DE3107613A1

DE3107613A1 - Als zellenkuehler ausgebildeter waermetauscher

Info

Publication number: DE3107613A1
Application number: DE19813107613
Authority: DE
Inventors: Klaus 6460 Gelnhausen Gebke; Dieter Dipl.-Ing. 8757 Karlstein Seeliger
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-02-27
Filing date: 1981-02-27
Publication date: 1982-09-16
Also published as: DE3107613C2

Description

Als Zellenkühler ausgebildeter Wärmetauscher
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kühltechnik und ist bei der sicherheitstechnischen Ausgestaltung von als Zellenkühler bezeichneten Wärmetauschern anzuwenden, in denen im Kreislauf geführtes Kühlwasser unter Einsatz von Ventilatoren rückgekühlt wird.
Sofern für industrielle Anlagen große Kühlwassermengen benötigt werden, ist man seit langem dazu übergegangen, das Kühlwasser unter Verwendung von Kühltürmen im geschlossenen Kreislauf zu führen. Eine spezielle Bauart künstlich belüfteter Kühltürme sind die als Zellenkühler oder Ventilatorkühler bezeichneten Wärmetauscher, bei denen die Kühlluft mit Hilfe von Ventilatoren durch die Kühleinbauten gesaugt oder gedrückt wird. Derartige Wärmetauscher bestehen aus einem mit einer horizontalen Luftansaugöffnung und einer vertikalen Luftaustrittsöffnung versehenen Gehäuse, in dem zwischen den beiden Öffnungen ein drückender oder saugender Ventilator, Kühleinbauten, ein Wasserverteilungssystem und ein Tropfenfang angeordnet sind (Zeitschrift "Energie und Technik", Juni 1968, Seite 199). Der übliche Aufbau derartiger Wärmetauscher berücksichtigt nicht, daß solche Anordnungen gegebenenfalls in besonderer Weise gegen äußere Einwirkungen zu schützen sind, wie es beispielsweise bei Kernkraftwerken der Fall ist. Allein die Anordnung von Schikanen in der Luftansaugöffnung und in der Luftaustrittsöffnung reicht hierzu nicht aus.
Ausgehend von den bekannten, als Zellenkühler ausgebildeten und mit einem drückenden Ventilator versehenen Wärme- tauschern, bei denen die Luftansaugöffnung und die Luftaustrittsöffnung mit Schikanen versehen sind, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Wärmetauscher so auszugestalten, daß sein Betrieb auch bei explosionsartigen äußeren Einwirkungen gesichert ist.
Zur LÖsung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß zwischen der tunnelartig verlängerten Luftansaugöffnung und dem Ventilator ein zweiter gleichartiger Ventilator angeordnet ist und daß sich zwischen diesen beiden Ventilatoren ein als Splitterschutz ausgebildeter Strömungsgleichrichter befindet.
Durch eine derartige Ausgestaltung des Wärmetauschers ist eine redundante Anordnung des aktiven Teiles (Ventilator) des Wärmetauschers gegeben. Sofern infolge einer äußeren Einwirkung der erste Ventilator zerstört wird, bildet dieser zusammen mit dem als Splitterschutz ausgebildeten Strömungsglei aIrichter eine Sicherheitsbarriere vor dem zweiten Ventilator, der zweckmäßig über eine separat aufgestellte Elektrizitätszentrale betrieben wird. Insbesondere beim Betrieb von Kernkraftwerken ist somit das Abfahren von Störfällen und die Kuhiwasserversorgung von gesicherten Nebenkuhlstellen aus durch eine zweite redundante und autarke Wärmesenke sichergestellt.
Mit der gemäß der Erfindung vorgesehenen Ausgestaltung des Wärmetauschers wird demnach erreicht, daß die passive Kühleinheit des Wärmetauschers von zwei voneinander getrennten aktiven Komponenten mit Luft beaufschlagt wird, wobei diese aktiven Komponenten von verschiedenen Energiequellen versorgt werden können. Damit entfällt eine zweite komplette KUhleinheit,und demzufolge entfallen auch aufwendige Erfassungs- und Umschalteinrichtungen, mit denen bei zwei getrennt aufgestellten Wärmetauschern das Umschalten von einer Kühlwasserleitung auf die andere erfaßt und durchgeführt werden müßte.
