DE2836053C3 - Steuereinrichtung für Luftklappen in einem Kühlturm mit deltaförmig angeordneten Kühlelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Luftklappen in einem Kühlturm mit deltaförmig angeordneten Kühlelementen, bei denen die Luftklappen, die zu sich und zueinander parallele Wellen aufweisen, über ein Gestänge miteinander verbunden, aus einer lotrechten in eine waagerechte Lage umklappbar sind und den Kühlelementen an der Zuströmseite der Luft vorgelagert sind, so daß die Kühlluft ganz oder teilweise absperrbar ist.

Eine derartige Steuereinrichtung für Kühlelemente eines Kühlturms ist aus der Offenlegungsschrift 15 51489 bekannt. Durch Schließen der Luftklappen läßt sich bei niedrigen Außentemperaturen ein Einfrieren der Kühlelemente weitgehend vermeiden.

Aus der deutschen Auslegeschrift 12 71 129 ist ferner ein Wärmetauscher für Luftkondensationsanlagen von Dampfkraftmaschinen bekannt geworden, bei dem in einem Kühlturm Kühlelemente deltaförmig angeordnet sind. Um zu vermeiden, daß bei niedrigen Außentemperaturen und geringer Blockleistung einzelne Kühlelemente einfrieren, sind den Kühlelementen Abdeckklappen vorgelagert, die im Falle der Einfriergefahr geschlossen werden können.

Um bei diesen bekannten Kühltürmen jedoch sicherzustellen, daß auch durch Ungleichmäßigkeiten der Kühlluftströmung an keiner Stelle der Kühlelemente Kühlwasser einfriert, darf eine bestimmte Mindesttemperatur des Kühlwassers im Betrieb nicht unterschritten werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Steuereinrichtung für Luftklappen von Kühltürmen mit deltaförmig angeordneten Kühlelementen anzugeben, bei der sich über den Querschnitt der Kühlelemente eine gleichmäßigere Verteilung der Kühlluftströmung verwirklichen läßt, so daß man bei sehr niedrigen Temperaturen des Kühlwassers mit wenigen Temperaturmeßstellen auskommt und trotzdem das Einfrieren des Kühlwassers an einzelnen, besonders gefährdeten Stellen ausschließt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Luftklappen von der Deltamitte aus gegen die Basis der Kühlelemente umklappbar sind, daß der Öffnungswinkel der innersten Luftklappen kleiner ist als der der übrigen Luftklappen, daß eine gemeinsame Gelenkwelle zum Antrieb der Luftklappen mehrerer Kühlelemente dient und daß die Luftklappen mit Federn und einem temperaturabhängig gesteuerten Auslösemechanismus so in Verbindung stehen, daß unabhängig vom Antrieb bei Unterschreiten einer Mindesttemperatur sich die Luftklappen in Schließrichtung bewegen.

so Diese besondere Anordnung und Ausbildung der Luftklappen verhindert ein besonders starkes Abkühlen der Rippenrohre an den Stellen, an denen die Kühlelemente zusammenstoßen. Die hierdurch erzielte, weitgehend gleichmäßige Kühlung der Rippenrohre aller Kühlelemente gestattet es, die Luftklappen verstellung abhängig von der Ablauftemperatur des Kühlwassers eines Kühlelementsektors des gesamten Kühlturmes zu machen.
Ein Ausführungsbeispiel ist in den Figuren schematisch dargestellt

In F i g. 1 ist der Schnitt durch zwei in Deltaform angeordneten Kühlelementen mit Luftklappen gezeigt

Jedes Kühlelement 1 umfaßt eine große Zahl parallel angeordneter Rippenrohre 2, die von Seitenwänden 3 eingefaßt sind. Die Kühlluft strömt durch die Rippenrohre 2 in Richtung der Pfeile 4 und 5. Die beiden Kühlelemente 1 sind auf Grundrahmen 6 aufgelagert, welche auf einer Bühne 7 liegen. Die Luftklappen 8 schwanken um Luftklappenwellen 9, die durch Führungsstangen 10 und Verbindungsstangen 11 bewegt werden. Zur Verbindung mit den Luftklappen 8 dienen Anschlußösen 12. Die Verbindungsstangen 11 sind gemeinsam an einem Ende mit einem Kupplungsstück 13 verbunden. Die Luftklappen 9 befinden sich in Offenstellung.

In Fig.2 ist der Schnitt wie in Fig. 1 teilweise wiedergegeben, jedoch mit geschlossenen Luftklappen 8.

