DK160657B - Atmosfaerisk koeletaarn - Google Patents

Description

DK 160657 B

Opfindelsen angår et atmosfærisk køletårn af den art, der omfatter et lodret tårn, et centralt vandtårn, der får tilført vand, som skal afkøles, et net af kanaler, der fordeler vandet fra vandtårnet og spreder det-5 te vand til overrisling over et i omkreds retningen u-brudt lægteværk, samt et bassin til opsamling af det vand, der afkøles ved kontakt med en luftstrøm, som indføres gennem åbninger forneden i køletårnet og føres opad gennem dette tårn.

10 Et køletårn af denne art kendes fra beskrivelsen til FR patent nr. 2.459.437. Sådanne køletårne anvender mere og mere i andre el-værker end dem, der befinder sig ved kysterne, idet vandmængden fra vandfloderne oftest er utilstrækkelig til afkøling af et stort el-15 værks kondensator uden alt for kraftig temperaturstigning. Manglen på udskæringer eller gennembrydninger af den art, der kendes fra US patentskrift nr. 3.846.519 bevirker, at den varmeeffekt, der kan optages af køletårnet, kan holdes på en høj værdi.

20 Hos sådanne køletårne afkøles vandet ved direkte konvektion og ved fordampning af en del af vandmængden, hvorved forøges luftens indhold af vanddamp. En delvis fortætning af vanddamp i den øverste ende af køletårnet fremkalder en dampsky, der under visse atmosfæriske 25 forhold kan ses i meget stor afstand, især når der er tale om et højeffekts-el-værk med et køletårn med højde og diameter på ca. 100 m. Afgivelsen af en stor luftmængde med et vanddampindhold tæt ved dugpunktet kan forårsage rim- og islag i det omkringliggende område.

30 Denne ulempe er endnu mere markant, når det drejer sig om et køletårn med ringe højde og med naturligt eller tvungent træk.

Det køletårn, der er beskrevet i FR.ps. nr. 2.459.437 omfatter tørluftkanaler, der direkte er 35 indbyggede i og udelukkende i de organer, over hvilke der er vandoverrisling. Derfor kan det ikke undgås, at 2

DK 160657 B

der kommer vand ind i disse tørluftkanaler. Det fra FR.ps.nr. 2.409.481 kendte køletårn omfatter et "kontaktlegeme " , hvori der er tilvejebragt kanaler for cirkulation af tør luft. Når der er tale om et modstrøm-5 skøletårn, rager disse kanaler ikke uden for sprednings- og overrislingszonen, hvorfor der skal være en indviklet konstruktion til at forhindre vandet fra dyserne i at trænge ind i tørluftkanalerne. Da kanalerne ikke rager nedenfor "kontaktlegemet" gøres tørluften 10 fugtig.

Opfindelsen giver anvisning på et køletårn, hvor den udgående luft har et lavere fugtindhold end hos de kendte køletårne, og hvor dampskydannelsen dermed også nedsættes.

15 Med henblik herpå er et køletårn af den indled ningsvis angivne art ejendommeligt ved, at det omfatter et todimensionalt net af kanaler til tilførsel af ikke-fugtig luft fra adgangs åbningerne frem til en zone i køletårnet forbi overrislingszonen, hvilke kanaler er 20 således opstillede, at deres yderflade bestryges af det vand, som skal afkøles. Det forhold, at tørluftkanaler-ne fører luften fra adgangsåbningerne i den nederste del af tårnet frem til en zone af tårnet forbi overrislingszonen giver mulighed for at undgå enhver ind-25 trængning af vand i luftkanalerne.

Opfindelsen kan realiseres under opbygningen af et køletårn eller med relativt små modifikationer i et eksisterende køletårn. Opfindelsen kan i øvrigt finde anvendelse hos køletårne med krydsende strømme såvel 30 som hos modstrøms-køletårne.

Luftcirkulationskanalerne danner en tørvarmeveksler, der kan opstilles i parallel med vådvarme-veksleren ved direkte kontakt mellem luften og overrislingsvandet, eller i serie med denne vådvarmeveksler.

35 Når det f.eks. drejer sig om et køletårn med krydsende strømme, kan kanalerne placeres radialt mel- 3

DK 160657 B

lem lægtelag, og de kan strække sig radialt fra åbningerne frem til et sted forbi et rundtgående kar til spredning af det vand, der skal afkøles, over lægter, når det drejer sig om parallelopstilling. Når der er 5 tale om serieopstilling, kan kanalerne, som også kan opstilles i hovedsagen radialt, strække sig gennem et ringformet kammer, hvori cirkulerer det vand, der skal afkøles, inden det når frem til et ringformet kar til spredning af vandet over lægterne.

