DE1930274A1

DE1930274A1 - Kuehlturm

Info

Publication number: DE1930274A1
Application number: DE19691930274
Authority: DE
Inventors: Furlong Donn B
Original assignee: FLUOR PRODUCTS CO Inc
Current assignee: FLUOR PRODUCTS CO Inc
Priority date: 1968-06-13
Filing date: 1969-06-13
Publication date: 1970-01-15
Also published as: US3498590A; GB1207079A

Description

DK. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. HER. NAT. K. HOFFMANN

PA.TENTANWl.IiTE 193Q274

D-8000 MÖNCHEN 80 · MARIA-THERESIA-STRASSEi .TELEFONPII)UIOoI

Fluor Products Company, Inc., Santa Rosa, Calif./USA

Kühlturm

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kühlturm für Wasser-, der eine Vielzahl von Rieselein-Sätzen enthält, · ··■ ·

Herkömmliche Naturzug- und Ventilatorkühltürme enthalten normalerweise Rieseleinbauten, durch die Wasser derart gesprüht wird, daß es durch die im allgemeinen horizontal durch die RieaaLeinbauten strömende Luft gekühlt wird.Die Rostflächen erstrecken sich im allgemeinen fortlaufend längs der Seite'oder den Seiten eines solchen Kühlturmes, so daß ein direkter Luftzug nach innen erzielt wird. Bisher war man der Ansicht, daß eine solche Bauweise die wirtschaftlichste Turm-

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konstruktion und den billigsten Betrieb ergäbe,.So dachte man z.B., daß mittels einer fortlaufenden Rostanlage längs der Turmseiten ein maximales Oberflächen-Grundflächen-Verhältnis erzielt würde, wobei unter Oberfläche die gesamte der eintretenden Luft -' ausgesetzte Rostfläche und unter Grundfläche die vom ■ Kühlturm eingenommene Fläche gemeint ist.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß der Bau und der Betrieb der herkömmlichen Kühltürme mit Schwie-rigkeiten verbunden waren und die angestrebte Wirt-

ψ\ schaftlichkeit nicht erreicht wurde.So benötigt-man

z.B. Einrichtungen zum Leiten der Luftströmung in die Rostanlage und zum-Auffangen des von der Rostanlage nach außen spritzenden Wassers. Bei kühler Witterung .. neigt das auf diese Weise verspritzte Wasser dazu, an den Luftieiteinrichtungen anzufrieren, wodurch eine Ansammlung von Eis entsteht, die den in den Kühlturm strömenden Luftstrom vermindert, was zu einer Be ac ha- = digung des Kühlturmes führen kann. Zusätzliche Einrichtungen zur Verhinderung einer solchen Eisbildung enthalten weitere Leitungsrohre und Ventilanordnungen, um warmes Wasser auf die Luftleiteinrichtung zu führen.

k . " - Diese Maßnahmen erhöhen jedoch die Bau- und Betriebskosten beträchtlich.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kühlturm zu schaffen, der ein geringes Arbeitsoberflächen-Grundflächenverhältnis aufweist, der ohne jeg- _; liehe Luftleiteinrichtungen betrieben wird, und dessen/ Betriebskosten sehr niedrig sind.

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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Eintritts- bzw. Austrittsseiten der Einsätze seitlich entlang der Peripherie des Kühlturmes voneinander abgetrennt sind, daß die Rieseleinsätze· in gleicher Richtung in Abständen voneinander derart angeordnet sind, daß eine wesentliche S trönungs kompone nte in Richtung längs der Peripherie entsteht, und daß Einrichtungen für die Zufuhr und Verteilung einer Flüssigkeit auf die Rieseleinsätze vorgesehen sind.

Die vorliegende Erfindung wird anhand eines AusführungsbeispieIs zum besseren Verständnis näher erläutert und beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist» Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Naturzug-Kühlturmes,

Fig. 2 ,eine Teilansicht des in Fig. 1 dargestellten Kühlturmes, wobei ein Abschnitt in ausgebrochener Ansicht dargestellt ist.

