DE102010035332A1

DE102010035332A1 - Nasskühlturm

Info

Publication number: DE102010035332A1
Application number: DE102010035332A
Authority: DE
Inventors: Anis Madrane; Bernhard Knickenberg
Original assignee: RWE Power AG
Current assignee: RWE Power AG
Priority date: 2010-08-24
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2012-03-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nasskühlturm für ein Kraftwerk mit Einrichtungen zur Verrieselung und/oder Verdunstung von Wasser sowie mit im Abluftstrom stromabwärts von Verrieselungs- und/oder Kondensationseinrichtungen vorgesehenen Tropfenabscheidereinbauten, wobei sich der Nasskühlturm gemäß der Erfindung dadurch auszeichnet, dass als Tropfenabscheidereinbauten rohrförmige und/oder walzenförmige Abscheideprofile vorgesehen sind, die sich wenigstens über Teile des Querschnitts des Kühlturms (1) etwa quer zur Strömungsrichtung des Abluftstroms erstrecken.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nasskühlturm für ein Kraftwerk mit Einrichtungen zur Verrieselung und/oder Verdunstung von Wasser sowie mit im Abluftstrom stromabwärts von Verrieselungs- und/oder Kondensationseinrichtungen vorgesehenen Tropfenabscheidereinbauten.
Ein solcher Nasskühlturm bzw. ein Tropfenabscheider für Nasskühltürme ist in der DE 39 01 656 C2 beschrieben. Mit Nasskühltürmen wird erwärmtes Kühlwasser von Kraftwerken durch Konvektion und Verdunstung mittels eines Kühlsystems rückgekühlt. Üblicherweise wird in Nasskühltürmen das zu kühlende Wasser in die Luft versprüht und über Füllkörper verrieselt. Dadurch wird dem Wasser Verdunstungswärme entzogen und die Luft befeuchtet.
Die hierbei entstehenden Wassertropfen werden mit dem Abluftstrom des Kühlturms mitgeführt bzw. mitgerissen und verursachen je nach Witterungsbedingungen in unmittelbarer Umgebung des Kühlturms einen Niederschlag, der grundsätzlich minimiert werden sollte.
Es ist daher bekannt, im Abluftstrom von Kühltürmen Tropfenabscheider vorzusehen. Ein solcher Tropfenabscheider ist beispielsweise in der DE 39 01 656 C2 beschrieben. Dieser umfasst Profilteile, die Durchgangskanäle für die Abluft begrenzen, und die zickzackförmig ausgebildet sind, so dass die von der Anströmseite zu Abströmseite durchgehende Luft eine Strömungsrichtungsänderung erfährt.
Derartige Tropfenabscheider sind verhältnismäßig aufwändig in der Herstellung. Darüber hinaus tragen diese nicht zur Tropfenagglomeration bei, wodurch letztendlich die Schwadenbildung und ein Wasserverlust bei bekannten Kühltürmen nach wie vor unzureichend verringert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kühlturm der eingangs genannten Art hinsichtlich der Wasserverluste unter Schwadenbildung weiter zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Nasskühlturm für ein Kraftwerk mit Einrichtungen zur Verrieselung und/oder Verdunstung von Wasser sowie mit im Abluftstrom stromabwärts der Verrieselungs- und/oder Kondensationseinrichtungen vorgesehenen Tropfenabscheidereinbauten, welche sich dadurch auszeichnen, dass als Tropfenabscheidereinbauten rohrförmige oder walzenförmige Abscheideprofile vorgesehen sind, die sich wenigstens über Teile des Querschnitts des Kühlturms etwa quer zur Strömungsrichtung des Abluftstroms erstrecken.
Abscheideprofile dieser Art sind wesentlich effektiver als beispielsweise die im Stand der Technik bekannten Profilteile, die zickzackförmig ausgebildete Durchgangskanäle begrenzen. Rohrförmige oder walzenförmige Abscheideprofile besitzen den Vorzug, dass Wassertropfen und im Wasser enthaltene feste Partikel frontal auf die Abscheideprofile auftreffen. Dabei werden Feinsttropfen zu größeren Tropfen agglomeriert.
Bei einer bevorzugten Variante des Nasskühlturms gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Profile als zylindrische Walzen mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet sind. Insbesondere die Wahl solcher Profile gewährleistet einerseits, dass Tropfen und ggf. im Abluftstrom verteilte Partikel frontal auf die Abscheideprofile auftreten, andererseits bewirken Durchtrittsspalte zwischen benachbart angeordneten runden Profilen eine Geschwindigkeitserhöhung in dem jeweiligen Durchtrittsquerschnitt, was die für die Abscheidung benötigte Abscheideenergie bereitstellt.
Bevorzugt sind mehrere Profile parallel und mit Abstand zueinander, vorzugsweise in mehreren Ebenen übereinander angeordnet.
