DE2104631C3 - Einrichtung zum Herunterkühlen groSer Volumina erwärmten Wassers, wie I nd ustrieab wassers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Herunterkühlen großer Volumina erwärmten Wassers, wie Industrieabwasseni, auf eine zur Rückführung oder zur Einleitung in ein offenes Gewässer geeignete Temperatur mit auf eine Wasseroberfläche schwimmend aufgesetzten, verankerten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen, die das unter der Wasseroberfläche abgesaugte Wasser in einem vorgegebenen Muster zur Verdampfungskühlung mit der umgebenden Atmosphäre versprühen. Eine solche Einrichtung ist aus der US-PS 33 20 160 bekannt geworden. Sie bezweckt die sogenannte thermische Verschmutzung offener Gewässer, in die solche Industrieabwässer eingeleitet werden

müssen, weitgehendst zu vermeiden.

Die bekannte Einrichtung arbeitet insofe^ nicht voll

befriedigend, als ihre Auslegung mathematisch nur

schwer zu erfassen ist und sie deshalb eher zu großzügig geplant werden muß, um dem Bedarf gerecht zu werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Einrichtung so zu verbestern, daß es dem Ingenieur bei verlangtem Ausmaß der Temperaturabsenkung möglich ist, die erfor-

derliche Anzahl von Pump- und Sprühvorrichtungen in einfacher Weise zu errechnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen in einem langgestreckten Kanal in Strömungsrich-

tung aufeinanderfolgend unter Aufrechterhaltung der Parallelströmung des im Kanal strömenden Wassers verankert sind.

Eine solche Einrichtung ist in höchstem Maße anpassungsfähig, kann mit mäßigen Kosten errichtet werden

ϊο und erfordert nur einen geringen Unterhaltungsaufwand. Beispielsweise kann sie sofort in bereits vorhandenen Ablaufkanälen von Zwangsdurchlauf-Heißwasseranlagen Verwendung finden, wobei die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen ohne Veränderung

des Kanals installiert werden können. Die Installation erfolgt einfach dadurch, daß diese kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen schwimmend zwischen dem stromaufwärts gelegenen Auslaß aus der Industrieanlage und der stromabwärts gelegenen Abgabestelle in

den See, Fluß od. dgl. in der angegebenen Weise verankert werden.

Die Einrichtung ist auch für einen geschlossenen Kreislauf geeignet, bei dem das Wasser aus der Einrichtung in einen schlaufenförmigen Kanal abgelassen wird.

Auf Grund der schrittweisen Kühlung durch die schwimmenden kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen, die in der Kanalschlaufe angeordnet sind, kann gekühltes Wasser kontinuierlich aus dem Rückführungsende der Schlaufe zur erneuten Verwendung in die Anlage zurückgefördert werden.

Die Einrichtung nach der Erfindung wird einem extrem weiten Bereich von Anforderungen gerecht, die bei der Kühlung von Industrieabwasser auftreten. So können Wasserdurchflußmengen bis 3,8 Mill. Liter pro Minute und mehr behandelt werden, um eine Verminderung der Wassertemperatur von 11 bis 14° C und zwar bei einer so geringen Annäherung an die umgebende Feuchttemperatur wie etwa von 5 bis 6° C zu erreichen. Der erwünschte Kühleffekt wird durch einen direkten Kontakt zwischen Luft und Wasser erzielt, bei dem ein Massen- und Wärmeübergang von Wasser auf die Luft erfolgt. Die Sprühköpfe erzeugen eine thermisch wirksame, gleichmäßige Wasserversprühung, die zur Verdunstung eines geringen Anteils des zirkulierenden Wassers bei beträchtlicher Wärmeübertragung führt.

Die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen, die im Abstand zueinander in Strömungsrichtung angeordnet sind, lassen eine progressive Wärmeabgabe

stattfinden, bis die Temperatur des umgewälzten Wassers auf den erwünschten Wert reduziert ist.

