DE3215154A1

DE3215154A1 - Trockenkuehlturm

Info

Publication number: DE3215154A1
Application number: DE19823215154
Authority: DE
Inventors: Charles Michael Harpenden Hertfordshire Buchanan Russell
Original assignee: Lummus Co
Current assignee: Lummus Technology LLC
Priority date: 1981-04-23
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1982-11-25
Also published as: ZA814321B; BR8202311A; US4446914A; BE892953A; GB2097524B; MX156520A; FR2504666B1; FR2504666A1; IT8220882A0; IT1198366B; CA1177657A; GB2097524A

Description

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Trockenkuhlturm

Die Erfindung bezieht sich auf einen Trockenkühlturm der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Trockenkühltürme, in welchen ein Strömungsmittel mittels Kühlluft abgekühlt oder kondensiert wird, die im Turmmantel infolge natürlicher Konvektion aufgrund der eigenen Erwärmung strömt, sind bekannt. Dabei erfolgt die Abkühlung bzw. Kondensation des jeweiligen Strömunp;smittels innerhalb von Wärmetauschern, welche die direkte Berührung zwischen dem Strömungsmittel und der Kühlluft ausschließen. Das warme Strömungsmittel kann entweder eine einzige oder aber zwei Batterien von Wärmetauschern durchströmen, welche in Reihe oder parallel geschaltet sein können, so daß das Strömungsmittel sie nacheinander bzw. gleichzeitig durchströmt. Die Trockenkuhltürme können mit Windschirffleⁿ versehen sein, um Störungen durch starke Seitenwinde auf ein Mindestmaß zu reduzieren.

Die Wärmetauscher für Trockenkühltürme sind im allgemeinen als rechteckige, parallelepipedförmige Bündel glatter oder vorzugsweise gerippter Rohre ausgebildet, welche an den beiden Enden durch Sammelkasten miteinander verbunden sind, so daß das vom einen Sammelkasten zum anderen Sammelkasten strömende Strömungsmittel durch die kalte Kühlluft abgekühlt wird, welche durch die Zwischenräume zwischen den Rohren hindurchströmt. Letztere können aus Kunststoff oder vorzugsweise Metall bestehen, wobei die Werkstoffauswahl von dem jeweils abzukühlenden, warmen Strömungsmittel abhängt. Die von den Trockenkühltürmen abgehende Kühlluft ist im allgemeinen heiß und trocken und weist eine Temperatur von 40⁰C sowie eine relative Feuchtigkeit von 15 °/° auf.

übliche Trockenfcühltürme weisen in der Segel einen Turmmantel mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Kühllufteintrittsöffnung am unteren Ende und einer Kühlluftaustrittsöffnung am oberen, offenen Ende, einen die Kühllufteintrittsöffnung überragenden Kaminträger und einen darauf ruhenden Kamin auf. Im allgemeinen dienen sie dazu, ein Strömungsmittel, gewöhnlich das Wasser der Dampfturbinenkondensatoren von Elektrizitätswerken oder Kernkraftwerken, abzukühlen oder aber den von den Turbinen stammenden Wasserdampf direkt zu kondensieren und das heiße Kondensat abzukühlen. Die erzeugte elektrische Leistung bzw. Kernkraftwerksleistung steht in bezug zum Kühlvermögen des Trockenkühlturms, hängt also unter anderem von der Gesamtrohrlänge der Wärmetauscher ab, wobei allerdings der Wärmeaustausch auch von der Gleichmäßigkeit abhängt, mit welcher die Kühlluft die Wärmetauscher durchströmt. Will man optimale Bedingungen erreichen und aufrecht erhalten, dann . sind äußerst schwierige und verwickelte Probleme in bezug auf die Turmabmessungen und die Abmessungen der Turmkomponenten, die Anordnung der Batterien und die Maßnahmen zur Unterdrückung der schädlichen Auswirkungen von Wind auf die Wärmetauscher zu überwinden.

