DE3135783A1

DE3135783A1 - Combined drying and wet cooling tower

Info

Publication number: DE3135783A1
Application number: DE19813135783
Authority: DE
Inventors: Ekkehard Dipl.-Ing. 7302 Ostfildern Bretting
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-09-10
Filing date: 1981-09-10
Publication date: 1983-05-19

Abstract

Published without abstract.

Description

Kombinieter Trocken- und NaßkühlturmCombined dry and wet cooling tower

Für die Wärmeabfuhr eines rechtslaufenden Kreisprozesses, wie er zum Beispiel im Clausius-Rankine-Prozess abläuft ( DampfXraftprozess ), ist der Wärmeaustausch mit der Umgebung notwendig.For the heat dissipation of a clockwise cycle, as it is for An example of what happens in the Rankine process (steam-x-force process) is heat exchange with the environment necessary.

Bei der trockenen Wärmeabfuhr wird dabei die Wärme von dem Arbemusmedium des Kreisprozesses an die tuft konvektiv übertragen, während im Naßkühlturm der Kauptanteil der Wärme durch den Verdunstungsprozess abgegeben wird. Da'oei ist bekannt, daß unterschiedliche Wärmemengen durch Variation der umgewälzten Luft- und Wassermengen an die Umgebungsluft mit solchen Kühltürmen durch Naturzug oder Ventilatorbetrieb übertragen werden können.In the case of dry heat dissipation, the heat is removed from the work medium of the cyclic process transferred convectively to the tuft, while in the wet cooling tower the The main part of the heat is given off by the evaporation process. Da'oei is known that different amounts of heat by varying the circulated air and water amounts to the ambient air with such cooling towers through natural drafts or fan operation can be transferred.

Auch sind solche Ausführungen bekannt, welche durch den Betrieb von Teilflächen eine Leistungsabstufung ermöglichen. -eiterhin gibt es im Kühlturmbau auch solche ausgefQnre Konstruktionen, bei denen durch Nachschaltungeir-es zusätzlichen Wärmetauschers eine Trocknung der nassen Abluft mit dem Ziel der Vermeidung von Schwadenbildung erreicht wird. Auch wurden in letzter Zeit KühlturL;auweisen bekannt, bei denen für die Verbesserung der trockenen Wärmeabfuhr mittels eines geschlossenen Kreislaufes die außen an den Wärmetauschern vorbeigeführte Luft zur Verbesserung des treibenden Temperaturgefaies vorher bis nahe an die Peuchtlufttemperatur befeuchtet wird.um den Wärmeaustausch zu erhöhen Während ie nasse Verdunstungskühlung bei vorgegebener Austauscläche große Wärmeleistungen übertragen kann, reicht ale gleiche Anlage für den trockenen Wärmeaustausch nur für wesentlich geringere Leistungen. Es ist also von den physikalischen Gegebenheiten schwierig, mit einem einzigen Gewerk die trockene und nasse Wärmeabfuhr so zu kombinieren, daß ein Kühlturm entsteht, der über einen großen Bereich an Übertragungsleistung regelbar ist.Such designs are also known, which by the operation of Allow partial areas a performance grading. -more there is in the cooling tower construction also such unusual constructions in which additional Heat exchanger drying the wet exhaust air with the aim of avoiding it Steam formation is achieved. Also recently, cooling turrets have been known in those for the improvement of dry heat dissipation by means of a closed The air circulating outside the heat exchangers is used for improvement of the driving temperature vessel is previously humidified to close to the Puchten air temperature is. to increase the heat exchange while ie wet evaporative cooling at a given Exchanges can transmit large amounts of heat, all the same system is sufficient for the dry heat exchange only for significantly lower performance. It is so difficult due to the physical conditions, with a single trade the dry one and wet heat dissipation to combine so that a cooling tower is created that has a large range of transmission power can be regulated.

