DE2264250B1

DE2264250B1 - Verfahren zum betreiben eines kuehlturmes und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2264250B1
Application number: DE19722264250
Authority: DE
Inventors: Ludolf Dipl Ing 7500 Karlsruhe Ritz
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1972-12-30
Filing date: 1972-12-30
Publication date: 1973-12-20
Also published as: FR2212522A1; JPS4997346A; DE2264250C2; DE2264250A1; FR2212522B1

Description

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gen Widerstand pro Längeneinheit entgegensetzen, schlossen sind, so daß durch diese Einbauelemente

d. h. glatte Oberflächen und relativ große Durch- der Luftstrom hindurchdringen kann. Die Schieber 6

messer aufweisen. sind Bestandteil eines Regel- und Steuerkreises, der

Auf diese Weise wird ein verhältnismäßig großer neben einem Umschaltprogramm Temperaturfühler Höhenbereich des Kühlturms für den Wärmetausch 5 umfaßt, die die Austrittstemperaturen der Flüssigausgenutzt, was wiederum zur gewünschten Reduzie- keitsteilströme 7 unterhalb der Einbauelemente 1 rung des Kühlturmquerschnitts beiträgt. überwachen. Sobald die Temperatur eines Teil-

Der untere Teil des Kühlturms ist vorteilhafter- Stroms 7 eine vorgegebene Temperatur erreicht oder

weise als Kühlwasser-Speicherbecken ausgebildet, das überschritten hat, wird der betreffende Schieber 6 der

über eine oder mehrere Druckleitungen mit einem io zugehörigen Druckleitung geschlossen und ein an-

Verteilersystem für das periodische Beaufschlagen derer Schieber geöffnet,

der Einbauelemente verbunden ist. In der F i g. 2 a besteht das Einbauelement aus

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einer Vielzahl senkrecht angeordneter Stäbe 20, die

Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher in vorgegebenem Abstand voneinander gehalten sind,

erläutert. 15 Ihre oberen Enden bilden eine trichterförmige Mulde,

F i g. 1 zeigt einen Kühlturm in perspektivischer in die ein Sprühkopf 21 hineinragt, der seinerseits an

Ansicht, teilweise aufgerissen; eine der Druckleitungen des Speicherbeckens (F i g. 1)

Fig. 2a, 2b und 2c zeigen verschiedene Kon- angeschlossen ist. Der Flüssigkeitsteilstrom tritt in

struktionen der Einbauelemente. mehreren Ebenen aus dem Sprühkopf aus, so daß

Der Luftstrom (Pfeile A) tritt seitlich unterhalb 20 keine Luft im Gegenstrom durch das Element drin-

der Einbauelemente 1 durch entsprechende öffnun- gen kann und eine gleichmäßige Beaufschlagung aller

gen in den Kühlturm ein und durchströmt von unten Stäbe erzielt wird.

nach oben diejenigen Einbauelemente, die nicht vom In der Fig. 2b sind die Stäbe durch Bleche 22, 23

Flüssigkeitsstrom beaufschlagt sind. Der untere Teil ersetzt, die konzentrisch und in vorgegebenem gegen-

des Kühlturms ist als Speicherbecken 2 ausgebildet, 35 seitigem Abstand um die Druckleitung 5 angeordnet

an das eine Zuleitung 3 und eine Ableitung 4 ange- sind. Die Bleche haben eine zylindrische Form und

schlossen sind, die zu einem Turbinenkondensator sind abwechselnd glatt und gewellt ausgebildet. Am

oder einem Wärmetauscher (nicht dargestellt) führen. oberen Ende bilden sie ähnlich wie die Stäbe der

An die Zuleitung 3 oder auch unmittelbar an das F i g. 2 a eine trichterförmige Mulde, in die das obere

Speicherbecken sind eine Vielzahl von gleichmäßig 30 Ende der Druckleitung in Form eines Sprühkopfes

über den Kühlturmquerschnitt verteilte Druckleitun- 24 hineinragt.

gen 5 angeschlossen, die als Steigleitungen für die An Stelle von ineinandergesteckten zylindrischen

Flüssigkeitsteilströme 7 dienen und die Einbauele- Blechen können auch wabenförmige Roste mit viel-

mente 1 senkrecht durchdringen. Jede Druckleitung 5 eckigem, insbesondere hexagonalem Querschnitt ge-

ist mit einem ferngesteuerten Ventil oder einem 35 maß F i g. 2 c angewendet werden. In allen Fällen

Schieber 6 ausgestattet. Der Kühlturm kann z. B. so haben die Einzelelemente (Stäbe, Zylinder) eine im

ausgelegt werden, daß immer etwa 10 % aller Schie- Verhältnis zum Durchmesser große Länge, so daß

ber geöffnet und damit etwa 10% aller Einbauele- ein großer Höhenbereich des zugehörigen Kühlturms

mente 1 mit dem zu kühlenden Flüssigkeitsstrom be- für den Wärmetausch benutzt werden kann und sich

