DE3415318C2 - Anlage zur Kühlung, vorzugsweise zur Rückkühlung von Wärmekraftwerken mit Hilfe von Kühltürmen - Google Patents
Anlage zur Kühlung, vorzugsweise zur Rückkühlung von Wärmekraftwerken mit Hilfe von KühltürmenInfo
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Abstract
Bei einer Anlage zur Kühlung, vorzugsweise zur Rückkühlung von Wärmekraftwerken mit Hilfe von Kühltürmen, wobei über eine Bebauung dem Kühlturm von unten atmosphärische Luft zugeleitet wird, die bis zur Luvkante des höchsten Gebäudes im Aufwind, über dem Gebäude in freier Strömung und im Nachlauf sowie hinter der Leeseite des Gebäudes in dessen Windschatten als Fallwind von unten in den Kühlturm strömt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß durch einen an der Luvoberkante errichteten Windschirm der Aufwindbereich erhöht und hinter dem Windschirm der Nachlaufbereich bis an die Leekante des Gebäudes verlängert ist, und daß an der Leekante durch eine Leitfläche die freie Strömung in den Windschatten des Gebäudes umgelenkt und der Fallwind verstärkt ist.
Description
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Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Kühlung, vorzugsweise
zur Rückkühlung von Wärmekraftwerken, mit Hilfe von Kühltürmen, mit den im Oberbegriff des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Wärmekraftwerke,
welche nicht mit Fluß- oder Meerwasser im Durchlaufverfahren gekühlt werden können und deren
Kühlung daher durch Abführung der Wärme an die Atmosphäre erfolgen muß. Bekanntlich muß in allen Wärmekraftwerken
am Ende ihres Wasser-Dampf-Kreislaufes der Dampf mit Kühlwasser kondensiert werden, das
bei den erfindungsgemäßen Anlagen in einem oder mehreren Kühltürmen rückgekühlt und dadurch im
Kreislauf zirkuliert wird. Bevorzugt handelt es sich erfindungsgemäß um Naßkühltürme, bei denen das Kühlwasser
unmittelbar mit der atmosphärischen Luft in Kontakt gebracht wird, weil solche Kühltürme bei gleicher
Kühlleistung wesentlich kleiner ausfallen als die sogenannten Trockenkühltürme.
-' Die erfindungsgemaßen Anlagen werden insbesonde- Λ
re auf Naßkühltürme angewandt, welche im Naturzug betrieben werden. Bei dieser Bauart gerät die von unten
in den Kühlturm einströmende atmosphärische Luft unter den Einfluß des thermischen Auftriebes, welcher im
Kühlturm durch Druckdifferenzen induziert und durch Strömungswiderstände hervorgerufen wird. Dabei wird
ein kleiner Teil des im Kühlturm herabrieselnden Kühlwassers verdunstet und entweicht über den Kühlturm in
die Atmosphäre. Bei der Rückkühlung wird nur dieser Verlust neben dem aus dem Kreislauf abgezogenen
Kühlwasser erneuert.
Bei Wärmekraftwerken ergibt sich aus den technischen Voraussetzungen und deren Weiterentwicklung
in aller Regel ein bestimmtes Grundmuster der Bebauung. Die Kessel, in denen das Speisewasser für aen Betrieb
der Turbinen erhitzt wird, liegen im allgemeinen unmittelbar neben den Kaminen, wobei der Platz zwischen
Kamin und Kessel von der Luftvorwärmung und den Elektrofiltern ausgefüllt wird. Da man im allgemeinen
auf der anderen Seite des Kesselhauses die Turbi-L en- und Generatorhallen anordnet, ergibt sich als
Standort des Kühlturmes in der Regel der Platz neben den Kaminen. Bei großen Wärmekraftwerken auf Steinkohle-
bzw. Braunkohlenbasis entsteht dadutch eine nicht nur in der Höhe erheblich ausgedehnte Bebauung,
sondern auch eine enge Zusammendrängung der Bauwerke auf der zur Verfügung stehenden Grundfläche.
