DE4231813C2

DE4231813C2 - Naturzug-Kühlturm

Info

Publication number: DE4231813C2
Application number: DE4231813A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Ing Fichtner; Arno Dipl Ing Katzmann
Original assignee: GEA Energietchnik GmbH
Current assignee: GEA Energietchnik GmbH
Priority date: 1992-09-23
Filing date: 1992-09-23
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: DE4231813A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Naturzug-Kühlturm mit
einer vertikalachsigen Kühlturmschale, die am unteren Ende eine Einströmöffnung und am oberen Ende eine Ausström öffnung definiert,
einem im Bereich der Einströmöffnung angeordneten Naß teil, der mit einer Kühlwasser-Zuleitung in Verbindung steht und Austrittsöffnungen für das Kühlwasser aufweist,
und mit einer Einleitvorrichtung für gereinigte Rauch gase, die im Inneren der Kühlturmschale oberhalb des Naß teils mündet.

Ein derartiger Kühlturm ist aus der WO 86/05 577 be kannt. Mit ihm lassen sich zwei wesentliche Vorteile erzie len. Zum einen kann das Kühlwasser von Kraftwerksanlagen u. dgl. in wirksamer Weise gekühlt werden. Zum anderen er folgt die Abgabe der gereinigten Rauchgase an die Atmosphäre in großer Höhe über dem Boden, ohne daß hierzu ein gesonder ter Kamin erforderlich wäre.

Allerdings war es bisher nicht zu vermeiden, daß die Rauchgase, getragen von dem Feuchtluftstrom, mit der Innen fläche der Kühlturmschale in Berührung traten. Um die Kühl turmschale hiergegen zu schützen, wurde eine entsprechend resistente Oberflächenbeschichtung aufgebracht. Dabei hat es sich gezeigt, daß diese Beschichtung regelmäßig nachgear beitet werden muß. Der hierfür erforderliche Aufwand ist be trächtlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schutz der Kühlturmschale gegen die aggressiven Einwirkungen der in den Kühlturm eingeleiteten gereinigten Rauchgase zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Na turzug-Kühlturm erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen vom Kühlwasser durchströmten, zwischen die Kühlwasser-Zulei tung und den Naßteil geschalteten Trockenteil, der etwa auf der Höhe des Naßteils rund um die Einströmöffnung angeordnet ist, und durch Strömungsleiteinrichtungen, die zwischen dem Naßteil und dem Trockenteil angeordnet sowie im wesentlichen parallel zur Kühlturmschale ausgerichtet sind.

Aus der DE 25 39 536 A1 ist es zwar bekannt, in einem Kühlturm einen Naßteil mit einem Trockenteil zu kombinieren, jedoch sind diese Teile als Kreissektoren abwechselnd auf der Eintrittsfläche des Kühlturms verteilt. Dabei wird ange strebt, die Naß- und Trockenluftströme möglichst gut mitein ander zu durchmischen. Das Problem, die Kühlturmschale gegen die aggressiven Einwirkungen von in den Kühlturm eingeleite ten gereinigten Rauchgasen zu schützen, tritt in dieser Druckschrift nicht auf, da dort keine Rauchgase eingeleitet werden.

Gleiches gilt für die DE-OS 23 30 419. Im übrigen arbei tet der dort beschriebene Kühlturm zwar mit einem Trocken luftstrom und einem Feuchtluftstrom, jedoch wird letzterer nicht durch das Kühlwasser erzeugt. Das Kühlwasser wird näm lich lediglich indirekt gekühlt, wobei der Kühler seiner seits mit Wasser berieselt wird, welches die Feuchtigkeit für den Feuchtluftstrom liefert.

Bei dem Kühlturm nach der Erfindung erfolgt im Bereich der Einströmöffnung eine Aufteilung der einströmenden Luft. Der zentrale Strom wird durch den Naßteil geleitet, wobei er mit dem Kühlwasser in Berührung tritt und Wärme und Feuchtigkeit aufnimmt. Er verläßt den Naßteil als Feucht luftstrom und passiert anschließend die Einleitvorrichtung für die gereinigten Rauchgase. Der andere Teil der einströ menden Luft passiert den Trockenteil, erwärmt sich dabei und bildet anschließend einen ringförmigen Trockenluftstrom, der sich zwischen die Kühlturmschale und den Feuchtluftstrom legt. Diese Schichtung ist - unterstützt durch die Strö mungsleiteinrichtungen - ausreichend stabil, um den Feucht luftstrom über der gesamten Höhe des Kühlturms von der In nenfläche der Kühlturmschale fernzuhalten.

