DE19611627C2

DE19611627C2 - Hybrid cooling system

Info

Publication number: DE19611627C2
Application number: DE19611627A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Dipl Ing Vodicka; Herbert Dipl Ing Fichtner
Original assignee: GEA Energietchnik GmbH
Current assignee: GEA Energietchnik GmbH
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: DE19611627A1

Description

Bei der Hybridrückkühlanlage gemäß der Zeitschrift "VGB-Kraftwerkstechnik" 71/1991, Heft 6, Seiten 562 bis 566, insbesondere Bild 4, sind in einer Mischkammer zwischen sich in einer horizontalen Ebene erstreckenden Naßkühl elementen und einem im Abstand darüber in einem Diffusor angeordneten Ventilator pyramidenförmige Mischeinbauten in zwei zueinander parallelen Reihen vorgesehen. Die Mischeinbauten erstrecken sich von den vertikalen Längs wänden der Mischkammer aus horizontal bis zu deren verti kaler Mittellängsebene. Die dreieckförmigen Dachflächen und die ebenfalls dreieckförmigen Seitenwände der Mischeinbauten sind in den Flächen geschlossen ausgebil det. Die dreieckförmigen Unterseiten sowie die rechtecki gen Eintrittsseiten der Mischeinbauten sind hingegen of fen. Mit Hilfe der Mischeinbauten werden trockene Luft ströme aus neben den Eintrittsseiten der Mischeinbauten befindlichen Trockenkühlelementen in den Zentralbereich der Mischkammer geführt und hier mit einem aus den Naß kühlelementen aufsteigenden feuchten Luftstrom gemischt.In the hybrid recooling system according to the magazine "VGB-Kraftwerkstechnik" 71/1991, number 6, pages 562 to 566, in particular Figure 4, elements are in a mixing chamber between wet cooling elements extending in a horizontal plane and a fan arranged at a distance above it pyramid-shaped mixed internals are provided in two parallel rows. The mixer internals extend from the vertical longitudinal walls of the mixing chamber horizontally to their vertical central longitudinal plane. The triangular roof surfaces and the likewise triangular side walls of the mixed internals are closed in the surfaces. The triangular undersides and the rectangular entry sides of the mixed internals, however, are open. With the help of the mixer internals, dry air flows from dry cooling elements located next to the inlet sides of the mixer internals are guided into the central region of the mixing chamber and mixed here with a moist air stream rising from the wet cooling elements.

Obwohl die bekannte Hybridrückkühlanlage eine vergleichs weise befriedigende Mischgüte besitzt, haftet ihr jedoch der Nachteil an, daß die sich bis zur vertikalen Mittel längsebene der Mischkammer erstreckenden Mischeinbauten zu einem relativ hohen Verbauungsgrad führen und damit auch einen großen Strömungswiderstand sowohl für den ver tikal aufsteigenden feuchten Luftstrom als auch für die über die Mischeinbauten horizontal in die Mischkammer eingeführten trockenen Luftströme erzeugen.Although the well-known hybrid cooling system is a comparative wise satisfactory mix quality, you are liable the disadvantage is that the vertical means Mixing internals extending along the plane of the mixing chamber lead to a relatively high degree of obstruction and thus also a large flow resistance for both the ver tically rising moist air flow as well for the horizontally into the mixing chamber via the mixer internals generate imported dry air flows.

Der Erfindung liegt ausgehend von Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Hybridkühlanlage zu schaffen, wel che nicht nur eine befriedigende Mischgüte der von ihrer Konsistenz her unterschiedlichen Luftströme gewährlei stet, sondern auch einen geringen Strömungswiderstand für beide Luftströme erzeugt.The invention is based on the prior art Task to create a hybrid cooling system, wel not just a satisfactory mix of theirs Ensure consistency in different air flows stead, but also a low flow resistance for both air currents are generated.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.According to the invention, this object is achieved in the features of claim 1.