Vorzugsweise besteht jede kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung aus einem Pumpenkopf und mehreren Sprühköpfen. Der Pumpenkopf und die Sprühköpfe sind dabei in weiterer Ausbildung der Erfindung zweckmäßig in Reihe angeordnet.

In weiterer Ausbildung der Erfindung können die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen parallel

oder quer zur Strömungsrichtung des Wassers zu wenigstens zweien nebeneinander angeordnet sein.

Die Anzahl der im Betrieb befindlichen Pump- und Sprühvorrichtungen läßt sich wahlweise in Abhängigkeit von der Umgebungstemperati r und der Luftfeuch- S tigkeit verändern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht jede kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung aut einem zentrischen Pumpenkopf und mehreren Sprühköpfen.

Die Sprühköpfe liefern dabei zweckmäßig in der Nähe des Pumpenkopfes den Pumpenkopf überlappende Sprühmuster.

Vorteilhaft ist jeder Pumpenkopf mit den ihm zugeordneten Sprühköpfen über starre Verrohrungen verbunden.

Die Zeichungen zeigen in

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung gemäß der Erfindung, die in einun Wasserkanal angeordnet ist,

F i g. 2 eine Seitenansicht einer in dem Kanal eingebauten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung,

F i g. 3 eine graphische Darstellung des mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielbaren Wärmeprofils,

F i g.4 einen schematischen Grundriß einer Einrichtung nach der Erfindung, wobei die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen unter Einhaltung einet Querabstandes Gruppen bilden und diese Gruppen aufeinanderfolgend entlang des Kanals angeordnet sind; gleichzeitig ist ein Rückführkanal bzw. ein Einiaßkanal für Frischwasser vorgesehen,

F i g. 5 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Anordnung einer Gruppe von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen,

F i g. 6 eine schematische Ansicht einer abgewandelten, gegebenenfalls nicht ganz so vorteilhaften Anordnung einer Gruppe von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen,

F i g. 7 einen Querschnitt durch einen Kanal quer eingesetzter kombinierter Pump- und Sprühvorrichtungen,

F i g. 8 eine schematische Ansicht einer Anordnung von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen in einem Kanal unterschiedlicher Breite, und in

F i g. 9 eine schematische Ansicht e^:ner X-förmigen kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung in einem Kanal.

F i g. 1 zeigt einen Wasserkanal Q in dem ein Wasserstrom S entsprechend den nach rechts weisenden Pfeilen von links nach rechts fließt. Das nicht gezeigte stromaufwärts gelegte Ende des Wasserkanals nimmt erwärmtes Wasser von einer Industrieanlage auf, beispielsweise von einer Energieerzeugungsanlage, während das nicht gezeigte stromabwärts gelegene Ende des Wasserkanals in ein benachbartes Gewässer, wie etwa einen See, einen Fluß, eine Bucht od. dgl. mündet. An Stelle dessen kann eine als geschlossene Schlaufe ausgebildete Anordnung verwendet werden, wobei der Wasserkanal in die Industrieanlage zurückführt.

Die Zeichnung zeigt kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen M während ihrer Montage. Stromaufwärts erkennt man zwei kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen M, die bereits im Strom schwimmen und fest verankert sind und zwar mittels geeigneter Befestigungsleinen L die an Ankern A sitzen. Der Vordergrund der Darstellung zeigt einen Kran K mit einem Ausleger B, an dem ein Kranseil H angeordnet ist. Das Kranseil H trägt ein Traggestell R, mit dem cerade eine kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung M in ihre Einsatzstelle im Strom abgesenkt wird. Für Fließbandmontage kann die kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung an einem zentralen Platz am Kanalufer zusammengesetzt, dann zu Wasser gelassen und für ihre ortsfeste Verankerung stromaufwärts oder stromabwärts geflößt werden.

