DE2306689A1

DE2306689A1 - System fuer hydraulische durchflussverteilung bei luftgekuehlten waermeaustauschern mit mehreren wegen

Info

Publication number: DE2306689A1
Application number: DE2306689A
Authority: DE
Inventors: Robert Eugene Cates
Original assignee: Marley Co LLC
Current assignee: Marley Co LLC
Priority date: 1972-06-19
Filing date: 1973-02-10
Publication date: 1974-01-17
Also published as: JPS4967240A; US3782451A; JPS5632553B2

Description

22, Januar 1973 Gzs/Ro

SHE KARiEY COMPANY, 5800 Foxridge Drive, Mission, Kansas, USA

System für hydraulische Durchflußverteilung bei luftgekühlten Wärmeaustauschern mit mehreren Wegen

Die Erfindung betrifft Wärmeaustauscher-Strukturen* die insbesondere suEi Kühlen einer Flüssigkeit^ > z.B. Wasser, geeignet sind, indem die heiße Flüssigkeit in thermische Austauschbesiehung mit einem Kühlmedium gebraucht wird,wie s,B« Luft, und indem ein neues Füll- und Ablaufsystem in das Gerät eingeschlossen, ist, um eine automatische Entlüftung, Entwässerung ■and Füllung des Wärmeaustauschers zu ermöglichen , ohne die lioi-wendigkeit d<rr Anwendung mechanischer oder elektrischer Steuerungen zum Anlauf, für die normale Operation oder das Abschalten,

Obwohl das hydraulische J?lu.3strermungstystera für eine Art luftgekühlte Wäriaeaustauschausrüslnmg, die daa neue erfindungsgemäße Konzept verwendet, bei vielen Anwendungen nützlich ist, ist es besonders vorteilhaft,, wenn es in einem Wasserkühlturm d&r Bauart eingeschlossen wird, bei der heißes Wasser anfänglich durch einen Wärraeaustauscherabschnitt geleitet wird, indem das Wasser in indirektem thermischen A us? tausch mit äer rZühlluft gebracht wird, und bei dem dann das heiße Was?scr i~& ein Yertnilungsbasin ausgegeben wird* Daa «ich in Her. ViTteilung^barrin aainratliide Wasser wird ia ο--·■;; ο £rcik- /.n ',aii.'i τοπ Ξ in mc Ir. treten aufgeteilt, die auf die Kühlt^:'.?.'-rifü'J.3.u':ig£janordnung durch Gchv/erkraft auffallen,

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eine Verdampfungskühlung des Wassers zu. bewirken, bevor es in einem darunterliegenden Kaltwasser,basin gesammelt wird« Kühlluft ströme von der Umge bungs luft, die durch den Trockenabschnitt und durch den Nassabschnitt parallel zueinander durch- l'äufkoSsiyieDde. allgemeinen vor der Ausgabe von dem Turm kombiniert. Ein Schornstein zur Erzeugung eines .natürlichen Luftauges durch den Trockenw.ärineaustausclier und den Yerdampfungskühlabschnitt umfasst eine Form der Struktur zum Hindurchziehen von ausreichenden Kühlluft meng en durch die Trocken- und Hasswärmeaustauscherabschnitte, odex^ es können motorbetriebene Ventilatoreinrichtungen mit gleicher Nützlichkeit angewendet werden, abhängig von der Turmart., die für die besonderen Anforderungen des Einsatzes "and auf Grund .der pro Zeiteinheit zu beh.anco.nden Wassermenge best-dEEi'b werden*

Luftgekühlte Wärmeaustauseherstrukturen zum Kühlen von Flüssigkeiten, wie z,B« Wasser, haben bis jetzt eine Anzahl von Problemen gezeigt, die nicht nur deshalb so schwierig zu lösen waran, weil ein Einfrieren flüssigkeitshaltiger Röhren in den lallen verhindert werden mußte, wo ein teilweises erzwungenes Abschalten der Wasserversorgungspumpe stattfand, sondern auch wegen der Anlaufschwierigkeitea, die auf die Neigung der Röhren zurückzuführen ist, sich ungleichmäßig zu füllen und dabei einen ungleichmäßigen Durchfluß von kühlendem Wasser durch die Röhrenabschnitte zu erzeugen· Andere bis jetzt ungelöste Betriebsprobüaae bestanden unter anderem in Schwierigkeiten, die bei der Blockierung von mit Kühlrippen versehenen Röhren durch äußere feste Materialien und änliche Ablagerungen auftraten. Frühere Lösungsversuche der oben genannten Probleme ervriesen sich als verhältnismäßig* teuer und oftmals unzuverläßj £. hauptsächlich wegen der komplizierten Eigenschaften der Ausrüstung, die notwendig war, um eine wirksame Dur chi.? -ίί~

