CS252588B1

CS252588B1 - Equipment for winter protection of wet colling stack with natural ail draught

Info

Publication number: CS252588B1
Application number: CS861011A
Authority: CS
Inventors: Dalibor Sykora; Ilona Sykorova
Original assignee: Dalibor Sykora; Ilona Sykorova
Priority date: 1986-02-14
Filing date: 1986-02-14
Publication date: 1987-09-17
Also published as: DD262775A3; SU1543214A1; CS101186A1

Description

Vynález se týká zařízení zimní ochrany mokré chladicí věže s přirozeným tahem vzduchu, které pro nepřímé omezení průtoku chladicího vzduchu věží umožňuje využít efektu částečného vzduchového ochozu celého komplexu chladicí soustavy věže.The present invention relates to a natural draft air-cooled wet cooling tower winter device which, in order to indirectly limit the cooling air flow through the tower, makes it possible to take advantage of the partial air gallery effect of the entire tower cooling system complex.

Doposud byly u mokrých či výparných chladicích věží s přirozeným tahem vzduchu realizovány různé způsoby a různá zařízení pro omezování vzniku hmotných ledových námraz. Mimo vodního obtoku chladicí soustavy věže a využívání změn jejího hydraulického zatížení, soustředila se dosavadní technika zimní ochrany na přímé omezování průtoku vzduchu věží, které při clonění vodou je provázeno i příslušným ohřevem chladného vzduchu.So far, in the case of wet or evaporative cooling towers with natural air draft, various methods and devices have been implemented to reduce the formation of massive icing. In addition to the water bypass of the tower cooling system and the use of changes in its hydraulic load, the existing winter protection technique has focused on direct limitation of the airflow of the tower, which is accompanied by appropriate cooling of the cool air when screening with water.

Hlavními nevýhodami dosavadní a v odborné literatuře dobře popsané techniky zimní' ochrany mokrých chladicích věží s přirozeným tahem vzduchu jsou nedostatečná respektive velmi pomalá přizpůsobivost к častým a nezřídka dokonce náhlým změnám klimatických poměrů, dále vysoké nároky jak na zimní provozní údržbu věží, tak především na odpovídající fyzickou námahu provozního personálu, jakož i pokles účinnosti, eventuálně úplné selhání toho kterého opatření při extrémně nízkých teplotách atmosférického vzduchu. Tyto nevýhody se projevují někdy výrazným a často i řadu dní trvajícím snížením provozní ekonomie energetického bloku a/nebo značným poškozením příslušné chladicí věže, zejména její deskové vestavby.The main drawbacks of the prior art technique for the winter protection of wet cooling towers with natural air draft are insufficient or very slow adaptability to frequent and often even sudden changes in climatic conditions, as well as high demands on both winter operating maintenance of towers and especially on corresponding physical exertion of the operating personnel, as well as a decrease in efficiency, possibly a complete failure of any given measure at extremely low atmospheric air temperatures. These disadvantages are sometimes manifested by a significant and often several days lasting reduction in the operating economics of the power block and / or a considerable damage to the respective cooling tower, in particular its plate installation.

Z výše uvedených nevýhod fyzickou námahu obsluhy a nebezpečnost práce úplně odstraňuje a další nevýhody podstatně zmenšuje zařízení zimní ochrany podle vynálezu, který spočívá v tom, že zařízení sestává z vnějšího nebo z vnitřního obvodového hydraulického uzávěru, tvořeného žlabem a stěnou hydraulického uzávěru a ze soustavy četných relativně malých vzduchových otvorů provedených po obvodu v tahovém komíně nad deskovou vestavbou, respektive nad eliminátory a pod místem spoje stěny hydraulického uzávěru s tahovým komínem, respektive s jeho obvodovým nosným kruhem.Of the above-mentioned disadvantages, the physical exertion of the operator and the danger of work are completely eliminated and further disadvantages are substantially reduced by the winter protection device according to the invention, which consists of an external or internal peripheral hydraulic closure formed by a trough and wall of the hydraulic closure. relatively small air holes formed circumferentially in the draft chimney above the plate assembly, respectively above the eliminators and below the connection point of the wall of the hydraulic closure with the draft chimney and its circumferential support ring, respectively.