F i g. 1 zeigt eine symmetrische kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung M, die aus sinem zentralen mittleren Pumpenschwimmer 10, stromaufwärts gelegenen Sprüherschwimmern 11 und 12 sowie stromabwärts gelegenen Sprüherschwimmern 13 und 14 besteht Der Pumpenkopf trägt insgesamt das Bezugszeichen 15, während der Sprühkopf mit dem Bezugszeichen 16 versehen ist Haupt- und Abzweigleitungen, die den Pumpenkopf mit den Sprühköpfen verbinden, sind insgesamt mit der Bezugsziffer 17 bezeichnet Bei gleichem Abstand zwischen den Sprühköpfen entsteht eine größere freie Rohrleitungslänge zwischen den von den Pumpenköpfen entfernten Sprühköpfen, d. h. zwischen den Sprüherschwimmern U und 12 bzw. 13 und 14. Gemäß der Zeichnung können zusätzliche Tragschwimmer 18 vorgesehen werden, die mittels geeigneter Kabel an den Rohrleitungsabschnitten zwischen den Schwimmern befestigt sind.

F i g. 2 zeigt eine mehr ins einzelne gehende Darstellung der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung M nach F i g. 1. Der Pumpenkopf 15 fördert in einen vertikalen Leitungsabschnitt 19, welcher einen T-Anschiuß 20 trägt. Druckwasser fließt stromaufwärts und stromabwärts durch horizontale Leitungsabschnitte 22 und wird mittels T-Anschlüssen 24 auf vertikale Leitungsabschnitte 25 verteilt die zu den jeweils auf den Sprüherschwimmern 11 und 13 angeordneten Sprühköpfen 16 führen. Um einen gleichförmigen Druck an den Sprühköpfen aufrecht zu erhalten, wird das Wasser stromaufwärts und stromabwärts der Sprüherschwimmer 12 und 14 durch Reduzieranschlüsse 26 und daran befestigte Leitungsabschnitte 27 und 28 gefördert, die einen geringeren Durchmesser als die Leitungsabschnitte 22 aufweisen. Endstücke 29 stellen die Verbindung zu vertikalen Leitungsabschnitten 30 her und versorgen jeweils den Sprühkopf 16 des Sprüherschwimmers 12 und den Sprühkopf 16 des Sprüherschwimmers 14 mit Druckwasser. Sofern erforderlich, können die Leitungsabschnitte 30 einen geringeren Durchmesser aufweisen als die Leitungsabschnitte 25, um einen gleichförmigen Druck in den Sprühköpfen zu erzeugen. Die zwischenliegend angeordneten Tragschwimmer 18 sind über Seile 30a mit Befestigungsschlaufen oder Befestigungsringen 31 verbunden.

Nach F i g. 2 fließt der Strom 5 ebenso wie nach F i g. 1 von links nach rechts, wobei der Boden bzw. die untere Fläche als Erstboden das Bezugszeichen G trägt. Die Unregelmäßigkeit der Bodenfläche bietet keinerlei Problem, da die Leitungen 17 von den Schwimmern getragen werden und dementsprechend den Boden nicht berühren können. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel kann die Strömung eine Tiefe von mindestens 210 cm aufweisen, wobei der Abstand zwischen der Schwimmebene oder Wasseroberfläche und der Unterkante der Leitungen 17 etwa 180 cm betragen würde.

Es ist vorteilhaft, Sprühköpfe zu verwenden, die ein vorbestimmtes Sprühmuster erzeugen. Beispielsweise ist die Anwendung von Sprühmustern möglich, die im Querschnitt fächerförmig ausgebildet sind. In F i g. 2 ist in unterbrochenen Linien die angenäherte äußere Form von Sprühstrahlen 32 angedeutet, welche von den

Sprühköpfen 16 erzeugt werden. Die Sprühstrahlen sind dabei in allen Querschnitten symmetrisch. Es sei darauf hingewiesen, daß sich diese Formationen bei Windstille bilden, da Luftbewegungen die Sprühmuster mehr oder weniger verformen und zwar in Abhängigkeit von der Windrichtung und der Windgeschwindigkeit.

