DE3030439A1

DE3030439A1 - Gegenstromkuehlturm, insbesondere rueckkuehl-kuehlturm fuer dampfkraftwerksanlagen

Info

Publication number: DE3030439A1
Application number: DE19803030439
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr.-Ing. 5100 Aachen Regehr
Original assignee: Individual
Current assignee: Carl Munters AB
Priority date: 1980-08-12
Filing date: 1980-08-12
Publication date: 1982-03-11

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen Gegenstromkühl-
turm, insbes. Rückkühl-Kühlturm für Dampfkraftwerksanlagen, mit Kühlturmgehäuse, Kühlturmeinbauten mit einer Vielzahl von Strömungskanälen, Wasserverteileinrichtung mit einzeln steuerbaren Sprührohren für die Zuführung des zu kühlenden Wassers, unterem Kühllufteintritt, oberem Luftaustritt mit Tropfenabscheider und Wasserfangtasse, wobei die Kühlturmeinbauten aus einer Mehrzahl von Füllplatten bestehen, die mit Abstands zwischenraum voneinander angeordnet und zu Füllplattenbatterien zusammengefaßt sind, wobei ferner die Abstandszwischenräume die Strömungskanäle für die Kühlluft bilden und die durch die Füllplatten gebildeten Strömungskanalwandungen von allen Strömungskanälen oder abwechselnd von jedem zweiten Strömungskanal mit Hilfe der Wasserverteileinrichtung mit dem zu kühlenden Wasser benetzbar sind.
Die bekannten gattungsgemäßen Gegenstromkühltürme (DE-AS 25 37 887, Fig. 2) arbeiten, wenn lediglich die Strömungskanalwandungen jedes zweiten Strömungskanalsiit der zu kühlenden Flüssigkeit benetzt werden, nach einem besonderen Prinzip: In den ber£tzten Strömungskanälen erfährt die Kühlluft eine Temperaturerhöhung, wobei sie sich gleichzeitig mit Wasserdampf sättigt. In den unbenetzten Strömungskanälen erfährt die Kühlluft zwar ebenfalls eine Temperaturerhöhung, jedoch nimmt sie keinen Wasserdampf auf. Folglich ist ihr Feuchtigkeitsgehalt weit von der Sättigung entfernt. Die Auslegung ist so gestaltet, daß durch die Mischung dieser gesättigten und ungesättigten Luftströme jede Nebelbildung oder Schwadenbildung verhindert werden kann (vgl. DE-AS 25 37 887, Fig. 5). Das alles hat sich bewährt. Bei den bekannten Gegenstromkühltürmen sind die Füllplatten ebene Platten, die mit Abstand voneinander angeordnet sind und die Strömungskanäle definieren. Über jeden Strömungskanal befindet sich eines der Sprührohre der Wasserverteileinrichtung. Handelt es sich um große Gegenstromkühltürme, wie sie z. B. als Rückkühl-Kühltürme für Dampfkraftwerksanlagen gebräuchlich sind, so resultiert aus dieser Tatsache eine störend große Anzahl von Sprührohren. Auch deren Anordnung und Montage ist aufwendig. Die Sprührohre bedürfen der Wartung und Pflege. Sie können im Durchmesser nicht ebsonders klein gemacht werden, zumal ein erheblicher Wasserdurchsatz verlangt wird. Folglich ist bei den bekannten Gegenstromkühltürmen die Strömungskanalbreite kein für die Auslegung freier Konstruktionsparameter, - woraus im Ergebnis auch räumliche und thermodynamische Nachteile resultieren.
