DE2811301C3 - Trockenkühlturm mit im Turminneren angeordneten Kühlelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockenkühlturm nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Die gleichmäßige Wasserverteilung bei Trockenkühliünnen stellt ein zentrales Probiem dar. Bei der Kondensation von Dampf in luftgekühlten Kondensatoren besteht ein Selbstregelungseffekt dadurch, daß die stärker von Luft gekühlten Elementepartien entsprechend mehr Dampf ansaugen und kondensieren, als die weniger gut gekühlten Elementepartien. Dieses Regulativ ist vor allem bei zwangsbelüfteten luftgekühlten Kondensatoren des direkten Systems hilfreich. Im Gegensatz dazu führt bei Anlagen des indirekten Systems mit Naturzug-Trockenkühltürmen eine ungleiche Kühlwasserverteilung zu Leistungseinbußen, da dieses Regulativ fehlt Darüber hinaus wird die Beaufschlagung der 'Kühlelemente durch Kühlluft ebenfalls ungleichmäßig. Erhält ein Kühlelement zu wenig Kühlwasser, so wird durch das verringerte Wärmeangebot der Auftrieb der Kühlluft vermindert, so daß trotz reichlicher Kühlfläche die abgeführte Wärmemenge geringer als die Auslegungswärmemenge ist Erhält nun ein anderes Kühlelement zu viel Kühlwasser, so reicht die vorhandene Kühlfläche nicht aus, die vergrößerte Wärmemenge völlig abzuführen. Durch das größere Wärmeangebot erfolgt zwar eine höhere Aufwärmung der Kühlluft und eine Auftriebsverbesserung. Da jedoch der Strömungswiderstand der Kühlluft im Kühlelement quadratisch zur Menge wächst, ist eine Vergrößerung der Kühlleistung stark eingeschränkt, so daß die Kaltwassertemperatur ansteigt Durch die Ungleichmäßigkeit der Kühlwasserverteilung kommt es also zu einem Anstieg der Kalt- und Warrnwassertemperaturen am Trockenkühlturm und damit zu einer Leistungseinbuße an der Turbinenanlage infolge des höheren Abdampfdruckes. Aus diesen Zusammenhängen erklärt sich die Wichtigkeit der gleichmäßigen Kühlwasserverteilung bei Trokkenkühltürmen.

Ein Trockenkühlturm der eingangs genannten Art ist aus der Zeitschrift VGB-Kraftwerkstechnik 53 (1973), Heft 7, Seite 463 bis 471 bekannt Hierbei bilden je zwei Kühlelemente, die geneigt zueinander angeordnet sind und sich an einer Längskante berühren, ein Delta. Diese Deltas sind kreisförmig in mehreren konzentrischen Ringen so angeordnet, daß ein nach unten hängender, flacher Kegelstumpf gebildet wird. Um bei der bekannten Anordnung den Kühlturminnenraum weitgehend auszunutzen, ist der innere Ring der Kühldeltas möglichst nahe an die Kühlturmmittelachse herange-

rückt, so daß im inneren Ring infolge der großen Spreizung der Kühldeltas zueinander wesentlich weniger als die halbe Anzahl der Deltas im mittleren Kreisring angeordnet sind. Die Anzahl der Deltas im mittleren Ring liegt wiederum erheblich unter zwei Drittel der Zahl der Deltas im äußeren Ring.

Bei diesem Aufbau ist eine gleichmäßige Verteilung des Kühlwassers auf die parallel geschalteten, in eine Reihe von Sektoren unterteilten Kühlelemente nur mit besonderem Aufwand mögHch, da die Anzahl der Kühlelemente pro Sektor ungleich mit anderen Sektoren und die Führung der Zu- und Ablaufleitungen aus den geschilderten Anordnungsgründen ungleichmäßig ist, wobei unterschiedliche Druckverluste und Kühlwassermengen sowohl bei den einzelnen Sektoren als auch bei

M den einzelnen Kühlelementen selbst unvermeidlich sind. Zum Ausgleich sind daher Drosselorgane aai Kühlwassereintritt jsdes Kühlelementes vorzusehen.