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Steuerung für normalen Betrieb des Wärmeaustausehers zu liefern, die auch für den Betrieb des Anlauffüllens und für das notwendige Entleeren des Systems, wenn die Fluidumver-Borgung entweder gewollt oder versehentlich unterbrochen 'wxxW sir.c Eine besondere Schwierigkeit in dieser Hinsicht ist die Tatsache, daß eine derartige Ausrüstung normalerweise unbeaufsichtigt arbeitet, mit der Ausnahme von gelegentlicher Wartung oder Inspektion der Betriebseigenschaften des Gerätes, und es trat daher oft ein Schaden auf beim Abschalten der Heißwasserversorgung auf G-rund der Tatsache daß im Falle des Betriebes bei kaltem Wetter die Röhren einfrieren, bevor die Bedienung die Schwierigkeit in dem besonderen'V/ärmeauatauscherabschnitt tatsächlich bemerkte. Weiterhin führen mechanische und elektrische Steuerungen_} insbesondere dort, wo

zu/
Ventile vorhanden sind, Schwierigkeiten, die die Zuverlässigkeit bei Anwendung bei kalten Wdfcer mit Temperaturen -.ater dem Gefieierpunkt die .beeinflussen können.

Daher, ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein hydraulisches Fltsstrennungssystem für einen Wärmeaustauscher zu 3.iefer-nj der dazu dient, ein Fluidum zu kühlen, indem dieses in indirektem Wärmeaustauscherbezug zu einem Kühlmedium gebracht wird, wobei automatisches Ventilieren, Ablassen und Füllen der Flüssigkeit vorgesehen ist, ohne die Anwendung von mechanischen oder elektrischen Steuerungen, und wobei das Gerät in der Lage ist, ein Einfrieren der Wärmeaustausehex*- röhren zu vermeiden, wenn die Zufuhr von zu kühlender heißer Flüssigkeit aufhört, und wobei doch ein gleichförmiges und fichnelles Füllen des Systems .mit heißem Wasser während des Anlaufens sichergestellt ist, ohne das3Teile der Wärmeaus~ tjanscherröhren schlecht versorgt werden, und obwohl ein Teil des Wärmeaustauschers in einem Teil-Vakuum arbeiten mag, wie

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es z»B_# in der Schleife eines S'iphonr Öhrensystems der Fall, ist,, Das Gerät soll auch in der Weise arbeiten, daß der Anwender den Durchfluß von Fluidum durch den Wärmeaustauscher nach Wunsch einstellen kann, ohne dass die angegebenen Eigenschaften für schnelles Entleeren und lullen der Ausrüstung beeinflußt werden .

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines hydraulischen.Flusstrennungsgerätes, wie es besehrieben wurde, das einen herkömmlichen Lüftungsverteiler aufweist, der den obersten Punkt von parallelen Austauschern verbindet, die in einer Siphonschleife eines Röhrensystems geführt sind, um die nicht zeitgerechte Auslösung eines Siphonflusses in einzelnen Austauschern zu verhindern. Daher ermöglicht das System eine Siphonwirlcung nur dann, · wenn die zu kühlende Flüssigkeit an den obersten Teilen aller einzeten Austauscher zur Verfügung steht, \

Ein noch anderes wichtiges Ziel der Erfindung ist die S chaff ting eines hydraulischen Flusstrennungsgerätes für einen Wärmeaustauscher, der besonders anwendbar ist für vielfach Durchflußwärmeaustauscher, aber der auch bei einem Einzeldurch~ flußaustauscher verwendet werden kann, ohne das dio Aus t aus eher röhren beim Auftreten von Aiisammlungen von festem Fremdmaterial in den Röhren verstopft ,werden, und der auch in richtiger Größe für die Anwendung jeder Art von Kühlturm verwendbar ist, unabhängig von dessen Kapazität oder seinen Einrichtungen, die den Durchfluß von KühHlaft über die Röhrenabsclmitiß bewirken.

Ein noch anderes wichtiges Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines hydraulischen D.urchflußtrennungs syst ems für einen Wärmeaustauscher, der in der Lage ist, das zu kühlende^ Fluidu-s in indirektem thermischen Austaxischbezug mit einem Kühlmedium zu bringen, wobei die Durchflußsteueruugen während eines

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anfänglichen Anlaufens mit manuell einstellbaren Ventilen kalibriert werden Miren, wobei das System periodisch gestartet und angehalten werden kann, wie es gewünscht oder notwendig ist, wobei ein Einfrieren der-Wärmeaustauscher bei kalten Betriebsbedingungen mit Hilfe eines automatischen Entleerens der Wärmeaustauscherröhren bei Unterbrechung der Fluiduiffversorgung vermieden wird.

Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines hydraulischen Durchflußtrennungssystems für die Steuerung des Durchflußes von 3?luidum durch einen V/arme austauscher der indirekten Wärmeaustauschbauart, dor nicht nur mit Einweg- Ouer Kehrwegröhren verwendbar ist, sondern auch besonders nützlich ist injdem Falle, wo es gewünscht wird, daß mindestens ein Teil der Flüosigkeitsversorgung um den Wärmeaustauscher herumgeführt wird, um einen geringeren Wasserdurchfluß durch die Trockenabschnitte zu ermöglichen, als durch die Iiassabschnitte, um einen minimalen Kopfverlust im Pumpsystem zu erreichen, während ein ausreichender Durchfluß durch den Trockenwärmeaustauscher gewährleistet v/erden* Bas System ist auch verwendbar für verschiedene Anwendungen, unabhängig von der Richtung der Wasserversorgung relativ zu den Wärmeaustauscherröhrenabschnitten, um maximalen Raum zu sparen und je nach der bequemsten Orientierung der Ausrüstung,

Im folgenden wird daher ein mehrwegiger Wärmeaustauscher sum Kühlen von Pluidum beschrieben, der eine aufrechtstehende fluidumführende Struktur aufweist, einschließlich getrennter, miteinander in Verbindung stehender Wärmeaustauscherröhren-abschnitte für einen Aufwärts- und einen Abwärtsdurchfluß von Pluidum relativ zum Kühlmedium, wie z,B, Luft, wobei ein Pluiduisversorgungskopf am unteren Ende des einen der Abschnitte angeschlossen wird. Ein Überlaufwehrkasten ist am unteren Ende des

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anderen Abschnittes vorgesehen, wobei der ■ Wehrkasten eine Überlauföffnung aufweist, während der Kopf eine Einlaßöffnung hat« Eine Fluidumversorgungsleitung ist an dem-Kopfeinlaß angeschlossen und besitzt eine ventilgesteuerte Nebenflußleitung, die sich davon erstreckt, und sowohl der ' Wehrkasten als auch der Kopf besitzen Entleerungsmündungen mit einer kleineren Größe, als die Überlauföffnung beziehungsweise der Einlaß, jedoch größer im Durchmesser als die Warmeaustauscherröhren, wodurch bei einer Unterbrechung der normalen Versorgung von Fluidum su den Abschnitten durch die Versorgungsleitung ein automatisches Entleeren der Abschnitte auftritt, ohne dass mechanische oder elektrische Steuerungen nötig sind. In ähnlicher Weise kann ein automatisches Füllen der Abschnitte erreicht werden, und wenn es gewünscht wird, kann jeder Bruchteil von zu kühlendem Pluidum um diese Abschnitte im Hebenschluß herumgeführt werden»

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung eines Ausführungsbeispieles sowie aus der folgenden Beschreibung«

Es zeigt:

eine im wesentlichen schematische Darstellung eines Wasserkühlturms mit integriertem Zug der Bauart, die sowohl einen Trockenkühlabsehnitt als auch einen Verdampfungsldihlabsehnitt aufweist, zur Illustration des hydraulischen Durchflußtrennungsgerätes für den Trockenaustauscherabschnitt, der ein automatisches Entlüften, Entleeren und Pullen von Flüssigkeit unter der Steuerung von manuell einstellbaren Ventilen ermöglicht j

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Pig, 2 eine vergrößerte vertikale geschnittene Teilansicht des Schemas der Pig» 1. und insbesondere

darinenthaltenen / die Viel-l^archlaß-V/ärraeaustauscher-Struktur, mit Heißwasserversorgungseinrichtiingen und den Eauteilenzur automatischen Entlüftung, Entleerung und Füllung von Flüssigkeit, abhängig vom Betrieb oder vom Unterbrechen der Fluidumversorgungsp-unipe;

Fig.* 3 eine sch eisatische, vergrößerte Teilschnittansicht einer Yiel-Durchlaß-Wärneaustauscher-Struktur, mit einer ähnlichen automatischen Entlüftung, Entleerung und füllung von flüssigkeit, wie bei der Struktur der Pig* 2j aber wobei die Art illustriert wird, in der die zu kühlende Flüssigkeit dem WärineaustauscJier von außen von der Seite angeführt wirdj wie in Fig, 2 "illustriert -^t;