Dazu weist der mit seiner offenen Stirnseite im Abstand von der gegenüberliegenden Kammerseite endende Mischein bau jetzt eine pyramidenstumpfförmige Konfiguration auf. Es ist mindestens ein Mischeinbau vorgesehen. Gegebenen falls können auch mehrere Mischeinbauten integriert wer den. Die Seitenwände des Mischeinbaus sind in der Fläche geschlossen und die Unterseite ist offen ausgebildet. Die trapezförmige Dachfläche des Mischeinbaus besitzt Quer schlitze, über welche durch den Mischeinbau in die Misch kammer geführte Luft des zweiten Luftstroms nach oben austreten kann. Diese Gestaltung des Mischeinbaus führt, wie interne Versuche zeigen, wider Erwarten dazu, daß der aufsteigende erste Luftstrom mit dem horizontal herangeführten zweiten Luftstrom nahezu vollständig ver mischt wird, ohne daß sich in der Mischkammer der verti kal nach oben steigende erste Luftstrom schlauchartig konzentriert. Somit ergibt sich eine außerordentlich be friedigende Mischgüte zusammen mit einem geringen Strö mungswiderstand, weil auch der Verbauungsgrad durch den Mischeinbau deutlich verringert worden ist.To do this, the open end face points at a distance Mixtures ending on the opposite side of the chamber now build a truncated pyramid configuration. At least one mixed installation is provided. Given if so, several mixed installations can be integrated the. The side walls of the mixed installation are flat closed and the bottom is open. The trapezoidal roof surface of the mixed installation has cross slots through which through the mixed installation in the mixer Chamber-guided air of the second air flow upwards can leak. This design of mixed installation leads contrary to expectations, as internal tests show, the ascending first airflow with the horizontal introduced second air flow almost completely ver is mixed without the verti in the mixing chamber Kal rising upward first air flow hose-like concentrated. This results in an extraordinarily be peaceful mix quality together with a low flow resistance, because the degree of obstruction due to the Mixed installation has been significantly reduced.

Durch die offen gestalteten Unter- und Stirnseiten des Mischeinbaus in Verbindung mit den Querschlitzen in der Dachfläche ergibt sich erfindungsgemäß die Möglichkeit, den horizontalen zweiten Luftstrom dem vertikalen ersten Luftstrom im jeweils gewünschten Verhältnis zuzudosieren und dadurch eine nahezu vollständige Vermischung zu er zielen. Diese gute Mischgüte kann auch bei der Androsse lung eines der zu mischenden Luftströme weitgehend beibe halten werden, welche für Hybridkühlanlagen mit geregel tem Naß-/Trocken-Luftverhältnis zur Einhaltung der Schwa denfreiheit wichtig ist.Due to the openly designed bottom and front sides of the Mixed installation in connection with the transverse slots in the According to the invention there is the possibility of the horizontal second airflow the vertical first Dosing air flow in the desired ratio and thereby almost complete mixing aim. This good mix quality can also be seen with the Androsse largely one of the air streams to be mixed which are held for hybrid cooling systems with regulated tem wet / dry air ratio to maintain the Schwa freedom is important.

Die Erfindung sieht vor, daß in die Mischkammer minde stens ein Mischeinbau von einer Kammerseite aus hinein ragt. Dies ist z. B. bei einer schmalen Mischkammer und einseitiger Zuführung des zweiten Luftstroms der Fall. Bei einer breiteren Mischkammer und einseitiger Zuführung des zweiten Luftstroms können je nach den örtlichen Gege benheiten auch zwei oder mehrere Mischeinbauten nebenein ander vorgesehen werden.The invention provides that at least in the mixing chamber At least a mixed installation from one side of the chamber protrudes. This is e.g. B. in a narrow mixing chamber and one-sided supply of the second air flow the case. With a wider mixing chamber and one-sided feed of the second airflow can vary depending on the local area also two or more mixed installations next to each other other are provided.