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linien 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 4-4 von Fig. 2,

Fig. 5 eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Rostanlage,

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Fig. β eine schematische Draufsicht einer weiteren ,

Ausführungsform der Rostanlage, 4»

Fig. 7 eine sehematische Draufsicht einer noeh weiteren \ . Aiisführungsform der Rostänla'ge und

Fig. 8 eine abgewandelte Ausführungsform. der vorliegenden Erfindung. ■;"■ : . . ' "^:

Die Fig. 1 bis 4 zeigen einen Naturzug-Kühlwasserturm, bei welchem die Luft horizontal in,den unteren Bereich des Turmes strömt und anschließend im Mantel 11 des Kühlturms aufsteigt, der in vertikaler axialer Ebene eine hyperpolische Form aufweist. Der Kühlturm enthält eine Vielzahl von Rostabschnitten, die eine Eintritts- und eine Austrittsseite enthalten, die längs des Kreisumfang's seitlich unterteilt sind. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Grundriß der Rostabschnitte 13 rechteckig, wobei die Eintritts- und Austrittsseiten 13a bzw. 13b entlang des Kreisumfanges . abgetrennt sind. Die Rostabschnitte 13 sind im Kreis um die vertikale, zentral verlaufende Mittellinie des . Kühlturmes angeordnet, wobei der dazwischenliegende " Abstand 14 zur Aufnahme der eintretenden Luft vorgesehen ist. Die in die Eintrittsöffnungen 14a des Kühlturmes eintretende Luft strömt durch die Rostabschnitte 13 zwischen die Seiten 13a und 13b, wird darauf in · den Hohlräumen 14 aufgenommen und gelangt anschließend ins Turminnere. Der allgemeine Stiönungsweg ist mit. Pfeilrichtung 15 dargestellt. Wie aus Fig. 2 ersieht- , lieh ist, strömt ein wesentlicher Komponent, der durch die Rostabschnitte I3 fließenden Luft parallel zu der i im Kreisumfang waagrechten Turmperipherie.

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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bestimmte Trennwände innerhalb der Eintr itts öffnungen 1Λ angeordnet sind,· um die in die Rostabschnitte eintretende Luft an der Einlaßseite zu begrenzen, so daß sie seitlich in die oben beschriebene Errichtung verläuft. So können z.B. Wandungen 16 angeordnet werden, die sich diagonal zwischen dem äußeren Bereich 17 der Auslaßseite 13b -■ des Rostabschnittes 13 und dem inneren Bereich 18 der Einlaßseite 13a des Rostabschnittes 16 erstrecken. Außerdem können weitere Wandungen 19 und 20 angeordnet werden, die den äußersten und den inneren Bereich des .Rostabschnittes 13» abdecken, wobei der in Fig. .1 dargestellte Kühlturm die durch die Eintrittsöffnungen charakterisierte Form enthält.

In einer typischen Ausführungsform sind die Rostabschnitte 1.3 in.radialer und horizontaler Richtung länglich ausgebildet und die Gesamtradialdimension des -Rostabschnittes multipliziert mit der Anzahl der Rostabschnitte, übersteigt im wesentlichen die Begrenzungsdimension (z.B. den Kr eis umfang)", die von ^ den außen liegenden Seiten der Rostabschnitte gebildet.wird. Auf diese Weise wird ein wesentlich höheres Oberflächen-Grundflächen-Verhältnis erzielt.

Fig. 5 zeigt die Rostabschnitte 30 in linearen ■ Abständen bei 31 angeordnet, wie dies bei einem rechteckigen Kühlturm der Fall ist.Die Luft tritt" durch die Eintrittsöffnungen 31a ein, fließt.anschließend'zur

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Auslaßseite 30b durch die Rostabschnitte und gelangt durch den Durchlaß 31b in das Innere des Kühlturmes. Der Strömungsverlauf ist durch den Pfeil 32 gekennzeichnet iDie diagonalen Wandungen 33» und die Wandungen 3^ und 3^a am inneren bzw. äußeren Ende des Rostabschnittes.dienen zum gleichen Zweck wie die vorhergehend beschriebenen Wandungen.