Das gilt insbes. für niedrige Kühltürme des beschriebenen Aufbaus, bei denen eine ausreichende Durchmischung der gesättigten sowie der ungesättigten Luftströme nicht ohne weiteres sichergestellt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Gegenstromkühlturm einerseits in bezug auf die Wasserverteileinrichtung und andererseits in bezug auf die Kühlturmeinbauten zu vereinfachen und insbes. die Anordnung so zu treffen, da3 die Strömungskanalbreite zwischen den Füllplatten nach Maßgabe der bei der Auslegung des Kühlturms insgesamt zu berücksichtigenden Forderungen freiwählbar ist und insbes. bei niedrigen Kühltürmen jede Nebel-und Schwadenbildung unterdrückt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß in den Füllplattenbatterien Strömungskanäle zur Wasserverteileinrichtung hin durch eine einerseits offene, andererseits geschlossene Strömungskanalhaube abgedeckt sind, daß im Bereich zwischen den Strömungskanalhauben die Sprührohre der Wasserverteileinrichtung angeordnet sind, und daß endlich oberhib der Sprührohre zugleich ein als Verwirbelungseinrichtung ausgebildeter Tropfenabscheider angeordnet ist. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist in den Füllplattenbatterien jeder zweite Strömungskanal in der beschriebenen Weise mit einer Strömungskanalhaube versehen, wobei die einzelnen Strömungskanalhauben jeder Füllplattenbatterie alle zur gleichen Seite hin offen bzw.
geschlossen sind. Man kann aber auch jeden Strömungskanal der einzelnen Füllplattenbatterien mit einer Strömungskanalhaube versehen und die Anordnung so treffen, daß diese abwechselnd zu einer Seite hin offen, zur anderen hin geschlossen sind. Erfindungsgemäß befinden sich also die Sprührohre der Wasserverteileinrichtung nicht mehr über und parallel zu den einzelnen Strömungskanälen. Sie verlaufen vielmehr quer oder auch diagonal dazu über die Tiefe der Füllplattenbatterien. Die Anzahl der Sprührohre reduziert dadurch auf ein Minimum. Die Breite der Strömungskanäle bleibt ein für die Auslegung des Kühlturms freiwählbarer und varieerbarer Parameter. Die gesättigten Luftströme sowie die ungesättigten erfahren infolge der Verwirbelungseinrichtung auf kürzerem Strömungsweg die Vermischung, die zur Unterdrückung jeder Nebel- oder Schwadenbildung erforderlich ist, und zwar auch bei niedrigen Kühltürmen. Dabei können ohnehin vorhandene oder übliche Tropfenabscheider ohne Erhöhung der Druckverluste als Verwirbelungseinrichtung eingesetzt werden, wozu auf die nachgeordneten Ansprüche 2 bis 5 sowie auf die Zeichnung verwiesen wird. Es zeigen in schematischer Darstellung: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gegenstromkühlturm, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 3 im gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab und perspektivisch einen Ausschnitt aus den Kühlturmeinbauten des Gegenstandes der Fig. 1, teilweise aufgebrochen, Fig. 4 entsprechend der Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gegenstromkühlturms, Fig. 5 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig.1 und Fig. 6 entsprechend der Fig. 5 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1.
Die in den Figuren dargestellte Gegenstromkühltürme sind insbes.
als Rückkühl-Kühltürme für Kraftwerksanlagen und dergleichen bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Kühlturmgehäuse 1, Kühlturmeinbauten 2, 3 mit einer Vielzahl von Strömungskanälen 4,5, eine Wasserverteileinrichtung mit einzeln steuerbaren Sprührohren 6, 7 für das zu kühlende Wasser, zumindest ein unterer Kühllufteintritt 8, ein oberer Kühluftaustritt 9 und eine Wasserfangtasse 10.
Die Luftströmung ist in den Figuren durch Pfeile angedeutet worden.
Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 3 entnimmt man zunächst, daß die Kühlturmeinbauten aus einer Mehrzahl von Füllplatten 2 bestehen, die mit Abstands zwischenraum voneinander angeordnet und zu Füllplattenbatterien 2a, 2b, 2c, ..., zusammengefaßt sind. Die Abstands zwischenräume bilden die Strömungskanäle 4, 5 für die Kühlluft. Die durch die Füllplatten 2 gebildeten Strömungskanalwandungen von allen Strömungskanälen 4 5 oder abwechselnd von jedemzweiten Strömungskanal 4 sind mit Hilfe der Sprührohre 6, 7 der Wasserverteileinrichtung mit dem zu kühlenden Wasser benetzbar.
Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 3 entnimmt man fernerhin, daß in den Füllplattenbatterien 2a, 2b, 2c, jeder zweite Strömungskanal 5 zur Wasserverteileinrichtung hin durch eine einerseits bei 11 offene, andererseits bei 12 geschlossene Strömungskanalhaube 3 abgedeckt ist, deren Wände an die entsprechenden Füllplatten 2 zumindest geometrisch angeschlossen sind, wobei die einzelnen Strömungskanalhauben 3 jeder Füllplattenbatterie 2a, 2b, 2c, ..., alle zur gleichen Seite hin offen bzw. geschlossen sind, und daß im Bereich zwischen den Strömungskanalhauben 3 die Sprührohre 6, 7 der Wasserverteileinrichtung angeordnet sind, die sich über die Tiefe der Füllplattenbatterie 2a, 2b, 2c, ..., erstrecken. In Kombination dazu ist von Bedeutung der nachgeschaltete, zugleich als Verwirbelungseinrichtung ausgebildete Tropfenabscheider 13, wozu auf die Beschreibung der Fig. 5 und 6 verwiesen wird.
Die Fig. 1 bis 4 erläutern zunächst den Aufbau der Füllplattenbatterien 2a, 2b, 2c ... . In den Fig. 1 und 3 sind die Sprührohre 6 sprühend gezeichnet worden, die in Betrieb gesetzt werden, wenn nur abwechselnd von jedem zweiten Strömungskanal 4 die Strömungskanalwandungen mit dem zu kühlenden Wasser benetzt werden sollen.
Werden demgegenüber alle Sprührohre 6, 7 in Betrieb genommen, so werden die Strömungskanalwandungen aller Strömungskanäle 4, 5 benetzt. In der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 ist die Anordnung so getroffen, daß die Strömungskanalhauben 3 der nebeneinander angeordneten Füllplattenbatterien 2a, 2b, 2c, ..., einerseits mit ihren offenen Haubenseiten 11 und andererseits mit ihren geschlossenen Haubenseiten 12 einander gegenüberstehen. Man kann die Anordnung aber auch anders treffen. Dazu wird auf die Fig. 4 verwiesen. Hier erkennt man, daß die Strömungskanalhauben 3 der nebeneinander angeordneten Füllplattenbatterien 2a, 2b, 2c, einerseits mit einer offenen 11 und andererseits mit einer geschlossenen Haubenseite 12 einander gegenüberstehen. Bei dieser Ausführungsform befinden sich zwischen den Strömungskanalhauben 3 der einzelnen Füllplattenbatterien 2a, 2b, 2c, ..., jeweils zwei Sprührohre 6, 7. Sprühen sie so, wie es inFig. 4 gezeichnet worden ist, so ist wiederum der Betriebszustand verwirklicht, bei dem lediglich von jedem zweiten Strömungskanal 4 die Strömungskanalwände benetzt werden. Wird auch das zweite Sprührohr 7 in Betrieb genommen und sprüht es im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 nach rechts, so werden in jedem Strömungskanal 4, 5, die Strömungskanalwände benetzt. Es versteht sich von selbst, daß man die Strömungskanalbatterien 2a, 2b, 2c, ..., zueinander auch anders orientieren kann, als es in den Figuren dargestellt worden ist. Insbes. können Strömungskanalbatterien 2a, 2b, 2c, ..., mit in der beschriebenen Weise angeordneten Strömungskanalhauben 3 auch mit unterschiedlicher Orientierung der Strömungskanalhauben 3 gleichsam schachbrettartig zueinander versetzt angeordnet sein.
Aus den Figuren 1 sowie 5 und 6 entnimmt man, daß der Tropfenabscheider 13, der zugleich als Verwirbelungseinrichtung ausgebildet ist, im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung aus Tropfenabscheiderbatterien 13a, 13b, 13c, zusammengesetzt ist. Diese Tropfenabscheiderbatterien 13a, 13b, 13c, ..., sind als ebene, blockförmige Bauteile mit einer Mehrzahl von rohrförmigen Abscheiderkanälen 14, 15, 16, ausgeführt, die einen Einströmabschnitt 14, einen Ausströmabschnitt 15 und Prallbereiche 16 aufweisen. Insoweit handelt es sich um Aggregate, die als Tropfenabscheider 13, auch bei Kühltürmen, üblich sind. Zusätzlich ist die Anordnung so getroffen, daß die Ausströmabschnitte 15 der Abscheiderkanäle schräg gegeneinander gerichtet sind, wodurch aus aerodynamischen Gründen die angestrebte Verwirbelung erreicht wird. Im einzelnen kann dieses Gegeneinanderströmen auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 5 ist die Anordnung so getroffen, daß die Tropfenabscheiderbatterien 13a, 13b, 13c, .«. schräg zur Ebene der blockförmigen Bauteile austretende Ausströmabschnitte 15 aufweisen, die von Tropfenabscheiderbatterie 13a zu Tropfenabscheiderbatterie 13b schräg gegeneinander gerichtet sind. Eine andere, sehr vorteilhafte Ausführungsform ist in der Fig. 6 dargestellt worden.