Pig, 4 ebenfalls cine vergrößerte, schematische, vertikale Teilschnittansicht des hydraulischen Flußtrennungsgerätes, ähnlich zu den vorher beschriebenen, o,ber in diesem Falle mit einem Einzeldurchflußweg für die Flüssigkeit relativ zum Luftfluß (wobei in diesem Zusammenhang zu bemerken ist, daß der senkrechte Versorgungsanheber so dargestellt sind, da.°s er außerhalb der Ebene der Wärmeaustauscherröhren liegt, was allerdings nur aus Deutlichkeitsgründen geschehen ist, da in den meisten Fällen die aufrechten Versorgungsanheber zwischen angrenzenden aufrechten Röhrenabschnitten des Wärmeaustauschers angeordnet werden);

Pig,, b eine vergrößerte, schematiache, im allgemeinen vertikale Querschnittsteilansioht des in Fig. 2

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dargestellten Wärmeaustauschers zur Darstellung der Art,in dem der Wärmeaustauscher anlaufen kann* in einer Weise, sodaß die Abschnitte mit Büssigkeit gefüllt sind, während das"lOtlei( Austauschern vermieden wird; und

gefüllt sind, während das"iiotle-iden" von angrenzenden

Fig, 6 eine schematische,'vergrößerte, vertikal geschnittene Teilaxisicht der gleichen Pig» 5 dargestellten Struktur, wobei aber die Art gezeigt v/irä* der das automatische Entleeren, der Wärmeaustauscherröhren bei Unterbrechung der Versorgung von Flüssigkeit zu dem Gerät auftritt.

Der Kühlturm 10, der in-Pig* 1 selsaatisch gezeigt ist, ist als ein Kühlturm dargestellt, der einen induzierten Zug aufweist, und der ■ von ei aera Motor angetriebenen Ventilator 12 aufweist, um Umgebungsluft durch entgegengesetzt liegende Einlaß-E'ühlschlitze 14 des Turmgehäuses zu ziehen., um die ■Kühlluft durch die Nass- und Trocfconabcchnitte 16 bezw«. 18 durchzubringen. Die Mischung von nasser und trockener erhitzter Luft wird schließlich über den die Luftgesohwindigkeit erhöhenden Schornstein 19 abgegeben. Tatsächlich sind aber die neuen Konzepte dieser Erfindung gleichermaßen bei Kühltürmen mit natürlichem Zug anwendbar, die gewöhnlich einen hyperbolischen Schornstein aufweisen, der mit den Nass- und Trookenabschnitten 16 und 18 um den G-rundumfang der Basis des Schornsteines angeordnet ist, Daher wurde der Turm 10 mit mechanischem Zug in Pig» 1 nur zur Vereinfachung dargestellt,'soll nicht als Eingrenzung des Bereiches der Erfindung angesehen werden»

Der Iassabschnitt 18 des Turmes 10 ist im allgemeinem von her-- · köminlicher Konstruktion und Betriebsweise , Z.B, hat das oben offene Heißwasser-Verteiliingsba£sua 20 jeweils eine üerie von Mündungen, um einzelne Ströme von .tisißemWasser von dam Bassin 'X\

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auf die obere horizontale Fläche einer entsprechenden Püllanordnung 22 auszugeben, Luft, die in das Innere des Gehäuses des Tf-rmes durch jede Einlaßfläche eingesogen wird, wird in einem Querfluß zu dem Wasser gebracht, das von einem entsprechend-a BaEELn 20 durch Schwerkraft herabfällt in das Kaltwassersammelbassm 24, das unterhalb der Füllanordnung 22 "liegt♦

Zu kühlendes Heißwasser (typischerweise Wasser von den KondenserrÖhren eines elektrischen Kraftwerkes oder dergleicher) wird über Versorgungsleitung 26 geliefert, die zu den Anhebern 28 führen, die wiederum an entsprechenden horizontalen Verzweigungen 29 angeschlossen sind. Kopfzuführleitungen 31 erstrecken sich von entsprechenden Verzweigungen 29 über das Heiß-Wasserverteilungsbasän 20» Da die luftgekühlten Wärmeaustauscherstruktttren 30 von im wesentlichen gleichartiger Konstruktion, sein sollen, wird nur eine im einzelnen beschrieben. Ss wird aus Figur 2 daher deutlich, daß der Vieldurchgang-Trockenwärmeaiistauscher 30 eine Anzahl von aufrechten, mit Kühlrippen versehenen WärseaustauscherrÖhren 32 aufweist, die sich von dem