Technická pokrokovost předmětného technického řešení je dána těmito jeho hlavními výhodami. Chráněné zařízení poskytuje relativně snadnou možnost realizace částečného vzduchového ochozu chladicí soustavy věže fungujícího na principu dokonale těsného, spolehlivého a snadno i dostatečně rychle otevíratelného a uzavíratelného hydraulického uzávěru. Za druhé, z hlediska stavební konstrukční problematiky představuje řešení velice homogenní rozdělení celkového průtočného průřezu pro sekundární vzduch do velkého počtu malých otvorů, které lze snadno rozmístit mezi stávající ocelovou výztuží ve stěně tahového komína. Za třetí, řešení splňuje důležité kritérium technické progresivity představované obecným požadavkem minimalizace počtu a/nebo velikosti aktivních zařízení systémů respektive aktivních prvků zařízení. V daném případě jsou aktivními prvky jen příslušné uzavírací armatury pro vypouštění a napouštění vody z respektive do hydraulického uzávěru. Za čtvrté, nové zařízení zimní ochrany je kompatibilní se všemi tradičními zimními opatřeními, což znamená, že poskytuje možnost dosažení zvýšeného účinku. Zvlášf výhodnou se jeví součinnost částečného vzduchového ochozu s tradiční obvodovou vodní clonou. Za páté, navržené zařízení lze prostřednictvím radiálních přepážek rozdělit na několik funkčně samostatných částí, což umožňuje omezovat negativní vliv silnějšího větru, tj. snižovat převzdušnění chladicího systému na návětrné straně i v mimozimním období. Za šesté, předmětné zařízení v návaznosti na tradiční zimní opatření umožňuje účelné funkční zálohování a/nebo překrývání funkcí pomocí principiálně různých zařízení či podsystémů, což zvětšuje počet variant zimního provozu chladicích věží a je proto výhodné pro zajištění spolehlivého zimního provozu především jaderně energetických bloků. Za sedmé, výhodou řešení s velkým počtem relativně malých otvorů pro průchod sekundárního vzduchu je plná kompatiblita i se známou technikou zpevňování hyperboloidní skořepinové konstrukce tahového komína pomocí soustav vodorovných kruhových a svislých hyperbolických výztužných žeber, která přicházejí v úvahu právě při mezních velikostech chladicích věží pro jaderné elektrárny s lehkovodními reaktory. Za osmé, předložené zařízení je velice atraktivní pro kombinovaný atmosférický chladič vody pro jaderné elektrárny podle čs. autorského osvědčení č. 244 641, nebof záchytný žlab tzv. chladicí vody důležité plní současně funkci žlabu hydraulického uzávěru.The technical progress of the present invention is given by its main advantages. The protected device provides a relatively easy possibility of realizing a partial air gallery of the tower cooling system operating on the principle of a perfectly tight, reliable and easily and sufficiently fast opening and closing hydraulic closure. Secondly, in terms of structural design problems, the solution represents a very homogeneous distribution of the total flow cross-section for the secondary air into a large number of small openings which can be easily disposed between the existing steel reinforcement in the wall of the draft stack. Thirdly, the solution fulfills the important criterion of technical progressiveness represented by the general requirement to minimize the number and / or size of the active devices of the systems, respectively of the active elements of the devices. In this case, only the respective shut-off valves for draining and filling water from or into the hydraulic shutter are active elements. Fourth, the new winter protection device is compatible with all traditional winter measures, which means that it provides the possibility of achieving an enhanced effect. Particularly advantageous is the interaction of the partial air gallery with the traditional perimeter water curtain. Fifth, the proposed device can be divided into several functionally separate parts by means of radial baffles, which makes it possible to limit the negative influence of stronger wind, ie to reduce aeration of the cooling system on the windward side and also in the off-season. Sixth, the device in question, following traditional winter measures, allows for efficient functional back-up and / or overlapping of functions using principally different devices or subsystems, which increases the number of winter cooling tower variants and is therefore advantageous to ensure reliable winter operation of primarily nuclear power units. Seventh, the advantage of a large number of relatively small openings for the passage of secondary air is full compatibility even with the known technique of reinforcing the hyperboloid shell draft duct structure using systems of horizontal circular and vertical hyperbolic reinforcing ribs, which can be considered light-water reactors. Eighth, the present device is very attractive for the combined atmospheric water cooler for nuclear power plants according to MS. No. 244 641, because the collecting trough of the so-called cooling water also serves as a trough of the hydraulic closure.

