Die Stromerzeugung mittels Dampfturbinen erfordert effiziente Kühlsysteme zur Kondensation des Dampfes nach dem Austritt aus der Turbine. Luftgekühlte Kondensatoren (ACC) sind dafür die optimale Lösung, wenn in einer trockenen Region oder aufgrund von Umweltschutzvorschriften kein Kühlwasser zur Verfügung steht oder die Kosten der Wassernutzung für einen wirtschaftlichen Betrieb des Kraftwerks zu hoch sind.
In der Republik Xinjiang im Nordwesten der Volksrepublik China ist weltweit das erste Kraftwerk entstanden, das mit einem luftgekühlten Kondensator betrieben wird. Dieser ist für Windgeschwindigkeiten bis zu 35 m/sec (126 km/h) ausgelegt. Helbling wurde damit beauftragt, die gesamte Entwicklung der Kondensationsanlage durchzuführen.
Normalerweise muss die Kühlleistung von luftgekühlten Kondensationsanlagen bei einer Umgebungs-Windgeschwindigkeit von 3 m/sec garantiert sein, in China sogar von 6 m/s. Der Eigentümer des Kraftwerks Shengxiong forderte demgegenüber die Leistungsgarantie bei einer Windgeschwindigkeit von 10 m/sec. Darüber hinaus erwartete er, dass die Anlage selbst bei sturmartigen Windgeschwindigkeiten von mehr als 30 m/sec sicher betrieben werden kann. Diese Forderungen hatten zur Folge, dass die Mitbewerber von Helbling ihre Angebote zurückzogen. Ein luftgekühlter Kondensator bei derart hohen Windgeschwindigkeiten erschien ihnen als nicht machbar. Helbling wagte sich jedoch an die Herausforderung heran und vertraute dabei auf ihre umfassenden Kenntnisse in der Auslegung sowie in der Konstruktion und Simulation von luftgekühlten Kondensator-Anlagen. Ausserdem ist Helbling spezialisiert auf die numerische Simulation von Fluid-Strömungen mittels CFD und bekannt für innovative Lösungen komplexer Aufgabenstellungen. Mit der Unterstützung von Helbling sind bisher über 37 Kraftwerke mit luftgekühlten Kondensationsanlagen mit einer Gesamtleistung von mehr als 21‘000 MW entstanden.
Eckdaten
Unser Beitrag
- In Konzeptstudien und umfangreichen CFD-Simulationen analysierte und evaluierte Helbling zweckmässige Lösungen für die Minderung des Windeinflusses
- Konzipierung der eigens entwickelnden Windstoppers und Erbringung des Nachweises, dass eine Strömungsgeschwindigkeit von 35m/sec mit ihnen ausreichend reduziert werden kann
- Optimierung der Strömungsverluste, um die Antriebsleistung der Ventilatoren möglichst niedrig zu halten
- Erstellung der Fabrikations- und Installationsunterlagen sowie der Spezifikationen für alle Subsysteme (Vakuum-Pumpen, Antriebe, Ventilatoren, Rohrleitungen, Ventile, Expansion-Joints, die Water-Jet Hochdruck-Reinigungsanlage, ein Personen-Lift, die Wetter-Messstation sowie die Steuerung der gesamten Kühlanlage)
Ergebnis
Der luftgekühlte Kondensator gewährleistet dank der Wind-Stopper den sicheren Betrieb auch bei sehr bis extrem hohen Windgeschwindigkeiten.
