DE3441514A1

DE3441514A1 - Naturzug-kuehlturm

Info

Publication number: DE3441514A1
Application number: DE19843441514
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl.-Ing. 4030 Ratingen Leitz; Burkhard Dipl.-Ing. Trage
Original assignee: Balcke Duerr AG
Current assignee: Balcke Duerr AG
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1984-11-14
Publication date: 1986-05-15
Also published as: MX164879B; AU578760B2; US4690207A; DE3441514C2; AU4984085A; ZA858652B

Description

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Unser Zeichen: 25 692 Datum: 13. November 1984

BALCKE-DÜRR Aktiengesellschaft, Hornberger Straße 2, 4030 Ratiriaen 1

Naturzug-Kühlturm

Die Erfindung betrifft einen Naturzug-Kühlturm mit einer Mehrzahl von vorzugsweise dachförmigen Wärmeaustauschelementen zur Kondensation von Turbinenabdampf eines Kraftwerks, wobei ein Teil der Wärmeaustauschelemente kondensatorisch und ein anderer Teil dephlegmatorisch geschaltet ist und die dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelemente dampfseitig hinter den kondensatorisch geschalteten Wärmeaustauschelementen angeordnet sind.

Es sind sogenannte Naturzug-Trockenkühltürme bekannt, deren Wärmeaustauschelemente von Kühlwasser eines geschlossenen Wasserkreislaufes durchströmt werden, das durch indirekten Wärmeaustausch im Kondensator die Kondensation des Turbinenabdampfes bewirkt. Außer diesem indirekten System ist ein direktes System bekannt, bei dem der Dampf unmittelbar in den Wärmeaustauschelementen des Naturzug-Kühlturms kondensiert wird. Dieses direkte System besitzt gegenüber dem indirekten System den Vorteil eines besseren Wirkungsgrades, der sich aufgrund einer etwa 2° größeren Temperaturdifferenz ergibt. Bei einer bekannten Ausbildung eines derartigen Naturzug-Kühlturms ist ein Teil der Wärmeaustauschelemente kondensatorisch und ein anderer Teil dephlegmatorisch geschaltet, wobei die dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelemente dampfseitig hinter den kondensatorisch geschalteten Wärmeaustauschelementen angeordnet sind.

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Um bei diesen Naturzug-Kühltürmen der eingangs beschriebenen Art eine vollständige Kondensation des Turbinenabdampfes sicherzustellen, muß die Restkondensation in den dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelementen stattfinden. Gleichzeitig muß sichergestellt sein, daß aus diesen dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelementen die Inertgase vollständig abgezogen werden. Hierfür ist es wichtig, daß die dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelemente bei allen auftretenden Lastfällen und Witterungsverhältnissen ausreichend mit Kühlluft versorgt werden, was insbesondere bei ungünstigen Witterungsverhältnissen, wie starkem Seitenwind und Inversion, d.h. bei von oben nach unten strömender Warmluft Schwierigkeiten bereitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Naturzug-Kühlturm der eingangs beschriebenen Art zur direkten Kondensation des Turbinenabdampfes derart weiterzubilden, daß auch bei ungünstigen Witterungsverhältnissen über den gesamten Lei^· stungsbereich eine vollständige Kondensatin des Turbinenabdampfes mit Restkondensation in den dephlegmatorisch geschalteten Wärrneaustauschelementen erfolgt.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelemente in an sich bekannter Weise mit eigenen Ventilatoren versehen sind.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Ventilatoren in den dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelementen wird auch bei ungünstigen Witterungsbedingungen sicherge«- stellt, daß nicht nur eine vollständige Kondensation des Turbinenabdampfes erfolgt, sondern daß die Restkondensation in den dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelenenten erfolgt, so daß aus diesen Elementen die bei der Kondensation

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anfallenden Inertgase vollständig abgezogen werden, und zwar unabhängig vom Auftreten von Seitenwind oder Inversion. Auch wenn die Witterungsbedingungen so günstig sind, daß die Restkondensation in den dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelementen gesichert ist, können die Ventilatoren dazu benutzt werden, den Naturzug des Kühlturms zu verstärken, beispielsweise bei extrem hohen Temperaturen der in den Kühlturm einströmenden Kühlluft. Der für die erfindungsgernäßen Ventilatoren notwendige Energieaufwand liegt hierbei in der Größenordnung des Energieaufwandes, der bei einem indirekten System für die Pumpen des Kühlwasserkreislaufes aufgewendet werden muß; er ist erheblich geringer als der Energieaufwand für ein zwangsbelüftetes Direktsystem. Der Gewinn an Zugleistung durch die erfindungsgemäß in den dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelementen angeordneten Ventilatoren kann weiterhin dazu benutzt werden, den Kühlturm kleiner als bei einer Ausführung mit reinem Naturzug auszuführen, wodurch Baukosten eingespart werden können.

Gemüß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Förderleistung der Ventilatoren regelbar, wobei die Regelung entweder durch Drehzahländerung der Antriebsmotoren, Verstellung der Ventilatorschaufeln bei konstanter Drehzahl oder durch eine Kombination beider Ä'nderungsmöglichkeiten erfolgt. Diese Regelbarkeit schafft die Möglichkeit, einen Naturzug-Kühlturm der eingangs beschriebenen Art an sämtliche auftretende Wetterbedingungen und Sonderlastfälle mit geringem Aufwand anzupassen.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Naturzug-Kühlturms schematisch in einem senkrechten Schnitt dargestellt.

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine hyperbolische.Kühlturm-

schale 1, beispielsweise aus Beton, mit unteren Lufteintrittsöffnungen 2, beispielsweise zwischen den Tragstützen der Kühlturmschale 1.