Fig. 6 stellt die Anordnung von länglich nach innen ausgebildeten Rostabschnitten 35 dar, die ähnlich den auf Fig. 5 dargestellten Rostabschnitten ausgebildet sind. In dieser Ausführungsform folgt die Luft jedoch dem durch die Pfeile 36 und 37 dargestellten Stzönungsweg. Dieses geteilte Strömungsmuster wird mittels der Wandung 38 und 39 erzielt, die an den Innen- bzw.Außenseiten'zweier Rostabschnitte 35 angeordnet sind, so daß die zwischen den Rostabschnitten 35 entstehenden Hohlräume gegen außen abgedeckt und gegen innen geöffnet sind, und daß die anderen alternierenden zwischen den Rostabschnitten befindlichen Hohlräume 41 nach innen abgedeckt und gegen außen.gaffnet sind. Sowohl in Fig. 5 als auch in Fig. 6 übersteigt die Längsdimens ion "1" der Rostabschnitte die die Hohlräume zwischen den Rostabschnitten darstellenden Dimension d, Dadurch wird das vorhergehend beschriebene Oberflächen/Grundflächen-Verhältnis wesentlich erhöht.

In Fig. 7 sind die Rostabschnitte 44 und 45 in einer Reihe und gestaffelt angeordnet, d.h., die Rostabschnitte erstrecken sich längs in Zick-Zack-Linie. Mit dieser Anordnung werden Hohlräume 46 geschaffen, die nach außen gecffnet und nach innen geschlossen sind, sowie

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zwischen den Rostabachnitten liegende alternierende Hohlräume ^7, die gegen innen geöffnet und gegen außen abgeschlossen sind. Die an den Enden der Rostabschnitte angeordneten Wände 48 und k9 verhindern einen Luftdurchfluß durch diese Enden und helfen dem geteilten Luftstrom in Pfeilrichtung 50 und 51 zu fließen. Auch in diesem Falle ist die totale Länge der von der Luft durchflossenen Rostabschnitte viel größer als die UmfangsE.nge des Kühlturmes entlang seiner Außenseite bzw. -selten.

In den Fig. 1 bis k ist eine Einrichtung für die Zufuhr einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser dargestellt, das zu den Rostabschnitten geleitet und innerhalb derselben derart versprüht wird, so daß das Wasser durch die durch die Rostabschnitte fließende Luft gekühlt¹ wird.Das Wasser fällt normalerweise in verteilten Tropfen, wobei Spritzer entstehen und ein Wasserfilm auf den Oberflächen der Rostabschnitte gebildet wird.Es können verschiedene Ausführungsformen von Rost- oder Lattenanlagen verwendet werden. Auf Fig. k ist eine dichte Anordnung 13 eines solchen Einsatzes dargestellt. Dieser Einsatz ist nach unten und in Luftströmungsrichtung 15 gene igt.Die Wasserteilchen fallen mit einem entsprechenden Winkel bezüglich der Vertikalen auf diese Einsätze. Die Anordnung zur Abstützung dieser Einsätze enthält Stützen 55» Querträger 56 und Verstrebungen 57· Ein senkrecht angeordneter Drifteliminator ist in geringem Abstand zur" Auslaßseite 13b des Einsatzes angeordnet, so daß Driftteilchen vom Luftstrom ausgeschlossen werden.

