ALIMENTACION DE AIRE AL CONDENSADOR, REFRIGERADO POR AIRE, DE UNA CENTRAL ELECTRICA.

Central eléctrica con una instalación de condensación para condensar vapor de agua,

en donde la instalación de condensación (2) presenta elementos de intercambio de calor (5) aplicados sobre una estructura de apoyo (8) y que reciben corriente de ataque desde abajo mediante aire de refrigeración, en donde la instalación de condensación (2) está dispuesta con un lado longitudinal muy cerca junto a una estructura de edificio de la central eléctrica (1), caracterizada porque la estructura de edificio (3) presenta al menos un paso de aire (6) de tipo túnel, a través de la cual circula y/o es aspirado aire de refrigeración debajo de los elementos de intercambio de calor (5)

Alimentación de aire al condensador, refrigerado por aire, de una central eléctrica.

La invención se refiere a una central eléctrica con una instalación de condensación conforme a las particularidades del preámbulo de la reivindicación 1.

Las instalaciones de condensación se utilizan para refrigerar vapores de turbinas o procesos y se usan desde hace muchos años en el campo técnico de la energía en dimensiones muy grandes. El grado de eficacia de una central eléctrica depende de forma no despreciable de la potencia de condensación de la instalación de condensación, en donde las condiciones climáticas locales y las velocidades y direcciones del viento relacionadas con las mismas tienen una influencia considerable en la potencia de condensación. Las formas constructivas actuales de instalaciones de condensación presentan por ello paredes de protección contra el viento, que circundan los elementos de intercambio de calor en su totalidad, para impedir una recirculación del aire de refrigeración calentado.

También es importante que todos los ventiladores de la instalación de condensación reciban una corriente de ataque lo más uniforme posible. Unas velocidades del viento mayores por su naturaleza pueden conducir a una caída de presión local por debajo de los ventiladores. Los ventiladores afectados no pueden trasportar suficiente aire de refrigeración, con lo que la potencia de condensación se reduce y una turbina conectada al circuito de vapor, en ciertas circunstancias, tiene que reducir su potencia.

El otro extremo es que la instalación de condensación se encuentra, en ciertas circunstancias, al abrigo del viento en estructuras de edificio, en especial al abrigo del viento en la nave de calderas y en la nave de turbinas de una central eléctrica. Normalmente una instalación de condensación se erige lo más cerca posible, es decir muy cerca de la nave de turbinas, para mantener cortos los recorridos de conductos y condensar lo más rápidamente posible el vapor de agua. Para aún así garantizar una corriente de ataque óptima, las instalaciones de condensación ya se montan sobre pilotes a una altura relativamente alta, para que sea posible una corriente de ataque fundamentalmente sin impedimentos desde todos los lados, es decir, con independencia de la dirección del viento. En la práctica ha quedado demostrado, sin embargo, que en el caso de instalaciones de condensación cuya cámara de aspiración está dispuesta por debajo de los ventiladores al abrigo del viento en estructuras de edificio, se producen recirculaciones de viento caliente y precisamente allí en donde el aire de corriente de ataque circula a través del espacio libre remanente entre la estructura de edificio y la instalación de condensación montada sobre pilotes, a causa del estrechamiento local de sección transversal, con una velocidad relativamente alta hacia abajo y debajo de los elementos de intercambio de calor. Aquí puede llegarse al efecto indeseado de que, a pesar de las paredes de protección contra el viento instaladas, sea arrastrado aire de refrigeración calentado por el aire de refrigeración de la corriente de ataque y sea transportado debajo de los elementos de intercambio de calor, es decir, se produzca una recirculación de aire caliente. A causa del aumento de temperatura del aire de refrigeración se reduce la potencia de condensación, lo que influye de nuevo negativamente en el grado de eficacia de la central eléctrica.

Del documento DE3421200 se conoce una central eléctrica con una instalación de condensación, en la que la instalación de condensación está dispuesta con un lado longitudinal muy cerca junto a una estructura de edificio de la central eléctrica y se reduce la recirculación de aire caliente mediante una pared aerodinámica. La alimentación de aire a la instalación de condensación se realiza desde tres lados.

Partiendo de aquí la invención se ha impuesto la misión de indicar una central eléctrica con una instalación de condensación para condensar vapor de agua conforme a las particularidades del preámbulo de la reivindicación 1, en el que la recirculación de aire caliente se reduce y al mismo tiempo se garantiza una buena alimentación de aire hacia la instalación de condensación, con independencia de la dirección de la que viene el viento.

