to 8, characterized in that at least one branch line (6a) is divided into at least two sub-lines (23, 24).

10. Exhaust steam line according to Claim 9, characterized in that at least one sub-line (24) is arranged so as to rise obliquely at a bend angle (W4) relative to the branch line (6a).

11. Exhaust steam line according to one of Claims 1 to 10, characterized in that a metal guide plate (25, 26, 27) for dividing the exhaust steam flow into partial exhaust steam flows is arranged in the region of at least one connecting point (7, 7a) of a branch line (6, 6' , 6", 6"', 6a) or of a sub-line (23, 24).

12. Exhaust steam line according to Claim 11, characterized in that the ratio of the partial exhaust steam flows corresponds to the ratio of the distributor pipe (30) downstream of a connecting point (7, 7a).

Revendications

1. Conduite de vapeur d'échappement dans laquelle les groupes-vapeur présentent plusieurs éléments de condensation en particulier refroidis par air avec une conduite principale de vapeur d'échappement (10, 17, 18, 21), à laquelle sont raccordées au moins deux conduites de dérivation (6, 6', 6", 6"', 6a) conduisant respectivement vers un élément de condensation, la section transversale de la conduite principale de vapeur d'échappement (10, 17, 18, 21) étant rétrécie après un point de raccordement (7) d'une conduite de dérivation (6, 6', 6", 6"', 6a),
caractérisée en ce que
la conduite principale de vapeur d'échappement (10, 17, 18, 21) est disposée de manière ascendante en formant un angle (W) par rapport à l'horizontale (H) dans le sens d'écoulement de la vapeur d'échappement, le coude (W1, W2, W3, W3', W3"), mesuré entre un tronçon longitudinal (9) de la conduite principale de vapeur d'échappement (10, 17, 18, 21) et les conduites de dérivation (6, 6', 6", 6"', 6a), étant inférieur à 90° et la longueur des différentes conduites de dérivation (6, 6', 6", 6"', 6a) diminuant dans le sens d'écoulement de la vapeur d'échappement.

2. Conduite de vapeur d'échappement selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
l'angle (W) est de l'ordre de 5° à 60°.

3. Conduite de vapeur d'échappement selon la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce que
l'angle (W) est de l'ordre de 10° et 20°.

4. Conduite de vapeur d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisée en ce qu'
une première conduite principale de vapeur d'échappement (17) et une deuxième conduite principale de vapeur d'échappement (18) sont raccordées, avec une pente ascendante, à une conduite centrale (16) commune.

5. Conduite de vapeur d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisée en ce que
la conduite principale de vapeur d'échappement (10, 17, 18) s'appuie sur des étais (11) qui présentent des moyens de compensation pour la compensation de modifications thermiques de la longueur de la conduite principale de vapeur d'échappement (10, 17, 18).

6. Conduite de vapeur d'échappement selon la revendication 5,
caractérisée en ce que
les étais (11) présentent un tronçon pendulaire ou un tronçon glissant grâce auquel les modifications de la longueur de la conduite principale de vapeur d'échappement (10, 18, 19) peuvent être compensées.

7. Conduite de vapeur d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisée en ce qu'
au moins une des conduites de dérivation (6, 6", 6"') est disposée, en pente ascendante oblique, en formant un coude (W3, W3', W3") par rapport à la conduite principale de vapeur d'échappement (10, 17, 18) dans le sens d'écoulement de la vapeur.

8. Conduite de vapeur d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
caractérisée en ce qu'
une conduite de dérivation (6"') terminale de la conduite principale de vapeur d'évacuation (17, 18, 21) a la même orientation que la conduite principale de vapeur d'échappement (17, 18, 21).

9. Conduite de vapeur d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,
caractérisée en ce qu'
au moins une conduite de dérivation (6a) est divisée au moins en deux conduites partielles (23, 24).

10. Conduite de vapeur d'échappement selon la revendication 9,
caractérisée en ce qu'
au moins une conduite partielle (24) est disposée en pente ascendante oblique en formant un coude (W4) par rapport à la conduite de dérivation (6a).

11. Conduite de vapeur d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,
caractérisée en ce qu'
au niveau d'au moins un point de raccordement (7, 7a) d'une conduite de dérivation (6, 6', 6", 6"', 6a) ou d'une conduite partielle (23, 24), est disposé un déflecteur (25, 26, 27) pour la répartition du courant de vapeur d'échappement en courants partiels de vapeur d'échappement.

12. Conduite de vapeur d'échappement selon la revendication 11,
caractérisée en ce que
le rapport entre les courants partiels de vapeur d'échappement correspond au rapport entre les tubes répartiteurs (30) suivant un point de raccordement (7, 7a).

Zeichnung