Eine ähnliche Anordnung ist aus der DE-OS 22 42 058 bekannt Hier ist die Grundfläche des Kühllurmes in einzelne Sektoren aufgeteilt die abwechselnd Trockenkühlelemente und Bereiche mit Naßkühlung besitzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Kühlturm mit in Ringen angeordneten Kühlelementen und mit ringförmigen Verteilleitungen für das Kühlwasser eine möglichst gleichmäßige Aufteilung des Kühlwassers auf die einzelnen Kühlelemente zu erzielen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst

Hierdurch wird eine Nachregelung der den einzelnen Kühlelementen zugeführten Kühlwassermenge über Drosselorgane vermieden und der Vorteil erreicht, daß kein zusätzlicher Druckverlust durch anzubringende Drosselorgane auftritt Außerdem ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Möglichkeit, bei kalter Außenluft und niedriger Last einzelne Sektoren abzuschalten, ohne daß eine unsymmetrische Anordnung der in Betrieb befindlichen Sektoren über den Kühlturmquerschnitt auftritt Dadurch wird die Gefahr einer Instabilität der Kühlluftströmung und die Gefahr des Auftretens von pulsierenden Kühlvorgängen vermieden.

Die Erfindung ist an einem Beispiel näher erläutert In Fi g. 1 ist ein vereinfachter, senkrechter Schnitt durch einen Trockenkühlturm dargestellt Der Stahlbetonmantel 1 ruht auf den Stützpfeilern 2. Die Kühlelemente 3 sind geneigt in Deltaform in drei konzentrischen Ringen um die Mittelplattform 4 herum angeordnet und auf den Stützen 5 aufgelagert In der Mitte der Plattform 4 ist ein Druckhaltegefäß 6 für das Kühlwasserniveau aufgebaut, dessen oberer Zapfen als Führung für den Rundlaufkran 7 dient, mit welchem jedes beliebige Kühlelement 3 aufgenommen und durch die abgedeckte Luke 8 in der Plattform 4 abgelassen und ausgewechselt werden kann. An den Stützen 5 für die Kühlelemente 3 sind Ringleitungen 9 zur Zu- und Ab-

28 ί ί 36ί

führung des Kühlwassers befestigt
In Fig.2 ist eine senkrechte Draufsicht auf sechs Kühlelemente dargestellt, die erfindungsgemäß angeordnet sind. Hierbei ist der Radius L\ der Mittelplattform 4 in F i g. 1 etwa der Projektion der Länge Lo der s Küiilulcincntc 3;/, Ib und 3c gleich. Die Breite b der Kiihlddlüs verhüll sich vur Länge L, uwa wie 1 :5.

In F i g. 3 ist die Gesamtanordnung der Kühlelemente 3a, 36 und 3c schematisch gezeigt. Die Sektoren werden durch die strichpunktierten Linien 11 bis 16 abgeteilt. Der innere Ring bildet mit zwcituiddreißig Kühlelementen den Sektor S1, der mittlere Ring ist in die Sektoren 52 und 53 je zur Hälfte unterteilt, während der äußere Ring aus gleichen Teilen die Sektoren 54 bis 56 mit ebenfalls je zweiunddreißig Kühlelementen bildet. Die Ringleitungen (9, F i g. I) für die Zu- und Ableitung des Kühlwassers zu den KühJelementen 3a, 3b und 3c verlaufen jeweils an der Innenkante des zugehörigen Kreisringes. Ordnet man an jedem Sektor 51 bis 56 den KühlwasserzufhiS <m einem Sektorende (strichpunktierte Linien 11 bis 16) und den Kühlwasserabfiuß am anderen Ende des jeweiligen Sektors an, so ergeben sich für jedes angeschlossene Kühlelement 3a, 3b, 3c gleiche Strömungsweglängen und gleichartige Umlenkungen des Kühlwasserytroms zwischen den Anschlußsteiles an den strichpunktierten Linien 11 bis 16.

In Fi g. 4 ist die Zuordnung der KüHelemente zu den Sektoren 51 bis 56 in Draufsicht nochmals schematisch gezeigt. Bei Abschaltung einzelner Sektoren kann entsprechend nachfolgender Tabelle stets ein Kühlluftstrom aufrechterhalten werden, der symmetrisch 2ur Kühlturmminelachse ist.