Verwendet man im wesentlichen identische Sprühköpfe und führt man das Wasser diesen Sprühköpfen mit annähernd gleichen Drücken und Durchflußmengen zu, so kann von Sprühkopf zu Sprühkopf entlang der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung das gleiche Sprühmuster erzeugt werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen sollte die von den Sprühköpfen ohne den Einfluß von Luftbewegungen erzeugten Sprühmuster hinsichtlich ihrer Durchmesser (bzw. Querschnitte). Höhen- und Sprühvolumina annähernd gleich sein.

Gemäß Fig.2 können die Sprühstrahlen 32 aus Platzersparnisgründen so angeordnet sein, daß sie sich zwar berühren, jedoch im wesentlichen nicht überlappen. Eine Überlappung der Sprühmuster kann zu einer Verminderung in der Wirksamkeit der Verdunstungskühlung führen. Allerdings sind geringfügige Überlappungen und Sprühstrahltriften unvermeidbar und müssen zumindestens unter ungünstigen Windbedingungen hingenommen werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Sprühköpfe im Abstand von 9 bis 15 m voneinander, wobei ein typischer Abstand 12 m beträgt. Dementsprechend weisen die Sprühmuster einen Durchmesser auf, der etwa dem Abstand zwischen den Mittellinien benachbarter Sprühköpfe entspricht, beispielsweise einem Abstand von 12 m. Unter Verwendung dieses Abstandes würde die Gesamtlänge der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung nach F i g. 2 36 m betragen, wobei die Sprühköpfe einen Abstand von 12 m aufweisen wurden, während der Durchmesser der Sprühmuster an der Basis etwa 12 m betrüge. Da die Leitungen 17 vorzugsweise aus steifem Material, beispielsweise aus gußeisernen Rohren und Rohranschlüssen bestehen, dienen sie dazu, den erwünschten Abstand zwischen den Sprühköpfen aufrecht zu erhalten. Es können auch flexible Leitungen und Anschlüsse verwendet werden. Jedoch ist eine Verwendung von steifen Leitungen und steifen Anschlüssen an die Schwimmer vorzuziehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Einbaues der Einrichtung nach der Erfindung werden die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M in etwa auf die Strömungsrichtung ausgerichtet, d. h. sie werden in Strömungsrichtung und nicht quer zur Strömungsrichtung angeordnet Dies ist der Fall bei den Darstellungen nach den F i g. 1 und 2, in denen die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M mit der Strömungsrichtung fluchten und aufeinanderfolgend entlang des Wasserkanals C angeordnet sind. Wenn der Kanal C wie es bei den gezeigten Ausführungsbeispielen der Fall ist in seiner Größe an eine einzige Reihe von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M angepaßt ist so ordnet man die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M vorzugsweise etwa in der Mitte der Strömung an. Beim Ausführungsbeispiel und in den Fällen, in denen die Sprühmuster einen maximalen Durchmesser von etwa 12m aufweisen, ordnet man die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M gemäß F i g. 1 in Wasseriäufen von 150 bis 210 cm Breite an. Im Zusammenhang mit breiteren Wasseriäufen können gemäß F i g. 4 Gruppen von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M verwendet werden.