Es sind bereits die verschiedensten Vorschläge zur Reduzierung von Windbeeinflussungen auf ein Mindestmaß und zur Steuerung der Menge und des Profils der in einen Trockenkühlturm eingeführten, kalten Kühlluft bekannt. Dazu gehören die Anordnung mobiler, einstellbarer Wände an der Turmbasis zur Steuerung der Richtung und Intensität äußerer Winde, der Einsatz von im wesentlichen horizontalen oder tatsächlich horizontalen Wärmetauschern bzw. Wärmetauscherbatterien in den Kamin entlang des Kaminträgers und die Verwendung von Kühlluft^deflektoren oder Zwischenwänden oder von abgestuften, ansteigenden oder abfallenden Wärmetauschern bzw. Wärmetauscherbatterien, um das Profil der kalten Kühlluft zu stabilisieren, ohne den Zug des Ka-

mins zu beeinträchtigen. Auch ist es "bekannt, zwei Batterien von Wärmetauschern zu verwenden, wobei die Wärmetauscher einer Batterie im Trockenkühlturm senkrecht stehend in einem zum Turmmantel konzentrischen Kreis angeordnet sind, während die Wärmetauscher der anderen Batterie waagerecht liegen und sich von den Wärmetauschern der ersten Batterie zum Turmmantel hin erstrecken (US-PS 4 020 899).

Auch mit der letzteren Konstruktion sind Schwierigkeiten verbunden. Beispielsweise ist es unvermeidlich, daß sich auf den Rippen der Rippenrohre, womit die Wärmetauscher üblicherweise versehen sind, bei den senkrecht stehenden Wärmetauschern mit waagerecht verlaufenden Rippen der Rippenrohre Wasser und Sedimente ansammeln, was Korrosion zur Folge hat und den Wärmeübergang dementsprechend mindert. Noch bedeutsamer ist, daß mit der geschilderten Anordnung der üblichen, rechteckigen Rohrbündel, woraus die beiden Wärmetauscherbatterien jeweils bestehen, der zur Verfugung stehende Raum nur unzulänglich ausgenutzt ist.

Dieser Nachteil wiegt um so schwerer, als mit einer derart unzulänglichen Turmraumausnutzung ein entsprechender Kühlleistungsverlust verbunden ist.

Die erwähnte Rohrbündel- bzw. Wärmetauscheranordnung beschränkt beispielsweise im Hinblick auf ihre Stabilität und Festigkeit die Möglichkeiten der wirksamen Unterbringung im Trockenkühlturm. Auch schränkt sie die Auswahlmb'glichkeiten in bezug auf die Rohrbündeldimensionen und demzufolge die Trockenkühlturmabmessungen ein. Dieses ist der Grund dafür, daß in der Vergangenheit Trockenkühltürme häufig unwirtschaftlich ausgebildet waren und ungeeignete Abmessungen aufwiesen. Beispielsweise können sich Δ-förmig oder halb-a-förmxg angeordnete, mit Wandschirmen versehene Rohrbündel, wobei im letztgenannten Fall das jeweilige Δ durch eine Zwischen- oder Trennkonstruktion in zwei Hälften getrennt ist, nicht über eine bestimmte Länge

hinaus radial erstrecken, weil der Scheitelwinkel sich mit wachsender Rohrbündelerstreckung zur Turnmatte hin vermindert. Dadurch wird die Kühlluftströmung durch die Rohrbündel in dem Maße immer mehr eingeschränkt, wie sich der Abstand von der Turmmitte vermindert. Auch wird die Wirksamkeit, mit welcher der Turminnenraum mit Rohrbündeln angefüllt werden kann, um so geringer, je weiter sich die Anordnung von Rohrbündeln zur Turmmitte hin erstreckt. Venn man auch theoretisch den Scheitelwinkel zu Beginn des Turmfüllens mit Rohrbündeln vermindern kann, um mehr Rohrbündel unterzubringen, so würde dieses jedoch die Situation nur weiter verschlechtern, weil die damit verbundene Erhöhung des Druckabfalls zu einer unwirtschaftlichen Turmkonstruktion und unerwünschten Turmabmessungen führen würde.