Lastfall

Sektoren in Betriet)

außer Betrieb

1	52 bis SS	51
2	Sl, SA bis 56	52,53
3	51 bis 53	54 bis 56
oder	54 bis SS	51 bis 53
4	52,53	51,54 bis 56
5	51	52 bis 56

entsprechende Anschlußleitungen in die innere Ringleitung 9. welche es in Pfeilrichtung 37 bei zunehmendem Leitungsdurchmesser passiert und in Richtung des gestrichelten Pfeiles 38 verläßt.

In F i g. 6 ist eine andere Strömujjgsführung ebenfalls am Sektor 54 "dargestellt. Hierbei strömt das Kühlwasser in der Mitte der äußeren Ringleitung 9 in Pfeilrichtung 35 ein und fließt in Richtung der Pfeile 36. Entsprechend wird die innere Ringleitung 9 in Richtung der beiden gestrichelten Pfeile 37 vom abgekühlten Wasser durchflossen, welches schließlich in Richtung der Pfeile 38 austritt. Bei dieser Anordnung sind die Querschnitte der Ringleitungen 9 nur halb so groß wie bei der Anordnung nach F i g. 5. Bei beiden Anordnungen erfolgen die Strömungen des Kühlwassers in den Ringleitungen 9 zueinander in gleicher Richtung, wobei jede Teilmenge gleiche Weglänge und gleiche hydraulische Figuration hat

35

40 Hierzu 5 Blatt Zeichnunscn

In Fig.4 ist weiterhin dargestellt, wie die Verbindungsleitungen von den Hauptkühlwasserleitungen zu den Ringleitungen der einzelnen Sektoren geführt werden können. Von der Hauptkühlwasser-Zuflußleitung 21 zweigen die Verteilleitungen 23, 25,27,29,31 und 33 zu den Eintrittsringleitunger. der Sektoren 51 bis 56 ab, entsprechend münden in die Hauptkühlwasser-Ablaufleitung 22 die Sammelleitungen 24, 26, 28, 30, 32 und 34 von den Austrittsringleitungen der Sektoren 51 bis 56. Die Verteilleitung 31 und die Sammelleitung 34 überkreuzen sich dabei. Die Ringleitungen verlaufen an der Innenkante der Kreisringe bzw. Kreisringabschnitte der einzelnen Sektoren 51 bis 56 mit abgestuft abnehmendem bzw. zunehmendem Durchmesser entsprechend der durchfließenden Kühlwassermenge. Sie sind in F i g. £> dargestellt Das warme Kühl- wasser tritt in Richtung des ausgezogenen Pfeiles 35 in die Ringleitung 9 ein und durchströmt diese in Pfeilrichtung 36. Dabei fließen den Kühleiementen 30 durch teilweise nur schematisch dargestellte Anschlußleitungen entsprechende Teilmengen zu, so daß die Ring- leitung 9 entsprechend der abnehmenden Wassermenge im Querschnitt verringert werden kann. Das in den KQhlelementen 30 abgekühlte Wasser gelangt über

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Trockenkühlturm mit im Turminneren in mehreren zueinander konzentrischen Kreisringen um eine Mittelplattform angeordneten, wasserdurchflossenen, gleichartigen Kühlelementen, von denen eine größere Zahl kühlwasserseitig durch Parallelschaltung zu Ringsektoren zusammengefaßt ist, wobei jedem Ringsektor eine Ein- und eine Austrittsringleitung an der Innenkante des zugehörigen Kreisringes zugeordnet ist, welche an gemeinsame Hauptkühlwasser-Zufluß- beziehungsweise -Ablaufleitungen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kühlelemente (3) unter sich gleich sind und ihre Anzahl in den einzelnen Ringen von innen nach außen jeweils n, 2n, 3/3 i'sw. beträgt, wobei π eine ganze Zahl ist, dp 3 die Ringsektoren (Sl bis 56) jeweils eine gleiche Anzahl der Kühlelemente (3) enthalten, daß das Kühlwasser in den Ein- und den Austrittsringleitungen (9), deren jeweilige Strömungsquerschnitte entsprechend der örtlich fließenden Kühlwassermenge bemessen sind, in gleicher Richtung (Pfeile 36, 37) strömt und daß der Radius (U) der Mittelplattform (4) etwa der senkrechten Projektion (Lo) der radialen Länge der Kühlelemente (3) auf eine waagerechte Ebene entspricht.