Die Erfindung betrifft einen Kanalabschnitt, z. B. den Austrittsdiffusor eines Nasskühlturms mit Zugunterstützung durch Ventilatoren, der Strömungsleitflächen enthält. Diese Strömungsleitflächen können durch dünne Leitbleche, durch Flügel oder auch durch dickere Strömungsleitkörper gebildet sein, wobei letztere auch als Schalldämpfer ausgebildet sein können. Im Vordergrund steht die gezielte Ableitung von Flüssigkeitsfilmen zur Vermeidung einer Emission mikrobiell belasteter Tröpfchen.The invention relates to a channel section, z. B. the outlet diffuser of a wet cooling tower with train support by fans containing flow control surfaces. These flow guide can be formed by thin baffles, by wings or by thicker flow guide, the latter may be formed as a muffler. The focus is on the targeted removal of liquid films to avoid emission of microbially contaminated droplets.
In den deutschen Patentanmeldungen DE 10 2010 022 418 und DE 10 2010 024 091 wurden die Grundüberlegungen zur Optimierung von Diffusoren, insbesondere hinter großen Axialgebläsen bzw. hinter Axialventilatoren dargelegt, wie sie bei thermischen Kraftwerken als Frischlüfter sowie als Rauchgassaugzüge zum Einsatz kommen. In einer älteren Patentschrift DE 3121467 C1 eines der hier benannten Erfinder werden aerodynamisch optimierte zweidimensionale Schalldämpferkulissen beschrieben, ausgestattet mit Drainagerinnen zur Ableitung von Flüssigkeit, die mit Mikroorganismen beladen sein kann. Im Zuge einer weiteren intensiven Beschäftigung desselben Erfinders mit einer erweiterten Aufgabenstellung wurden Vorrichtungen entwickelt, die insbesondere bei Nasskühltürmen mit Zugunterstützung durch Ventilatoren große Vorteile bieten. Dabei stehen Nasskühltürme mit saugend angeordneten Ventilatoren, die in der Nähe des Kühlturmaustritts eingebaut sind, im Vordergrund. Einige der Erfindungsgegenstände können jedoch auch bei Nasskühltürmen mit eintrittsseitig (drückend) angeordneten Ventilatoren vorteilhaft sein. Die Vorteile betreffen insbesondere die weitgehende Reduktion der Emission mikrobiell belasteter Tropfen, die Minimierung der Druckverluste des Austrittskanals bzw. des Diffusors mit seinen Einbauten sowie die Vermeidung eines Bodenkontakts des mit Tropfen und Mikroorganismen beladenen Schwadens bzw. die Unterbindung einer Rezirkulation des Kühlturmschwadens.In the German patent applications DE 10 2010 022 418 and DE 10 2010 024 091 The basic considerations for optimizing diffusers, in particular behind large axial fans or behind axial fans, have been explained, as they are used in thermal power plants as fresh-air ventilators and as smoke-gas extractors. In an older patent DE 3121467 C1 One of the inventors named here describes aerodynamically optimized two-dimensional muffler scenes, equipped with drainage channels for discharging liquid that may be loaded with microorganisms. In the course of a further intensive employment of the same inventor with an extended task devices have been developed, which offer great advantages especially in wet cooling towers with train support by fans. Here are in the foreground wet cooling towers with suction fans arranged, which are installed near the cooling tower exit. However, some of the subjects of the invention may also be advantageous in wet cooling towers with fans arranged on the inlet side (pushing). The advantages relate in particular to the substantial reduction of the emission of microbially charged droplets, the minimization of the pressure losses of the outlet channel or the diffuser with its internals, as well as the avoidance of ground contact of the droplet laden with droplets and microorganisms or the prevention of recirculation of the cooling tower swath.
Figuren:Characters:
1: Nasskühlturm nach dem Stand der Technik mit einem saugend angeordneten Ventilator sowie mit austrittsseitigen zweidimensionalen Schalldämpferkulissen in einem Vertikalschnitt. 1 : Wet cooling tower according to the prior art with a suction fan arranged as well as with exit-side two-dimensional silencer scenes in a vertical section.
1a: Nasskühlturm nach dem Stand der Technik mit saugend angeordnetem Ventilator sowie mit austrittsseitigen Schalldämpferkulissen in einer Draufsicht auf den Austritt bzw. auf die Austrittsseite der Schalldämpferkulissen. 1a : Wet cooling tower according to the prior art with suction fan arranged as well as with outlet side muffler scenes in a plan view of the outlet or on the outlet side of the muffler scenes.
2: Nasskühlturm nach der Erfindung mit saugend angeordnetem Ventilator mit einem Nachleitrad mit Gefälle und Drainage der abgeschiedenen Flüssigkeit sowie mit austrittsseitigen Schalldämpferkulissen in einem Vertikalschnitt. 2 : Wet cooling tower according to the invention with suction fan arranged with a Nachleitrad with gradient and drainage of the separated liquid and with exit-side muffler scenes in a vertical section.