Man erkennt aus F i g. 1 und F i g. 2, daß die Länge der Anschlußösen 12 an den Luftklappen unterschiedlich ist. Dadurch wird bei gleicher waagerechter Lage der Luftklappen 8 in Schließstellung (F i g. 2) eine unterschiedliche r-'eigung der Luftklappen 8 in Offenstellung (Fig. 1) erreicht. Dies dient dazu, die Kühlluftbeaufschlagung im sonst bevorzugten Gebiet bei den Pfeilen 5 zu vermindern und diese derjenigen bei den Pfeilen 4 anzugleichen.

In Fig.3 ist das vereinfachte Schaltschema eines Kühlelementesektors gezeigt.

so Das Kühlwasser kommt in einer Kühlwasserzulaufleitung 14 zum Kühlturm und wird durch Sektorzuleitungen 15 auf die einzelnen Sektoren verteilt, von denen nur einer schematisch dargestellt ist. Jeder Sektor ist durch Sektorabsperrorgane 16 wasserseitig abschaltbar.

Das Kühlwasser gelangt durch eine Verteilleitung 17 und durch Zulaufanschlußleitungen 18 in die Kühlelemente 1. Nach Abkühlung des Kühlwassers in den Kühlelementen 1 fließt dieses durch die Ablaufleitungen 19 in die Sammelleitung 20 und von dort über Sektorenableitungen 21 bei Passieren eines Sektorabsperrorgans 16 in die Kühlwasserablaufleitung 22 des Kühlturmes. Es sind in jedem Sektor Entleerungsleitungen 23 vorhanden, durch welche mit Hilfe der Entleerungsorgane 24 das Kühlwasser jedes Sektors in einen Tiefbehälter 25 abgelassen werden kann. Außerdem ist eine Bypaßleitung 26 mit einem Bypaßabsperrorgan 27 vorhanden, um die Kühlelemente überbrücken zu können. Die Luftklappen 8 werden mit Hilfe von

Schwenkhebeln 39 durch eine Gelenkwelle 28 verstellt. Diese wird von Stellmotoren 29 angetrieben, die über Freilaufkupplungen 30 an die Gelenkwelle 28 angekuppelt sind. Einem Regler 31 wird die Stellung der Gelenkwelle 28 durch Stellungsanzeiger 32 über Meßleitungen 33 eingegeben. Der Regler vergleicht diese Stellung mit einem Sollwert und betätigt danach die Stellorgane 29.

Als Führungsgrößen für den Regler dient die Kaltwassertemperatur in der Sammelleitung 20 und die Kühllufttemperatur. Die Kaltwassertemperatur wird in der Sammelleitung 20 durch drei parallel arbeitende Temperaturgeber 34 gemessen, von denen der Temperaturauswähler 35 über die Meßleitung 36 den mittleren der drei Werte dem Regler 31 eingibt Die Kühllufttemperatur wird durch einen Temperaturgeber 34 über die Meßleitung 37 dem Regler eingespeist Weiterhin erhält der Regler 31 über die Meßleitungen 38 Informationen über die Stellung der Sektorabsperrorgane 16, der Entleerungsorgane 24 und des Bypaßabsp-rrorgans 27.

Die Regelung erfolgt nun derart, daß bei geöffneten Sektorabsperrorganen 16, geschlossenen Entleerungsorganen 24 und geschlossenem Bypaßabsperrorgan 27 durch den Regler 31 alle Luftklappen 8 des Sektors in Offenstellung gefahren werden. Sinkt die Kühllufttemperatur auf einen Wert in der Nähe des Gefrierpunktes, z. B. auf 276 K, so wird die Kühlwasseraustrittstemperatur in der Sammelleitung 20 überwacht. Sinkt diese auf einen Wert von z. B. unter 288 K, so werden die Luftklappen 8 schrittweise geschlossen, bis die Kühlwasseraustrittstemperatur zwischen 288 K und 290 K eingeregelt ist Sinkt die Kühlwasseraustrittstemperatur trotz völlig geschlossener Luftklappen 8 auf einen Wert von z. B. 283 K, so erfolgt automatisch die Entleerung aller Kühlelemente 1 des Sektors. Steigt die Kühlwasseraustrittstemperatur dagegen auf Werte über 290 K, so werden die Luftklappen 8 schrittweise geöffnet, bis die Offenstellung erreicht ist

