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Die Erfinduny betrifft ein Verfahren zum Betreiben von
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der Rückkühlung von Kühlwasser dienenden Ktihltürmen, insbesondere
von Naturzugkühltürmen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Außerdem betrifft
die Erfindung cine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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Insbesondere bei Dampfkraftwerken, bei denen das zum Niederschlagen
des Abdampfes in Kondensatoren benutzte Kühlwasser in Kühltürmen rückgekühlt wird,
ist man daran interessiert, eine möglichst niedrige Kühlwassertemperatur im Kühlturm
zu erreichen, weil tiervon die Depression abhängt, auf die die Kraftmaschine arbeitet.
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Die Kühlwassertemperatur wird maßgeblich von der Außentemperatur bestimmt,
so daß der Betrieb von Kühltürmen auf den jahreszeitlich bedingten Temperaturwechsel
Rücksicht nehmen muB. Wenn die Außentemperatur so weit absinkt, daß bereits im Kühlturm
Wassertemperaturen auftreten, welche zum teilweisen Gefrieren des abregnenden Kühlwassers
und dadurch zur Bildung von Eisansätzen a;is dem Regen führen, muß darauf geachtet
werden, daß die Eisbildung ein gefährliches Maß nicht überschreitet. Die Gefahrengrenze
liegt im allgemeinen dort, wo im Kühl turm Eisansätze aufgebaut werden, denen die
Festigkeit der betroffenen Teile des Kühlturmes nicht mehr gewachsen ist. Das erfindungsgemäße
Verfahren ermöglicht den störungsfreien Betrieb von Kühltürmen unter solchen, jahreszeitlich
bedingten,extrem abgesunkenen Außentemperaturen, Die Erfindung geht aus von Kühltürmen,
die mit diesem Ziel betrieben werden. Bekannt ist ein solches Verfahren für Naturzugkühltürme.
Hierbei hebt man bei absinkenden Außentemperaturen die Vorlauftemperatur des Kühlwassers
so weit an, daß die für die Bildung von gefährlichen
Eisansätzen
notwendige Wassertemperatur im Regen dls Kühlturmes nicht erreicht werden kann.
Bei einem Naturzugkühlturm hängt die durchgesetzte Luftmenge im wesentlichen von
dem Wichteunterschied der Außenluft und'der Innenluft im Kühlturm ab, sieht man
von dm Widerstand des Turmes ab, der seinerseits von der Konfiguration der zur Regenbildung
benutzten Kühlturmeinbauten sowie von der kinematischen Zähigkeit der Luft bzw.
des Luft-Wasserdampfgemisches bestimmt wird, das im Kühlturm strömt. Deswegen führt
das bekannte Verfahren zu der Notwendigkeit einer von der Erhöhung der Wasservorlauftemperatur
abhängigen Vergrößerung des Luftdurchsatzes, weil mehr Wärme mit dem Vorlaufkühlwasser
eingebracht wird und daher auch mehr Wärme im Kühlturm auf die durchgesetzte Luft
übertragen werden muß. In den meisten Fällen sind dem vorbekannten Verfahren deshalb
enge Grenzen gesetzt, deren Uberschreitung die zeitweise hydraulische Umgehung des
Turmes wegen gefährdender Eisansätze erforderlich macht.
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Für zwangsbelüftete Kühltürme ist ein anderes Verfahren bekannt, welches
jedoch nur darauf abzielt, die Laufzeuge der für die Zwangsbelüftung vorgesehenen
Ventilatoren bei absinkenden Außentemperaturen eisfrei zu halten.
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Dazu wird aus der bei normalen Außentemperaturen beregneten Vollfläche
des Turmes für jeden Ventilator eine Teilfläche ausgespart, über der wegen des fehlenden
Regens eine erhöhte Luftgeschwindigkeit entsteht, welche auch Wasserdampf nach oben
reißt und dadurch von den Ventilatoren fernhält (Patentanmeldung P 31 43 417.7).
Dieses vorbekannte Verfahren hält zwar die vor allem gegen Eisansätze? empfindlichen
Laufzeuge der Ventilatoren und deren unmittelbare Umgebung im Kühlturm eisfrei,
kann aber
bei weiter absinkenden Außentemperaturen die Bildung von
Eisansätzen in den Bereichen des Turmes nicht verhindern, die für die Schwaden und
Dämpfe des Kühlwasserreyens erreichbar bleiben.
