DE2264250C2

DE2264250C2 - Verfahren zum Betreiben eines Kiihlturmes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2264250C2
Application number: DE2264250A
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: 1974-07-18
Also published as: DE2264250A1; FR2212522B1; JPS4997346A; FR2212522A1; DE2264250B1

Description

gen Widerstand pro Längeneinheit entgegensetzen, d. h. glatte Oberflächen und relativ große Durchmesser autweisen.

Auf diese Weise wird ein verhältnismäßig großer Höhenbereich des Kühlturcu für den Wärmetausch ausgenutzt, was wiederum zur gewünschten Reduzierung des Kühhurmquerschnitts beiträgt.

Der untere Teil des Kühlturms ist vorteilhsflervveise als Kühlwasser-Speicherbecken ausgebildet, das über eine oder mehrere Druckleitungen mit einem \s Verteilersystem für das periodische Beaufschlagen der Einbauelemente verbunden ist.

Ein Ai'.sführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Fig. i zeigt einen Kühlturm in perspektivischer Ansicht, teilweise aufgerissen;

Fig. 2a, 2b und 2c zeiger· verschiedene Konstruktionen der Einbauelemente.

Der Luftstrom (Pfeile/1) tritt seitlich unterhalb der Einbauelementc I durch entsprechende Öffnungen in den Kühlturm ein und durchströmt von unten nach oben diejenigen Einbauelemente, die nicht vom Flüssigkeitsstrom beaufschlagt sind. Der untere Teil des Kühlturms ist als Speicherbecken 2 ausgebildet, an das eine Zuleitung 3 und eine Ableitung 4 angeschlossen sind, die zu einem Turbinenkondensator oder einem Wärmetauscher (nicht dargestellt) führen. An die Zuleitung 3 oder auch unmittelbar an das Speicherbecken sind eine Vielzahl von gleichmäßig über den Kühlturmquerschniu verteilte Druckleitungen 5 angeschlossen, die als Steigleitungen für die Flüssigkeitsteilströme 7 dienen und die Einbauelemente 1 senkrecht durchdringen. Jede Druckleitung 5 ist mit einem ferngesteuerten Ventil oder einem Schieber 6 ausgestattet. Der Kühlturm kann z. B. so ausgelegt weiden, daß immer etwa 10⁰Zo aller Schieber geöffnet und damit etwa 10⁰/o aller Einbauelemente 1 mit dem zu kühlenden Flüssigkeitsstrom beaufschlagt sind, während die restlichen Schieber geschlossen sind, so daß durch diese Einbauelementc der Luftstrom hindurchdringen kann. Die Schieber 6 sind Bestandteil eines Regel- und Steuerkreises, der neben einem Umschaltprogramm Temperaturfühler umfaßt, die die Austrittstemperaturen der Flüssigkeitsteilströme 7 unterhalb der Einbauelemente i überwachen. Sobald die Temperatur eines Teüstroms 7 eine vorgegebene Temperatur erreicht ocJer überschritten hat, wird der betreffende Schieber 6 der zugehörigen Druckleitung geschlossen und ein anderer Schieber geöffnet.

In der Fig. 2a besteht das Einbauelement aus einer Vielzahl senkrecht angeordneter Stäbe 20, die in vorgegebenem Abstand voneinander gehalten sind. Ihre oberen Enden bilden eine trichterförmige Mulde, in die ein Sprühkopf 21 hineinragt, der seinerseits an eine der Druckleitungen des Speicherbeckens (Fig. 1) angeschlossen ist. Der Flüssigkeitsteilstrom tritt in mehreren Ebenen aus dem Sprühkopf aus, so dyft keine Luft im Gegenstrom durch das Element dringen kann und eine gleichmäßige Beaufschlagung aller

Stäbe erzielt wird.

In der F i g. 2b sind die Stäbe durch Bleche 22, 23 ersetzt, die konzentrisch und in vorgegebenem gegenseitigem Abstand um die Druckleitung 5 angeordnet sind. Die Bleche haben eine zylindrische Form und sind abwechselnd glatt und gewellt ausgebildet. Am oberen Ende bilden sie ähnlich wie die Stäbe der F i g. 2 a eine trichterförmige Mulde, in die das obere Ende der Druckleitung in Form eines Sprühkopfes 24 hineinragt.

An Stelle von ineinandergesteckten zylindrischen Blechen können auch wabenförmige Roste mit vieleckigem, insbesondere hexagonalem Querschnitt gemäß Fig. 2c angewendet werden. In allen Fällen haben die Einzelelemente (Stäbe, Zylinder) eine im Verhältnis zum Durchmesser große Länge, so daß ein großer Höhenbereich des zugehörigen Kühlturms für den Wärmetausch benutzt werden kann und sich 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. imien nach oben Kühlturmeinbauelememe 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 ilinbauelement nach Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur auf ein anderes, bis dahin vom Luftstrom gekühltes Eir.bauelement 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 rr.öglichst 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 (S) 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 ;-.u 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 Kühl-

turmeinheiten auch eine verstärkte Nebelbildung ein. Man hat daher Trocken-Kühltürme entwickelt, b.-i 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 ausgestaltet isi. Dieses System vermeidet zwar die Wasserverluste, es ist andererseits aber ungleich aufwendiger als die Naß-Kühliürmc. Vor allem müssen für die Küh!- tunreinbauelemente 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 Kühllurmquerschnitt 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 Kühlturmquerschnittcs erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäli dadurch gelöst, daß der gesamte Flüssigkeitsstrom auf einer, 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 Einbauelemenl 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 Metali, 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-