DE2109538A1 - Hochleistungs-Luftkondensationskühlturm mit natürlichem Zug - Google Patents

Description

DtPL.-ING. R. LEMCKE Ι^'^'Λ^ /

Patentanwalt (10638) He/Br

75 Karlsruhe/Baden

TRANSELEKTRQ Magyar Villamossagi Külkereskedelmi Vallalat, Budapest VI, Nepköztarsasag utja 64, Ungarn

Hochleistungs-Luftkondensat ionsküiilturm mit natürlichem Zug

Die Erfindung betrifft einen Hochleistungs-Luftkondensationskühlturm mit natürlichem Zug*

Wie bekannt (z. B. US-Patent Nr.2,356,404), werden Wärmekraftwerke von immer höherer Leistung gebaut, wodurch auch die Leistung der für die Wärmekraftwerke gebauten Luftkondensationskühlanlagen immer höher wird. Dabei werden Anlagen mit natürlichem Zug bevorzugt. Sie bestehen aus einem Turm von einer Höhe von etwa 100 m, an dessen unterem Rand Wärmetauscher zum Abkühlen von Kühlwasser angeordnet sind. Der Turm steht auf Füßen, deren

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Höhe etwa 5 bis 20 m der Höhe der Wärmetauscher entspricht, die ihrerseits ausserhalb der Turmfüsse entlang des unteren Turmumfanges liegen. Die Luft strömt ober die Wärmetauscher hindurch dem Turminneren zu, wo sie dann aufwarte strömend am oberen Rand des Turmes in die Umgebung entweicht.

Für geringere Leistungen von etwa 5 bis 100 MW können zylindrische Türme gebaut werden, was bautechnisch vorteilhaft ist. Aus noch darzulegenden Gründen kann diese Leistungsgrenze mit zylindrischen Türmen nicht überechritten werden. Pur höhere Leistungen sind Türme in der Form von Hyperboloiden vorgeschlagen worden. Einerseits ist diese Fora des Turmes bautechnisch vorteilhaft, anderseits löst sie das Problem eines zu gross ausfallenden Austrittsquerschnittes bei grossen Durchmessern, so dass 9ie höhere Leistungen von etwa 100 bis 300 MW zulässt. Die jüngste Entwicklung der E-nergieversorgung fordert jedoch noch höhere Leistungen. Dann aber treten die Baukosten von mehreren Türmen stark in Ersehe iiauig.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Schwierigkeit und die Ermöglichung, die Aufgabe der Kühlung selbst bei Krafteinheiten von einer Leistung in der Höhe von 500 bis 1000 MW mittels eines einzigen Turmes zu lösen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Grosse des LuftzuströraungsquerBchnittes am unteren Umfang des Turmes von Ausströmungsquerschnitt oben am Turm unabhängig ist. Dies gestattet, den Sunn in voneinander bautechnlsoh unabhängige zwei Abschnitte zu unterteilen. Der Turm selbst wird gemäss dem durch den Ausströmungsquerschnitt bestimmten Durchmesser gebaut, wobei zweckmässig eine JByllndrische Form oder ein Hyperboloid mit verhältnismäesig geringer Krümmung gewählt wird. An diesen Teil sohliesst sich unten ein kragenförraig ausgebildeter Dachaufbau an, dessen äusserer Durchmesser derart gewählt wird, dass bei einer gegebenen Bauhöhe der Wärmetauscher die erforderliche Luftsutrittsflfiche gewährleistet wird. Dieses

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Bauprinzip kann sowohl bei Eisenbeton- wie bei- Strahlkonstruktionstürmen zur Anwendung gelangen.