Bei dem erwähnten bekannten Trockenkühlturm mit kombiniert horizontaler und vertikaler Rohrbündelanordnung ist dabei zusätzlich der Nachteil gegeben, daß die senkrecht stehend angeordneten Rohrbündel bzw. Wärmetauscher bei Ausbildung mit Rippenrohren an deren Rippen schnell verschmutzen, was den Wirkungsgrad verringert. Die Kühlluftströmung durch den Trokkenkühlturm hindurch wird dadurch auch verändert oder abgeschwächt. Teure Reinigungseinrichtungen und größere Tunasbmessungen sind dann erforderlich, was den Trockenkühlturm unwirtschaftlich macht.

Wenn es auch bei der bekannten Konstruktion angestrebt ist, ^eiⁿ ideales Kühlluftströmungsprofil in den Trockenkühlturm hinein und durch ihn bzw. seinen Kamin hindurch zu erzielen, so werden doch beste Betriebsergebnisse in dieser Hinsicht nicht erreicht, und zwar größtenteils aus den bereits angegebenen Gründen, jedoch auch teilweise deswegen nicht, weil die einströmende kalte Kühlluft und ihre Ablenkungen sowie ihre Entfaltung auf dem Wege durch den Kamin des Trockenkühlturmes zu wenig beachtet sind.

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Der Erfindung liegt die Auf gate zugrunde, insbesondere die geschilderten Mangel zu "beheben und einen Trockenkühl turm der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, welcher vor allem in dieser Hinsicht bezüglich Aufbau und Punktionsweise verbessert ist.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Trockenkühltürmes sind in den restlichen Patentansprüchen gekennzeichnet.

Beim erfindungsgemäßen Trockenkühlturm sind innerhalb der Kühllüfteintrittsöffnung Wärmetauscherbatterien in besonderer Weise angeordnet, so daß die Wärmeaustauschfläche jeder Batterie bzw. die Wärmeaustauschflächen der Wärmetauscher derselben im wesentlichen horizontal verlaufen. Diese besondere Wärmetauscherbatterieanordnung ermöglicht insbesondere bei einem zy~ lindrischen, hyperbolischen oder sich nach außen erweiternden Trockenkühlturm eine bessere Batteriepackung und demzufolge ein erhöhtes Turmleistungsvermögen bei gegebener Turmgröße. Auch ist übermäßige Verschmutzung der gerippten Oberflächen der Rohrbündel ausgeschlossen, aus welchen die Wärmetauscherbatterien zusammengesetzt sind. Der erfindungsgemäße Trockenkühlturm zeichnet sich also durch erhöhte Wirtschaftlichkeit, günstige Abmessungen und verbesserte Kühlluftströmungsbedingungen durch die im wesentlichen horizontal angeordneten Batterien von Wärmetauschern hindurch aus.

Dabei ist unter der im wesentlichen horizontalen Anordnung die Berücksichtigung desjenigen kritischen Verhältnisses zu verstehen, welches zwischen der Höhe H der Kühllufteintrittsöffnung und der größten Länge P^ bzw. I^ der parallel oder radial zum Turmumfang angeordneten Rohrbündel der oberen und der unteren Wärmetauscherbatterie besteht, wie gefunden wurde, und sich

durch die Gleichung H = F^ · sin θ + P₂ * sinOC wiedergeben läßt, worin die Winkel θ und O( die Neigung der oberen "bzw. der unteren Batterie oder der Wärmetauscher bzw. Rohrbündel derselben gegenüber der Horizontalen bedeuten. Zur Erzielung einer guten Kühlluftströmung durch den Trockenkühlturm hindurch muß die Höhe H größer als 0,8 F^ und kleiner als 1,3F₂ sein. Weiterhin wurde gefunden, daß der Winkel 0 im Bereich zwischen etwa 5° und etwa 45° und der Winkel o( im Bereich zwischen etwa 20° und etwa 60° liegen soll, wobei zu beachten ist, daß die Verwendung, senkrechter Rippen um so wünschenswerter wird, je mehr sich diese Winkel 9 und 0< jeweils zur Horizontalen vergrößern, um die Korrosions- und Verschmutzungsprobleme zu vermindern, welche dann auftreten können, wenn die Wärmetauscherbatterien horizontal angeordnet sind.