10 Når der er tale om et modstrøms-køletårn, kan kanalerne opstilles i hovedsagen lodret og strække sig fra et sted under lægteværket op til et sted oven over fordelingskanalerne for det vand, der skal afkøles.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende un-15 der henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser den nederste del af et modstrøms-køletårn af i og for sig kendt type med vådvarmeveksler og med lægteværk, der kun vises skematisk i den højre del af figuren, 20 fig. 2 og 3 i større målestok en del af en mod strømsvarmeveksler af samme generelle udformning som i fig. 1, men udformet i overensstemmelse med opfindelsen, idet fig. 2 viser et aksialt snit, medens fig. 3 viser et snit langs snitlinien III-III i fig. 2, 25 fig. 4 og 5, henholdsvis i aksialsnit og i den ved pilen V i fig. 4 viste retning, en del af en varmeveksler med krydsende strømme, med tørvarmeveksler i parallel med vådvarmeveksleren, fig. 6 et arrangement af samme art som i fig. 4, 30 med krydsende strømme og med tørvarmeveksler i serie med vådvarmeveksleren, og fig. 7 og 8 billeder i de ved pilene hhv. VII og VIII i fig. 6 viste retninger.

Det i fig. 1 som eksempel viste køletårn er af 35 modstrømstypen. Det omfatter et tårn 10, der består af en tyndvægget skal, som har form som en hyperbelfla- 4

DK 160657 B

de eller som en dobbeltkegle. Ved midten af tårnet findes der et vandtårn 12, der forneden får tilført det varme vand, der skal afkøles. Fra vandtårnet udgår i det vandrette plan radiale fordelingskanaler 14, i 5 det viste eksempel fire kanaler. Disse kanaler er forbundet med et net af rørledninger, der sædvanligvis består af asbestcement, og som langs deres underste frembringer har en række udgangshuller for vandet. Det i fig. 1 viste køletårn er af den type, hvor der er en 10 ren overrisling og spredning oven over lufttilførselsindgangene. Det fra rørledningerne faldende vand spredes over spredningsskåle og fordeler sig over lodrette plader, hvor det danner nedadstrømmende film. Luften strømmer opad ved naturligt træk mellem pladerne.

15 I en given snitflade i køletårnet falder vandtemperaturen - vandet cirkulerer som vist med fuldt optrukne pile - progressivt oppefra og nedefter, medens luftens fugtighed og temperatur - luften cirkulerer som vist med stiplede pile - vedvarende vokser opefter ind-20 til mætning. Det afkølede vand opsamles i et bassin 16 og ledes bort via et afløb 18. I stedet for dette bassin, kan der være et net af render under vandspredningen .

Fig. 2 viser også skallen 10, der forneden er 25 udformet med adgangsåbninger 20 for luften, samt rørledninger 14 til fordeling af det vand, der skal afkøles, et lægteværk 15 og bassinet 16. Fig. 2 viser også skematisk fordelingsrør 22 oven over lægteværket 15. Oftest anbringes der separatorer oven over lægte-30 værket og rørledningerne 14 for at tilbageholde vanddråberne.

I den i fig. 2 og 3 viste udførelsesform for opfindelsen er der i parallel med den vådvarmeveksler, der udgøres af lægteværket anbragt en tørvarmeveksler, 35 der består af et net af vertikale rør 26, der rager tilstrækkeligt op over lægteværket til, at der i disse 5

DK 160657 B

rør ikke cirkulerer vand fra rørledningerne 14. Disse rør, der f.eks. kan have cirkulært tværsnit, kan f.eks. bestå af glasfiberarmeret plast, såsom polyester. Disse rør rager nedenfor lægteværket og op over separatorerne 5 24's niveau. Disse rør kan også, på enklere måde dan nes ved, at de regelmæssigt fordelte kanaler i lægte-værket 15 forlænges opad. I begge tilfælde kan disse rør eller kanaler være opstillet i et trekant-grundmønster med sidelængde på 20 cm.

10 På denne måde dannes der i parallel med en våd varmeveksler en tørvarmeveksler, hvor tørluften fra rørene 26 blandes med luft, der har passeret gennem vådvarmevekslingszonen, hvorved der opstår en forholdsvis homogen strøm af varm luft, der ikke er mættet med 15 fugtighed.