aufschlagt sind, während die restlichen Schieber ge- 40 damit der Turmdurchmesser reduzieren läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betreiben eines Kühlturms, bei dem der zu kühlende Flüssigkeitsstrom von oben nach unten und der kühlende Luftstrom von unten nach oben Kühlturmeinbauelemente durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Flüssigkeitsstrom auf einen nach Anzahl und Lage vorgegebenen Teil der Einbauelemente aufgeteilt wird, während der restliche Teil der Einbauelemente mit dem gesamten Luftstrom beaufschlagt wird, und daß der Teil des Flüssigkeitsstromes für jeweils ein einzelnes Einbauelement nach Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur auf ein anderes, bis dahin vom Luftstrom gekühltes Einbauelement umgeschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Flüssigkeitsstrom wenigstens annähernd symmetrisch über den Kühlturmquerschnitt in die die betreffenden Einbauelemente durchströmenden Teilströme aufgeteilt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauelemente (1) nach Art eines Regenerativ-Wärmeaustauschers als mit Strömungskanälen versehene Wärmespeicher ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle einen möglichst kleinen Strömungswiderstand pro Längeneinheit, insbesondere glatte Oberflächen, aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des Kühlturmes als Speicherbecken (2) ausgebildet ist, das über eine oder mehrere Druckleitungen (5) mit einem Verteilersystem (21 bzw. 24) für das periodische Beaufschlagen der Einbauelemente (1) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckleitungen (5) ferngesteuerte Absperrorgane (6) eingebaut sind, die nach Maßgabe eines Schaltprogramms und der Austrittstemperaturen der Flüssigkeitsteilströme (7) geöffnet bzw. geschlossen werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Einbauelement (1) von einer senkrechten Druckleitung (5) durchdrungen ist, die an ihrem oberen Ende einen Sprühkopf (24) trägt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente aus mehreren in gegenseitigem Abstand gehaltenen Stäben (20) oder konzentrisch zueinander angeordneten Zylindern (22, 23) bestehen, die an ihrem oberen Ende eine trichterförmige Mulde bilden, in die ein Sprühkopf (24, 21) der zugehörigen Druckleitung (5) hineinragt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauelemente die Form eines langgestreckten, hexagonalen Gitterrostes aufweisen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlturms und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei denen der zu kühlende Flüssigkeitsstrom von oben nach unten und der kühlende Luftstrom von unten nach oben Kühlturmeinbauelemente durchströmt.

Bei den sogenannten Naß-Kühltürmen geht ein relativ hoher Anteil des Kühlwassers infolge Verdunstung verloren; außerdem tritt bei großen Kühlturmeinheiten auch eine verstärkte Nebelbildung ein. Man hat daher Trocken-Kühltürme entwickelt, bei denen das Kühlwasser in keine direkte Berührung mehr mit der Außenluft gelangt, da es in einem geschlossenen Rohrleitungssystem geführt wird, das mit Kühlrippen für den Luftstrom ausgestattet ist. Dieses System vermeidet zwar die Wasserverluste, es ist andererseits aber ungleich aufwendiger als die Naß-Kühltürme. Vor allem müssen für die Kühlturmeinbauelemente relativ teure Konstruktionen und Werkstoffe mit guter Wärmeleitfähigkeit, wie Aluminium, verwendet werden.

Vor allem resultiert hieraus eine Matrix, die infolge der erforderlichen kleinen hydraulischen Durchmesser eine große Anströmfläche bzw. einen großen Kühlturmquerschnitt ergeben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kühlturms zu schaffen, das annähernd kühlwasserverlustlos arbeitet, das die Verwendung sehr einfacher Konstruktionselemente für die Einbauten und Armaturen gestattet und eine im Vergleich zu den derzeitigen Trocken-Kühltürmen wesentliche Verringerung des Kühlturmquerschnittes erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der gesamte Flüssigkeitsstrom auf einen nach Anzahl und Lage vorgegebenen Teil der Einbauelemente aufgeteilt wird, während der restliche Teil der Einbauelemente mit dem gesamten Luftstrom beaufschlagt wird, und daß der Flüssigkeitsteilstrom für jeweils ein einzelnes Einbauelement nach Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur auf ein anderes, bis dahin vom Luftstrom gekühltes Einbauelement umgeschaltet wird. Vorteilhafterweise werden die Flüssigkeitsteilströme für die einzelnen Einbauelemente gleichmäßig über den gesamten Kühlturmquerschnitt verteilt, so daß eine symmetrische Belastung des Kühlturmes bzw. der Einbauelemente gewährleistet ist und das seitliche Einströmen der Kühlluft nicht wesentlich behindert wird. Zur Durchführung dieses Verfahrens sind die Einbauelemente nach Art eines Regenerativ-Wärmetauschers als mit Strömungskanälen versehene Wärmespeicher ausgebildet, die abwechselnd mit Luft und Flüssigkeit beaufschlagt werden.

Auf diese Weise treten Verdunstungsverluste praktisch nur während des Umschaltens des Teilkühlstromes von einem Element auf ein anderes auf; sie haben aber dabei den Effekt einer schnellen Regenerierung, d. h. Abkühlung des Elements, von dem aus auf ein anderes umgeschaltet worden ist. Die Einbauelemente können aus Metall, Keramik oder auch Kunststoff bestehen. Ihre Strömungskanäle bzw. die Art der Zuführung der Kühlflüssigkeit müssen so beschaffen sein, daß nach dem Beaufschlagen mit dem Teilflüssigkeitsstrom keine Luft im Gegenstrom mehr hindurchdringen kann. Außerdem sollen die Strömungskanäle dem Luftstrom einen möglichst gerin-