Demgemäss bezieht eich die Erfindung auf einen Hochleistungs-Luftkondensationskühlturni mit natürlichem Zug, bei welchem in an sich bekannter Weise ein TurmkÖrper mit Wärmetauschern derart zusammengebaut ist, dass eine Luftströmung über die Wärmetauscher zur Kitte des Turmkörpers entsteht, von wo die Luft aufwärts strömend in die Umgebung entweicht, wobei der Turnt aus einem oberen und einem unteren Turmabschnitt besteht. Die Erfindung selbst wird darin gesehen, dass an der Anschlussteile zwischen den beiden Abschnitten ein kragenformiger Dachaufbau angeschlossen ist, dessen Durchmesser mindestens um den dritten Teil grosser ist a3s der Durchmesser 'der Turmabschnitte, wobei die Wärmetauscher am äusseren Umfang des Dachaufbaues angebracht sind und der untere Tumiabschnitt die Zuströmung von Kühlluft von den Wärmetauschern zum Inneren des Turmes zulässt, während der obere Turmabschnitt luftdicht ausgebildet ist. Auch bei der Erfindung ist es zweckmässig den oberen Turmabschnitt zylindrisch oder hyperboloidförmig auszubilden. Der kragenförmige Dachaufbau kann an Pfeilern ruhen, die zwischen Turmkörper und Wärmetauschern angeordnet sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert, die zwei bekannte Kühltürme und zwei Aueführungsbeispiele des erfindungsgemässen Hochleietungs-Luftkondensationskühlturmes darstellen.

Fig. 1 und 2 zeigen dabei die bekannten Kühltürme sum Teil im Schnitt.

Mg. 3 bzw, 4 stellen Vorderansichten zum Teil im Schnitt der beiden Aueführungsbeispiele der Erfindung dar.

Wie aus Pig. ,1 und 2 der Zeichnung hervorgeht, bestehen die bekannten Luftkondeneationekühltürme in der Regel au3 einem luftdichten oberen Abschnitt vom Durohmes-

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eer D und einem Wärmetauscher enthaltenden unteren Abschnitt von der Höhe H. Fig. 1 stellt dabei einen Turm mit »ylindrisehen oberen Abschnitt dar, während Fig. 2 einen hyperboloidförmigen oberen Abschnitt zeigt* Die Luft strömt durch die Wärmetauscher hindurch in radialer Richtung einwärts zum Inneren des Turmes, wo sie dann aufwärts strömend am freien Rand des luftdichten oberen Abschnittes in die Umgebung entweicht.

Aus Fig. 1 geht unmittelbar hervor, dass der LuftzuBtrömungsquerschnitt I)JTR hei den Wärmetauschern am'unteren Umfang des Turmes etwa gleich dem Luftausströmungequerschnitt D^JT/4 am freien Rand des oberen Turmabschnittes sein soll, wenn bei Durchströmung über den Turm die Luft keine ttbermässigen Geschwindigkeitsveränderungen erleiden soll, was bekanntlich mit Strömungeverlusten verbunden wäre. Daraus folgt, dass bei einer Höhe von etwa 15 bis 20 m der Wärmetauscher, die aus wärme- und st runnings technischen Gründen, sowie mit Rücksicht auf Erzeugung und Einbau nicht beliebig geändert werden kann, die Gleichheit dee unteren Luftzuführungsquerschnittes und des oberen Luftausströraungequerschnittes prinzipiell nur bei einem einzigen'Durchmesser möglich ist, der durch die Gleichung

bestimmt ist, wo D den Turmdurchmeseer und H die Bauhöh* der Wärmetauscher bedeutet. Wäre der Durchmesser geringer, als durch diese Gleichung bestimmt, würde der Luftausetröraungsquerschnitt geringer sein ale der Luftzuetrömungequer-Bchnitt. Ist der Durchmesser grosser,·dann iet die Lage uegekehrt. In der Praxis bedeutet dieser Zueameenhang, das« der in Fig. 1 dargestellte zylindrische Kühlturm nur «wischen gewissen Leistungsgrenzen von etwa 50 bis 100 MW gebaut werden kann.

Bei höheren Leistungen wird in der Regel der hy-

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perboloid-förmige Kühlturm gemäss Pig. 2 gebaut, wie dies mit den Vorteilen dieser Bauart bereits erwähnt worden 1st. Hyperboloidförmige Kühltttrme können bis ζυ einer Leistung von 100 bie 300 MW gebaut werden, wie dies ebenfalls angedeutet worden ist. Wird aber die Leistung noch höher, dann müsste ein derart gekrümmtes Hyperboloid gewählt werden, da aus bautechnischen Gründen bereite nicht mehr ausführbar wäre.

Hier schafft die Erfindung die Möglichkeit der · Weiterentwicklung, die in der Anwendung des erwähnten kragenfömrigen Dachaufbaues und im Abschliessen desselben an den luftdichten Teil des Turmkörpers besteht.