Bei einer besonders bevorzugten Variante sind die Profile in mehreren Ebenen jeweils versetzt zueinander angeordnet, so dass etwa austrittsseitig eines jeden Durchtrittsspalts zwischen zwei benachbarten Profilen ein weiteres Profil angeordnet ist.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Profile drehbar ausgebildet sind, was eine gewisse Selbstreinigung der Profile bewirkt, wenn diese durch die Durchströmung in Drehung versetzt werden. Wie vorstehend bereits erwähnt, sind in dem Abluftstrom auch Feststoffpartikel enthalten, die ebenfalls teils Kondensationskeime bilden, teils an den Tropfenabscheideprofilen abgelagert werden und sich dort anlagern können. Durch die Drehbarkeit der Profile wird eine Selbstreinigung der Profile bewirkt.
Die Zwischenräume zwischen den Profilen stellen mehr oder weniger gekrümmte Strömungskanäle dar, wobei durch die Strömungsgeschwindigkeit in den Zwischenräumen die Flüssigkeitstropfen aufgrund der Schwerkraft an die jeweils äußere Profilfläche getrieben und abgeschieden werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Nasskühlturms der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Profile als mediendurchströmbare Rohre ausgebildet sind. Diese können beispielsweise ebenfalls wasserdurchströmt sein, um an deren Oberflächen eine Nachkondensation des Abluftstroms zu bewirken.
Zweckmäßigerweise sind die Profile in Rahmen gelagert, welche von einer Tragkonstruktion in wenigstens einer Tropfenabscheiderebene gehalten werden. Als Tragkonstruktion kommen beispielsweise sich über den Querschnitt des Kühlturms erstreckende Bühnen oder dergleichen in Betracht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Der in der Zeichnung dargestellte Kühlturm 1 ist als Naturzug-Nasskühlturm ausgebildet, dessen Kühlturmschale 2 die Kontur eines Rotationshyperboloiden aufweist.
Die Kühlturmschale 2 ist in bekannter Art und Weise auf Stützen 3 oberhalb einer Kühlturmtasse 4 angeordnet. Mit 5 ist die Füllkörperebene bezeichnet, innerhalb derer Füllkörper als Verdunstungs-/Verrieselungsflächen angeordnet sind. Oberhalb der Füllkörperebene 5 erstreckt sich ein Wasserverteilungssystem 6, über welches Wasser versprüht wird, welches in der Füllkörperebene verrieselt wird und in die Kühlturmtasse 4 abregnet.
Oberhalb des Wasserverteilungssystems 6, d. h. stromabwärts des durch den Kühlturm 1 geführten Abluftstroms, ist innerhalb dessen eine Tropfenabscheiderebene 7 mit Abscheideprofilen 8 vorgesehen.
Die Abscheideprofile 8 sind erfindungsgemäß als Rohrtropfenabscheider bzw. Rollentropfenabscheider ausgebildet und umfassen rohrförmige oder walzenförmige Abscheideprofile 8, die sich jeweils quer zur Strömungsrichtung des Abluftstroms über den größten Teil des Querschnitts des Kühlturms 1 erstrecken, und zwar parallel und mit Abstand zueinander in jeweils einer Ebene und in mehreren Ebenen/Reihen übereinander. Die Zwischenräume zwischen den Abscheideprofilen 8 sind demgemäß als gekrümmte Strömungskanäle ausgebildet, in denen der Abluftstrom eine Beschleunigung erfährt. Die Abscheideprofile 8 in mehreren Ebenen sind so versetzt zueinander angeordnet, so dass ein Zwickel zwischen zwei Abscheideprofilen 8 in einer Ebene mit jeweils einem Abscheideprofil in der darauffolgenden Ebene gefüllt wird. Im Ergebnis ergibt sich eine zwischen den Abscheideprofilen 8 mäandrierende Abluftströmung, bei der einerseits gewährleistet ist, dass die Flüssigkeitstropfen jeweils an die äußere Profilfläche getrieben und abgeschieden werden, andererseits prallen teilweise Flüssigkeitspartikel und Feststoffe frontal gegen die zylindrische Oberfläche der Abscheideprofile 8 und werden dort agglomeriert und/oder kondensiert.
Wie vorstehend bereits erwähnt, sind die Abscheideprofile 8 in kastenförmig ausgebildeten Rahmen drehbar gelagert, wobei die Rahmen jeweils von nicht dargestellten Tragprofilen einer sich innerhalb des Kühlturms 1 erstreckenden Bühne abgestützt sind.
Durch die Abstützung der Kühlturmschale 2 auf den Stützen 3 wird bewirkt, dass Luft von unten in den Kühlturm einströmen kann. Oberhalb der Stützen 3 und oberhalb der Füllkörperebene 5 wird heißes, zu kühlendes Wasser, verrieselt, welches sich im Gegenstrom mit der einströmenden Luft abkühlt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kühlturm 1 als sog. „Naturzug-Kühlturm” ausgebildet. Da das Wasser durch den feinverteilten Kontakt mit der Luft abkühlt und im Gegenzug die Luft erwärmt, entsteht im Kühlturm ein Auftrieb, der einen natürlichen Zug durch den Kühlturm 1 bewirkt. Dieser Zug kann durch Ventilation unterstützt werden, dies ist allerdings nicht unbedingt erforderlich.
Bezugszeichenliste

