EP0162993A1 - Wet or combined wet-dry cooling tower - Google Patents

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EP0162993A1
EP0162993A1 EP84710018A EP84710018A EP0162993A1 EP 0162993 A1 EP0162993 A1 EP 0162993A1 EP 84710018 A EP84710018 A EP 84710018A EP 84710018 A EP84710018 A EP 84710018A EP 0162993 A1 EP0162993 A1 EP 0162993A1
Authority
EP
European Patent Office
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water
guide groove
groove structures
guide plates
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP84710018A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0162993B1 (en
Inventor
Hans Dr.-Ing. Sonnenschein
Paul Dr.-Ing. Paikert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEA Luftkuehler GmbH
GEA Luftkuehlergesellschaft Happel GmbH and Co KG
Original Assignee
GEA Luftkuehler GmbH
GEA Luftkuehlergesellschaft Happel GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by GEA Luftkuehler GmbH, GEA Luftkuehlergesellschaft Happel GmbH and Co KG filed Critical GEA Luftkuehler GmbH
Priority to DE8484710018T priority Critical patent/DE3465775D1/en
Priority to EP84710018A priority patent/EP0162993B1/en
Priority to IN373CA1985 priority patent/IN163995B/en
Priority to ZA853767A priority patent/ZA853767B/en
Priority to AU42658/85A priority patent/AU570888B2/en
Priority to US06/738,731 priority patent/US4622183A/en
Publication of EP0162993A1 publication Critical patent/EP0162993A1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00—Component parts of trickle coolers
    • F28F25/02—Component parts of trickle coolers for distributing, circulating, and accumulating liquid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
    • Y10S165/90—Cooling towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/11—Cooling towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/85—Droplet catchers

Definitions

  • the invention relates to a device for transferring the cooling water of a wet cooling tower or a wet / dry cooling tower after the heat exchange with the cooling air in the return for water distribution according to the features in the preamble of claim 1.
  • wet cooling towers or the wet sections of wet / dry cooling towers have so far generally been designed so that the cooling water after leaving the heat exchanger elements, for. B. trickle internals, falls freely down into a collecting basin and is pumped up again from here into the water distribution.
  • the space below the heat exchanger elements also called the rain zone
  • the rain zone causes about 20 to 40% of the total pressure loss.
  • only a maximum of 10% of the total heat transfer takes place in this rain zone.
  • pump outputs due to the drop height of the cooling water, which is approximately equal to the air inflow height, pump outputs of up to approximately 0.5% of the total electrical power plant output are required.
  • the first consideration would be to make the air inflow level smaller in order to reduce the operating costs dependent on the air inflow level.
  • a disadvantage of this would be that if the air inflow level was too low, the cooling tower would only be flowed through unevenly and, in order to achieve the efficiency that could be achieved at a higher air inflow level, overall it would have to be built considerably higher.
  • the invention has for its object to improve the device described in the preamble of claim 1 in such a way that in order to reduce the pressure loss, the air flow cross section in the area of the water baffle plates can be increased significantly.
  • the cooling water emerging from the heat exchanger elements thus immediately reaches inclined drainage surfaces, from which it then passes in thin layers onto the vertically extending surface areas with the parallel guide groove structures.
  • the design of these guide groove structures is such that the natural surface tension of the cooling water is used to hold the cooling water against gravity in the laterally open guide groove structures, which have a correspondingly small cross section, and to discharge them into the water collection channels arranged transversely to the water guide plates.
  • the cross section of all guide grooves of a water guide plate is of course based on the maximum amount of water.
  • the usable air duct cross-section is not restricted by the deflection of the thin water layers and the lateral drainage to the water collection channels arranged next to the water guide plates, that is to say transversely to these, the advantage is achieved that the air-side resistance and thereby the required cooling tower height are reduced since there is no air resistance in the rain area below the cooling tower internals.
  • the pumping head required for pumping the water to the water distribution is considerably reduced.
  • the free space under the water baffle plates can now be dimensioned specifically as it requires an optimal flow of cooling air.
  • the further advantage of a significantly reduced noise level is achieved. As a result, the noise insulation measures required up to now, which required considerable effort, are now also eliminated.
  • an expedient embodiment of the invention provides the features of claim 3. In this case, only the upper end sections extending in a vertical plane can be extended into the drainage surfaces. However, it is also conceivable that even inclined longitudinal sections of the guide groove structures extend into the run-off surfaces.
  • each water collection channel then only needs to be adjusted to the amount of the cooling water flowing in the guide groove structures assigned to it.
  • the water collection channels can also be kept flatter.
  • separate pumps are assigned to each of the water collection channels located at the same height level, the output and size of which are specifically geared to the amount of cooling water generated there. This also leads to further improvements in terms of the pumping head and thus in terms of reducing the energy requirement.
  • the features of claim 11 serve to further improve the water transfer from the drain surfaces to the vertically extending surface regions.
  • guide groove structures makes it possible to provide very thin-walled water guide plates. These can then be formed from deep-drawn or injection-molded plastic in accordance with the features of claim 12. In particular, they consist of impact-resistant polystyrene. This results in an advantageous wall thickness in accordance with the features of claim 14.
  • a further improvement of the cooling water transfer from the drain surfaces to the vertical surface areas is achieved with the features of claim 16.
  • FIGS. 1 and 2 denotes the water distribution of a wet cooling tower on a heat exchanger element 2.
  • the heat exchanger element 2 can, for. B. be formed by trickle internals.
  • a plurality of water guide plates 3 arranged parallel to one another, each having a vertically extending surface area 4 and an inclined drain surface 5 adjoining on the top.
  • the inclination of the drainage surfaces 5 is such that the distance between two adjacent water guide plates 3 is covered so that no cooling water can flow directly from the heat exchanger element 2 between the water guide plates 3.
  • the water guide plates 3 consist of a deep-drawn or injection-molded impact-resistant polystyrene with a wall thickness of 0.5 mm. Their surfaces are coated with a dispersion varnish, which increases the wettability.
  • each water collection channels 7 which are arranged at a distance from one another and are open at the top and feed the cooling water to a pipeline (not shown in more detail), from where the cooling water is again fed directly or indirectly to the water distribution 1.
  • guide groove structures 8 are formed in the vertically extending surface areas 4 of the water guide plates 3 at 20 °, which extend from the upper edges 9 of the vertical surface areas 4 to the lateral vertical edges 6.
  • the guide groove structures 8 can be wave-shaped or meandering. Both embodiments can optionally also have undercut length ranges.
  • the cooling water 15 striking the drainage surfaces 5 reaches the guide groove structures 8, which extend with respect to their upper end sections 10 in a vertical plane.
  • the cross section of the guide groove structures 8 is based on the maximum amount of cooling water. Due to the cross-section of the guide groove structures 8 in connection with the surface tension of the cooling water 15, the cooling water 15 remains in these guide groove structures 8 and is fed to the lateral water collecting channels 7 from the drainage surfaces 5 in a film-like manner.
  • FIG. 1 in FIG. 1 denotes stiffening ribs which impart the required torsional rigidity to the water guide plates 3.
  • FIG. 5 shows that the upper end sections 10 of the guide groove structures 8, which extend in vertical planes, can be extended into the inclined drainage surface 5.
  • FIG. 6 shows that the inclined longitudinal sections 12 of the guide groove structures 8 can also extend into the drainage surface 5, if necessary.
  • FIG. 7 shows an embodiment in which the inclined longitudinal sections 12 of the guide groove structures 8 extend at 45 ° to the horizontal
  • FIG. 8 illustrates an embodiment in which the inclined longitudinal sections 12 of the guide groove structures 8 extend at an angle of 15 ° to the horizontal .
  • stiffening ribs are again designated by 11.
  • FIGS. 9 and 10 show an embodiment of water guide plates 3 in which these transition areas 9 are rounded.
  • FIGS. 9 and 10 also show that in the regions of the drainage surfaces 5 adjoining the vertically extending surface regions 4, pronounced surface sections 13 (left half of FIG. 10) or tongue-like surface sections 14 (right half of FIG. 10) are provided are. With the help of these surface sections 13, 14, it is possible to direct the cooling water 15 dripping onto the drain surfaces 5 onto both sides of the water guide plates 3, so that they are wetted accordingly. The transfer of the cooling water can be further improved by providing pronounced deflection lugs 16 in the transition area 9 on both sides.