252568252568

Na přiloženém výkresu, kde je jako příklad konkrétního řešení velmi zjednodušeně zobrazeno předmětné zařízení v provedení s vnějším hydraulickým uzávěrem, je nakreslen svislý osový řez obvodovou partií spodní čássi tahového komína, který je ihaaaateeistickou součássí každé chladicí věže s přiozeeným tahem vzduihu.In the accompanying drawing, where an example of a particular solution is shown in a simplified manner, the device in an embodiment with an external hydraulic closure, a vertical axial section of the circumferential portion of the lower part of the draft stack is shown, being an ihaaaeaeistic part of each cooling tower with natural air draft.

Uvnňtř tahového komína 2< který spočívá na šikmých stojkách , , je na nosné Conetrukci sestavené ze sloupu ,3 a z trámů _4 uloženo známé funkční zařízení představované zejména deskovou vestavbou 2/ elimieStlty 7_ a rozlňnným žlabem .5, na který jsou napojeny rozl^né trubky 8, a potrubí , vodní clony, v němž je umístěna uzav^^ací armatura 10.Inside the draft stack 2, which rests on the inclined props, a well-known functional device, consisting in particular of a plate assembly 2 / elimination 7 and a gutter 5, to which the various pipes are connected, is mounted on a support structure made up of a column 3 and beams 4. 8, and a duct, a water curtain in which the shut-off fitting 10 is located.

Nové je dále uvedené zařízení zimní ochrany, tj. žlab 11 hydraulického uzávěru, stěna 12 hydraulického uzávěru, která je přppeveěea na nosném kruhu 17 vytvoěeném jako výztužné kruhové žebro na konfuzorové části tahového komína ý jakož i vzduchové otvory 22, provedené v tahovém komíně 2·The following is a new winter protection device, i.e. a hydraulic closure chute 11, a hydraulic closure wall 12 which is mounted on a support ring 17 formed as a reinforcing circular rib on the confuser part of the draft chimney as well as air holes 22 provided in the draft chimney.

Důležitými funkčními součástmi jsou i potrubí 14 hydraulického uzávěru a v něm umístěná v daném konkrétním příkaadě trojcestná armatura 15. Její funkie může být nahrazena funkcemi dvou jednlduchých uzavíracích armatur, nebo dokonce přenesena na uza^^cí armaturu 10 umístěnou v potrubí 2 vodní clony, čímž lze -t varianty bud s úplnou funkční eežZánitosSí nebo ' naopak s plnou zááňslostí funkie částečného vzduchového ochozu na funkci vodní clony.Important functional components are also the hydraulic closure piping 14 and the three-way valve 15 located therein in its particular example. Its function can be replaced by the functions of two single-ended shut-off valves, or even transferred to the locking valve 10 located in the water curtain piping 2. variants can be either fully functional or fully dependent on the function of a partial air gallery to the function of a water curtain.

NěěkOik svislých přepážek 16 je určeno k rozdělení tohoto zařízení Zimní ochrany na příslušný počet ttmooSatnýih čássi. Hladiny vody jsou označeny trojúhelníčky.A plurality of vertical partitions 16 are intended to divide this Winter Protection device into an appropriate number of other parts. Water levels are indicated by triangles.