In den meisten betrieblichen Einsatzfällen erfolgt jedoch eine Zuführung des zweiten Luftstroms in die Mischkammer von zwei einander gegenüberliegenden Kammerseiten aus. Hierbei erweist sich dann die im Anspruch 2 gekennzeich nete Ausführungsform als vorteilhaft. Danach erstrecken sich mindestens zwei Mischeinbauten in paarweiser Zuord nung von den gegenüberliegenden Kammerseiten aus in die Mischkammer. Sie enden im Abstand vor der Mittel längsebene der Mischkammer. Ihre offenen Stirnseiten lie gen einander frontal gegenüber. Zwei Mischeinbauten sind bei einer schmalen Mischkammer zweckmäßig. Bei breiteren Mischkammern sind dann auf jeder Seite der Mittel längsebene mehrere Mischeinbauten nebeneinander angeord net.However, in most operational use cases a supply of the second air stream into the mixing chamber from two opposite sides of the chamber. This then turns out to be characterized in claim 2 Nete embodiment as advantageous. After that stretch at least two mixed internals in pairs opening from the opposite sides of the chamber into the Mixing chamber. They end in front of the middle longitudinal plane of the mixing chamber. Your open faces were lying facing each other head-on. There are two mixed internals useful with a narrow mixing chamber. With wider ones Mixing chambers are then on each side of the media several mixed internals arranged alongside each other net.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 3 bis 7, wobei im Anspruch 8 eine besonders bevorzugte Ausführungsform gekennzeichnet ist.Further advantageous embodiments of the invention are The subject matter of claims 3 to 7, wherein in claim 8 characterized a particularly preferred embodiment is.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeich nungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu tert. Es zeigen:The invention is based on a in the drawing Solutions illustrated embodiment explained in more detail tert. Show it:

Fig. 1 im schematischen vertikalen Querschnitt ent lang der Linie I-I der Fig. 2 einen Hybrid kühlturm; Fig. 1 in schematic vertical cross section ent along the line II of Figure 2, a hybrid cooling tower.

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt durch die Dar stellung der Fig. 1 entlang der Linie II-II und Fig. 2 is a vertical cross section through the Dar position of FIG. 1 along the line II-II and

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch die Fig. 1 entlang der Linie III-III. Fig. 3 is an enlarged view of a section through FIG. 1 along the line III-III.

Mit 1 ist in den Fig. 1 bis 3 ein Hybridkühlturm be zeichnet, bei welchem heißes Wasser einerseits im direk ten Austausch und andererseits im indirekten Austausch mit Kühlluft KL gekühlt wird. Mehrere solcher Hybridkühl türme 1 können zu einer Hybridkühlanlage zusammengesetzt werden. 1 1, a hybrid cooling tower is shown in Figs. 3 to be distinguished, in which hot water on the one hand in direct exchange and th other hand, in the indirect exchange with cooled cooling air KL. Several such hybrid cooling towers 1 can be put together to form a hybrid cooling system.

Der im horizontalen Querschnitt rechteckig ausgebildete Hybridkühlturm 1 weist in einem unteren Höhenbereich in den Seitenwänden 2 mit Jalousien 3 bestückte Eintritts öffnungen 4 für die Kühlluft KL auf. Die Kühlluft KL wird von einem Ventilator 5 angesaugt, der im oberen Höhenbe reich des Hybridkühlturms 1 in einem Diffusor 6 angeord net ist (Fig. 1 bis 3).The hybrid cooling tower 1 , which is rectangular in horizontal cross section, has inlet openings 4 for the cooling air KL in the lower height area in the side walls 2 which are equipped with blinds 3 . The cooling air KL is sucked in by a fan 5 , which is rich in the upper Höhenbe of the hybrid cooling tower 1 in a diffuser 6 angeord ( Fig. 1 to 3).

Die über die Eintrittsöffnungen 4 in den Hybridkühlturm 1 tretende Kühlluft KL durchströmt Naßkühlelemente 7, die in einer horizontalen Ebene in den Hybridkühlturm 1 ein gegliedert sind. Im Bereich der Naßkühlelemente 7 nimmt die Kühlluft KL durch den direkten Kontakt mit dem zu kühlenden Wasser Feuchtigkeit auf, so daß aus den Naß kühlelementen 7 ein feuchter Luftstrom FL nach oben steigt (Fig. 1).The cooling air KL passing through the inlet openings 4 into the hybrid cooling tower 1 flows through wet cooling elements 7 , which are divided into a horizontal plane in the hybrid cooling tower 1 . In the area of the wet cooling elements 7 , the cooling air KL absorbs moisture through direct contact with the water to be cooled, so that a moist air flow FL rises from the wet cooling elements 7 ( FIG. 1).