Sofern auf die Oberflächenbeschichtung nicht verzichtet wird, reduziert sich deren Bedeutung auf die einer zusätzli chen Sicherungsfunktion für Störfälle. Etwaige Nachbearbei tungen der Beschichtung entfallen. Auch können Beschädigun gen der Kühlturmschale durch Fehler in der Beschichtung oder ungleichmäßigen Verschleiß ausgeschlossen werden.

Da das Kühlwasser einen Anteil seiner Wärme bereits an den Trockenluftstrom abgibt, treten im Bereich des Naßteils nur noch entsprechend reduzierte Verdunstungsverluste auf.

Besonders günstige Wärmeübergangs- und Strömungsverhält nisse ergeben sich dann, wenn der Trockenteil auf einer Höhe direkt oberhalb des Naßteils angeordnet ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorge schlagen, den Trockenteil innerhalb der Kühlturmschale anzu ordnen, und zwar vorzugsweise in einem Ringspalt zwischen dem Naßteil und der Kühlturmschale. Die Aufteilung der ein strömenden Luft erfolgt also nach Eintritt in die Kühlturm schale, wobei sich hier etwaige Strömungsleiteinrichtungen besonders günstig auswirken können.

Als ebenfalls vorteilhafte Alternative wird vorgeschla gen, daß der Trockenteil außerhalb der Kühlturmschale ange ordnet ist und daß letztere auf der Höhe des Trockenteils Durchtrittsöffnungen aufweist. Hier findet also die Auftei lung der einströmenden Luft vor Eintritt in die Kühlturm schale statt. Die Gestaltung der Durchtrittsöffnungen bietet die Möglichkeit, steuernd auf den Trockenluftstrom ein zuwirken, beispielsweise durch düsenartige Richteffekte. Be sonders vorteilhafte Verhältnisse ergeben sich dann, wenn der Trockenteil in einem nach außen offenen Ringkanal ange ordnet ist. Die Umgebungsluft strömt hier dem Trockenteil im wesentlichen in radialer Richtung zu, wobei anschließend beim Eintritt in die Kühlturmschale eine Strömungsumlenkung durchgeführt wird. Eine Optimierung der Strömungsverhältnis se an dieser Stelle ergibt sich dadurch, daß der Ringkanal eine in Richtung auf die Kühlturmschale ansteigende obere Wand aufweist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh rungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 in schematischer, abgebrochener Darstellung einen er findungsgemäßen Naturzug-Kühlturm nach einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 in gleicher Darstellung einen Kühlturm nach einer zweiten Ausführungsform.

Der Naturzug-Kühlturm nach Fig. 1 weist eine vertikalach sige Kühlturmschale 1 auf, die an ihrem unteren Ende eine Ein strömöffnung und an ihrem oberen Ende eine Ausströmöffnung de finiert. Der Kühlturm dient zum Kühlen von Kühlwasser, das aus einer Kraftwerksanlage stammt und über eine Zuleitung 2 zuge führt wird. Die Zuleitung 2 mündet in einem Trockenteil 3, der sich ringförmig um die Einlaßöffnung der Kühlturmschale 1 her umerstreckt. Der Trockenteil 3 ist in einem nach außen offenen Ringkanal angeordnet, der sich außerhalb der Kühlturmschale 1 befindet und von einer unteren Wand 4 sowie einer oberen Wand 5 begrenzt wird. Er steht über Durchtrittsöffnungen 6 mit dem In neren der Kühlturmschale 1 in Verbindung.

Der Trockenteil 3 wird radial von der Umgebungsluft ange strömt und dabei gekühlt. Die erwärmte Luft tritt durch die Durchtrittsöffnungen 6 ins Innere der Kühlturmschale 1 ein und strömt an deren Innenfläche nach oben. Dabei bildet sich ein ringförmiger Trockenluftstrom 7 aus. Um die Strömungsumlenkung an den Durchtrittsöffnungen 6 zu unterstützen, steigt die obere Wand 5 des den Trockenteil 3 enthaltenden Ringkanals in Rich tung auf die Kühlturmschale 1 an.

Das bereits gekühlte Kühlwasser gelangt über eine nicht dargestellte Verbindungsleitung aus dem Trockenteil 3 in einen Naßteil 8, der im wesentlichen die gesamte Einströmöffnung der Kühlturmschale 1 überdeckt. Das Kühlwasser tritt aus dem Naß teil 8 aus und gibt weitere Wärme an die einströmende Luft ab, wobei es teilweise verdampft. Dabei bildet sich ein Feuchtluft strom 9 aus.