Abstract

Das aus den Wärmeaustauscherelementen (2) austretende Kühlwasser (15) gelangt sofort auf geneigte Ablaufflächen (5) von nebeneinander angeordneten dünnen Wasserleitplatten (3). An diese Ablaufflächen (5) schließen sich vertikal erstreckende Flächenbereiche (4) an. In diesen Flächenbereichen (4) sind Führungsnutstrukturen (8) eingeprägt. Diese Führungsnutstrukturen (8) weisen zur Horizontalen geneigte Längenabschnitte (12) und kurze obere, sich in vertikalen Ebenen erstreckende Endabschnitte (10) auf. Die Führungsnutstrukturen (8) erstrecken sich von den oberen Rändern (9) aus bis zu den seitlichen Vertikalkanten (6). Sie leiten das Kühlwasser (15) von den Ablaufflächen (5) unter Ausnutzung seiner Oberflächenspannung den quer zu den Wasserleitplatten (3) verlaufenden Wassersammelrinnen (7) zu. Durch diese Anordnung wird das Kühlwasser (15) unmittelbar unterhalb der Wärmeaustauscherelemente (2) abgefangen. Der Durchströmungsquerschnitt der Kühlluft wird nicht verengt. Die Förderpumphöhe wird verringert. Der kühlluftseitige Druckverlust wird erheblich herabgesetzt.The cooling water (15) emerging from the heat exchanger elements (2) immediately reaches inclined drain surfaces (5) of thin water guide plates (3) arranged next to one another. Vertically extending surface areas (4) adjoin these drainage surfaces (5). Guide groove structures (8) are embossed in these surface areas (4). These guide groove structures (8) have longitudinal sections (12) inclined to the horizontal and short upper end sections (10) extending in vertical planes. The guide groove structures (8) extend from the upper edges (9) to the lateral vertical edges (6). They guide the cooling water (15) from the drainage surfaces (5) to the water collection channels (7) running transversely to the water guide plates (3) using their surface tension. With this arrangement, the cooling water (15) is intercepted immediately below the heat exchanger elements (2). The flow cross-section of the cooling air is not narrowed. The pumping head is reduced. The pressure drop on the cooling air side is considerably reduced.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur überleitung des Kühlwassers eines Naßkühlturms oder eines Naß/ Trockenkühlturms nach dem Wärmeaustausch mit der Kühlluft in die Rückführung zur Wasserverteilung gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for transferring the cooling water of a wet cooling tower or a wet / dry cooling tower after the heat exchange with the cooling air in the return for water distribution according to the features in the preamble of claim 1.