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Der Erfindung. liegt die Aufgabe zugrunde; bei dem eingangs als bekannt
vorausgesetzten Verfahren auf einfache Weise ohne wesentliche Beeinflussung des
Kühlwasserkreislaufes im Kühlturm Verhältnisse zu schaffen, welche die Bildung gefährlicher
Eisansätze aus dem abregnenden Kühlwasser verhindern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches
1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
wiedergegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren paßt man die durchgesetzte Luftmenge
der Außentemperatur über die hiervon abhängige Ablauftemperatur des gekühlten wassers
an, indem man hiernach die Drosselung führt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann
eiflsetzen, wenn die bekannten Verfahren erschöpft sind und Außenlufttemperaturen
weiter absinken, weil sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in extremen Fällen
der Luftdurchsatz so weit vermindern läßt, daß die Lufttemperatur der verbleibenden
Durchsatzmenge- praktisch von der Ku"hlwasservorlauftemperatur bestimmt wird, die
stets über dem Gefrierpunkt liegt. Das erfindungsgemäße Verfahren erübrigt aber
auch geyebenenfalls den Einsatz anderer, für tiefe Temperaturen ohnehin nicht brauchbarer
vorbekannter Verfahren und kann daher an deren Stelle zum Einsatz gebracht werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat darüberhinaus den Vorteil, daß
die Mittel zu seiner Durchführung keinen übermäßigen Aufwand erfordern, insbesondere
soweit im Kühlturm ohnehin Einrichtungen vorhanden sind, welche im Ergebnis auch
den Strömungsquerschnitt der Luft drosseln und daher lediglich entsprechend umzubauen
sind.
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Es ist daher zweckmäßig, gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens den Durchströmungsquerschnitt des Kühlturmes zur Drosselung zu benutzen
oder doch heranzuziehen.
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Alle Kühltürme haben zur Vermeidung eines zusätzlichen Tropfenauswurfes
einen sogenannten Tropfenfang. Dieser eignet sich besonders für das erwähnte Verfahren
des Bewegens eines Teiles dieser Tropfenfänge zum Zwecke der Verminderung des Luftdurchtrittsquerschnittes.
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Häufig gibt es auch SChalldämmkulissen im Lufteintritt, welche das
Geräusch des Kühlturmes nach außen abdämmen sollen, die aber ebenfalls zur Strömungsquerschnittsveränderung
benutzbar sind.
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Einen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten
Naturzugkühlturm zeigen die Figuren in der Zeichnung; dargestellt sind in Fig. 1
eine abgebrochen wiedergegeben, senkrechte Schnittansicht des bodennahen Bereiches
eines Naturzugkühlturmes, Fig. 2 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1,
Fig.
3 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1, Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung
des Gegenstandes der Fig. 3 zur Wiedergabe des Sommerbetriebes und Fig. 5 in der
Fig. 4 entsprechender Darstellung eine Lamellendarstellung, wie sie bei absinkender
Außentemperatur gewählt wird.
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Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 bis 3 ist ein Naturzugkühlturm
1 mit einer Schale 2 verwirklicht, welche auf Mantelstützen 3 ruht, für die Fundamente
4 vorgesehen sind.
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Die Fundamente 4 weisen ein in Richtung des Pfeiles 5 verlaufendes
Gefälle in Richtung auf ein Kühlwasserbecken 6 auf, das unter der Flur 7 angeordnet
ist und das von dem Kühlturm 1 abregnende Kühlwasser sammelt.
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Im bodennahen Bereich 8 der Turmschale 2 ist eine Bühne 9 bei 10 aufgehängt.
Auch die Bühne weist ein in Richtung des Pfeiles 5 durch den Pfeil 11 wiedergegebenes
Gefälle in Richtung auf das Innere-des Kühlturmes auf. Die Gefälle sorgen dafür,
daß das abregnende KühlwasSer im Becken 6 gesammelt wird.
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Die Bühne 11 dient zur Verlagerung der oberen Enden einer Vielzahl
von Schallkulissen 15 mit Hilfe von Zapfenlagern 14, die in Fig. 2 lediglich schematisch
wiedergegeben sind.
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Die unteren Enden der Schallkulissen 15 sind ihrerseits mit Zapfenlagern
16 am Fundament abgestützt. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Schallkulissen
15 um den gesamten Außenumfang des Kühlturmes 1 angeordnet,
jedoch
ist nur jede zweite Kulisse 15, 17, 18 usw. in Zapfenlagern 14 und 16 schwenkbar
verlagert. Die dazwischenliegenden Kulissen 19, 20, 21 usw. sind dagegen fest eingebaut.