Kesselhaushöhen von ca. 120 m. Kaminhöhen zwischen 125 bis 170 m stehen vor Kühltürmen, deren Größe
zwar auch in einer Höhe von ca. 128 m liegen kann,
deren Einströmbereich aber unter den im unteren Teil des Kühlturms angeordneten Rieseleinbauten und
Tropfenfängen gelegen ist (s. z. B.: Beton- und Stahlbetonbau. 1982. Heft 2. S. 62).
Der Wirkungsgrad eines solchen Wärmekraftwerkes hängt auch von der Kühlwirkung der Kühltürme ab.
welche ihrerseits eine Funktion des Luftdurchsatzes ist. Die Erfindung geht davon aus, daß die Bebauung einen
wesentlichen Einfluß hierauf ausübt. Im Bereich der Kühlturmzuströmung bildet sich aufgrund des Lee-Effektes
hoher Gebäude ein Unterdruckgebiet aus. Dadurch wird die der Kühlturmaußenseite anliegende
Druckdifferenz, welche im Gleichgewicht mit der durch den oben erwähnten thermischen Auftrieb bewirkten
Druckdifferenz im Kühlturm steht, k'i."ner. Das wiederum hat eine Verminderung der durch den Kühlturm
strömenden Menge an atmosphärischer Luft und damit einen Anstieg der Kühlwassertemperatur am Ende der
Kühlanlage zur Folge.
Bei dem beschriebenen Grundmuster der Bebauung des Kraftwerkgeländes verschärfen sich diese Verhältnisse
neuerdings u. U. dann erheblich, wenn die Forderung an Entschwefelung der Rauchgase verwirklicht
werden soll. Bei solchen Wärmekraftwerken kommen für die Rauchgasentschwefelungsanlage Gebäudehöhen
in Betracht, welche bei ca. 60 m liegen, wobei als Standort in der Regel das Gelände neben dem Kühlturm an
de-· dem Kamin abgewandten Kühlturmseite in Betracht
kommt, sofern man nicht die Rauchgasentschwefelungsanlage für mehrere Kessel, beispielsweise in Y-förmiger
Anordnung zwischen mehreren Kühltürmen verwirklichen kann. Dann ergibt sich hinter dem Kühlturm
ein Strömungsschatten von erheblicher Ausdehnung, welcher die in den Kühlturm einströmende Menge
an atmosphärischer Luft noch weiter reduziert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten,
ungünstigen Einflüsse; der Bebauung eines Kraftwerkes auf den Luftdurchsatz durch den Kühlturm
und damit auf die Kühlwassertemperatur bei einer Anlage der als bekannt vorausgesetzten Art zu vermeiden
bzw. zu verringern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige
Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung wird der Druck in der Anströmzone
des Kühlturmes im wesentlichen durch zwei Maßnahmen angehoben. Einerseits wird durch die Errichtung
eines Windschirmes bereits der Staudruck an der Kühlturmanlaufseite erhöht, weil der obere Rand
des Nachlaufgebietes durch Erhöhung der Luvkante angehoben wird und dadurch die darüberliegende freie
Strömung einen Fallwind in Richtung auf den Kühlturm ausbildet. Andererseits wird durch die in die freie Strömung
eingebrachte Leitfläche an der Leeseite eine Strömungsumlenkung in den Windschatten des Gebäudes
erzielt, weiche den Druck an der Anströmseite des Kühlturmes noch weiter verstärkt. Obwohl man die
erstgenannte Maßnahme auch für sich verwirklichen π könnte, wird durch den Gesamterfolg der beschriebenen
beiden Maßnahmen die Wirkung ganz erheblich verstärkt.
Abgesehen von dem Vorteil einer u. U. erheblichen Verbesserung des Luftdurchsatzes durch den Kühlturm
ergibt sich bei der Erfindung ein vorteilhafter Nebeneffekt aus der geänderten Luftströmung. Da nämlich auch
an der Kühlturmkrone erhebliche Wirkungen wie an den an der Luvseite des Kühlturmes stehenden hohen
Gebäuden auftreten, und diese Wirkungen für die Abwindbildung
im Bereich der Leeseite des Kühlturmes verantwortlich sind, läßt sich nach der Erfindung der
sogenannte Down-wash-Verhahen des Kühlturms verbessern,
d.h. das Niederschlagsgebiet des Kühlturmes verlegen bzw. verringern.