1: Kühlturm
2: Kühlturmschale
3: Stützen
4: Kühlturmtassen
5: Füllkörper
6: Wasserverteilungssystem
7: Tropfenabscheiderebene
8: Abscheideprofile

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3901656 C2 [0002, 0004]

Claims

Nasskühlturm für ein Kraftwerk mit Einrichtungen zur Verrieselung und/oder Verdunstung von Wasser sowie mit im Abluftstrom stromabwärts von Verrieselungs- und/oder Kondensationseinrichtungen vorgesehenen Tropfenabscheidereinbauten, dadurch gekennzeichnet, dass als Tropfenabscheidereinbauten rohrförmige und/oder walzenförmige Abscheideprofile vorgesehen sind, die sich wenigstens über Teile des Querschnitts des Kühlturms (1) etwa quer zur Strömungsrichtung des Abluftstroms erstrecken.
Nasskühlturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile als zylindrische Walzen mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet sind.
Nasskühlturm nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Profile parallel und mit Abstand zueinander vorzugsweise in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind.
Nasskühlturm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile in mehreren Ebenen jeweils versetzt zueinander angeordnet sind.
Nasskühlturm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile drehbar gelagert sind.
Nasskühlturm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile als vorzugsweise mediendurchströmbare Rohre ausgebildet sind.
Nasskühlturm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile in Rahmen gelagert sind, welche von einer Tragkonstruktion in wenigstens einer Tropfenabscheiderebene gehalten werden.