Ein Ausführungsbeispiel des neuen Wärmetauschers ist in der Figur schematisch dargestellt.
Der Wärmetauscher besteht zunächst aus dem turmartigen Gehäuse 1 mit dem tunnelartigen Ansatz 2, der als Luftansaugstutzen ausgebildet ist. Die Lufteintrittsöffnung 3 des Luftansaugstutzens ist mit einer Schikane 3' versehen, in gleicher Weise ist die Luftaustrittsöffnung 4 am oberen Ende des Gehäuses 1 mit einer Schikane 4' versehen. Im Innern des Gehäuses 1 befinden sich die eigentlichen Kühleinbauten 5, die Wasserverteilungsanlage 6 und der Tropfenfang 7. Im Bodenbereich des Gehäuses 1 ist die Öffnung 8 vorgesehen, aus der das Kaltwasser in ein nicht näher dargestelltes Becken gelangt.
Im kanalartigen LuSttnsaugstutzen 2 befindet sich zunächst der Ventilator 9. Zwischen diesem Ventilator und der Schikane 3' ist ein zweiter Ventilator 10 angeordnet, wobei sich zwischen beiden Ventilatoren der als Splitterschutz ausgebildete Strömungsgleichrichter 11 befindet.
Von den beiden Ventilatoren 9 und 10 ist jeder für sich so ausgelegt, daß er die für das Erreichen der KUhlleistung des Wärmetauschers notwendige Luftmenge fördert.
Hierbei sind die Druckverluste über den jeweils anderen stehenden oder mitlaufenden Ventilator berücksichtigt.
Im normalen Betriebsfall laufen beide Ventilatoren, wobei jeder Ventilatomnotor von einer separaten Elektrizitätszentrale versorgt wird.
Beim Betrieb des Wärmetauschers wird die Umgebungsluft über die Schikane 3' durch den Ventilator 10 angesaugt.
Dieser drUckt die angesaugte Luft durch den Strömungs- gleichrichter 11 vor den Ventilator 9. Der Strdmungsgleichrichter ist zugleich als Splitterschutz ausgebildet, so daß bei einem Bruch des Ventilators 10 die zerbrochenen Teile in dem Splitterschutz 11 steckenbleiben und den Ventilator 9 nicht zerstören können.
Der Strömungsgleichrichter 11 sorgt weiterhin dafür, daß die durch den Ventilator 10 verwirbelte Luft weitgehend gleichgerichtet wird. Dadurch wird erreicht, daß auch der Ventilator 9 mit einer gleichmäßigen Anströmung arbeiten kann. Gleichzeitig werden örtliche Drucküberhöhungen abgebaut, die sich bei explosiven Einwirkungen störend auswirken können. Der Ventilator 9 fördert die vom Strömungsgleichrichter 11 kommende Luft durch die Kühlturmeinbauten und durch die Schikane 4' hindurch zurück an die Umgebungsluft.
Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, den Wärmeaustauscher mit mehreren parallel arbeitend angeordneten tunnelartigen Luftansaugstutzen 2 zu versehen und in Jedem Stutzen zwei Ventilatoren im Tandem anzuordnen. In diesem Fall wUrde die Gesamtzahl aller Ventilatoren 10 in gleicher Weise wie die Gesamtzahl aller Ventilatoren 9 Jeweils 100 % der erforderlichen Luftleistung zu erbringen haben.
1 Figur 1 Anspruch Leerseite

Claims

Patentanspruch Wärmeaustauscher zur Rtlckkuhlung von im Kreislauf getUhrtem Kühlwasser, bestehend aus einem-mit einer horizontalen Luftansaugöffnung und einer vertikalen Luftaustrittsöffnung versehenen Gehäuse, in dem zwischen den beiden Öffnungen ein drUckender Ventilator, KUhleinbauten, ein Wasserverteilungssystem und ein Tropfenfang angeordnet sind und bei dem die Luftansaugöffnung und die Luftaustrittsöffnung mit Schikanen versehen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen der tunnelartig verlängerten Luftansaugöffnung (3) und dem Ventilator (9) ein zweiter gleichartiger Ventilator (10) angeordnet ist und daß sich zwischen diesen beiden Ventilatoren ein als Splitterschutz ausgebildeter Strömungsgleichrichter (11) befindet.