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Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung für die Zufuhr des Wassers enthält ein Wasserbecken 60, das oberhalb der Einsätze 13 und der dazwischenliegenden Hohlräume 14a und 14b angeordnet ist.Wie aus Fig. .3 ersichtlich ist, Ja nn das erwärmte Wasser von einer Zuführleitung aus Beton ,61 durch ein Steigrohr 62 zu einer seitlich und nach innen über das Becken 60 verlaufenden Leitung 63 nach oben gepumpt werden» Das Becken enthält eine Vielzahl von Auslässen 64, die bei 65 separat voneinander durch Yen-' tile für die Waseerentleerung in das Becken gesteuert werden, wobei das Wasser anschließend in einem offenen Kanal in Längsrichtung des Beckens fließt. Da« Becken enthält interm&blerende Gruppen 66 von Kanälen ύψ* die in Längsrichtung angeordnet sind» so dafl da» durchfließende Wasser auf die Sinsäta« fliegen Scann* Das Becken oberhalb der awiachen der Eineät*· I3 li·-. genden Hohlräume 14 entlSLt k«in« Bolchin Kanäle, *e ' daß das Wasser nicht aus dem Bidken ine Innere dieeer Hohlräume fließen kann* Andererseits wird jegliche» von den Einsätzen I3 in die Hohlräume 14 eprlt»ende Wai«*r im Sammelbecken 69 auf dem Boden dee Kühlturm«« aufgefangen, wobei keine Schutevorrichtungen erforderlich and, um ein solches Spritzen zu verhindern, da «ieh di· Hohlräume 14 innerhalb des Kühlturmes beiindent

Es besteht außerdem eine Einrichtung tü£ die von warmem Wasser, mittels der beim Eingang der Hohlräume ,14 ein Wasservorhang erstellt werden kann, d*r die in den Hohlräumen 14 aufgenommene Luft erwär«t, so

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daß bei kalter Witterung die Luft vorgeheizt ist, bevor sie die Einsätze I3 erreichen, wodurch ein ■Vereisen verhindert wird. In dem in den Fig. 1 bis k dargestellten AusführungsbeUspiel erstreckt sich das Becken 60 nach außen über die Lüfteintrittsöffnungen der Hohlräume 1^-a, wobei entsprechend angeordnete Gruppen 70 von Wasserkanälen vorgesehen sind, so daß bei den genannten Eintrittsöffnungen Wasservorhänge erstellt werden können.

Weiterhin enthält der Kühlturm Lufstege ?1, die über die Rohrleitungen 63 führen, und einen sich längs der Innenseite des Beckens 60 erstreckenden Laufsteg 72, sowie eine zusätzliche verschließbare Einrichtung 73 für die Zufuhr von Luft, die zwischen dem Becken und demTurm 11 angeordnet ist, so daß zusätzliche kühle Luft in den Turm eintreten kann, wodurch bei kaltem Wetter der in die Einsätze 13 eintretende Naturzug vermindert und ein Vereisen der Einsätze verhindert wird.

Fig. 7 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar, in welcher dieselben Einsätze und Wände wie in Fig. Z verwendet verden, mit Ausnahme der Wandung 19. Anstelle dieser Wandung wird eine Reihe von in vertikalen Abständen und nach unten und innen geneigte Luftlenkeinrichtungen 80 verwendet, um einen flexibleren Luftströmungsverlauf und bei gewissen Bedingungen eine geringere Druckminderung zu erzielen* Die Luftlenkeinrichtungen 80 sind im äußeren Bereich der Einsätze I3 angeordnet und ,lenken die Luftströmung

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in die.Einsätze, während dem sie verhindern, daß Wasser nach außen spritzt. Ein von warmem Wasser gebildeter Vorhang 22 fällt vom Becken 23 zwischen die Luftlenkeinrichtung und den Rostabschnitt 13, wobei geeignete Durchlässe für das Wasser im Becken vorgesehen sind· Der Wasservorhang 82 erwärmt die eintretende Luft und die Luftlenkeinrichtung, so daß im Winter eine Vereisung verhindert wird.