F i g. 4 zeigt eine mit dem Bezugszeichen P versehe-S ne Industrieanlage od. dgl., die die Wärmequelle darstellt, wobei die Strömung 5des heißen Wassers in den Wasserkanal C abgegeben wird und zwar in der Richtung des Pfeiles. Das Ausführungsbeispiel kann sowohl einen schlaufenförmigen Kanal als auch einen Kanal

ίο mit Zwangsdurchlauf darstellen. Der mit dem Bezugszeichen R versehenen Kanalabschnitt bildet dabei entweder das Rückf iihrende des schlaufenförmigen Kanals oder einen aas einem natürlichen Gewässer kommenden Wassereinlaßkanal. Bei einer schlaufenförmigen Anordnung wird das gekühlte Wasser zur erneuten Verwendung in die Industrieanlage P zurückgefördert. Nach Wunsch kann ein Speicherreservoir oder ein Speicherteich zwischen dem Wasserkanal und dem Rückführungskanal R vorgesehen werden. Die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M gemäß F i g. 4 entsprechen im wesentlichen ihrer Konstruktion nach den oben an Hand der F i g. 1 und 2 beschriebenen kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M. Sie bestehen aus dem Zentralpumpenschwimmer 10 mit dem Pumpenkopf 15, den Sprüherschwimmern 11 bis 14 und den Sprühköpfen 16. Außerdem sind Tragschwimmer 18 vorgesehen. Die Muster der Sprühstrahlen 32 sind ebenfalls in unterbrochenen Linien angedeutet.

Die Verankerungsleinen 70. 71 und 72 können aus Stahlkabeln bestehen, die sich von in das Ufer eingelassenen Ankern zu den Verankerungsbefestigungen jeweils der Pumpen- oder Sprühköpfe erstrecken. Die Anker können aus an Ort und Stelle vergossenen Posten bestehen, in welchen Stäbe eingebettet sind, die in Befestigungsaugen gemäß F i g. 1 auslaufen. Werden zwei oder mehr lcombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen M zu eim»r quer liegenden Gruppe zusammengefaßt, so können sich Verbindungskabel zwischen benachbarten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen erstrecken wie es aus F i g. 4 hervorgeht.

Gemäß F i g. 4 sind die kombinierten Pump- und Sprüh vorrichtungen M in aufeinanderfolgenden Gruppen angeordnet, wobei jede Gruppe aus zwei im wc·

sentlichen nebeneinanderliegenden, in Querrichtung einen Abstand voneinander aufweisenden kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M besteht. Vorzugsweise sind, wie man aus der Zeichnung erkennt, die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen annä-

hemd auf die Strömungsrichtung ausgerichtet Bei dieser Anordnung saugen sämtliche Pumpenköpfe 15 einer vorgegebenen Gruppe Wasser von annähernd der gleichen Temperatur an und auch sämtliche Sprüh- köpfe 16 versprühen Wasser von etwa der gleichen

Temperatur. Es :<ei darauf hingewiesen, daß ein maximaler Kühlbereich erzielt wird, wenn die Sprühköpfe bei der höchstmöglichen Wassertemperatur betrieben werden. Unter Verwendung von Gruppen (gemäß F i g. 4 sind es drei Gruppen), die aus Paaren von kom-

biniertem Pump- und Sprühvorrichtungen M bestehen, kann eine Strömungsbreite von 24 bis 30 m überdeckt werden. Da die Pumpenköpfe quer zur Strömungsrichtung hn Abstand zueinander liegen, wird die gesamte Strömungsbreite erfaßt und die Ausbildung einzelner

Kanäle auf ein Minimum zurückgeführt. Es sei darauf hingewiesen, dad bei den meisten Installationen eine erheblich größen; Anzahl von Gruppen oder aufeinanderfolgenden einzelnen kombinierten Pump- und

Sprühvorrichtungen M verwendet wird, als es in den F i g. 1 und 4 gezeigt ist. Beispielsweise kann es zur Erzielung der erwünschten Abkühlung erforderlich sein, eine langgestreckte Reihe von zehn bis zweihundert aufeinanderfolgenden einzelnen kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen bzw. Gruppen von solchen zu verwenden.