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Die Zapfen 26 der jeweils oberen Drehlager 14 sind über den Bühnenbelag
12 nach oben verlängert und mit einem Kurbelarm 29 versehen. Die Kurbelarme 29 sind
an ein Gestänge 30 angeschlossen, das parallel zu der Linie 31 verläuft, welche
die Zapfen 26 miteinander verbindet.
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Dieses Gestänge 30 endet an einem motorischen Stellantrieb 32, welcher
das Gestänge nach zwei Richtungen bewegen kann, in der die Kurbelarm 29 die Zapfen
drehen, WLlche die Kulissen 15,17, 18 mitnehmern, während die Kulissen 19, 20, 21
ihre durch den Einbau vorgegebene Stellung behalten.
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Wie sich insbesolldere aus den Darstellungen der Fig. 3 bis 5 ergibt,
gestellt jede Kulisse aus einem flügelartigen Körper, welcher ein außen liegendes
Gehäuse 35 aufweist. Die längeren Wände 36 bzw. 37 des Gehäuses 35 verlaufen im
wesentlichen parallel und nur auf etwa einem Viertel der Gehäuselänge konvergierend,wie
bei 38 und 39 in Fig. 4 dargestellt ist. Die dem Kühlturm zugekehrte kurze Setzte
ist mit einer geraden Gehäuseverbindungswand 40 versehen, während die ihr gegenüberliegende
Außenseite aerodynamksch bei 41 verkleidet ist. Das Gehäuse ist gelocht und gemäß
dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Füllung 42 aus feuchtigkeitsbeständigen
Mineralfasern versehen. Auf diese Weise werden durch die Lochungen im Gehäuse eindringende
Schallwellei von den Fasern der Füllung 42 absorbiert,
so daß die
Kulissen ane schalldämmende Funktiontausüben.
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Durch sie wird hauptsächlich der von dem in das Kühlwasserbecken 6
niederstürzenden Regen verursachte Geräuschpegel des Kühlturms 1 vermindert.
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Wie sich aus der Darstellung der Fig. 3 ergibt, sind diefest eingebauten
Kulissen 19, 20 auf Radialen 44 der kreisförmigen Kühlturmschale 2 angeordnet, d.h.
die längeren Seiten 36, 37 ihres Profils verlaufen parallel zu den Radialen. Im
Sommer, d.h. bei Außentemperaturen, welche nicht die Gefahr der Eisbildung im Kühl
turm heraufbeschwören, sind -sämtliche Kulissen, auch die schwenkbaren Kulissen
15, 17, 18 gemäß ihren Radialen eingerichtet. Dieser Zustand ist in Fig. 4 dargestellt.
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Bei absinkender Außentemperatur wird die Vorlauftemperatur und -menye
des abregnenden Kühlwassers im weentlichen beibehalten. Der Luftdurchsatz des Kühlturires
wird jedoch durch Drosseln der zwischen den Kulissen befindlichen Durchströmquerschnitte
45 bzw. 46 in Abhängigkeit von der Ablauftemperatur des gekühlten Wassers 43 im
Becken 6 vermindert. Zu diesem Zweck werden gemäß der Darstellung nach Fig. 5 die
schwenkbar gelagerten Kulissen 15, 17, 18 um ihre durch die Zapfen verlau-fende
Hochachse 47 verschwenkt. Der in Fig. 5 wiedergegebene Zustand wird nur in Extremfällen
erreicht, weil in diesem Fall praktisch beide Querschnitte 45 und 46 neben der schwenkbaren
Kulisse 17 vollständig abgedrosselt sind. Da die benachbarten festen Kulissen von
Konsolen 48, 49, 50, 51 festgehalten werden, die ihrerseits auf ortsfesten Gestängen
52, 53 festgeschraubt sind, können auch große Depressionsunterschiede abgedrosselt
werden.
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Der Stellantrieb 32 kann mit der Hand gesteuert werden.
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Zweckmäßig ist jedoch ein Temperaturfühler im Becken 6, der bei zu
stark absinkender Ablauftempetatur des gekühlten Wassers die Drosseln zustellt und
bei ansteigender Temperatur öffnet.
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In gleicher Art und Weise, wie das dargestellte Ausführungsbeispiel
für die Schalldämmkulissen, kann auch der Tropfenfang des Kühlturmes beweglich gestaltet
werden um so die Verminderung des Luftdurchtrittsquerschnittes zu erreichen.