Naßkühltürme bzw. die nassen Abschnitte von Naß/Trockenkühltürmen werden bislang in der Regel so konzipiert, daß das Kühlwasser nach dem Verlassen der Wärmeaustauscherelemente, z. B. Rieseleinbauten, frei nach unten in ein Sammelbecken fällt und von hier wieder in die Wasserverteilung hochgepumpt wird. Bei von unten von der Kühlluft angeströmten Wärmeaustauscherelementen verursacht der Raum unterhalb der Wärmeaustauscherelemente, auch Regenzone genannt, etwa 20 bis 40 % des Gesamtdruckverlusts. Andererseits erfolgt in dieser Regenzone nur maximal 10 % der Gesamtwärmeübertragung. Außerdem werden durch die Fallhöhe des Kühlwassers, welche ungefähr gleich der Lufteinströmhöhe bemessen ist, Pumpenleistungen bis zu etwa 0,5 % der gesamten elektrischen Kraftwerksleistung benötigt.Wet cooling towers or the wet sections of wet / dry cooling towers have so far generally been designed so that the cooling water after leaving the heat exchanger elements, for. B. trickle internals, falls freely down into a collecting basin and is pumped up again from here into the water distribution. When heat exchanger elements flow from below from the cooling air, the space below the heat exchanger elements, also called the rain zone, causes about 20 to 40% of the total pressure loss. On the other hand, only a maximum of 10% of the total heat transfer takes place in this rain zone. In addition, due to the drop height of the cooling water, which is approximately equal to the air inflow height, pump outputs of up to approximately 0.5% of the total electrical power plant output are required.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen würde sich zunächst die Überlegung anbieten, die Lufteinströmhöhe kleiner zu bemessen, um die von der Lufteinströmhöhe abhängigen Betriebskosten zu senken. Nachteilig hieran wäre aber, daß bei einer zu geringen Lufteinströmhöhe der Kühlturm nur ungleichmäßig durchströmt würde und zur Erzielung des bei einer größeren Lufteinströmhöhe erreichbaren Wirkungsgrads insgesamt beträchtlich höher gebaut werden müßte.Based on these findings, the first consideration would be to make the air inflow level smaller in order to reduce the operating costs dependent on the air inflow level. A disadvantage of this, however, would be that if the air inflow level was too low, the cooling tower would only be flowed through unevenly and, in order to achieve the efficiency that could be achieved at a higher air inflow level, overall it would have to be built considerably higher.

Man könnte nun die Schwierigkeiten der unterschiedlichen Auslegung der Lufteinströmhöhe (größere Lufteinströmhöhe = höhere Betriebskosten, geringere Lufteinströmhöhe = höhere Investitionskosten infolge größerer Kühlturmhöhe) dann ver- meiden, wenn es gelänge, das Kühlwasser unmittelbar unterhalb der Wärmeaustauscherelemente abzufangen und zu sammeln. Unabhängig von der geodätischen Einbauhöhe der Wärmeaustauscherelemente wäre dann die erforderliche Förderleistung praktisch immer gleich groß, und zwar entsprechend der kleinsten denkbaren Förderhöhe.The difficulties of the different design of the air inflow height (higher air inflow height = higher operating costs, lower air inflow height = higher investment costs due to the higher cooling tower height) could then be avoided if the cooling water could be intercepted and collected immediately below the heat exchanger elements. Irrespective of the geodetic installation height of the heat exchanger elements, the required delivery rate would then practically always be the same, namely according to the smallest possible delivery height.

Ein Vorschlag in diese Richtung zählt durch die DE-OS 26 19 407 zum Stand der Technik. Hierbei werden im vertikalen Querschnitt wellenförmig gestaltete, als Rieselplatten wirkende Wasserleitplatten an ihren unteren Randbereichen mit sich in Längsrichtung der Wasser leitplatten erstreckenden Wassersammelrinnen versehen, die beidseitig oder einseitig, bzw. zueinander in der Höhe versetzt angeordnet sein können. Da das gesamte Kühlwasser an den Wasserleitplatten herabrieselt und dann von den Sammelrinnen aufgefangen werden muß, ist die für die von unten anströmende Kühlluft zur Verfügung stehende freie Querschnittsfläche zwischen den Wassersammelrinnen auf eine Größe beschränkt, die maximal rund 1/4 bis 1/2 der insgesamt zur Verfügung stehenden Querschnittsfläche des Kühlturms beträgt. Dieser Sachverhalt besteht im übrigen unabhängig davon, welche Formen die Wasserleitplatten und die Wassersammelrinnen aufweisen. Da die Wassersammelrinnen den Luftdurchströmungsquerschnitt drastisch verengen, liegt der nutzbare Anteil des Durchströmungsquerschnitts durchweg beträchtlich unter 50 %. Damit ist aber ein großer zusätzlicher Druckverlust verbunden, der folglich größere Kühltürme nach sich zieht, welche höhere Investitionskosten verursachen.A proposal in this direction is part of the prior art by DE-OS 26 19 407. In this case, in the vertical cross section, wave-shaped water guide plates acting as trickling plates are provided at their lower edge regions with water collecting channels extending in the longitudinal direction of the water guide plates, which can be arranged on both sides or on one side or offset from one another in height. Since the entire cooling water trickles down on the water baffle plates and then has to be collected by the collecting troughs, the free cross-sectional area between the water collecting troughs available for the cooling air flowing in from below is limited to a size that is a maximum of around 1/4 to 1/2 of the total available cross-sectional area of the cooling tower. This situation is independent of the shapes of the water guide plates and the water collection channels. Since the water collection channels drastically narrow the air flow cross-section, the usable portion of the flow cross-section is consistently considerably below 50%. However, this entails a large additional pressure loss, which consequently results in larger cooling towers, which cause higher investment costs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebene Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß zwecks Verringerung des Druckverlusts der Luftdurchströmungsquerschnitt im Bereich der Wasserleitplatten wesentlich vergrößert werden kann.The invention has for its object to improve the device described in the preamble of claim 1 in such a way that in order to reduce the pressure loss, the air flow cross section in the area of the water baffle plates can be increased significantly.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.This object is achieved according to the invention in the features listed in the characterizing part of claim 1.