Weiterhin wurde gefunden, daß bei Gleichheit der Winkel θ und OC die Kühlluftströmung unterhalb der unteren Batterie von Wärmetauschern, welcher die Länge F₂ zugeordnet ist, eingeschränkt ist, so daß das Bodenniveau unterhalb des Trockenkühltürmes zur Korrektur dieses Mangels abgesenkt werden muß, damit die Kühlluftmassenaustrittsgeschwindigkeit etwa der Geschwindigkeit unter dem Kaminträger des Trockenkühlturmes entspricht. Ist dagegen der Winkel (X größer als der Winkel Θ, so daß die Massengeschwindigkeit der abgehenden Kühlluft derjenigen der Kühlluft unter dem Kaminträger annähernd entSDricht, dann braucht das Bodenniveau nicht abgesenkt zu werden.

Im allgemeinen ist es nicht vorzuziehen, den Winkel 0 in seinem unteren Grenzbereich auszuwählen, weil dann der Winkel o< in seinem oberen Grenzbereich liegen und also die Länge F₂ sehr viel größer als die Länge F^ sein müßte. Beispielsweise muß der Winkel & etwa gleich 60° sein, wenn der Winkel θ etwa 5° beträgt, um der Erfindung zu genügen. Besonders bevorzugt sind also solche Winkel Q und o( , bei welchen die Längen

F^ und Fg gleich oder im wesentlichen gleich sind, wie beispielsweise dann der Fall, wenn der Winkel 0 im Bereich von etwa 40 bis etwa 4-3 und der Winkel (X im Bereich von etwa 27° bis etwa 32° liegen.

Bekanntlich soll bei Luftkühlern die Kühlluftströmung in die und aus der Wärmeaustauschfläche gleichförmig und über den gesamten Bereich gleichmäßig verteilt sein.

Es wurde gefunden, daß die mit dem Kühllufteintritt in die und dem Kühlluftaustritt aus der oberen Batterie von Wärmetauschern verbundenen, störenden Verluste sehr gering sind, und daß zur Gewährleistung guter Strömungsbedingungen für die die untere Batterie von Wärmetauschern verlassende Kühlluft ein bestimmtes gegenseitiges Verhältnis der Länge F^ der Wärmeaustauschfläche der unteren Wärmetauscherbatterie und des Turmdurchmessers in Höhe des Kaminträgers erforderlich ist.

Die sich aus der oben angegebenen Gleichung unter Berücksichtigung der ebenfalls angegebenen Bereiche für die Winkel Οζ und 0 und für die jeweilige Höhe H sowie Länge F,, ergebende Länge F_? darf ' einen bestimmten Prozentsatz vom besagten Turmdurchmesser nicht überschreiten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trockenkühltürmes macht die Länge F_? nicht mehr als 18 % des Turmdurchmessers am oberen Eand der Kühllufteintrittsöffnung aus, weil andernfalls übermäßige, mit hohen, schädlichen Verlusten verbundene Kühlluftgeschwindigkeiten in der die untere Wärmetauscherbatterie verlassenden Kühlluftströmung auftreten.

Um im erfindungsgemäßen Trockenkühl turm die größtmögliche Wärmeaustauschfläche unterbringen zu können, sollte weiterhin die erwähnte Länge Fp einen bestimmten Prozentsatz vom Turmdurch-7c messer in Höhe des Kaminträgers nicht unterschreiten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform macht die Länge F~ mehr als 8 % dieses Turmdurchmessers aus.