Im Zentrum des Kühlturms oberhalb des Naßteils 8 mündet eine Einleitvorrichtung 10 für gereinigtes Rauchgas. Dieses tritt als Rauchgasstrom 11 in den Feuchtluftstrom 9 ein.

Die Ausbildung des Trockenluftstroms 7 verhindert in wirk samer Weise, daß das Rauchgas mit der Kühlturmschale 1 in Be rührung tritt und letztere bzw. deren Schutzschicht beschädigt. Abgesehen davon arbeitet der Kühlturm mit relativ geringen Ver dunstungsverlusten, da das Kühlwasser im Trockenteil 3, der dem Naßteil 8 vorgeschaltet ist, bereits einen Teil seiner Wärme an den Trockenluftstrom 7 abgibt.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 vor allen Dingen dadurch, daß der Trockenteil 3 im Inneren der Kühlturmschale 1 angeordnet ist, und zwar in einem Ringspalt zwischen dem Naßteil 8 und der Kühlturmschale 1. Der Trockenteil 3 befindet sich dabei, ebenso wie im Falle von Fig. 1, auf einer Höhe direkt oberhalb des Naßteils 8. Eine Strömungsleiteinrichtung 12 zwischen dem Trockenteil 3 und dem Naßteil 8 unterstützt die Schichtung zwischen dem Trockenluft strom 7 und dem Feuchtluftstrom 9.

Die Erfindung ist gleichermaßen anwendbar auf Naturzug-Kühltürme mit Kühlturmschalen aus Beton wie aus Seilennetz- oder sonstigen Mantelkonstruktionen.

Es sind durchaus Abwandlungen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich. Dies gilt vor allen Dingen für die gegenseitige räumliche Zuordnung von Naß- und Trockenteil sowie die Zuordnung dieser Teile zur Ein strömöffnung. Beispielsweise können beide Aggregate mit Abstand oberhalb oder unterhalb des unteren Randes der Kühlturmschale angeordnet werden. Gleichermaßen ist eine entsprechende Verset zung nur eines der beiden Teile möglich. Ferner kann auf eine direkte Verbindung zwischen dem Trockenteil und der Kühlturm schale verzichtet werden. Die Durchtrittsquerschnitte von Naß- und Trockenteil können sich überlappen, solange gewährleistet ist, daß der Trockenluftstrom einen ringförmigen Mantel um den Feuchtluftstrom bildet. Im übrigen ist der Kühlturm auch ohne Rauchgaseinleitung in vorteilhafter Weise anwendbar, beispiels weise dann, wenn die einströmende Luft mit Stoffen beladen ist die die Kühlturmschale bzw. deren Schutzschicht nur bei hoher Luftfeuchtigkeit angreifen.

Claims

1. Naturzug-Kühlturm mit einer vertikalachsigen Kühlturmschale, die am unteren Ende eine Einströmöffnung und am oberen Ende eine Ausströmöffnung definiert,
einem im Bereich der Einströmöffnung angeordneten Naßteil, der mit einer Kühlwasser-Zuleitung in Verbindung steht und Aus trittsöffnungen für das Kühlwasser aufweist,
und mit einer Einleitvorrichtung für gereinigte Rauchgase, die im Inneren der Kühlturmschale oberhalb des Naßteils mündet,
gekennzeichnet durch
einen vom Kühlwasser durchströmten, zwischen die Kühlwas ser-Zuleitung (2) und den Naßteil (8) geschalteten Trockenteil (3), der etwa auf der Höhe des Naßteils rund um die Einström öffnung angeordnet ist, und durch Strömungsleiteinrichtungen (12) , die zwischen dem Naßteil (8) und dem Trockenteil (3) angeordnet sowie im wesentlichen parallel zur Kühlturmschale (1) ausgerichtet sind.

2. Kühlturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenteil (3) auf einer Höhe direkt oberhalb des Naßteils (8) angeordnet ist.

3. Kühlturm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenteil (3) innerhalb der Kühlturmschale (1) angeordnet ist.

4. Kühlturm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenteil (3) in einem Ringspalt zwischen dem Naßteil (8) und der Kühlturmschale (1) angeordnet ist.

5. Kühlturm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenteil (3) außerhalb der Kühlturmschale (1) angeordnet ist und daß letztere auf der Höhe des Trockenteils Durchtrittsöffnungen (6) aufweist.

6. Kühlturm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenteil (3) in einem nach außen offenen Ringkanal ange ordnet ist.

7. Kühlturm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal eine in Richtung auf die Kühlturmschale (1) an steigende obere Wand (5) aufweist.