Das aus den Wärmeaustauscherelementen tretende Kühlwasser gelangt mithin sofort auf geneigte Ablaufflächen, von denen es dann in dünnen Schichten auf die sich vertikal erstreckenden Flächenbereiche mit den parallelen Führungsnutstrukturen übertritt. Die Konzeption dieser Führungsnutstrukturen ist derart, daß die natürliche Oberflächenspannung des Kühlwassers genutzt wird, um das Kühlwasser gegen die Schwerkraft in den seitlich offenen, einen entsprechend kleinen Querschnitt aufweisenden Führungsnutstrukturen zu halten und in die quer zu den Wasserleitplatten angeordneten Wassersammelrinnen abzuleiten. Der Querschnitt sämtlicher Führungsnuten einer Wasserleitplatte ist dabei selbstverständlich auf die jeweils maximal anfallende Wassermenge abgestellt. Da durch das Ablenken der dünnen Wasserschichten und das seitliche Ableiten zu den neben den Wasserleitplatten, und zwar quer zu diesen, angeordneten Wassersammelrinnen der nutzbare Luftdurchführungsquerschnitt nicht eingeengt wird, wird der Vorteil erzielt, daß der luftseitige Widerstand und dadurch die erforderliche Kühlturmhöhe sich verringern, da der Luftwiderstand des Regengebiets unterhalb der Kühlturmeinbauten entfällt. Zusätzlich wird die für das Umpumpen des Wassers auf die Wasserverteilung erforderliche Pumpförderhöhe erheblich reduziert. Der Freiraum unter den Wasserleitplatten kann jetzt gezielt so dimensioniert werden, wie es eine optimale Kühlluftzuströmung erfordert. Darüberhinaus wird der weitere Vorteil eines erheblich reduzierten Geräuschpegels erzielt. Dadurch gelangen jetzt auch die bislang notwendigen, einen erheblichen Aufwand erfordernden Maßnahmen zur Geräuschdämmung in Fortfall.The cooling water emerging from the heat exchanger elements thus immediately reaches inclined drainage surfaces, from which it then passes in thin layers onto the vertically extending surface areas with the parallel guide groove structures. The design of these guide groove structures is such that the natural surface tension of the cooling water is used to hold the cooling water against gravity in the laterally open guide groove structures, which have a correspondingly small cross section, and to discharge them into the water collection channels arranged transversely to the water guide plates. The cross section of all guide grooves of a water guide plate is of course based on the maximum amount of water. Since the usable air duct cross-section is not restricted by the deflection of the thin water layers and the lateral drainage to the water collection channels arranged next to the water guide plates, that is to say transversely to these, the advantage is achieved that the air-side resistance and thereby the required cooling tower height are reduced since there is no air resistance in the rain area below the cooling tower internals. In addition, the pumping head required for pumping the water to the water distribution is considerably reduced. The free space under the water baffle plates can now be dimensioned specifically as it requires an optimal flow of cooling air. In addition, the further advantage of a significantly reduced noise level is achieved. As a result, the noise insulation measures required up to now, which required considerable effort, are now also eliminated.

Damit das Kühlwasser von den Ablaufflächen einwandfrei in die sich vertikal erstreckenden Flächenbereiche übergeleitet wird, sind die Merkmale des Anspruchs 2 vorgesehen. Diese Endabschnitte können ziemlich kurz gehalten werden. Sie gehen dann mit vergleichsweise kleinen Krümmungsradien in die geneigten Führungsnutstrukturen über.The features of claim 2 are provided so that the cooling water can be transferred smoothly from the drainage surfaces into the vertically extending surface areas. These end sections can be kept fairly short. They then merge into the inclined guide groove structures with comparatively small radii of curvature.

Obwohl es in den meisten Fällen ausreicht, daß die Führungsnutstrukturen am Übergangsbereich von den sich vertikal erstreckenden Flächenbereichen auf die Ablaufflächen beginnen, sieht eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung die Merkmale des Anspruchs 3 vor. Dabei können nur die sich in einer Vertikalebene erstreckenden oberen Endabschnitte bis in die Ablaufflächen verlängert sein. Denkbar ist aber ferner, daß auch noch geneigte Längenabschnitte der Führungsnutstrukturen bis in die Ablaufflächen hineinreichen.Although it is sufficient in most cases that the guide groove structures begin at the transition area from the vertically extending surface areas to the drainage surfaces, an expedient embodiment of the invention provides the features of claim 3. In this case, only the upper end sections extending in a vertical plane can be extended into the drainage surfaces. However, it is also conceivable that even inclined longitudinal sections of the guide groove structures extend into the run-off surfaces.

Eine wirksame Ableitung des Kühlwassers ist dann gewährleistet wenn die Merkmale des Anspruchs 4 zur Anwendung gelangen. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht jedoch in den Merkmalen des Anspruchs 5, weil sich dann die besten Strömungsverhältnisse ausbilden.An effective drainage of the cooling water is guaranteed when the features of claim 4 are used. A preferred embodiment, however, consists in the features of claim 5, because then the best flow conditions are formed.