Pig. 4 og 5, hvor der er anvendt de samme henvisningsbetegnelser for de bestanddele, der svarer til fig. 2 og 3, viser en varmeveksler med krydsende strømme og omfattende et rundtgående bassin 28, der får 20 tilført vand fra vandtårnet og spreder dette vand over et lægteværk 15, der består af f.eks. asbestcement eller polyester, hvilke lægter buer nedad og er opstillede forsat for hinanden. De fra bassinet 28 hidrørende vanddråber sprænges på lægterne, forenes igen og 25 derefter sprænges igen indtil de når ned til koldvandsbassinet 16.

Fig. 5 viser køletårnet udstyret med en tørvarmeveksler i parallel med vådvarmeveksleren i banen for vandcirkulation. Denne tørvarmeveksler består af kana-30 ler, der overfører luft fra indgangsåbningerne til en zone, der er beliggende forbi separatorerne 24. Eksempelvis kan disse kanaler udgøres af tynde rør med diameter på mellem 20 og 40 mm i et trekantformet grundmønster med sidelængde på ca. 20 cm. For en 900 35 MWe-central har disse rør en længde på f.eks. 8-10 m.

Denne løsning kan nemt realiseres. Den kræver blot en forstærkning af den eksisterende konstruktion,

Claims (9)

15 Med denne udformning afkøles det varme vand allerede ved kontakt med rørene 26. Det lunkne vand i bassinet 28 afkøles yderligere under overrisling og spredning frem til bassinet 16. Denne udformning giver et mindre tryktab for den cirkulerende luft, men 20 den giver dog en yderligere afkøling af vandet. De forskellige ovenfor beskrevne løsninger kan kombineres, især i det tilfælde, hvor det drejer sig om et køletårn med krydsende strømme, og hvor der kan være en sammensat varmevekslingszone, hvor der til 25 vandspredning anvendes rør, der også bruges til tørvarmeveksling, efterfulgt af en tørzone på nedstrømssiden heraf. 30

1. Atmosfærisk køletårn af den art, der omfatter et lodret tårn (10), et centralt vandtårn (12), der får tilført vand, som skal afkøles, et net af kanaler (14, 22, 28), der fordeler vandet fra vandtårnet og 35 spreder dette vand til overrisling over et i omkredsretningen ubrudt lægteværk (15), samt et bassin (16) DK 160657 B til opsamling af det vand, der afkøles ved kontakt med en luftstrøm, som indføres gennem åbninger forneden i køletårnet og føres opad gennem dette tårn, kendetegnet ved, at det omfatter et todimensionalt net 5 af rørledninger (26) til tilførsel af ikke-fugtig luft fra adgangsåbningerne frem til en zone i køletårnet forbi overrislingszonen, hvilke rørledninger er således opstillede, at deres yderflade bestryges af det vand, som skal afkøles. 10

2. Køletårn ifølge krav 1 og med krydsende strømme, kendetegnet ved, at i hvert fald nogle af rørledningerne (26) er opstillede i hovedsagen vandret mellem lægtelag og i radial retning strækker sig fra åbningerne frem til et sted forbi zonen for 15 overrisling og spredning.

3. Køletårn ifølge krav 1 eller 2 og med krydsende strømme, kendetegnet ved, at i hvert fald nogle af rørledningerne (26) er opstillede radialt igennem et ringformet kammer (32), der gennem- 20 strømmes af det vand, som skal afkøles, i banen for vandtilførsel til et ringformet kar (28) til spredning af det vand, der skal afkøles, over lægteværket.

4. Køletårn ifølge krav 3, kendetegnet ved, at rørledningerne rager ud fra kammeret i hvert 25 fald radialt udadtil, således at de rager ud i lægte-værket .

5. Køletårn ifølge krav 1 og af modstrømstypen, kendetegnet ved, at i hvert fald nogle af rørledningerne (26) er opstillede i hovedsagen lodret 30 og strækker sig fra et sted under lægteværket op til et sted forbi kanalerne til spredning af det vand, der skal afkøles.

6. Køletårn ifølge krav 5, kendetegnet ved, at rørledningerne udgøres af forlængelser af de i 35 lægteværket (15) eksisterende rørledninger, forbi kanalerne. DK 160657 B

7. Køletårn ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at luftkanalerne udgøres af yderligere kanaler gennem lægteværket.

8. Køletårn ifølge ethvert af de foregående 5 krav, kendetegnet ved, at rørledningerne strækker sig forbi separatorer (24) i banen for luften på nedstrømssiden for lægteværket.

9. Køletårn ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at rørledningerne er 10 opstillede i indbyrdes afstande på ca. 20 cm.