Die Wärmetauscher bzw. Rohrbündel der einen Batterie und die Wärmetauscher "bzw. Rohrbündel der anderen Batterie sind aneinander grenzend angeordnet, und zwar entweder nahe beieinander ohne unmittelbare gegenseitige Berührung oder aber aneinanderstoßend mit gegenseitiger direkter Berührung, wobei diejenigen der einen Batterie sich in einer ersten, im wesentlichen horizontalen Ebene und diejenigen der anderen Batterie sich in einer zweiten, im wesentlichen horizontalen Ebene erstrecken und das gegenseitige Terhältnis der beiden Ebenen c?r oben angegebenen Gleichung unter Berücksichtigung der zugehörigen, gleichfalls angegebenen Bedingungen entspricht. Es ergeben sich also ebene, flache Batterien und werden ideale KHhI-luftpotentiale für einen gleichförmigen Betrieb erzielt. Es int nicht unbedingt erforderlich, daß die obere und die untere WSrmetauscherbatterie sich gegenseitig direkt berühren. Sie brauchen nur nahe genug beieinander angeordnet zu werden, um mit einem gemeinsamen Sammler versehen werden zu können, so daß Strömungsmittel von einer Batterie zur anderen strömen kann. Dabei können die beiden Batterien parallel oder in Reihe geschaltet, sein, so daß das jeweilige Strömungsmittel die Wärmetauscher bzw. Rohrbündel beider Batterien gleichzeitig bzw. nacheinander durchströmt, wobei im letztgenannten Fall die obere Batterie und die untere Batterie miteinander verbunden sein müssen, also in direkter gegenseitiger Berührung stehen müssen.

Die Rohrbündel können in Längsrichtung parallel zum Turmumfanp· angeordnet werden, wobei die Rohrlänge proportional zum Abstand ■ von der Turmmitte verändert werden kann. Auch ist es möglich, die Rohrbündel in Längsrichtung radial zum Turmumfang anzuordnen, um im Trockenkühlturm möglichst viele Wärmetauscher unterzubringen, auch Rohrbündel unterschiedlicher Längen. Schließlieh können die Rohrbündel auch in Form von Deltas angeordnet werden, deren Winkel zur "Verringerung zusätzlicher Druckverluste begrenzt ist.

Der Winkel der Rohrbündel zur Horizontalen kann verändert werden, -um den Einfallwinkel der vorherrschenden Windbedingungen auf ein Mindestmaß zu reduzieren.

Bevorzugt ist es, die obere und die untere Wärmetauscherbatterie parallel zu schalten und den natürlichen Zug des Kamins erforderlichenfalls durch Ventilatoren zu unterstützen, welche Atmosphärenluft zur Kühlung durch die Batterien blasen oder saugen, um eine direkte Schallabstrahlung der Ventilatoren in der Nähe des Trockenkühlturms zu vermeiden.

Nachstehend sind vier Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockenkühlturmes anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1 die Draufsicht auf eine erste Ausführungsform, bei welcher die sich im wesentlichen horizontal er~ streckenden Wärmetauscherbatterien entlang des Turmumfangs angeordnete Rohrbündel gleicher Länge aufweisen;

Fig. 2 den Längsschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 im Bereich der Kühllufteintrittsöffnung des Trockenkühlturmes nach Fig. 1;

Fig. 3 die Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform, bei welcher die sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Wärmetauscherbatterien entlang des Turmumfangs angeordnete Rohrbündel unterschiedlicher Länge aufweisen;

Fig. 4 den Längsschnitt entlang der Linie 4-4- in Fig. im Bereich der Kühllufteintrittsöffnung des Trockenkühlturmes nach Fig. 3;

Fig. 5 die Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform, bei welcher die sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Wärmetauscherbatterien radial zum Turmumfang angeordnete Rohrbündel gleicher Langer aufweisen;

Fig. 6 den Längsschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5 im Bereich der Kühllufteintrittsöffnung des Trockenkühlturmes nach Fig. 5>

Fig. 7 die Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform, bei welcher die sich im wesentlichen horizontal erstreckenden Wärmetauscherbatterien radial zum Turmumfang angeordnete Rohrbündel unterschiedlicher Länge aufweisen;

Fig. 8 den Längsschnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 7 im Bereich der Kühllufteintrittsöffnung des Trockenkühlturmes nach Fig. 7>

Fig. 9 einen Teil eines Längsschnitts durch einen Trokkenkühlturm im Bereich der Kühllufteintrittsöffnung zur Veranschaulichung der Abstützung der oberen Wärmetausolarbatterie und einer Anordnung zur gleichzeitigen Strömungsmittelbeaufschlagung der beiden parallel geschalteten Batterien; und

Fig. 10 eine Rohrbündelabstützung.