Die Führungsnutstrukturen können entsprechend Anspruch 6 i mindestens einseitig aus den sich vertikal erstreckenden ! Flächenbereichen ausgeprägt sein. Auch bei einer einseitigen Ausprägung ist aber sichergestellt, daß auf beiden Seiten der Wasserleitplatten kanalartige Konfigurationen vorhanden sind, welche es erlauben, das Kühlwasser auf beiden Oberflächen der Wasserleitplatten von den Ablaufflächen zu den Wassersammelrinnen hin zu leiten.The Führungsnutstrukturen to at least one side extending from the vertically according to claim 6 i! Surface areas be pronounced. Even with a one-sided configuration, however, it is ensured that channel-like configurations are present on both sides of the water baffle plates, which allow the cooling water to be conducted on both surfaces of the water baffle plates from the drainage surfaces to the water collection channels.

Der Querschnitt der Führungsnutstrukturen ist an sich beliebig. Es ist nur sicherzustellen (Anspruch 7), daß zur einwandfreien Ableitung des Kühlwassers gegen die Schwerkraft dessen Oberflächenspannung voll ausgenutzt wird.The cross-section of the guide groove structures is in itself arbitrary. It is only necessary to ensure (claim 7) that the surface tension of the cooling water is fully utilized for the proper discharge of the cooling water against gravity.

In diesem Zusammenhang bestehen dann weitere Ausführungsformen in den Merkmalen des Anspruchs 8.In this context, there are further embodiments in the features of claim 8.

Die Distanz zwischen den Außenseiten der an beiden Vertikalkanten einer Wasserleitplatte quer angeordneten Wassersammelrinnen wird dann noch mehr verkleinert und damit der nutzbare Luftströmungsquerschnitt erhöht, wenn die Merkmale des Anspruchs 9 verwendet werden. Die Größe jeder Wassersammelrinne braucht dann nur auf die Menge des in den ihr zugeordneten Führungsnutstrukturen strömenden Kühlwassers abgestellt zu sein. Die Wassersammelrinnen können dadurch auch flacher gehalten werden. Außerdem besteht in diesem Zusammenhang die Möglichkeit, daß den jeweils im selben Höhenniveau liegenden Wassersammelrinnen gesonderte Pumpen zugeordnet sind, deren Leistung und Größe gezielt auf die dort anfallende Kühlwassermenge abgestellt sind. Auch hierdurch werden weitere Verbesserungen hinsichtlich der Pumpförderhöhe und damit hinsichtlich der Verringerung des Energiebedarfs erreicht.The distance between the outer sides of the water collecting troughs arranged transversely on both vertical edges of a water guide plate is then reduced even more and the usable air flow cross section is increased if the features of claim 9 are used. The size of each water collection channel then only needs to be adjusted to the amount of the cooling water flowing in the guide groove structures assigned to it. The water collection channels can also be kept flatter. In this context, there is also the possibility that separate pumps are assigned to each of the water collection channels located at the same height level, the output and size of which are specifically geared to the amount of cooling water generated there. This also leads to further improvements in terms of the pumping head and thus in terms of reducing the energy requirement.

Um das Kühlwasser von den Ablaufflächen gezielt auf beide Oberflächen der Wasserleitplatten zu bringen, sind die Merkmale des Anspruchs 10 vorgesehen.In order to bring the cooling water from the drainage surfaces specifically to both surfaces of the water guide plates, the features of claim 10 are provided.

Der weiteren Verbesserung der Wasserüberführung von den Ablaufflächen auf die sich vertikal erstreckenden Flächenbereiche dienen die Merkmale des Anspruchs 11.The features of claim 11 serve to further improve the water transfer from the drain surfaces to the vertically extending surface regions.

Die Anordnung von Führungsnutstrukturen erlaubt es, sehr dünnwandige Wasserleitplatten vorzusehen. Diese können dann gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12 aus tiefgezogenem oder gespritztem Kunststoff gebildet sein. Insbesondere bestehen sie nach Anspruch 13 aus schlagfestem Polystyrol. Dabei ergibt sich eine vorteilhafte Wanddicke entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 14.The arrangement of guide groove structures makes it possible to provide very thin-walled water guide plates. These can then be formed from deep-drawn or injection-molded plastic in accordance with the features of claim 12. In particular, they consist of impact-resistant polystyrene. This results in an advantageous wall thickness in accordance with the features of claim 14.

Die Haftung des Kühlwassers in den Führungsnutstrukturen wird vorteilhaft mit den Merkmalen des Anspruchs 15 verbessert.The adhesion of the cooling water in the guide groove structures is advantageously improved with the features of claim 15.