Heißwasserkopf 34 zu den Umkehrflußverzweigungskopf 36 erstrecken, der mit den Röhren 32 an deren Oberen Enden in Verbindung steht· Eine Vielzahl von anderen, mit Kühlrippen versehenen Wärmeaustauscher röhr en 37 erstrecken sich von dem Kopf 34 nach unten und enden innhalb des Inneren .des Wehrkastens 38, Wie am deutlichsten aus Pig. 2 hervorgeht, ist der Wehrkasten 38 am oberen Ende offenund bliebet eine Überlauföffnung 40 und besitzt eine ICntleerungsmündung 42 am Boden.In ähnlicher Weise besitzt der Kopf 34 eine EntIeerungsÖffnung 44 und es ist wichtig zu bemerken, daß die Entleerung 44 größer ist, als die Einläße 54 der aufrechten Röhren 32» Infolgedessen wird festes Material, das nicht durch die Röhren 32 fließen kann, im Kopf 34 gesammelt und schließlich von dort über die Mündung 44 in den Heißwassersammelbehälter 20 darunter automatisch ausgaben«

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Da in- den meisten Fällen eine Anzahl von Wärmeaustauscherstrukturen 30 für jeden Turm 10 vorhanden sind, wurde es als nützlich gefunden, eine gemeinsame Entlüftungsleitung 46 vorzusehen, die alle Umkehrfluß-Verzweigungsköpfe 36 mittels der Entlüftungsröhren 48 miteinander verbindet, die einen entsprechenden Kopf 36 mit dem Inneren der Entlüftungsleitung verbinden. In jeder Leitung".48 zwischen der Entlüftungsleitung A-'ö und einem Kopf 36 ist ein Ventil 50 angeordnet, sodaß einer oder mehrere Umkehrfluß-Versv/eigungskö'pfe 36 selektiv von dem Flüssigkeitskreislauf abgetrennt werden können.

Horizontale Kopfzuführleitungen 31 sind mit entsprechenden Einlaßöffnungen 52 von Heißwasserköpfen 34 verbunden, -and es ist zu erkennen, daß jeder Einlaß 52 größer ist, als die Entleerungsmündungen 44 , obwohl letztere größer sind als die Einlaßöffnungen 54 einer jeden aufrechten, mit Kühlrippen versehenen Bohre 32«

Eine Nebenflußentleerungsleitung 56 ist an jede horizontale Zuführleitung 31 angeschlossen und so angeordnet, daß sie sich in das oben offene Heißwasserverteilungsbasin 20 darunter entleert, und ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Ein manuell einstellbares Ventil 58 ist in jeder Nebenflußentleerungsleitung 56 angeordnet, um das mittels Schwerkraft herablauf ende h&iße Wasser von der Leitung 31 in das Bassin 20 zu steuern.

Es sei angenommen, daß anfänglich die Röhren 32 und 37 einer entsprechenden Viärmeaustauscherstruktur 30 leer sind. Dann wird im Betrieb heißes Wasser über die Leitung 26, in die horzontale Leitung 29, den Anheber 28 und die Zuführleitung in den Kopf 34 geführt, und von dort nach oben durch die mit Kühlrippen versehenen Röhren 32 in den Umkehrfluß-Verteilerkopf

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hinein (Pig. 5)· Ein Seil dos heißen Wassers umfließt den Kopf über die Leitung 56 abhängig von der Einstellung des Steuerventils 58, v/ärhend ein anderer l'eil des Wassers durch Schwerkraft in das Heißwasserverteilungsbasän 20 durch die Entleerungsmündung 44 herabfließt. Wasser, das in dem Kopf 36 gesammelt wird, fließt durch die Röhren 37 nach unten in den Wehrkasten 38 hinein, "bis? das Wasser dessen o"bere Kante überfließt, die die Überflußöffnung 40 definiert. Eine kleine Menge von Wasser entleert sich von dem Wehrkasten 38 durch die Mündung 42, aber wegen der relativen Größen zwischen dem oberea Ende des Kastens 38 und der Endentleerungcöffnung 42 steigt das Wasser auf eine Höhe, bei der die unteren Enden der Röhren in solchem Wasser eingetaucht sind, wodurch eine PlüssigkeitElLchturu geschaffen wird.Infolgedessen ist der Bereich des Kopfes 46 oberhalb des Flüssigkeitspegels 60 normalerweise bei einem Druck unterhalb der" Atmosphäre, Die EntlüftungBleitung 46, die alle liiükehrfluß-V erteil erköpf e 36 verbindet, bewirkt, dasein geeigneter Siphon eingeleitet wird während des Füllens der Röhren 32 und 37, sodaß es für die Wärmeaustauscherstrukturen '56 keine.Mgung gibt, sich von heißem Wasser zu entleeren, was zu einem Entleerungszustand in den Wärmeaustauschern führt, die von der Wasserversorgungsleitung am weitesten entfernt sind. Wasser, das in den Röhren 37 von dem Koprnach unten fließt, ötellt den Siphonkopf wieder her, sodaß eine fortlaufende Versorgung von Heißwasser über die Leitungen 26, 28, 29 und die !flüssigkeit zwingt, ununterbrochen durch die Struktur 30 entlang einem /«ufwärtoweg zu fließen, der von den mit Kühlrippen versehenen H öhr en 32 definiert wird, und von dort -nach unten durch die mit Kühlrippen versehenen Röhren 37. Wie am besten aus Pig. 2 zu erkennen ist, fließt die Kühlluft normalerweise entlang einem Veg 62, wie. er angedeutet ist, sodaß die kälteste Luft zuerst die kälteste Flüssigkeit erreicht, was zu der wirksamsten Kühlung führt.