F i g. 3 zeigt ein typisches Thermoprofil. Die Angabe ist qualitativer Art und repräsentiert die Erfordernisse einer bestimmten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung M Diese hängen von Auslegungskalkulationen ab, in welche die Wasserdurchflußmengen und Wassertemperaturen sowie die erwünschte Temperaturverminderung bei bestimmten oder vorgegebenen Umgebungsbedingungen eingehen. Letztere werden bestimmt von der Feuchttemperatur, der mittleren Windgeschwindigkeit und dem mittleren bariometrisehen Druck. Im wesentlichen ergibt jedoch das Thermoprofil nach F i g. 3 ein gutes Bild. Bei dieser Darstellung kann Wasser, das mit einer Temperatur von etwa 37°C abgegeben wird, fortschreitend abgekühlt werden und zwar unter Verwendung einer Anzahl von 1 bis 20 kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M entsprechend der im Zusammenhang mit den F i g. 1 und 2 beschriebenen Ausbildung. Die Grenze wird von der Feuchttemperatur der umgebenden Luft festgelegt. Einer der Vorteile der aus kombinierten Pump- und Sprühvcrichtungen M bestehenden Einrichtung nach der Erfindung unter Verwendung genormter Einheiten in genormten Folgen und Mustern liegt darin, daß sich die Auslegungskalkulationen in starkem Maße vereinfachen. Sie können von einem für allgemeine Zwecke vorgesehenen, programmierten Digitalrechner durchgeführt werden. Es ist daher möglich, mit beachtlicher Genauigkeit vorauszusagen, welche Kühlwirkung man bei vorgegebenen Bedingungen und Installationen erzielen kann. Ein Blick auf F i g. 3 läßt die Bedeutung dieser Tatsache ermessen. Beispielsweise führt eine Verwendung von fünf kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen zu einer Temperatursenkung des Wassers von 37^CC auf 32°C, während erheblich mehr kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen erforderlich wären, um die Wassertemperatur um weitere 5 bis 6°C zu senken. Es sei darauf hingewiesen, daß zu einer späteren Zeit zusätzliche kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen an eine bestehende Einrichtung angefügt werden können, wenn die Kühlanforderungen wachsen oder wenn es erwünscht ist, die Temperatur weiter zu reduzieren. Der Punkt, bei dem zusätzliche Anlagekosten zur reinen Kapitalsanlage, bezogen auf eine Erhöhung des Kühleffektes, werden, läßt sich mit der Einrichtung nach der Erfindung ohne weiteres ermitteln.

Wie oben bereits erwähnt sind die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen vorzugsweise so ausgebildet, daß sie die direkte Rezirkulation des versprühten Wassers vermindern. Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 1 und 2 wird dies dadurch erzielt daß die Pumpeneinlässe unterhalb der fiberstehenden Teile des Pumpenschwimmers angeordnet sind