Eine weitere Verbesserung des Kühlwasserübertritts von den Ablaufflächen auf die vertikalen Flächenbereiche wird mit den Merkmalen des Anspruchs 16 erzielt.A further improvement of the cooling water transfer from the drain surfaces to the vertical surface areas is achieved with the features of claim 16.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

  • Figur 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Naßkühlturm im Bereich eines Wärmeaustauscherelements;
  • Figur 2 eine Stirnansicht auf den Bereich der Figur 1 gemäß dem Pfeil II;
  • Figur 3 in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt III der Figur 1;
  • Figur 4 einen Querschnitt durch die Figur 3 entlang der Linie IV-IV in mehreren Ausführungsformen;
  • Figuren 5 und 6 zwei Ausführungsformen der Ausgestaltung des Übergangsbereichs von einer Ablauffläche auf eine sich vertikal erstreckende Fläche mit Führungsnutstrukturen;
  • Figuren 7 und 8 zwei weitere Ausführungsformen von Führungsnutstrukturen;
  • Figur 9 im vertikalen Querschnitt im Schema die Übergangsbereiche zwischen den geneigten Ablaufflächen und den sich vertikal erstreckenden Flächenbereichen von Wasserleitplatten und
  • Figur 10 in der Perspektive anhand einer einzigen Wasserleitplatte einen der übergangsbereiche der Figur 9.
The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawings. Show it:
  • 1 shows a schematic cross section through a wet cooling tower in the region of a heat exchanger element;
  • Figure 2 is an end view of the area of Figure 1 according to arrow II;
  • Figure 3 shows an enlarged view of section III of Figure 1;
  • Figure 4 shows a cross section through Figure 3 along the line IV-IV in several embodiments;
  • FIGS. 5 and 6 show two embodiments of the configuration of the transition area from a drain surface to a vertically extending surface with guide groove structures;
  • FIGS. 7 and 8 show two further embodiments of guide groove structures;
  • Figure 9 in vertical cross section in the diagram, the transition areas between the inclined drainage surfaces and the vertically extending surface areas of Wasserleitplatten and
  • FIG. 10 shows one of the transition areas of FIG. 9 in perspective using a single water guide plate.

Mit 1 ist in den Figuren 1 und 2 die Wasserverteilung eines Naßkühlturms auf ein Wärmeaustauscherelement 2 bezeichnet. Das Wärmeaustauscherelement 2 kann z. B. durch Rieseleinbauten gebildet sein.1 in FIGS. 1 and 2 denotes the water distribution of a wet cooling tower on a heat exchanger element 2. The heat exchanger element 2 can, for. B. be formed by trickle internals.

Unmittelbar unterhalb des Wärmeaustauscherelements 2 sind mehrere zueinander parallel angeordnete Wasserleitplatten 3 angeordnet, die jeweils einen sich vertikal erstreckenden Flächenbereich 4 und eine sich oberseitig anschließende, geneigte Ablauffläche 5 aufweisen. Die Neigung der Ablaufflächen 5 ist derart, daß der Abstand zweier benachbarter Wasserleitplatten 3 überdeckt wird, so daß kein Kühlwasser direkt aus dem Wärmeaustauscherelement 2 zwischen den Wasserleitplatten 3 durchfließen kann.Immediately below the heat exchanger element 2 are a plurality of water guide plates 3 arranged parallel to one another, each having a vertically extending surface area 4 and an inclined drain surface 5 adjoining on the top. The inclination of the drainage surfaces 5 is such that the distance between two adjacent water guide plates 3 is covered so that no cooling water can flow directly from the heat exchanger element 2 between the water guide plates 3.

Die Wasserleitplatten 3 bestehen aus einem tiefgezogenen oder gespritzten schlagfesten Polystyrol mit einer Wanddicke von 0,5 mm. Ihre Oberflächen sind mit einem Dispersionslack beschichtet, der die Benetzbarkeit erhöht.The water guide plates 3 consist of a deep-drawn or injection-molded impact-resistant polystyrene with a wall thickness of 0.5 mm. Their surfaces are coated with a dispersion varnish, which increases the wettability.

Entlang der Vertikalkanten 6 der Wasserleitplatten 3 erstrecken sich jeweils drei mit Abstand übereinander angeordnete, nach oben offene Wassersammelrinnen 7, die das Kühlwasser einer nicht näher dargestellten Rohrleitung zuführen, von wo aus das Kühlwasser der Wasserverteilung 1 wieder direkt oder indirekt zugeleitet wird.Along the vertical edges 6 of the water guide plates 3 each extend three water collection channels 7 which are arranged at a distance from one another and are open at the top and feed the cooling water to a pipeline (not shown in more detail), from where the cooling water is again fed directly or indirectly to the water distribution 1.

Wie die Figur 1 ferner zu erkennen gibt, sind in den sich vertikal erstreckenden Flächenbereichen 4 der Wasserleitplatten 3 zur Horizontalen unter 20° geneigte Führungsnutstrukturen 8 ausgebildet, welche sich von den oberen Rändern 9 der vertikalen Flächenbereiche 4 aus zu den seitlichen Vertikalkanten 6 erstrecken. Wie in diesem Zusammenhang die Figuren 3 und 4 näher zu erkennen geben, können die Führungsnutstrukturen 8 wellenförmig oder.mäanderförmig ausgebildet sein. Beide Ausführungsformen können ggf. auch hin- terschnittene Längenbereiche aufweisen.As can also be seen in FIG. 1, guide groove structures 8 are formed in the vertically extending surface areas 4 of the water guide plates 3 at 20 °, which extend from the upper edges 9 of the vertical surface areas 4 to the lateral vertical edges 6. As can be seen in more detail in this context from FIGS. 3 and 4, the guide groove structures 8 can be wave-shaped or meandering. Both embodiments can optionally also have undercut length ranges.