• Die dargestellten, zylindrischen Trockenkühltürme mit natürlichem Zug weisen einen Turmmantel 10 mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Kühllufteintrittsöffnung 11 am unteren Ende auf, durch welche hindurch Kühlluft aus der umgebenden Atmosphäre aufgrund des natürlichen Zuges einströmt. Die Trokkenkühltürme können auch mit erzwungenem Zug ausgebildet wer-

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den, ebenso wie eine andere, beispielsweise eine hyperbolische oder sich nach außen erweiternde Gestalt möglich ist.

Die Höhe H der Kühllufteintrittsöffnung 11 definiert den Abstand zwischen dem oberen Rand derselben, welcher in der Regel mit einem Kaminträger 12 zusammenfällt, und dem Bodenniveau. Zwischen dem Kaminträger 12 und dem Boden unterhalb des Trokkenkühlturmes ist eine Vielzahl von Wärmetauschern 13 vorgesehen, welche zu einer oberen Batterie 1A- und einer unteren Batterie 15 zusammengefaßt sind. Jede Batterie 14 bzw. I5 weist eine Warmeaustauschflache auf, welche von Bündeln von Rohren 16 gebildet ist, wobei die beiden Batterien 14 und I5 entsprechend der Formel H = F^ · sin 0 + Fp · sin Q(^ angeordnet sind, in welcher gemäß Fig. 2 F^ und Fp die Länge der längsten Seite der oberen bzw. der unteren Batterie 14 bzw. I5 sowie 0 und 0{ denjenigen Winkel bedeuten, welchen die obere bzw. die untere Batterie 14 bzw. 15 mit der Horizontalen einschließt. Weiterhin ist die Forderung 0,8'F^ < H ^ 1,3'Fp ^er;füllt, um eine gute Kühlluftströmung zu erzielen. Auch ist berücksichtigt, daß der Winkel 0 nicht größer als 45° sein soll, um übermäßige Verschmutzung der gerippten Oberflächen der Wärmetauscher 13 zu vermeiden. Schließlich ist beachtet, daß der Winkel <K nicht kleiner als 20° sein soll, um gute Kühllufteinströmbedingungen in den Trockenkühlturm hinein zu gewährleisten.

Die Rohre 16 jedes Wärmetauschers 13 sind so angeordnet, daß die Kühlluft durch die Zwischenräume zwischen den Rohren 16 hindurchströmen kann, um das in den Rohren 16 jeweils strömen-• de Strömungsmittel abzukühlen.

Die Wärmetauscher 13 sxnd auf Betonsäulen 17 oder dergleichen abgestützt und an den beiden Enden jeweils mit einem nicht dargestellten Sammelkasten versehen, so daß das von einem Sammelkasten zum anderen Sammelkasten strömende Strömungsmittel

durch die kalte Kühlluft abgekühlt wird", welche die Zwischenräume zwischen den zugehörigen Rohren 16 durchströmt, wie erwähnt. Zwischen jeweils zwei einander benachbarten Wärmetauschern 13 ist eine Zwischenplatte 18 vorgesehen.

Entsprechend der jeweiligen Anordnung und Verteilung der Bohrbündel, welche die zu den beiden. Batterien 14 und 15 zusamnengefaßten Wärmetauscher 13 bilden, sind zahlreiche Abwandlungen der Rohrbündelabmessungen möglich. Beispielsweise können die Rohrlänge und die Rohrbündelhöhe in weiten Grenzen verändert werden.