F i g. 4 stellt <;in Detail des Antriebes der Luftklappen 8 in geöffneter Stellung und F i g. 5 das selbe Detail in geschlossenem Zustand dar. Die Luftklappen 8 schwenken um ihre Luftklappenwellen 9, wobei die Bewegung durch die Führungsstange 11 auf die Anschlußöse 12 übertragen wird. Im Kupplungsstück 13 ist ein Verbindungsglied 40 angelenkt, welches vom Schwenkhebel 39 bewegt wird, der auf der Gelenkwelle 28 gelagert ist Dabei erfolgt die Befestigung des Schwenkhebels 39 auf der Gelenkwelle 28 mit Hilfe des Auslösungsmerhanismus 42, der durch einen Impuls die Verbindung zwischen Gelenkwelle 28 und Schwenkhebel 39 lösen bzw. herstellen kann. Der Schwenkhebel 39 befindet sich dabei zwischen den beiden Rohrböden 48 und Wasserkammern 49 der beiden Kühlelemente des betreffenden Sektors und ragt durch das Abdeckblech 50 hindurch, welches der Kühlluftführung dient

In F i g. 6 ist das Schaltschema der Auslösung der Luftklappen 8 an jedem einzelnen Sektor angegeben. Wenn am Temperaturschalter 41 infolge Unterschreiten der Kühlwasseraustrittstemperatur in der Ablaufanschlußleitung 19 von z. B. 281 K ein Schaltvorgang erfolgt, so fließt dadurch durch die Wicklung 43 des Auslösemechanismus 42 ein Strom, der ein Hochheben des Einrastestiftes 45 bewirkt, der in eine Nut der Gelenkwelle 28 eingerastet war. Dadurch wird der Schwenkhebel 39 frei, wodurch die Luftklappen 8 in Schließstellung fallen. Mit Hilfe eines Betätigungsschalters 46 ist es über die Wicklung 44 möglich, die Luftklappen 8 ebenfalls in Schließstellung zu bringen, wenn dies z. B. zu einer Funktionskontrolle, bei Reinigungsarbeiten oder beim Auswechseln von Kühlelementen erforderlich ist Stellt sich bei einer Überprüfung heraus, daß der Auslösemechanismus 42 nicht einwandfrei arbeitet besteht die Möglichkeit durch Umklemmen der Anschlußklemmen 47 Abhilfe zu schaffen.

Die Betätigung des Auslösemechanismus 42 ist bei der vorgeschlagener. Schaltung sowohl nach dem Ruhestromprinzip wie auch nach dem Arbeitsstromprinzip möglich, je nachdem, ob die Feder 51 als Zugoder Druckfeder und der Schaltmechanismus 52 des Temperaturschalter 41 bei Erreichen der Grenztemperatur öffnet oder schließt.
Durch diese Art der Überwachung jedes einzelnen Deltas der Kühlelemente in Abhängigkeit von der Kühlwasseraustrittstemperatur ist weitestgehender Schutz gegen Frostschäden zu erwarten. Dabei ist es möglich, an jedem Kühlelementepaar eine oder beide Kühlwasseraustrittsstutzen der beiden Kühlelemente 1 an den Ablaufanschlußleitungen 19, im letzteren Fall durch Parallelschaltung der Schutzkreise, zu überwachen. Die Vermeidung von Frostschäden ist von großer betrieblicher und wirtschaftlicher Bedeutung für den Betrieb der Wärmekraftwerke, sowohl wegen der hohen Kosten der Kühlelemente, die etwa die Größenordnung derjenigen des Turbosatzes erreichen können, als auch wegen der im Schadensfall unvermeidlichen Betriebsunterbrechung für die Reparaturzeit.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuereinrichtung für Luftklappen in einem Kühlturm mit deltaförmig angeordneten Kühlelementen, bei denen die Luftklappen, die zu sich und zueinander parallele Wellen aufweisen, über ein Gestänge miteinander verbunden, aus einer lotrechten in eine waagerechte Lage umklappbar sind und den Kühlelementen an der Zuströmseite der Luft vorgelagert sind, so daß die Kühlluft ganz oder teilweise absperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftklappen (8) von der Deltamitte aus gegen die Basis der Kühlelemente (1) umklappbar sind, daß der Öffnungswinkel der innersten Luftklappen (8) kleiner ist als der der übrigen Luftklappen, daß eine gemeinsame Gelenkwelle (28) zum Antrieb der Luftklappen (8) mehrerer Kühleleineme (1) dient und daß die Luftkiappen (8) -mit Federn (51) und einem temperaturabhängig gesteuerten Auslösemechanismus (41, 42) so in Verbindung stehen, daß unabhängig vom Antrieb bei Unterschreiten einer Mindesttemperatur sich die Luftklappen (8) in Schließrichtung bewegen.