Das auf die Ablaufflächen 5 treffende Kühlwasser 15 gelangt von hier aus in die Führungsnutstrukturen 8, welche sich hinsichtlich ihrer oberen Endabschnitte 10 in einer Vertikalebene erstrecken. Der Querschnitt der Führungsnutstrukturen 8 ist auf die maximal anfallende Kühlwassermenge abgestellt. Aufgrund des Querschnitts der Führungsnutstrukturen 8 in Verbindung mit der Oberflächenspannung des Kühlwassers 15 verbleibt das Kühlwasser 15 in diesen Führungsnutstrukturen 8 und wird von den Ablaufflächen 5 aus gewissermaßen filmartig den seitlichen Wassersammelrinnen 7 zugeführt.From here, the cooling water 15 striking the drainage surfaces 5 reaches the guide groove structures 8, which extend with respect to their upper end sections 10 in a vertical plane. The cross section of the guide groove structures 8 is based on the maximum amount of cooling water. Due to the cross-section of the guide groove structures 8 in connection with the surface tension of the cooling water 15, the cooling water 15 remains in these guide groove structures 8 and is fed to the lateral water collecting channels 7 from the drainage surfaces 5 in a film-like manner.

Mit 11 sind in der Figur 1 Versteifungsrippen bezeichnet, welche den Wasserleitplatten 3 die erforderliche Verwindungssteifigkeit vermitteln.1 in FIG. 1 denotes stiffening ribs which impart the required torsional rigidity to the water guide plates 3.

Die Ausführungsform der Figur 5 zeigt, daß die sich in vertikalen Ebenen erstreckenden oberen Endabschnitte 10 der Führungsnutstrukturen 8 bis in die geneigte Ablauffläche 5 verlängert sein können.The embodiment in FIG. 5 shows that the upper end sections 10 of the guide groove structures 8, which extend in vertical planes, can be extended into the inclined drainage surface 5.

In der Figur 6 ist dargestellt, daß sich auch die geneigten Längenabschnitte 12 der Führungsnutstrukturen 8 ggf. bis in die Ablauffläche 5 hinein erstrecken können.FIG. 6 shows that the inclined longitudinal sections 12 of the guide groove structures 8 can also extend into the drainage surface 5, if necessary.

Die Figur 7 zeigt eine Ausführungsform, in welcher sich die geneigten Längenabschnitte 12 der Führungsnutstrukturen 8 unter 45° zur Horizontalen erstrecken, während die Figur 8 eine Ausführungsform veranschaulicht, in welcher die geneigten Längenabschnitte 12 der Führungsnutstrukturen 8 unter einem Winkel von 15° zur Horizontalen verlaufen.FIG. 7 shows an embodiment in which the inclined longitudinal sections 12 of the guide groove structures 8 extend at 45 ° to the horizontal, while FIG. 8 illustrates an embodiment in which the inclined longitudinal sections 12 of the guide groove structures 8 extend at an angle of 15 ° to the horizontal .

Auch in den Figuren 7 und 8 sind mit 11 wieder Versteifungsrippen bezeichnet.In FIGS. 7 and 8 too, stiffening ribs are again designated by 11.