Der Erfinaung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Trockenkühlung und die Naßkühlung in dem Kühlturm so zu verbessern, daß bei vorgegebenen Bauvolumen durch die richtige Anordnung der Strömungsführung der wärmetauschenaen Medien eine möglichst große Übertragungsleistung im Trocken- und Naßbetrieb ( Hybridkühlturm ermöglicht wird.The invention is therefore based on the task of dry cooling and to improve the wet cooling in the cooling tower so that for a given structural volume through the correct arrangement of the flow of the heat exchanging media Highest possible transmission capacity in dry and wet operation (hybrid cooling tower is made possible.

Die Aufgabe wird im Trockenbetrieb erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einerseits Rippenrohre mit günstigem Oberflächenverhältnis und geringem luftseitigem Druckverlust verwendet werden und andererseits diese Rippenrohre im Kreuzgegenstrom mit fast Gegenstromcharakteristik durch die Anordnung von mehr als vier Kreuzwegen verlegt werden.According to the invention, the object is achieved in dry operation by that on the one hand finned tubes with a favorable surface ratio and low air-side Pressure loss are used and on the other hand these finned tubes in cross countercurrent with almost counter-current characteristics due to the arrangement of more than four crossroads be relocated.

Im Naßbetrieb wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Verbesserung des Verdunstungsvorganges in den Strömungsweg des Wasserfilmes und der Wassertropfen rbulatoren gelegt werden Wesentlichen Vorteil bietet eine solche Anordnung, die das zu verdunstende Wasser zunächst durch den Innenraum der Rippenrohre im Gegenstrom zur Luftverdunstung leitet, bevor es über die darüber liegende Düseneinrichtung verteilt und versrrüht wird, um dann von außen über die berippten Rohre zum Verdunstungsvorgang tauglich zu sein.In wet operation, the object is achieved according to the invention in that to improve the evaporation process in the flow path of the water film and the water droplet rbulators are placed providing a substantial advantage such an arrangement that the water to be evaporated first through the interior of the Finned tubes countercurrent to air evaporation before it passes over the top lying nozzle device is distributed and sprayed to then from the outside over the ribbed pipes to be suitable for the evaporation process.

Der genannte Vorteil ist darin zu sehen, daß bei dieser Anordnung im Rippenrohr ein Wärme transport von innen nach außen geleitet wird, der zum Ziel hat, den Verdunstungsprczess zu größerer leistung zu beeinflussen nichtadiabatische Verdunstung ). Als Ergebnis macht sich eine wesentlich niedrigere Wassertemperatur im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen bemerkbar. Im Kälteprozess bewirken niedrigere Wassertemperaturen Verringerungen der Antriebsleistungen und im Kraftwerks prozess verursachen die niedrigeren Kühlwassertemperaturen erhebliche Verbesserungen des Gesamtwirkungsgrades.The advantage mentioned is to be seen in the fact that with this arrangement A heat transfer from the inside to the outside is conducted in the finned tube, which leads to the goal has to influence the evaporation process to a greater non-adiabatic performance Evaporation). The result is a much lower water temperature in the Noticeable compared to conventional systems. In the cold process lower water temperatures cause reductions in drive power and In the power plant process, the lower cooling water temperatures cause considerable Overall efficiency improvements.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und wird im Folgenaen näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the figures and is described in more detail below.

Abbildung 1 zeigt einen saugbelüfteten Kühlturm für Kombinierten Naß-Trocken-Betrieb mit zehnstufigem Kreuzgegenstrom-Wärmetauscher.Figure 1 shows a suction-ventilated cooling tower for combined wet-dry operation with ten-stage cross-countercurrent heat exchanger.

Dabei wird die Luft durch die Lufteinläufe 9, durch das Rippenrohrsystem 5 und durch den Tropfenabscheider 4 von einem Ventilator 1 angesaugt. Das Kaltwasser wird aus dem Sammelbecken 10 über die Leitung 11 abgesaugt, während das warme Vorlaufwasser im Trockenbetrieb über die Leitung 13, den Sammler 8 und den Verteiler 6 den Rippenrohren 5 zugeführt, in den Krümmern 7 umgelenkt und wieder durch den Sammler 8 und die Leitung 14 abgeführt wird. The air is here through the air inlets 9, through the finned tube system 5 and sucked in through the droplet separator 4 by a fan 1. The cold water is sucked out of the collecting basin 10 via the line 11, while the warm flow water in dry operation via the line 13, the collector 8 and the distributor 6 the finned tubes 5 supplied, deflected in the bends 7 and again through the collector 8 and the Line 14 is discharged.