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Während des Anlaufens tritt ein wesentlich größerer Wasserdurchfluß als normal.. am Anfang in der Heißwassernebenlaufleitung 56 unter der Steuerung des Ventils 58 und durch die Heißwasserkopfmündung 44 "bis zu der Zeit auf, wo das Wasser einen τοIlen 3?luß durch die mit Hippen versehenen Röhren 32 und 37 erreicht. Wenn voller Durchfluß auftritt, wird der Siphon ausgelöst und der Kopf wird wiedergewonnen, wodurch sich der Druck in der Kopf zuführleitung 31 erniedrigt und damit der Druckabfall über der Kopfmündung 44 und der Uebenflußleitung 57-vermindert wird, InfoIgeässen wird weniger Wasser durch die Leitung 56 direkt sum Basin 20 im Nebenfluß geleitet, nachdem der Siphon ausgelöst ist, Dab-Yentil 58 sollte empirisch auf eine Stellung gesetet werden, die geeignete Anlaufdurchflußraten in der Wärneaustai seherstruktur 30 ermöglicht, mit nur einem gewünschten Ausisaß yon an dam Wärmeaustauscher vorbeigeführter heißer Flüssigkeit, während immer noch ein bequeme?? unf automatisch betätigter Durchflußvreg für den Entleerungsaykluö des Gerätes geliefert wird .,wie noch erklärt werden wird.

Im Falle von erzwungener oder vom Bediener ausgelöster Abschaltung der Pumpsystemzuführleitung 26, wobei die Zufuhr von ifas8Gj/Struktur 30 unterbrochen wird, erfordert; der vorübergehende Zustand, der während des Abs ehalt ens des Pumpensystems auftritt, eine schnelle Entleerung der Röhren 32 und 37j sodaß ein Einfrieren des Wassers innerhalb des mit gerippten Röhren versehenen Wärmeaustauschers oder irgendwelcher anderer Komponente des Gerätes verhindert wird,falls eine Fehlfunktion oder ein Unterbrechen des Betriebes der Pumpe während eines Wetters mit Frosttemperaturen auftreten« Während die Yezsozgimgspumpe abgeschaltet wird und der Wasserdurchfluß durch die Leitung 51 vermindert wird, fallen die Pegel der Flüssigkeit in dem Wehrkasten 38 auf einen .ausreichend, niedrigen Pegel, um den untersten Enden der gerippten Röhren 37 zu er-

möglichen, sich zur Atmosphäre hin zu offen (Fig. 6). Zu diesem Zeitpunkt wird die normale Wassdurchflußrichtung umgekehrt, da diese Komponente als eine Siphonschleife isoliert ist, in der der niedrigste Punkt von der Heissv/asser-Nebenflußleitung 56 gebildet wird« Das Wasser fliesst daher zurück nach oben in den gerippten Röhren 37 und dann nach unten von der gerippten Röhre 32, um in das Heisswasser-Verteilungsbaain 20 durch Schwerkraft über die Nebenflußleitung 56 wie auch die Mündung 44 im Kopf 34 zu fliessen. Auf diese Weise wird das Wasser am besten von der Wärmeauetauseherstruktur 30 in einer Weise entfernt, die keine Steuerung von irgendwelchen besonderen Steuermittüln oder Ventilen erfordert, und automatisch bei Abschaltung der Pumpen innerhalb des Wasserversorgungssystems auftritt. Die Mündungen 42 und 44 und der Wehrkasten 38 bzw. der Kopf 34 ermöglichen Wasser in dem unteren Teil dieser Einheiten, ebenfalls in das Heisswasser-SammeTbasäLn 20 abzulaufen.