Während in den Figuren 1, 2 und 5 bis 8 die Ubergangsbereiche 9 von den geneigten Ablaufflächen 5 auf die vertikalen Fläehenbereiche 4 kantig dargestellt sind, zeigen die Figuren 9 und 10 eine Ausführungsform von Wasserleitplatten 3, bei welcher diese Übergangsbereiche 9 gerundet sind. Außerdem lassen die Figuren 9 und 10 erkennen, daß in den an die sich vertikal erstreckenden Flächenbereiche 4 angrenzenden Bereichen der Ablaufflächen 5 nach unten ausgeprägte Flächenabschnitte 13 (linke Hälfte der Figur 10) bzw. zungenartig herausgedrückte Flächenabschnitte 14 (rechte Hälfte der Figur 10) vorgesehen sind. Mit Hilfe dieser Flächenabschnitte 13, 14 ist es möglich, das auf die Ablaufflächen 5 herabtropfende Kühlwasser 15 auf beide Seiten der Wasserleitplatten 3 zu lenken, so daß diese entsprechend benetzt sind. Die Überleitung des Kühlwassers kann noch dadurch verbessert werden, daß im Übergangsbereich 9 nach beiden Seiten ausgeprägte Umlenknasen 16 vorgesehen werden.1, 2 and 5 to 8, the transition areas 9 from the inclined drainage surfaces 5 to the vertical flat areas 4 are shown in an angular manner, FIGS. 9 and 10 show an embodiment of water guide plates 3 in which these transition areas 9 are rounded. FIGS. 9 and 10 also show that in the regions of the drainage surfaces 5 adjoining the vertically extending surface regions 4, pronounced surface sections 13 (left half of FIG. 10) or tongue-like surface sections 14 (right half of FIG. 10) are provided are. With the help of these surface sections 13, 14, it is possible to direct the cooling water 15 dripping onto the drain surfaces 5 onto both sides of the water guide plates 3, so that they are wetted accordingly. The transfer of the cooling water can be further improved by providing pronounced deflection lugs 16 in the transition area 9 on both sides.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Überleitung des Kühlwassers eines Naßkühlturms oder eines Naß/Trockenkühlturms nach dem Wärmeaustausch mit der Kühlluft in die Rückführung zur Wasserverteilung, welche mehrere nebeneinander angeordnete Wasserleitplatten mit quer zu dem weitgehend vertikalen Kühlluftstrom verlaufenden kanalartigen Ausprägungen und am unteren Ende der Wasserleitplatten vorgesehene Wassersammelrinnen aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß die kanalartigen Ausprägungen durch mindestens in sich vertikal erstreckenden Flächenbereichen (4) der unter den Wärmeaustauscherelementen (2) vorgesehenen Wasserleitplatten (3) angeordnete, zur Horizontalen geneigte, parallele Führungsnutstrukturen (8) gebildet sind, welche sich von den oberen Randbereichen (9) der vertikalen Flächenbereiche (4) aus zu wenigstens einer ihrer seitlichen Vertikalkanten (6) erstrecken und das Kühlwasser (15) von den Abstand zweier jeweils benachbarter Wasserleitplatten (3) überdeckenden, an die oberen Randbereiche (9) sich anschließenden geneigten Ablaufflächen (5) aus unter Ausnutzung seiner Oberflächenspannung den quer zu den Wasserleitplatten (3) verlaufenden Wassersammelrinnen (7) zuführen.1. Device for transferring the cooling water of a wet cooling tower or a wet / dry cooling tower after the heat exchange with the cooling air in the return for water distribution, which has a plurality of juxtaposed water baffle plates with channel-like characteristics running transversely to the largely vertical cooling air flow and water collection channels provided at the lower end of the water baffle plates , characterized in that the channel-like features are formed by parallel, at least in vertically extending surface areas (4) of the water guide plates (3) provided under the heat exchanger elements (2) and parallel to the horizontal, guide groove structures (8) which extend from the upper edge areas (9) of the vertical surface areas (4) extend to at least one of their lateral vertical edges (6) and cover the cooling water (15) from the distance between two adjacent water guide plates (3) to the upper edge areas (9) ch then feed the inclined drainage surfaces (5) from the water collection channels (7) running across the water guide plates (3) using their surface tension. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich die oberen Endabschnitte (10) der Führungsnutstrukturen (8) in einer Vertikalebene erstrecken.2. Device according to claim 1, characterized in that the upper end portions (10) of the guide groove structures (8) extend in a vertical plane. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsnutstrukturen (8) bis in die Ablaufflächen (5) verlängert sind.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the guide groove structures (8) are extended into the drainage surfaces (5). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die geneigten Längenabschnitte (12) der Führungsnutstrukturen (8) unter einem Winkel von 15° bis 45° zur Horizontalen verlaufen.4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the inclined longitudinal sections (12) of the guide groove structures (8) extend at an angle of 15 ° to 45 ° to the horizontal. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die geneigten Längenabschnitte (12) der Führungsnutstrukturen (8) unter einem Winkel von 20° zur Horizontalen verlaufen.5. Device according to one of claims 1, 2 or 4, characterized in that the inclined longitudinal sections (12) of the guide groove structures (8) extend at an angle of 20 ° to the horizontal. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsnutstrukturen (8) mindestens einseitig aus den sich vertikal erstreckenden Flächenbereichen (4) ausgeprägt sind6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the guide groove structures (8) are pronounced at least on one side from the vertically extending surface areas (4) 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsnutstrukturen (8) im Querschnitt rund oder eckig ausgebildet sind.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the guide groove structures (8) are round or angular in cross section. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsnutstrukturen (8) im Querschnitt wellenförmig oder mäanderförmig, ggf. mit hinterschnittenen Längenbereichen ausgebildet sind.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the guide groove structures (8) in cross-section are undulating or meandering, possibly with undercut length regions. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich mindestens zwei Wassersammelrinnen (7) mit Abstand übereinander entlang der Vertikalkanten (6) der Wasserleitplatten (3) erstrecken.9. The device according to claim 1, characterized in that at least two water collecting channels (7) extend at a distance one above the other along the vertical edges (6) of the water guide plates (3). 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß in den an die sich vertikal erstreckenden Flächenbereiche (4) angrenzenden Bereichen der Ablaufflächen (5) öffnungen für am Kühlwassereintritt, z. B. nach unten ausgeprägte bzw. zungenartig herausgedrückte Flächenabschnitte (13, 14) vorgesehen sind.10. The device according to claim 1 or 2, characterized in that in the vertically extending surface areas (4) adjacent areas of the drain surfaces (5) openings for the cooling water inlet, z. B. downward or tongue-like pressed out surface sections (13, 14) are provided. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Ubergangsbereiche (9) von den geneigten Ablaufflächen (5) auf die vertikalen Flächenbereiche (4) der Wasserleitplatten (3) kantig oder abgerundet sind.11. Device according to one of claims 1, 2 or 10, characterized in that the transition areas (9) from the inclined drainage surfaces (5) to the vertical surface areas (4) of the water guide plates (3) are angular or rounded. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Wasserleitplatten (3) aus tiefgezogenem oder gespritztem Kunststoff gebildet sind.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the water guide plates (3) are formed from deep-drawn or injection-molded plastic. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Wasserleitplatten (3) aus schlagfestem Polystyrol gebildet sind.13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the water guide plates (3) are formed from impact-resistant polystyrene. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Wasserleitplatten (3) eine Wanddicke von ca. 0,2 bis 1,0, bevorzugt 0,5 mm aufweisen.14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the water guide plates (3) have a wall thickness of approximately 0.2 to 1.0, preferably 0.5 mm. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß beide Oberflächen der Wasserleitplatten (3) mit einem die Benetzbarkeit heraufsetzenden Lack beschichtet sind.15. The device according to one of claims 1 to 14, characterized in that both surfaces of the water guide plates (3) are coated with a paint which increases the wettability. 16.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß im Übergangsbereich (9) von den geneigten Ablaufflächen (5) auf die vertikalen Flächenbereiche (4) Umlenknasen (16) vorgesehen sind.16.The device according to one of claims 1 to 15, characterized in that in the transition region (9) from the inclined run-off surfaces (5) to the vertical surface regions (4) deflection noses (16) are provided.
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