Die F ι g. 5 und 6 zeigen prinzipielle Möglichkeiten für das Zusammenfassen von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen in Gruppen. Die Strömungsrichtung wird bei diesen Figuren durch Pfeile angezeigt Nach F i g. 5 liegen vier kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen Af 1, M 2 and M 4 derart nebeneinander, daß in Querrichtung Abstände gebildet werden, wobei die Pumpenköpfe 15 und die Sprühköpfe 16 innerhalb jeder kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung mit der Strömungsrichtung fluchten. Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 sind die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen AfI, M 2, M 3 und M4 quer liegend oder senkrecht zur Strömungsrichtung ausgerichtet. Man sieht, daß der Abstand zwischen den Pumpenköpfen der Gruppe im wesentlichen Her gleiche sein und beispielsweise 12 m betragen kann. Bei der Gruppenanordnung nach F i g. 6 ergeben sich jedoch bestimmte Nachteile. Die Pumpenköpfe 15 saugen nämlieh nicht Wasser von gleicher Temperatur an, wie es bei der Ausführungsform nach F i g. 5 der Fall ist, sondern nehmen viel mehr Wasser mit fortschreitend niedriger Temperatur auf. Dementsprechend versprüht die kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung M4 bei der Ausführungsform nach Fig.6 Wasser mit niedrigerer Temperatur als die kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung M1. Die Sprühstrahlen der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung M 4 führen dann zu einer weniger wirkungsvollen Verdampfungskühlung. Ein weniger auffälliges Ergebnis ist darin zu sehen, daß die Gruppenanordnung nach F i g. 5 dazu neigt, gegenüber der Anordnung nach F i g. 6 die Wind- und Feuchtigkeitsauswirkungen zu vermindern. Wie oben bereits erwähnt, hat die Anordnung der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen mit Querabstand, wie sie auch bei der Gruppierung nach F i g. 5 gezeigt ist, den Vorteil, daß sie im Vergleich zu einer Gruppenanordnung nach F i g. 6 die Tendenz zur Kanal- oder Rinnenbildung vermindert. Da sämtliche Pumpenköpfe nach F i g. 6 entlang der Mittellinie der Strömung angeordnet sind, neigt das in den äußeren Abschnitten der Strömung, d. h. zu jeder Seite der Pumpenköpfe fließende Wasser dazu, die Pumpenköpfe unter Rinnenbildung zu umgehen. Dies führt dazu, daß eine größere Kanallänge und eine höhere Anzahl von aufeinanderfolgenden Gruppen erforderlich sind, um die gleiche Temperaturverminderung zu erzielen. Demgegenüber saugen die Pumpenköpfe bei der Anordnung nach l· 1 g. 5 über der vollen Breite der Strömung Wasser aus der Unterschicht an. versprühen das Wasser bei der verfügbaren Maximaltemperatur und lassen damit die höchstmögliche Wirksamkeit der Verdunstungskühlung zu.

Unabhängig von diesen Tatsachen, die gegen eine Querausrichtung der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen sprechen, sind ohne weiteres Fälle möglich, die derartige Anordnungen wünschenswert machen. Eine Anwendung einer Querausrichtung geht aus F i g. 7 hervor. Dementsprechend ist der Wasserkanal C mit geneigten Seiten 100 und einem vertieften Mit-

so telabschnitt 101 versehen. Wenn die Seiten des Kanals nach innen geneigt liegen und die Mitte den tiefsten Abschnitt darstellt besteht eine geringere Neigung zui Rinnenbildung und dem Pumpenkopf steht außerdem eine größere Tiefe zur Verfügung, wenn sämtliche

SS Pumpenköpfe entlang der Mitte des Kanals angeordnet sind. Der Einfachheit halber sind entsprechende Teile der Anordnung nach F i g. 7 mit den Bezugszeichen dei Fig.2 versehen, wobei jedoch zusätzlich ein Stricl verwendet wird. Aus F i g. 7 ergibt sich, daß die Leitun gen 17' unter Verwendung einer Anzahl von Eckstük ken horizontale Strömungswege bilden, welche in Rieh tung auf die Kanalseiten schrittweise auf höheren Ebe nen liegen. Dies bietet den Sprüherschwimmern 11' bi: 14' die Möglichkeit die Leitungen 17 ohne zusätzlichi Schwimmer zu tragen. Alternativ dazu besteht jedocl auch die Möglichkeit einen Teil des Leitungssystem auf den Boden oder auf den geneigten Seiten des Ka nals abzustützen.