Während des normalen Betriebes des Gerätes wird Wasser, das über die Leitungen 26» 28, 29 und 31 zugeführt wird, in drei verschiedene Flußwege aufgeteilt. Der erste ist in das Heisswasser-BasöLn 2ü über Nebenflußleitung 56 gerichtet, die ein teilweise geöffnetes Ventil 58 enthält. Der zweite Weg verläuft durch die Ent3eerungsmündung 44 des Kopfes 34. Der dritte Weg verläuft in den Wehrkasten 38, um von dort überzufliessen oder durch die Mündung 42 abzufHessen. Wie schon bemerkt wurde, werden suspendierte feste Partikel, die dazu neigen würden, die gerippten Röhren 32 und 37 zu verstopfen, im Kopf 34 gesammelt und von dort durch die Mündung 44 abgeleitet, da letztere größer ist, als die Einlassöffnungen 54 der einzelnen Röhren 32.

In der schematischen Darstellung der Fig. 3/zu erkennen, daß zu kühlendes Heisswasser von aussen dem Kühlturm 10 zugeführt werden kann, statt von innerhalb, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ohne daß der Betrieb des hydraulischen Flußtrennungs-

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systems beeinflusst wird. Obwohl der Kopf 134 möglicherweise eine etwas größere Ausdehnung aufweist _f damit die Versorgungsleitung 131 daran in darunterliegender Beziehung zum Wehr-kasten 138 befestigt werden kann, macht dies keinen wesentlichen Unterschied im Betrieb der Ausrüstung, wobei der Überfluß von der Oberseite des Wehrkastens 138 einfach über die Leitung 131 in den darunterliegenden Sammelbehälter 20 kaskadenförmig abfliesst.

Figur 4 ist eine schematische Darstellung der Verwendung des vorliegenden hydraulischen Flußtrennungssystems für einen Einzeliveg-Warmeaustauscher, in dem das zu kühlende Wasser dem Umkehrfluß-Verteilerkopf 136 über Versorgungsleitung 132 zugeführt wird (tatsächlichder Ebene der gerippten Röhren 137« anstatt, wie in der Zeichnung aus Deutlichkeitsgründen dargestellt, an deren Seite), woraufhin das Wasser von dem Kopf 136 nach unten in den Wehrkasten 138 läuft, um von dort :.n der gleichen Weise ausgegeben zu werden, wie schon beschrieben wurde.

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Claims

Patentansprüche

1.J Hydraulisches Flußverteilungssystem für luftgekühlte ^^ Wärmeaustauscher zum Kühlen eines Fluidums, gekennzeichnet durch eine Fluidum-Transportstruktur, um das Fluidum. in thermische Austauschbeziehung mit Kühlluft zu bringen, und mit einem oberen Fluidum-Einlass und einem darunterliegenden Fluidumauslasr» zum Schwerkraftdurchfluß; durch ausreichende Einrichtungen j die mit dem Einlass der Struktur in Verbindung stehen, um zu kühlendes Fluidum zuzuführen; und durch Einrichtungen zum Bewirken eines Schwerkraxtentleer-ens des Fluidums von der Struktur und von der aufrechten FIm dustversorungseinrichtung aufgrund eines Verminderns der Fluidumversorgung zu der aufrechten Einrichtung.

System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Bewirken des Entleerens der Struktur eine Wehreinheit am Auslassende der Struktur aufweist und in der Lage ist, ein Schwerkraftentleeren des Fluidums von der Struktur und von der Wehreinheit aufgrund der Unterbrechung der Versorgung von Fluidum zu der Struktur zu ermöglichen.

System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidum-Versorgungseinrichtung eine aufrechte Fluidum-Transportröhren-Einrichtung umfasst, die sich entlang der Struktur in deren Nähe erstreckt, durch einen Kopf, der an der Leitungεeinrichtung an derem unteren Ende angeschlossen ist, durch eine Fluidum-Versorgungsleitung, die am Kopf verbunden ist, und durch Einrichtungen, die in Y/irkverbindung stehen mit der Leitung zur Steuerung der

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Versorung von !Fluid-um ' zu der Leitungseinrichtung·, wobei der Kopf mit Mündungseinrichtungen in dessen unterem Teil versehen ist, um eine Schwerkraftentleerung von Fluidum von der Leitungseinrichtung und dem Kopf bei Unterbrechung der Versorgung von Pluidum zu der Leitungseinrichtung zu bewirken.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Bewirken des Entleerens der Struktur einen Wehrkasten am Auslassende der Struktur umfasst und eine Überlauföffnung angrenzend zur Höhendes Auslassendes der Struktur aufweist wobei der Wehrkasten mit einer Mündung in seinem unteren Ende versehen ist für eine Schwer» kraftentlcerung von Fluidum aus dem Wehrkasten.