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Claims

- 11 Patentansprüche

liJKühltur» für Wasser, der eine Vielzahl von Riesel-/"Tfinsätzen enthält, dadurch gekennze lehnet, daß die Eintritts- bzw. Austritsseiten (13a, 1Jb) der Einsätze (13) seitlieh entlang der Peripherie des Kühlturmee voneinander abgetrennt sind, daß die RleseIein-Sätze in gleicher Richtung in Abständen voneinander derart angeordnet sind* daß sine wesentliche StrBnmngsitomponeni· la Eichtung längs der Peripherie entsteht, und daß Einrichtungen. (δΙ·»?©) für-die'Zufuhr üM ¥erteilung «äa«r Flüssigkeit auf die Sieseleinsätse. vorgesehen sind*-/ - ■ "

£*. KÜhXtur» iiacli Anspruch-1₉ dadursn g e k e η η - % β i c h a * % UmB- ImMi¹IIaIb.der Hohlräume swisphen" €©n RiftSüleisssätssn Wäaas ΟΒ_ΰ.39) vorgesehen sind»" <Ü4|- die in ύί® EäesaleiMiäts© an den Einlaßseiten eintretende Luft in seltlleliss· Sichtung .Innerhalb der-Ein-Sätze ableiter, . - -

$« K^hJLtism RSöh Anspruch 2, dadurch g β k e η η «e lehnet» äaß die Wände (33) diagonal zwischen dem äußeren Bsrsiöhii^lder Auelaßseite utid dem inneren Bere ich (18). der Einlasse its der Riese leinsät ze angeordnet skid.

4» Kühlturm nach Anspruch 2 oder 3» dadurch g e kennzeichnet, daß weitere Wände (3^, 38, 39, Λ8, ^9) die äußeren b£w« innere» Seiten (20) der Rieseleissätze abdecken·

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5· Kühlturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Paaren von Rieseleinsätzen (13) Wände (z.B. 38, 39) an deren inneren bzw. äußeren Seiten derart angeordnet sind, daß die zwischen den Einsätzen liegenden alternierenden Hohlräume nach außen abgedeckt und nach innen offen sind, und daß andere zwischen den Rieseleinsätzen liegende Hohlräume nach innen abgeschlossen und nach außen geöffnet sind.

6. Kühlturm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge k e η η ζ e ic h η e t, daß die Riesel-

W einsätze in kreisförmiger Anordnung um die senkrechte

Mittellinie des Kühlwasserturmes angeordnet sind, und daß die Einsätze (13) eine längliche Form aufweisen und sich in horizontaler Richtung gegen das Turminnere erstrecken.

7. Kühlturm nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5f dadurch gekennze ichnet, daß die Rieseleinsätze in einer Reihe und längs parallel zueinander angeordnet sind.

8. Kühlturm nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5» . dadurch gekennze ichnet, daß die -RieseleIn-" sätze in einer Reihe und dimensional zueinander gestaffelt angeordnet sind*

9. Kühlturm nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch ge k e η η ζ e ichnet, daß ein oberhalb der Rieseleinsätze und der dazwischenliegenden Hohlräumen angeordnetes Wasserbecken (6.0) vorgesehen ist, und daß

-intermittierende Gruppen von Wasserkanälen (67) im Wasserbecken vorgesehen sind.

10. Kühlturm nach Anspruch 9, dadurrch gekennzeichnet, daß Rohrleitungen (62, 63) für die Zufuhr von Wasser in das Wasserbecken vorgesehen sind.

11. Kühlturm nach einem der vahergehenden Ansprüche, dadurch ge ke η η ζ e ic hnet, daß unterhalb der zwischen den Rieseleinsätzen liegenden Zwischenräumen (1^a) ein Sammelbecken (69) für das aus den Einsätzen fließende Wasser vorgesehen ist.

12. Kühlturm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, daß im äußeren Bereich der Einsätze Luftlenkeinrichtungen (58, 80) vorgesehen sind, die nach unten und gegen die Rieseleinsätze (13) geneigt sind.

13· Kühlturm nach Anspruch 12, dadurch gekennze ichnet, daß die Einrichtung für die Wasserzufuhr Kanäle (70) enthält, so daß zwischen den Luftlenkeinrichtungen (80) und den Rieseleinsätzen (13) ein Wasservorhang (82) erstellt werden kann.

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