La solución se encuentra en una central eléctrica con las particularidades de la reivindicación 1. Configuraciones ventajosas de la idea de la invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

Numerosas investigaciones han mostrado que el problema reivindicado de la recirculación de aire caliente puede resolverse económicamente, por medio de que las estructuras de edificio que estén situadas cerca de la instalación de condensación presenten pasos de aire de tipo túnel, a través de los cuales circula y/o es aspirado aire de refrigeración debajo de los elementos de intercambio de calor. Los pasos de viento están previstos en especial en naves de turbinas y no exigen ninguna estructura a erigir aparte. Es importante que los espacios libres no construidos, disponibles en ciertas circunstancias de todos modos entre naves de calderas, se abran hacia la instalación de condensación, de tal modo que el aire de corriente de ataque pueda circular cerca del suelo entre las naves de calderas atravesando los pasos de viento de la nave de turbinas y, de este modo, no tenga que cubrir exclusivamente el recorrido más largo y con peligro de recirculación sobre los tejados de las naves de calderas y turbinas, sino que llegue directamente desde abajo hasta la cámara de aspiración de la instalación de condensación. El diseño, es decir en especial el tamaño de los pasos de viento se realiza cumpliendo los requisitos y teniendo en cuenta las condiciones de viento que imperen localmente, las condiciones climáticas así como otros valores influyentes, de tal modo que puede garantizarse que la instalación de instalación funcione hasta determinadas velocidades del viento sin recirculación, incluso si la instalación de condensación está al abrigo del viento en estructuras de edificio de la central eléctrica. Con la solución conforme a la invención es posible cumplir mejor con las previsiones de garantía, p.ej. si el gestor de la central eléctrica exige que la instalación de condensación funcione sin recirculación a velocidades del viento superiores a 3 m/s. El diseño de la instalación de condensación no puede realizarse por medios analíticos a causa de las complejas relaciones de circulación, sino sólo a través de métodos de cálculo numéricos. Con ayuda de procedimientos CFD (Computational Fluid Dynamics) es posible comparar diferentes conformaciones y disposiciones de las estructuras de edificio y, de este modo, analizar fenómenos locales de circulación, que difícilmente o en absoluto pueden detectarse con mediciones. A causa del gran número de parámetros y del tamaño de las nuevas construcciones de centrales eléctricas actuales se obtienen modelos de cálculo muy complejos, mediante los cuales con frecuencia no puede localizarse en absoluto el problema conocido de la recirculación de aire caliente.

Naturalmente es siempre posible disponer paredes de protección contra el viento muy altas en el lado del borde de los elementos de intercambio de calor, de tal modo que el aire de refrigeración calentado no se mezcle en ningún caso con el aire de refrigeración aspirado. Evidentemente los costes de inversión son considerables a la hora de erigir centrales eléctrica favorables, de tal modo que es necesario buscar alternativas económicas y medidas de apoyo. Mediante la previsión de pasos de viento en estructuras de edificio hasta ahora cerradas no sólo se obtienen nuevas líneas de corriente para la alimentación de aire de refrigeración, sino también posibilidades efectivas de reducir la influencia del viento en el grado de eficacia de la central eléctrica, al mismo tiempo que unas inversiones reducidas.

Se considera ventajoso prever puertas de viento para modificar la superficie de circulación de los pasos de viento. La anchura de los pasos de viento está prefijada con frecuencia a causa de necesidades constructivas. Estas distancias con frecuencia casi no podrán variarse. Evidentemente mediante puertas de viento puede controlarse con una precisión relativa, qué cantidad de aire debe guiarse a través de los pasos de viento. Las puertas de viento están normalmente abiertas por completo, para hacer posible un paso sin obstáculos del aire de corriente de ataque. A la inversa es también posible cerrar las puertas al menos parcialmente, si la velocidad del viento es excesiva o si se ha modificado la dirección...

1. Central eléctrica con una instalación de condensación para condensar vapor de agua, en donde la instalación de condensación (2) presenta elementos de intercambio de calor (5) aplicados sobre una estructura de apoyo (8) y que reciben corriente de ataque desde abajo mediante aire de refrigeración, en donde la instalación de condensación (2) está dispuesta con un lado longitudinal muy cerca junto a una estructura de edificio de la central eléctrica (1), caracterizada porque la estructura de edificio (3) presenta al menos un paso de aire (6) de tipo túnel, a través de la cual circula y/o es aspirado aire de refrigeración debajo de los elementos de intercambio de calor (5).

2. Central eléctrica según la reivindicación 1, caracterizada porque el paso de viento (6) atraviesa una nave de turbinas (3).

3. Central eléctrica según la reivindicación 1, caracterizada porque están previstas puertas de viento (7) para modificar la superficie de circulación de los pasos de viento (6).

4. Central eléctrica según la reivindicación 3, caracterizada porque las puertas de viento (7) están acopladas a medios, a través de los cuales puede controlarse la superficie de circulación en dependencia de la dirección del viento (W).