5. System .nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlauföffnung"in dem Wehrkasten größer ist, als die Mündung darin.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch getrennte Verbindungsabschnitte zum Transport von zu kühlendem Fluidum zuerst in eine Richtung unddann in eine andere Richtung relativ zu der Kühlluft; durch Einrichtungen zum Zuführen von zu kühlendem Fluidum in einen der Abschnitte zum Durchfluß dadurch und von dort durch den anderen Abschnitt; und durch Einrichtungen, die mit beiden Abschnitten in Verbindung stehen, um ein Entleeren des Fluidums davon aufgrund eines Abfalls in der Versorgung von Fluidum in dem einen Abschnitt zu bewirken.

7« System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,, daß die Struktur mit aufwärtsstehenden, Seite~an~Seite befindlichen Abschnitten versehen ist, um das zu kühlende Fluidum aufzunehmen, und durch Umkehrfluß-Verzweigungskopf-Einrichtungcur

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die die Abschnitte miteinander verbinden.

8c System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte in aufrechter Stellung angeordnet sind» für Durchfluß von den. Fluidum entlang einen ersten aufrechten Weg und dann entlang einem zweiten aufrechten Weg, und dadurch, daß die Einrichtungen zum Bewirken des Entleerens der Abschnitte in Verbindung stehen mit dem unteren Teil von beiden Abschnitten.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Versorgen von Fluidum zu den Abschnitten verbunden sina mit dem unteren Teil des einen Abschnittes zum Durchfluß von Fluidum. nach oben durch einen Abschnitt und dann nach unten durch den anderen Abschnitt.

10. System nach Anspruc.i 9_; dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte jeweils eine Serie von aufrechten Röhren enthalten für einen parallelen Durchfluß von Fluidum, daß die Einrichtungen zum Zuführen von Fluidum zu den Abschnitten mit einem Kopf versehen sind, der in Verbindung steht mit den unteren Extremitäten der Röhren des einen Abschnittes und mit Einrichtungen, die mit dem Kopf zum Zuführen von Fluidum dazu verbunden sind, und um ein Entleeren des einen Abschnittes dadurch hindurch zu bewirken.

11. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein atmosphärischer Wehrkasten vorgesehen ist, der mit dem anderen Abschnitt an dessen unterem Ende verbunden ist, und mit einer Überlauföffnung und einer Entleerungsmündung darunter versehen ist, wobei die Öffnung größer ist, als die Entleerungsmündung, daß die Einrichtungen zum Zuführen von Flüssigkeit zu einem Abschnitt einen Kopf umfassen, der mit dem unteren Ende des einen Abschnittes in Verbindung

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steht, und mit einer Fluiduin-Einlässöffnung und einer Entleerungsmündung darunterliegend versehen ist, wobei die Fluidum-Einlassöffnung größer ist, als die Kopfentleerungsmundung, und durch eine Fluidum-Transportleitung, die mit dem Fluidumeinlass des Kopfes in Verbindung steht, um zu kühlendes Fluidum zuzuführen.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nebenfluß-Entleerungsleitung vorgesehen ist, die mit der Versorgungsleitung verbunden ist* und die mit einem Fluidum-Durchfluß-Steuerventil versehen ist, das in Verbindung damit betätigbar ist, um eine selektive Veränderung des Durchflusses von Fluidum von der Versorungsleitung durch die Nebenfluß-Entleerungsleitung zu ermöglichen.

13« System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteilungsbasän, das unterhalb des Wehrkastens liegt, vorgesehen ist, und daß Kopf und Nebenflußleitung zur Aufnahme von Fluidum-Fluß von dem Wehrkasten vorgesehen sind.

14. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsmündung des Kopfes größer ist, als der Einlass des einen Abschnittes.

15. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteilungsbasj.n unterhalb der fluidumführenden Struktur und der aufrechten Einrichtung vorgesehen ist, um deren Fluidumdurchfluß aufzunehmen, daß eine Füllänordnung unterhalb des Verteilungsbasäns angeordnet ist, um das Fluidum daher aufzunehmen, und daß Einrichtungen zum Bewegen der Kühlluft entlang getrennten Wegen durch die Struktur und durch die Hilanordnung vorgesehen sind*.

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16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fluidum-Versorgungsleitung mit der Struktur verbunden ist, daß eine Nebenfluß-Entleerungsleitung an der Versorgungsleitung angeschlossen und angeordnet ist, um direkt Fluidum in das Verteilungsba^Ln zu leiten und um ein Entleeren der aufrechten Einrichtungen dort hinein zu ermöglichen, und daß ein Fluidum-Durchfluß-Steuerventiil in Wirkverbindung mit der Entleerungsleitung steht, um eine telektive Veränderung des Fluidun-Durchflusses von der Versorgungsleitung durch die Nebenfluß-Entleerungsleitung zu ermöglichen.

17. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um eine Kombination der Luftströme durch die Struktur bzw. die Füllanordnung vor Rückkehr zur Umgebungsatmosphäre zu ermöglichen,

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