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Ein weiterer Vorteil der in Strömungsrichtung fluchtenden Anordnung der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen ergibt sich aus F i g. 8. Wenn sich Sprühvorrichtungen ergibt sich aus F i g. 8Wenn sich nämlich die Breite des Wasserkanals C verändert oder wenn sich der Kanal in einen verbreiterten Abschnitt öffnet, wie es bei 200 in F i g. 8 gezeigt ist, kann die Anzahl der in Querrichtung verwendeten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen ohne weiteres erhöht werden und es besteht außerdem die Möglichkeit, die Anordnung der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen relativ zu benachbarten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen zu staffeln, um eine im wesentlichen vollständige Gruppe im gleichen Abstand zueinander liegender kombinierter Pump- und Sprühvorrichtungen quer zur Strömung zu bilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellen die kleinen Kreise Sprühköpfe dar, während die großen Kreise Pumpköpfe bedeuten würden. Es handelt sich dabei um kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen gemäß F i g. 2 mit einem zentralen Pumpenkopf und zwei stromaufwärts gelegenen sowie zwei stromabwärts gelegenen Sprühköpfen. Beim Eintritt in den Teich oder in die Strömungserweiterung 200 werden in Querrichtung fünf kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen zu einer Gruppe zusammengefaßt. Beginnend auf der Querlinie der Pumpenköpfe in der ersten Gruppe der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen werden zwei weitere kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen mit Querrichtung hinzugefügt und zwar derart, daß deren erste Sprühköpfe auf der Höhe der Pumpenköpfe liegen. Ein Stück weiter stromabwärts werden neben den Pumpenköpfen der zugeführten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen zwei weitere zusätzliche kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen angeordnet, so daß quer zur Strömungsrichtung insgesamt nei>n kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen liegen. Wie sich aus der Zeichnung ergibt, sind diese Abwandlungen in einer Art und Weise möglich, bei der der gleichförmige Abstand zwischen den Sprühköpfen aufrecht

ίο erhalten wird. Main kann also das wirkungsvollste Sprühmuster aufrecht erhalten und es besteht gleichzeitig die Möglichkeit, eine genügende Anzahl von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen zu verwenden, um Wasser über der vollen Breite der Strömung anzusaugen und auf diese Weise Rinnenbildungen zu verhindern.

F i g. 9 zeigt eine X-förmige kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung M 5 mit einem zentralen Pumpenkopf 15 und vier außen liegenden Sprühköpfen 16. Bei einer typischen Ai'sführungsform liegen die Sprühköpfe 16 an den Ecken eines Quadrats, dessen Abmessungen mit »x« wiedergegeben sind. Damit entsteht eine symmetrische Baueinheit, die den Vorteil mit sich bringt, daß die Kosten für die Verbindungsleitungen gesenkt werden und daß auf Tragschwimmer verzichtet werden kann. Jedoch besteht die Möglichkeit, daß die X-förmigen kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen bei der Verwendung von Strömungen mit wechselnden Breiten und bei einer Anordnung in quer liegenden Gruppen weniger flexibel sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Herunterkühlen großer Volumina erwärmten Wassers, wie Industrieabwassers, «uf eine zur Rückführung oder zur Einleitung in ein offenes Gewässer geeignete Temperatur mit auf eine Wasseroberfläche schwimmend aufgesetzten, verankerten, kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen, die das unter der Wasseroberfläche abgesaugte Wasser in einem vorgegebenen Muster zur Verdampfungskühlung mit der umgebenden Atmosphäre versprühen, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen (M) in einem langgestreckten Kanal <Q in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend unter Aufrechterhaltung der Parallelströmung des fm Kanal ^strömenden Wassers verankert sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung (M) aus einem Pumpenkopf (15) und mehreren Sprühköpfen (16) besteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkopf (15) und die Sprühköpfe (t6) in Reihe angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen (M) parallel oder quer zur Strömungsrichtung des Wassers zu wenigstens zweien nebeneinander angeordnet sind (F i g. 4,5,6 und 8).

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der im Betrieb befindlichen kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen (M) wahlweise in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit veränderbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1,2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung (M) aus einem zentrischen Pumpenkopf (15) und mehreren Sprühköpfen (16) besteht (F i g. 9)

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühköpfe (16) in der Nähe des Pumpenkopfes (15) den Pumpenkopf (115) überlappende Sprühmuster liefern.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pumpenkopf (15) mit den ihm zugeordneten Sprühköpfen (16) über starre Verrohrungen (19,20,22, 24, 25,26,27,28,29 und 30) verbunden sind (F i g. 2).