Im Naßbetrieb der nichtadiabaten Verdunstung wird die Leitung 14 als Zuführung benützt und das Wasser, welches durch die Rippenrohre 5 geflossen ist, wird über die Leitung 13, 12 und 3 dem Düsen- und Pralltellersystem 2 zur Verteilung und Versprühung zugeführt. In the wet mode of non-adiabatic evaporation, line 14 used as a feed and the water that has flowed through the finned tubes 5 is, is via the lines 13, 12 and 3 to the nozzle and baffle system 2 for distribution and sprayed.

Abbildung 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Rippenrohres im Schnitt parallel zu den Rippen 16 mit dem Rohr 15 und dem Strömungsraum 14.Figure 2 shows an embodiment of a finned tube in section parallel to the ribs 16 with the tube 15 and the flow space 14.

Abbildung 3 zeigt die Lage der einzelnen Wärmetauscher zueinander. Dabei sind eine Vielzahl von Rippenrohren 5 nebeneinander angeordnet und sammeln die Wassermengen jeweils durch die Verteiler 6, die ihrerseits übereinander angeordnet sind.Figure 3 shows the position of the individual heat exchangers in relation to one another. A plurality of finned tubes 5 are arranged next to one another and collect the amounts of water each through the manifold 6, which in turn are arranged one above the other are.

Abbildung 4 zeigt ein sehr kleines Volumenelement des nichtadiabaten Verdunstungsvorganges, bei dem die Luft 21 und das Wasser 20 im Gegenstrom arbeiten. Dabei erhält das Wasser 20 von der Rohrwand 15 die Wärmemenge 22, welche schließlich als Wärmemenge 23 bei der Verdunstung an die Luft abgegeben wird.Figure 4 shows a very small volume element of the non-adiabatic Evaporation process in which the air 21 and the water 20 work in countercurrent. The water 20 receives the amount of heat 22 from the pipe wall 15, which ultimately is released into the air as the amount of heat 23 during evaporation.

Abbildung 5 zeigt schematisch den Verdunstungsvorgang im h-x-Diagramm mit dem etwa typischen Verlauf 24 für die adiabat laufenden Verdunstungsvorgänge herkömmlicher Kühlturme und einen möglichen Verlauf 25 für die Verdunstung mit Wärmezufuhr, die entlang der Sättigungslinie 26 der feuchten Luft laufen kann.Figure 5 shows schematically the evaporation process in the h-x diagram with the approximately typical course 24 for the adiabatic evaporation processes conventional cooling towers and a possible course 25 for evaporation with heat supply, which can run along the saturation line 26 of the moist air.

Claims

Claims 1% cooling tower for combined dry and wet Heat dissipation to the ambient air, in particular a cooling tower with finned tube heat exchangers 5 and 6 in cross-countercurrent circuit with approximate countercurrent characteristic, thereby characterized in that the circulating water is initially countercurrent to the inside of the heat exchanger 14 flows through before it as an evaporation medium 20 as a film or touches the outside 15 and 16 of the heat exchanger in the form of drops.

2. Cooling tower according to claim 1, characterized in that for regulation the heat transfer capacity, the amount and the temperature of the circulated water are changeable to the extent that for each combination of the air temperature and wet bulb temperature the sucked in air has a predetermined transmission capacity according to the evaporation process 25 is reached.

3. Cooling tower according to claim 1 and 2, characterized in that for Regulation of the heat transfer capacity by means of the amount of circulated tuft 21 a turbo machine 1 or by means of natural drafts can be changed so that on the one hand a predetermined transmission power is achieved and, on the other hand, the formation of steam is prevented.

4. Cooling tower according to the preceding claims, characterized in that that by switching off the spraying device 2, 3 and 12 and switching the closed Coolant circuit the trade can be operated as a controllable dry cooling tower can.