In einem Höhenbereich oberhalb der Naßkühlelemente 7 sind in den Seitenwänden 2 des Hybridkühlturms 1 weitere Ein trittsöffnungen 8 für Kühlluft KL vorgesehen. Außenseitig der Eintrittsöffnungen 8 sind in vertikaler Ausrichtung Trockenkühlelemente 9 angeordnet. Die aus den Trocken kühlelementen 9 tretenden trockenen Luftströme TL werden durch Mischeinbauten 10 kanalisiert in den Zentralbereich einer oberhalb der Naßkühlelemente 7 befindlichen Misch kammer 11 geführt (Fig. 1).In a height range above the wet cooling elements 7 1 further openings 8 are provided for cooling air KL in the side walls 2 of the hybrid cooling tower. Dry cooling elements 9 are arranged on the outside of the inlet openings 8 in a vertical orientation. The dry air streams TL emerging from the dry cooling elements 9 are channeled through mixed internals 10 into the central region of a mixing chamber 11 located above the wet cooling elements 7 ( FIG. 1).

Wie bei gemeinsamer Betrachtung der Fig. 1 bis 3 zu erkennen ist, sind beiderseits der vertikalen Mittel längsebene MLE der Mischkammer 11 zwei Reihen von unmit telbar nebeneinander angeordneten Mischeinbauten 10 vor gesehen. Die Mischeinbauten 10 erstrecken sich von den einander gegenüberliegenden Eintrittsöffnungen 8 aus mit einer Länge L, die etwa 60% der Breite B der Mischkammer 11 zwischen der Mittellängsebene MLE und den Eintritts öffnungen 8 beträgt. As can be seen when viewing FIGS. 1 to 3 together, on both sides of the vertical center longitudinal plane MLE of the mixing chamber 11, two rows of mixing fittings 10 arranged directly next to one another are seen. The mixing baffles 10 extend from the opposite inlet openings 8 from having a length L, which is about 60% of the width B of the mixing chamber 11 between openings of the central longitudinal plane MLE and the inlet 8 is.

Jeder Mischeinbau 10 weist eine pyramidenstumpfförmige Konfiguration mit offenen Eintrittsseiten 12, mit in der Fläche geschlossenen trapezförmigen Seitenwänden 13, mit offenen rechteckförmigen Stirnseiten 14, offenen trapez förmigen Unterseiten 15 und quer geschlitzten trapezför migen Dachflächen 16 auf. Die in den Seitenwänden 3, den Unterseiten 15 und den Dachflächen 16 verlaufenden Ebenen der Mischeinbauten 10 schneiden sich in der vertikalen Mittellängsebene MLE der Mischkammer 11.Each mixed installation 10 has a truncated pyramidal configuration with open entry sides 12 , with trapezoidal side walls 13 closed in the surface, with open rectangular end faces 14 , open trapezoidal undersides 15 and transversely slotted trapezoidal roof surfaces 16 . The planes of the mixing internals 10 running in the side walls 3 , the undersides 15 and the roof surfaces 16 intersect in the vertical central longitudinal plane MLE of the mixing chamber 11 .

In jeder Dachfläche 16 sind drei rechteckige Querschlitze 17 vorgesehen, die sich über die gesamte Breite der Dach fläche 16 im Bereich des jeweiligen Querschlitzes 17 er strecken. Die Breite B1 der Querschlitze 17 beträgt 5% der Länge L der Mischeinbauten 10. Der Abstand A zwischen zwei Querschlitzen 17 beträgt 12% der Länge L der Mischeinbauten 10 (Fig. 3).In each roof surface 16 , three rectangular cross slots 17 are provided, which extend over the entire width of the roof surface 16 in the area of the respective cross slot 17 . The width B1 of the transverse slots 17 is 5% of the length L of the mixed internals 10 . The distance A between two transverse slots 17 is 12% of the length L of the mixed internals 10 ( FIG. 3).

Es ist insbesondere den Fig. 1 und 3 zu entnehmen, daß mit Hilfe der Mischeinbauten 10 die trockenen Luftströme TL aus den Trockenkühlelementen 9 kanalisiert dem verti kal aufsteigenden feuchten Luftstrom FL intensiv zuge mischt werden, so daß dann über den Diffusor 6 ein Trocken/Feuchtluftstrom TFL intensiver Durchmischung, das heißt ohne Schwadenbildung, in die Umgebung entweicht.It is particularly FIGS. 1 and 3 can be seen that by means of the mixing baffles 10, the dry air flows TL from the dry cooling elements 9 the verti cal rising damp air flow FL are mixed intensively supplied channeled so that then via the diffuser 6, a dry / wet air stream TFL intensive mixing, that is, without vapor formation, escapes into the environment.