S° können die Rohre 16 entweder gleich lang oder unterschiedlich lang sein, und kann auch die Gesamtgeometrie der Wärmeaustauschflächenanordnung verändert werden. Beispielsweise knnn eine hyperbolische Rohrbündelgeometrie oder eine Einniveaiibür.-delgeometrie vorgesehen werden.

!Fig. 1 bis 8 veranschaulichen vier unterschiedliche Ausgestaltungen der beiden Batterien 14 und 15· Bei der Ausführungnfona nach Fig. 1 und 2 sind die Wärmetauscher I3 bzw. die diese bildenden Bündel von Rohren 16 parallel zum Turmmantel 10 in eirem dazu konzentrischen Kreisring angeordnet, wobei alle Rohre 16 gleich lang sind. Die Ausführurgsform gemäß Fig. 3 und 4 unterscheidet sich nur dadurch von derjenigen nach Fig. 1 und P, daß die Wärmetauscher I3 bzw. die Rohrbündel unterschiedliche Rohrlängen aufweisen, und zwar die Rohre 16 um so kürzer worden, je kürzer der Abstand von der ^rrurmmitte ist. Die Ausfüh-' rungsform gemäß Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von derjeniron nach Fig. 1 und 2 nur dadurch, daß die Wärmetauscher 13 bzw. die diese bildenden Rohrbündel radial zum Turmmantel 10 angeordnet sind. Die Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 schließlich unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 5 und 6 lediglich dadurch, daß die Wärmetauscher 13 bzw. die diese bildenden Bündel von Rohren 16 unterschiedlich lang sind.

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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 ist eine Einrichtung 19 vorgesehen, welche die parallele Beaufschlagung der Batterien 14- und 15 niit dem jeweils abzukühlenden Strömungsmittel erlaubt. Zur Abstützung der oberen Batterie 14 von Wärmetauschern 13 dient ein im Querschnitt H-förmiges Traggerüst 20. Weiterhin ist eine Wassersprüheinrichtung mit Kettenantrieb zur Reinigung der unteren Batterie I5 von Wärmetauschern 13 vorgesehen, welche etwa angesammelte Sedimente entfernt. Diese Einrichtung.ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.

Fig. 10 veranschaulicht, wie die Wärmetauscher 13 der unteren Batterie 15 ^auf den Betonsäulen 17 oder dergleichen abgestützt werden können. Die im dargestellten Fall horizontal angeordneten Wärmetauscher 13 ruhen auf einem I-Träger 21, welcher auf den Betonsäulen 17 aufliegt.

Claims

PATENTANWALT
DIPL. ING. WOLF D. OEDEKOVEN

23. April 1982 2/Da

OHE LTJMMCJS COMPANY, Bloomfield, New Jersey, USA

Patentansprüche

v·) Tirockenkühlturm mit einer Kühlluftaustrittsöffnung .am oberen, offenen Ende und einer in Umfangsrichtung verlaufenden Kühllufteintrittsöffnung am unteren Ende sowie zwei von der Kühlluft umströmten und vom abzukühlenden Strömungsmittel durchströmten Batterien von Wärmetauschern, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die "beiden Batterien (14- und 15) von Wärmetauschern (13) aneinandergrenzend übereinander angeordnet sind, so daß
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"b) die Wärmeaustauschflächen der Wärmetauscher (13) der unteren Batterie (15) sich in einer ersten im wesentlichen horizontalen Ebene im Bereich der Kühllufteintrittsöffnung (11) auf einem zum Turmmantel (10) konzentrischen Kreisring erstrecken und

c) die Wärmeaustauschflächen der Wärmetauscher (13) der oberen Batterie (14) sich in einer zweiten im wesentlichen horizontalen Ebene oberhalb der oberen Enden der Wärmetauscher (13) der unteren Batterie (15) in-

nerhalb des Kühlluftringkanals zwischen diesen oberen Enden und dem Turmmantel (10) erstrecken, wobei 5

d) die Wärmetauscher (13) der unteren Batterie (15) sich von denjenigen der oberen Batterie (14) weg nach unten erstrecken und mit der Horizontalen einen Winkel OL von etwa 20° bis etwa 60° einschließen,