Vorzugsweise und mit den Merkmalen des Anspruches 2 trägt man wechselnden Windrichtungen und Bebauungen
an beiden Seiten des Kühlturmes Rechnung. Dadurch gelingt es. insbesondere bei nachträglich vorgesehenen
Rauchgasentschwefelungsanlagen und entsprechenden Windrichtungen den Luftdurchsatz durch
den Kühlturm zu verbessern.
Mit den Merkmalen des Anspruches 3 kann man die Erfindung zweckmäßig an vorhandenen Gebäuden ausführen.
An besten errichtet man die Wand- bzw. den Mauersockel an der Fassade des betreffenden Gebäudes,
an der sich der Aufwind ausbildet.
Mit den Merkmalen des Anspruches 4 kann man die beabsichtigte Verstärkung des Fallwindes wesentlich
durch strömungsgünstige Profile verbessern.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Figuren in der Zeichnung: es ze'gt
F i g. 1 schematisch und parallel zur Windrichtung die Bebauung eines Kraft« erkes bei Verwirklichung der
erfindungsgemäßen Anlage im wesentlichen irn Schnitt längs der Linie I-I der F i g. 2 und
Fig.2 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1.
Aus der Darstellung der Fig. 1 ergibt sich, daß auf
dem Gelände 1 eines Kraftwerkes ein Kesselhaus 2 errichtet ist. das in seinem vorderen Teil 3 die eigentliche
Kesselanlage aufweist und im rückwärtigen Teil 4 neben einer Luftvorwärmung die Elektrofilter aufnimmt. Ein
Kamin 5 dient zur Abführung der entstaubten Rauchgase Eine Rauchgasentschwefelungsanlage 6 ist in einem
besonderen Gebäude· untergebracht, das hinter dem Kesselhaus und hinter einem Kühlturm 7 errichtet ist.
Der Kühlturm 7 hat einen unteren Einströmbereich 8 und einen Schlot 9, in dem der durch Pfeile 10 gekennzeichnete
Auftrieb entsteht.
Die waagerechten Pfdie 11 zeigen die Windrichtung
an. Hierdurch bildet sich vor dem Kesselhaus 2 eine Aufwindzone 12 aus. An der luvseitigen Oberkante 13
des Kesselhauses ist ein Windschirm 14 errichte*. Er besteht aus einem Mauersockel, dessen Höhe so gewählt
ist. daß sich das durch Schraffur angedeutete. Nachlaufgebiet 15 der Strömung bis zur leeseitigen
Oberkante 13' des Kesselhauses erstreckt. Die über dem schraffierten Gebiet 15 liegende freie Strömung 16 isi
durch Pfeile angedeutet.
An der leeseitigen Oberkante 13' des Gebäudes ist über mehrere Streben 17, 18 in der freien Strömung 16
eine Leitfläche 19 errichtet. In Fig. 1 ist das Profil der
Leitfläche 19 dargestellt. Es ist tragflügelartig gestaltet, so daß sich eine Umlenkung der freien Strömung 16
entsprechend dem Pfeil 20 ergibt.
Durch diese Maßnahmen entsteht das bei 21 dargestellte Fallwindgebiet, in dem eine Druckerhöhung im
Anströmbereich 22 des Kühlturmes 7 entsteht. Dadurch wird die im Bereich 8 einströmende Luftmenge vergrößert.
Der erhöhte Auftrieb bei 10 im Kühlturm 7 führt dazu, daß der Abwindbereich 23 ir" Strömlingsschatten
des Kühhurmes 7 vermindert wird. Dadurch wird das
eingangs beschriebene Down-wash-Verhalten des Kühlturmes 7 verbessert.