Funkci výše uvedeného známého zařízení je zbytečné popisovat. nového zařízení je velice jednoduchá a je eásteduljcí. Během normálního provozního režimu, znázorněného na obr., je trlCcžtteS atm^r:utt 15 v poloze, kdy je prostřednictvím potrubí 14 hydraulického uzávěru a potrubí 2 vodní clony propojen žlab 11 hydraulického uzávěru s roz^nným žlabem 2 a uzavřena spodní svislá část potrubí 14 hydraulického uzávěru. Voda, zappňuiící žlab 11 hydraulického uzávěru, sahá nad spodní okraj stěny 12 hydraulického uzávěru a tím tento uzávěr uzavírá. Veškerý vzduch proudící věží prochází její chladicí soustavou. Při poklesu teploty venkovního vzduchu na , zadanou hodnotu, změní se ručně' dálkově nebo tutomaaiiky poloha trojcestné armmaury 15 tak, že dojde k odstavení žlabu 11 hydraulického uzávěru od rozlnenéhl žlabu 5, a současně i k vypuštění vody ze žlabu 11 hydraulického uzávěru do vany chladicí věže. Tím se otevře hydrauUcký uzávěr ochozovému průtoku sekundárního vzduchu, čímž dojde ke zmenšení tahu vzduchu chladicí soustavou věže, a tím i ke zmmnšení intenzity chlazení a k potlačení tvorby námraz. Po stoupnutí teploty venkovního vzduchu nad zadanou nadnulovou teplotu se navrácením trojčestné armatury 15 do původní polohy jednak uzavře spodní svislá, tj. výuková část potrubí 14 hydraulického uzávěru, jednak znovu propoj jeho vydorovné ' čáási, Čímž dojde k opětovnému zaplnění , žlabu 11 hydraulického uzávěru vodou a tím k ukončení průtoku sekundárního vzduchu vzduchovými otvory ,13. Opět se realizuje normmání provozní režim chladicí věže. Vzhledem k realitně krátkým dobám eapoultění a vypouštění vody z hydraulického uzávěru, které budou řádově desítky minut, je zřejmé, že výše uvedené změny provozních režimů chladicí věže jsou oppooi změnám teplot venkovního vzduchu velmi rychlé a přioom velice snadno prove^ie^é.It is unnecessary to describe the function of the above known device. new equipment is very simple and is eededuljcí. During the normal operating mode shown in FIG. 15, the conduit 15 is in a position where the hydraulic closure trough 11 is connected to the various trough 2 via the hydraulic closure line 14 and the water curtain line 2 and the lower vertical part of the line is closed. 14 of the hydraulic closure. The water that fills the hydraulic shutter trough 11 extends beyond the lower edge of the hydraulic shutter wall 12 and thereby closes the shutter. All air flowing through the tower passes through its cooling system. When the outside air temperature drops to a set value, the position of the three-way armmaury 15 is changed manually by remote or tutomaaiics such that the hydraulic closure trough 11 is shut off from the spilled trough 5, while draining water from the hydraulic closure trough 11 into the cooling tower tub. . This opens the hydraulic closure to the airflow through the secondary air, thereby reducing airflow through the tower cooling system, thereby reducing cooling intensity and suppressing icing. When the outside air temperature rises above the set zero temperature, the three-way valve 15 closes to the original vertical position, i.e. the teaching part of the hydraulic closure line 14, and to reconnect its pivot part to re-fill the hydraulic closure trough 11 with water. thereby terminating the secondary air flow through the air vents,. Again, the normal operating mode of the cooling tower is realized. Given the short-lived re-flow and discharge times of the hydraulic shutter, which will be in the order of tens of minutes, it is clear that the above-mentioned changes to the cooling tower operating modes are very fast and very easy to make.

Předložené technické řešení zimní ochrany chladicích věží poskytuje přínosy, které jsou úměrné tuh^^s^ a délce trvání mrazivého období. Proto je zřejmé, že realizace a využívání předmětného zařízení budou přitažlňvé nejen pro ČSSR, ale i pro další země, zejména pro SSSR.The present technical solution of the winter protection of cooling towers provides benefits that are proportional to the rigidity and duration of the freezing period. Therefore, it is clear that the implementation and use of the facility will be attractive not only to Czechoslovakia, but also to other countries, especially the USSR.

Claims

1. A natural draft draft wet cooling tower winter device which is formed at the lower edge of a draft stack for realizing an easily openable and closable partial air gallery of a cooling tower contact heat exchange system, characterized in that it consists of an external or internal peripheral hydraulic closure and a hydraulic closure wall (12) and a plurality of relatively small air holes (13) circumferentially formed in the draft stack (1) above the plate assembly (6 and the examiners (7) respectively) and below the joint point of the hydraulic closure wall (12). draft chimney (1), respectively with bearing ring - (17).

Device according to claim 1, characterized in that the hydraulic closure trough (11) and the hydraulic closure wall (12) are connected to each other as well as to the draft stack (1) and the support ring (17) by at least two vertical radial baffles (16). to divide the air gallery into at least two self-rotating parts.