Reference list

11

Hybridkühlturm
Hybrid cooling tower

22nd

Seitenwände v. Sidewalls v.

11

33rd

Jalousien
Blinds

44th

Eintrittsöffnungen f. KL
Inlet openings f. KL

55

Ventilator
fan

66

Diffusor
Diffuser

77

Naßkühlelemente
Wet cooling elements

88th

Eintrittsöffnungen f. KL
Inlet openings f. KL

99

Trockenkühlelemente
Dry cooling elements

1010th

Mischeinbauten
Mixed installations

1111

Mischkammer
Mixing chamber

1212th

Eintrittsseiten v. Entry pages v.

1010th

1313

Seitenwände v. Sidewalls v.

1010th

1414

Stirnseiten v. End faces v.

1010th

1515

Unterseiten v. Underside v.

1010th

1616

Dachflächen v. Roof areas v.

1010th

1717th

Querschlitze
A Abstand zw. Cross slots
A distance between

1717th

B Breite v. B width from

1111

zw. MLE u. between MLE and

88th

B1 Breite v. B1 width from

1717th

FL feuchter Luftstrom
KL Kühlluft
L Länge v. FL moist air flow
KL cooling air
L length from

1010th

MLE Mittellängsebene v. MLE median longitudinal plane v.

1111

TFL Trocken/Feuchtluftstrom
TL trockener Luftstrom
DFL dry / moist air flow
TL dry air flow

Claims

1. Hybrid cooling system, in a mixing chamber ( 11 ) at least one transversely projecting from one chamber side into a vertically rising first air stream (FL) and channeling a second air stream (TL) at its consistency and feeding the first air stream (FL) ( 10 ), characterized in that the mixed installation ( 10 ) in a truncated pyramid-shaped configuration has an open rectangular entry side ( 12 ), trapezoidal side walls ( 13 ) closed in the surface, an open rectangular end face ( 14 ), an open trapezoidal underside ( 15 ) and a cross-slotted trapezoidal roof surface ( 16 ).

2. Hybrid cooling system according to claim 1, characterized in that in a mixing chamber ( 11 ) in paired assignment at least two of each from opposite sides of the chamber in a vertically rising first air flow (FL) projecting transversely with a frontal distance and at least two second air flows ( TL) channeling other consistency and the first air flow (FL) supplying mixed internals ( 10 ) are provided.

3. Hybrid cooling system according to claim 2, characterized in that in the side walls ( 13 ), the undersides ( 15 ) and the roof surfaces ( 16 ) extending levels of the mixing internals ( 10 ) are in a vertical central longitudinal plane (MLE) of the mixing chamber ( 11 ) cut.

4. Hybrid cooling system according to claim 2 or 3, characterized in that the axial length (L) of the mixed internals ( 10 ) 50% to 70%, preferably 60%, of the half width (B) extending transversely to the central longitudinal plane (MLE) Mixing chamber ( 11 ).

5. Hybrid cooling system according to one of claims 1 to 4, characterized in that in each roof surface ( 16 ) two to six each over the entire width of the roof surface ( 16 ) he extending rectangular transverse slots ( 17 ), preferably three transverse slots ( 17 ) , are provided.

6. Hybrid cooling tower according to one of claims 1 to 5, characterized in that the width (B1) of the transverse slots ( 17 ) 3% to 7%, before 5%, the length (L) of a mixed installation ( 10 ) be.

7. Hybrid cooling tower according to one of claims 1 to 6, characterized in that the distance (A) between two transverse slots ( 17 ) is 8% to 15%, preferably 12%, of the length (L) of a mixed installation ( 10 ).

8. Hybrid cooling tower according to one of claims 1 to 7, characterized in that in a horizontal cross-sectionally gestal ted mixing chamber ( 11 ) between extending in a horizontal plane wet cooling elements ( 7 ) and a vertical distance above the wet cooling elements ( 7 ) located, in a diffuser ( 6 ) arranged fan ( 5 ) on each side of the vertical central longitudinal plane (MLE) of the mixing chamber ( 11 ) several mixing internals ( 10 ) are seen directly next to each other, which from the vertical dry cooling elements ( 9 ) on the edge of the Mix dry air flows (TL) emerging from the mixing chamber ( 11 ) with a moist air flow (FL) rising vertically from the wet cooling elements ( 7 ).