Oberhalb der Lufteintrittsöffnungen 2 sind in einer oder mehreren Ebenen Wärmeaustauschelemente 3 angeordnet, von denen die mit dem Index k gekennzeichneten kondensatorisch geschaltet sind, wogegen die Wärmeaustauschelemente 3 mit dem Index d dephlegmatorisch geschaltet sind. Beim Ausführungsbeispiel ist jeweils ein dephlegmatorisch geschaltetes Wärmeaustauschelement 3d drei kondensatorisch geschalteten Wärmeaustauschelementen 3k dampfseitig nachgeschaltet. Diese vier Wärmeaustauschelemente 3 können mit vier weiteren Warmeaustauschelementen 3 zu einem dachförmigen Element vereinigt sein.

Der zu kondensierende Turbinenabdampf wird dem Naturzug-Kühlturm über eine zentrale Dampfleitung 4 zugeführt, die sich im Inneren des Kühlturms verzweigt und über Steigleitungen 5 an jeweils mehrere dachförmige Elemente angeschlos*- sen ist. In jedem Element wird der Dampf zuerst von oben her den kondensatorisch geschalteten Wärmeaustauschelementen 3k zugeführt, so daß das Kondensat in den vorzugsweise berippten Wärmeaustauschrohren in derselben Richtung wie der Dampf strömt. Der aus den kondensatorisch geschalteten Wärmeaustauschelementen 3k austretende Restdampf wird anschließend von unten her dem zugeordneten dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelement 3d zugeführt. Hier strömt das Kondensat in entgegengesetzte Richtung zum Dampf, der in diesen dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelementen 3d vollständig kondensiert wird. Diese dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustausehelemente 3d sind schließlich über eine auf der Zeichnung nicht dargestellte Leitung an eine Saugvorrichtung angeschlossen, welche die Inertgase aus den EIe-

menten vollständig absaugt.

Die beim Ausführungsbeispiel zu dachförmigen Elementen zusammengeschlossenen Wärmeaustauschelemente 3 können insgesamt auf einer Ebene oder gestuft auf mehreren Ebenen innerhalb der kühlturmschale 1 angeordnet sein, wie dies die Zeichnung zeigt. Die dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelemente 3d sind jeweils mit eigenen Ventilatoren 6 versehen, die beim Ausführungsbeispiel als drückende Ventilatoren an der Basis der dachförmig angeordneten Wärmeaustauschelemente 3d angeordnet sind.

Mit Hilfe dieser Ventilatoren 6 ist es möglich, die Menge der die dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustaüschelemente 3d durchströmenden Kühlluft gegenüber der die kondensatorisch geschalteten Wärmeaustauschelemente 3k durchströmenden Kühlluft zu vergrößern, d.h. der natürlichen Zugwirkung der Kühlturnschale 1 im Bereich dieser Wärmeaustauschelemente 3d eine Zwangsbelüftung zu überlagern. Beim dargestellten Aus-"führungsbeispiel ist diese Situation im Bereich des Kühllufteintrittes in die Wärmeaustauschelemente 3 anhand eines Strömungsprofils dargestellt, das oberhalb der Wärmeaustauschelemente 3 für die im Schnitt erkennbaren Wärmeaustauschelemente 3 eingezeichnet ist. Dieses Strömungsprofil zeigt, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Kuhlluft durch die dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelemente 3d etwa 50 % größer ist als die Strömungsgeschwindigkeit durch die kondensatorisch geschalteten Wärmeaustauschelemente 3k. Hierdurch ergibt sich ein Zuggewinn des Kühlturm«, der dazu benutzt werden kann, die Kühlturmschale 1 niedriger als bei reinem Naturzug zu bauen.

Durch die den dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustausch-Elementen 3d zugeordneten Ventilatoren 6 wird bei allen

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Witterungsbedingungen und Lastfällen sichergestellt, daß eine vollständige Kondensation des über die zentrale Dampfleitung 4 dem Kühlturm zugeführten Turbinenabdampfes statt*· findet und daß die Restkondensation in den dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelementen 3d erfolgt, so daß die bei der Kondensation anfallenden Inertgase vollständig aus den Wärmeaustauschelementen 3 .abgesaugt werden können. Durch eine Regelung der Förderleistung der Ventilatoren 6 kann die Kondensationsleistung des Kühlturms an die jeweiligen Witterungs- und Lastbedingungen angepaßt werden. Auch wenn eine besondere Belüftung der dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelemente 3d nicht erforderlich ist, können die Ventilatoren '6 zur Zugverstärkung des Kühlturms herangezogen werden.

Dezuasziffernliste

1	Kuhlturmschale
2	Lu ft eintrittst) f fnung
3	Wärmeaustauschelement
3 k	kondensatorisch geschaltet
3d	dephlegmatorisch geschaltet
A	Dampfleitung
3	Steigleitunn
6	Ventilator

Claims

3U15U Pa t en tansprüche:

1.) Naturzug-Kütilturm mit einer Mehrzahl von vorzugsweise dachförmigen Wärmeaustauschelementen zur Kondensation von Turbinenabdampf eines Kraftwerks, wobei ein Teil der Wärmeaustauschelemente kondensatorisch und ein anderer Teil dephlegmatorisch geschaltet ist und die dephlegmator risch geschalteten Wärmeaustauschelemente dampfseitig hinter den kondensatorisch geschalteten Warmeaustauschelementen angeordnet sind,

da durch gekennzeichnet, daß die dephlegmatorisch geschalteten Wärmeaustauschelemente (3d) in an sich bekannter Weise mit eigenen Ventilatoren (6) versehen sind.

2. Naturzug-Kühlturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung der Ventilatoren (6) regelbar ist.