Wie sich aus der F i g. 1 ferner ergibt, ist das Gebäude
6. in dem die Rauchgasentschwefelungsanlage untergebracht ist und welches in der Abströmrichtung 24 hinter
dem Kühlturm 7 gelegen ist. auf die entgegengesetzte Luftströmung eingerichtet. Deswegen befindet sich an
der bei entgegengesetzter Strömung an der Luvseite befindlichen oberen Gebäudekante 25 ein Windschirm
26. der dem Windschirm 14 entspricht. An der bei umgekehrter Strömungsrichtung an der Leeseite liegenden
Gebäudekante 27 ist über die Streben 28, 29 eine Leitfläche 30 befestigt. Es entsteht dann zwischen dem Gebäude
6 und dem Kühlturm 7 bei 31 eine Abwindzone.
Wie sich aus der Darstellung der F i g. 2 ergibt, ist die
beschriebene Anlage an zwei Blöcken 32, 33 vorgesehen, deren Turbinenhallen bei 34 und 35 i/nd de^en Generatorhallen
bei 36 und 37 angedeutet sind. Die Windschirme sind auf den Kesselhäusern, wie bei 14 dargest·
!It. errichte?, während die Leitfläche 10 zwischen den
beiden Kaminen 5 und 5' auf der Leeseite verläuft.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Anlage zur Kühlung, vorzugsweise zur Rückkühlung von Wärmekraftwerken, mit Hilfe von
Kühltürmen, wobei über eine Bebauung dem Kühlturm von unten atmosphärische Luft zugeleitet wird,
die bis zur luvseitigen Oberkante des höchsten Gebäudes im Aufwind, über dem Gebäude in freier
Strömung und im Nachlauf sowie hinter der leeseitigen Oberkante des Gebäudes in dessen Windschatten
als Fallwind von unten in den Kühlturm strömt, dadurch gekennzeichnet, daß an der luvseitigen
Oberkante (13) des in der Anströmrichtung (22) vor dem Kühlturm (7) gelegenen Gebäudes (2)
ein Windschirm (14) angeordnet ist. wodurch hinter dem Windschirm (14) der Nachlaufbereich (15) bis
an die leeseitige Oberkante (13') des Gebäudes (2) verlängert wird, und daß an der leeseitigen Oberkante
(13') eine Leitfläche (19) angeordnet list, wodurch
die freie Strömung (15) in den Windschatten des Gebäudes
(2) umgelenkt und der Fallwind (21) verstärkt
wird.
2. Anlage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß auf einem in der Anströmrichtiing (22) hinter
dem Kühlturm (7) gelegenen Gebäude (6) ein Windschirm (26) an seiner dem Kühlturm (7) abgewandten
Kante (25) und eine Leitfläche (30) an seiner dem Kühlturm (7) zugewandten Kante (27) angeordnet
ist.
3. Anlage v.h einem der Ansprüche 1 oder 2.
dadurch gekennzeichnet, daß der Windschirm (14, 26) aus einer auf dem Gebäude (2, 6) errichteten
Wand bzw. einem Wandsockel besteht.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfläche (19. 30)
tragflügelartig profiliert und mit Streben (17,18; 28, 29) auf dem Gebäude (2,6) befestigt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843415318 DE3415318C2 (de) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | Anlage zur Kühlung, vorzugsweise zur Rückkühlung von Wärmekraftwerken mit Hilfe von Kühltürmen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843415318 DE3415318C2 (de) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | Anlage zur Kühlung, vorzugsweise zur Rückkühlung von Wärmekraftwerken mit Hilfe von Kühltürmen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3415318A1 DE3415318A1 (de) | 1985-11-07 |
DE3415318C2 true DE3415318C2 (de) | 1986-04-17 |
Family
ID=6234293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843415318 Expired DE3415318C2 (de) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | Anlage zur Kühlung, vorzugsweise zur Rückkühlung von Wärmekraftwerken mit Hilfe von Kühltürmen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3415318C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105115314B (zh) * | 2015-08-13 | 2024-01-02 | 华北水利水电大学 | 冷却塔进口自动防季风装置 |
-
1984
- 1984-04-25 DE DE19843415318 patent/DE3415318C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3415318A1 (de) | 1985-11-07 |
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