Einzelheiten der Konstruktion können der Pig, 3 entnommen werden. Der Turm ist in einen oberen Turtnabschnitt 1 und in einen unteren Turmabschnitt unterhalb der Linie 2 unterteilt. Beim dargestellten Ausffthnmgsbei spiel ist der obere Turmabschnitt 1 zylindrisch ausgebildet und weist einen Durchmesser D* auf. An diesen zylindrischen und luft dichten Abschnitt 1 schliesst sich ein k'ragenfönnig ausgebildeter Dachaufbau 5 an, Oberhalb der Anschlusslinie 2 zwischen zylindrischem oberen Abschnitt 1 und kragenförmigern unterem Abschnitt oder Dachaufbau 5 ist der Turm luftdicht, während unterhalb der Anschlusslinie 2 der untere Turmabschnitt an Fttssen abgestützt ist, welche die Strömung der Luft in radialer Richtung einwärts zum Turminneren praktisch nicht verhindern. Der an den aus dem oberen Turmabschnitt und dem unteren Turmabschnitt bestehenden Turmkörper angeschlossene fcragenförraige Dachaufbau 5 erstreckt sich nach aussen und hat einen Durchmesser D₂, der um mehr ale den dritten Teil grosser ist als.der Turmkörperdurchmeestr, D₁. An diesem äusseren Durchmesser D₂ des kragenförmigen Dachaufbaues 5 sind die Wärmetauscher 6 der LuftkondensationokHlanlage angeordnet. Der Dachaufbau 5 ist beetlarat, zwischen Turmkörper und Wärmetauschern die Strömungsbahn der Luft von der Umgebung abauschlleosen. Er kann an

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den Wärmetauschern 6 abgestützt sein. Ers ist aber auch möglich, den kragenfönnigen Dachaufbau 5 an besonderen Pfeilern 7 ab zu 3 tilt s en, die zwischen unterem Turmabschnitt und Wärmetauschern β liegen, wie dies in Pig. 3 dargestellt ist. Als Werkstoff kommen Metalle, Eisenbeton, Kunststoff, deren Kombinationen o.dgl. in Betracht.

Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 unterschei det sich von jenem gemäss Fig. 3 dadurch, dass der obere Turmabschnitt hyperboloidförmig ausgebildet ist. Unterhalb der Anschlusslinie 2 den Dachaufbaues 5 steht der Tunnkörper auf Püsseft 4-, welche den unteren Turmabschnitt bilden.

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Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Hochleistunes-Luftkondensationskühlturm mit natfirlichem Zug, insbesondere · für Wärmekraftwerke, bei welchem in an sich bekannter V/eise ein Turmkörper mit Wärmetauschern derart zusammengebaut ist, dass eine Luftströmung über die Wärmetauscher zum Turminneren entsteht, von wo die Luft aufwärts strömend über den Turmkörper hindurch in die Umgebung entweicht, wobei der Turmkörper aus einem oberen Turmabschnitt (l) und einem unteren Turmabschnitt (7) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass an der Amschlusslinie (2) zwischen den beiden Abschnitten (1, 7) ein kragenförmiger Dachaufbau (5) angeschlossen ist, dessen Durchmesser (D«) mindestens um den dritten Teil grosser ist als &ΘΤ Durchmesser (D,) des Turmkörpers, wobei die Wärme— tauscher (6) am äusseren Umfang des Dachaufbaues (5) angebracht sind und der untere Turmabschnitt (7) die Zuetrömung von Kühlluft von den Wärmetauschern zum Turminneren zulässt, währen! der obere Turmabsetaitt (l) an seinem Umfang luftdicht ausgebildet ist.
2. 2. Hochleistungs-Luftkondensationsktthlturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dase der obere Turmabschnitt (l) zylindrisch (Fig.3.) oder hyperboloidförmig (Fig. 4) ist.
3. 3. Hochleistungs-LuftkondensatlonskOhlturm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kragenförmige Dachaufbau (5) an Pfeilern (7) ruht, die zwischen Turmkörper (1, 4) und Wärmetauschern (6) angeordnet sind.

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   BAD ORIGINAL

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