Hier weisen die Tropfenabscheiderbatterien 13a, 13b, 13c, ....
senkrecht zur Ebene der blockförmigen Bauteile austretende Ausströmabschnitte 15 auf, die blockförmigen Bauteile selbst sind jedoch firstdachförmig so aneinandergesetzt, daß die Ausströmabschnitte 15 schräg gegeneinander gerichtet sind. - Die Tropfenabscheiderbatterien 13a, 13b, 13c, ..., selbst können in bekannter Weise aus profilierten Kunststofftafeln zusammengesetztsein.
Leerseite

Claims

Gegenstromkühlturm, insbes. Rückkühl-Kühlturm für Dampfkraftwerksanlagen Patentansprüche: 0 Gegenstromkühlturm, insbes. Rückkühl-Kühlturm für Damnfkraftwerksanlagen, mit Kühlturmgehäuse, Kühlturmeinbauten mit einer Vielzahl von Strömungskanälen, Wasserverteileinrichtung mit einzeln steuerbaren Sprührohren für die Zuführung des zu kühlenden Wassers, unterem Kühllufteintritt, oberem Luftaustritt mit Tropfenabscheider und Wasserfangtasse, wobei die Kühlturmeinbauten aus einer Mehrzahl von Füllplatten bestehen, die mit Abstands zwischenraum voneinander angeordnet und zu Füllplattenbatterien zusammengefaßt sind, wobei ferner die Abstandszwischenräume die Strömungskanäle für die Kühlluft bilden und die durch die Füllplatten gebildeten Strömungskanalwandungen von allen Strömungskanälen oder abwechselnd von jedem zweiten Strömungskanal mit Hilfe der Wasserverteileinrichtung mit demai kühlenden Wasser benetzbar sind, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß in den Füllplattenbatterien (2a, 2b, 2c, ...) Strömungskanäle (4) zur Wasserverteileinrichtung hin durch eine einerseits offene, andererseits geschlossene Strömungskanaihaube (3) abgedeckt sind, daß im Bereich zwischen den Strömungskanalhauben (3) die Sprührohre (6, 7) der Wasserverteileinrichtung angeordnet sind, und daß endlich oberhalb der Sprührohre (6, 7) zugleich ein als Verwirbelungseinrichtung ausgebildeter Tropfenabscheider (13) angeordnet ist.
2. Gegenstromkühlturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tropfenabscheider (13) aus Tropfenabscheiderbatterien (13a, 13b, 13c, ...) zusammengesetzt ist, die als ebene, blockförmige Bauteile mit einer Mehrzahl von rohrförmigen Abscheiderkanälen (14,15,16) ausgeführt sind, die einen Einströmabschnitt (14), einen Ausströmabschnitt (15) und Prallbereiche (16) aufweisen, und daß die Ausströmabschnitte (15) der Abscheiderkanäle (14, 15, 16,) schräg gegeneinander gerichtet sind.
3. Gegenstromkühlturm nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfenabscheiderbatterien (13a, 13b, 13c, 13d, ...) schräg zur Ebene der blockförmigen Bauteile austretende Ausströmabschnitte (15) aufweisen, die von Tropfenabscheiderbatterie (13a) zu Tropfenabscheiderbatterie (13b) schräg gegeneinandergerichtet sind.
4. Gegenstromkühlturm nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfenabscheiderbatterien (13a, 13b, 13c, ...) senkrecht zur Ebene der blockförmigen Bateile austretende Ausströmabschnitte (15) aufweisen und firstdachförmig so aneinandergesetzt sind, daß die Ausströmabschnitte (15) schräg gegeneinander gerichtet sind.
5. Gegenstromkühlturm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfenabscheiderbatterien (13a, 13b, 13c, ...) aus profilierten Kunststofftafeln zusammengesetzt sind.