e) die Wärmetauscher (13) der oberen Batterie (14) sich auf diejenigen der unteren Batterie (15) zu nach unten erstrecken und mit der Horizontalen einen Winkel θ von etwa 5° bis etwa 45° einschließen und

f) die Höhe H der Kühllufteintrittsöffnung (11), die Länge F₂ ^der längsten Seite der Wärmeaustauschflächen der Wärmetauscher (13) der unteren Batterie (15) und die Länge F^ der längsten Seite der Wärmeaustauschflächen der Wärmetauscher (13) der oberen Batterie (14) entsprechend der Formel H * F^ · sin O + F₂ · sin OC mit 0,8 F₁ < H < 1,3 F₂ gewählt sind.

2. Trockenkühlturm nach Anspruch 1, dadurch ge

kennzeichnet, daß die Wärmetauscher (13) der unteren Batterie (15) in Form eines abgestumpften Kegels angeordnet sind.

3. Trockenkühlturm nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kegelachse mit der senkrechten Turmachse im wesentlichen zusammenfällt.

4. Trockenkühlturm nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennze ichnet, daß die Wärmetauscher (13) der oberen Batterie (14) in Form eines abgestumpften Kegels angeordnet sind.

5· Trockenkühlturm nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kegelachse mit der senkrechten Turmachse im wesentlichen zusammenfällt.

6. Trockenkühlturm nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennze i c-hne t, daß die Wärmetauscher (13) der unteren Batterie (I5) mit der Horizontalen einen Winkel OC zwischen 20° und JO⁰ einschließen.

7· !rockenkühlturm nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (13) der oberen Batterie (14) mit der Horizontalen einen Winkel θ zwischen 40° und 43° einschließen.

8. Trockenkühlturm nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e nnzeichnet, daß die Wärmeaustauschflächen der Wärmetauscher (13) der oberen und der unteren Batterie (14 bzw. 15) gegenseitig V-förmig angeordnet sind.

9. Trockenkühlturm nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß die Wärmetauscher (13) der oberen und der unteren Batterie (14 bzw. I5) parallel zum Turmmantel (10) angeordnet sind (Fig. 1 bis 4).

10. Trockenkühl turm nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher

(13) der oberen und der unteren Batterie (14 bzw. 15) radial zum Turmmantel (10) angeordnet sind (Fig. 5 his 8).

11. Trockenkühlturm nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschflächen der Wärmetauscher (13) jeweils von Bohren

(16) derselben Länge gebildet sind (Fig. 1, 2 und 5*6)·

12. Trockenkühlturm nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschflächen der Wärmetauscher (13) jeweils von Rohren (16) unterschiedlicher Länge gebildet sind (Fig. 3» 4-

und 7, 8).
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1J. Trockenkühl turm nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge F₂ ^der längsten Seite der Wärmeaustauschflächen der Wärmetauscher (13) der unteren Batterie (15) höchstens 18 % des Turmdurchmessers am oberen Rand der Kühllufteintrittsöffnung (11) ausmacht.

14. Trockenkühlturm nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge F^ der längsten Seite der Wärmeaustauschflächen der Wärmetauscher (13) der unteren Batterie (15) mehr als 8 % des Turmdurchmessers am oberen Rand der Kühllufteintrittsöffnung (11) ausmacht.

15. Trockenkühlturm nach einem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennze i chnet, daß die Wärmetauscher (13) der unteren Batterie (I5) Rippenrohre (16) mit senkrecht angeordneten Rippen aufweisen.

16. Trockenkühlturm nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (13) der oberen Batterie (14) Rippenrohre (16) mit senkrecht angeordneten Rippen aufweisen.

17· (Pro ckenkühl turm nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Wassersprüheinrichtung zur Reinigung der Wärmeaustauschflächen der Wärmetauscher (13)·

18. Τγοckenkühlturm nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wärmetauscher (13) "bzw. deren Rohrbündel deltaförmig angeordnet sind.