2a: Nasskühlturm nach der Erfindung mit saugend angeordnetem Ventilator mit einem Nachleitrad mit Gefälle der Nachleitschaufeln bzw. Flügel und Drainage der abgeschiedenen Flüssigkeit sowie mit austrittsseitigen Schalldämpferkulissen in einer Seitenansicht (Querschnitt); Detail zu 2. 2a : Wet cooling tower according to the invention with suction fan arranged with a Nachleitrad with gradient of the guide vanes or wings and drainage of the separated liquid and with outlet side silencer scenes in a side view (cross section); Detail too 2 ,
3: Nasskühlturm nach der Erfindung mit saugend angeordnetem Ventilator mit einem Nachleitrad mit Gefälle der Nachleitschaufeln und Drainage der abgeschiedenen Flüssigkeit. Anlenkung eines Flügels an die Diffusorwand mit Drainagerohr. 3 : Wet cooling tower according to the invention with suction fan arranged with a Nachleitrad with slope of the guide vanes and drainage of the separated liquid. Linkage of a wing to the diffuser wall with drainage pipe.
3a: Nasskühlturm nach der Erfindung mit saugend angeordnetem Ventilator mit einem Nachleitrad mit Gefälle der Nachleitschaufeln und Drainage der abgeschiedenen Flüssigkeit. Querschnitt durch einen hohl ausgeführten Flügel des Nachleitrades mit Darstellung der Flüssigkeitsfilmströmung auf den Oberflächen, mit Drainagevorrichtungen an der Hinterkante sowie auf der Saugseite des Flügels. 3a : Wet cooling tower according to the invention with suction fan arranged with a Nachleitrad with slope of the guide vanes and drainage of the separated liquid. Cross section through a hollow wing of the Nachleitrades showing the liquid film flow on the surfaces, with drainage devices at the trailing edge and on the suction side of the wing.
3b: Nasskühlturm nach der Erfindung mit saugend angeordnetem Ventilator mit einem Nachleitrad mit Gefälle der Nachleitschaufeln und Drainage der abgeschiedenen Flüssigkeit. Querschnitt durch den Endabschnitt eines hohl ausgeführten Flügels des Nachleitrades mit Darstellung der Flüssigkeitsfilmströmung auf den Oberflächen sowie mit einer Drainagevorrichtung nahe der Hinterkante auf der Druckseite des Flügels. 3b : Wet cooling tower according to the invention with suction fan arranged with a Nachleitrad with slope of the guide vanes and drainage of the separated liquid. Cross section through the end portion of a hollow wing of the Nachleitrades showing the liquid film flow on the surfaces and with a drainage device near the trailing edge on the pressure side of the wing.
4: Nasskühlturm nach der Erfindung mit saugend angeordnetem Ventilator mit einem Nachleitrad mit Gefälle der Leitschaufeln, mit einem sternförmigen Kulissenschalldämpfer ebenfalls mit Gefälle zur Diffusorwand hin sowie mit einem austrittsseitigen Tropfenabscheider. 4 : Wet cooling tower according to the invention with suction fan arranged with a Nachleitrad with slope of the vanes, with a star-shaped slotted silencer also with a slope to the diffuser wall and with an outlet-side drift.
5: Schrägansicht eines sternförmigen Kulissenschalldämpfers nach der Erfindung. 5 : An oblique view of a star-shaped slotted silencer according to the invention.
6: Schnitt durch ein Element eines sternförmigen Kulissenschalldämpfers nach der Erfindung mit einer Ausbildung der Nasenpartie entsprechend dem vorderen Abschnitt des Flügels eines Nachleitrades. 6 : Section through an element of a star-shaped slotted silencer according to the invention with a formation of the nose portion corresponding to the front portion of the wing of a Nachleitrades.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
1 zeigt einen Nasskühlturm 1 nach dem Stand der Technik mit austrittsseitig bzw. saugend angeordnetem Ventilator. Die angesaugte kältere Umgebungsluft 11 tritt bei 12 in den Nasskühlturm 1 ein, durchströmt zunächst den eintrittsseitigen Schalldämpfer 13 und anschließend das Regengebiet 14, welches durch das herunter rieselnde anfangs noch wärmere Kühlwasser gebildet wird. Die angesaugte Luft durchströmt nachfolgend die Rieseleinbauten 15, die mit Düsen 16 bestückte Verteilung 17 des noch wärmeren und in der Folge abzukühlenden Kühlwassers. Hierbei bildet sich ein mit Tröpfchen beladener und in aller Regel mit Wasserdampf gesättigter Kühlturmschwaden 20. Mit Hilfe eines Tropfenabscheiders 18 können die größeren Tröpfchen (ca. dT > 50 μm) aus dem Schwaden herausgefischt werden. Über eine Zulaufdüse 19 wird der noch mit kleinen mitgerissenen Kühlwassertropfen sowie mit sogenannten Rekondensationstropfen beladene Kühlturmschwaden 20 vom Ventilator 2 angesaugt, der eine verdrallte Schwadenströmung 5 erzeugt. Es folgt ein Diffusor 3, und anschließend passiert der Schwaden in vielen Fällen einen austrittsseitigen Schalldämpfer 4, der aus parallel zueinander angeordneten zweidimensionalen Kulissen 4.1 mit Zwischenräumen 4.2 besteht und verlässt letztlich den Nasskühlturm 1 an der Schwadenaustrittsöffnung 10 mit der Umlaufkante 7 mit einer mehr oder weniger stark ausgeprägten Tropfenbeladung 6. 1 shows a wet cooling tower 1 according to the prior art with outlet side or suction arranged fan. The sucked colder ambient air 11 joins 12 in the wet cooling tower 1 a, first flows through the inlet side silencer 13 and then the rain area 14 which is trickling down through it initially even warmer cooling water is formed. The sucked air flows through the Rieseleinbauten below 15 that with nozzles 16 stocked distribution 17 the still warmer and subsequently cooling cooling water. This forms a laden with droplets and usually saturated with steam cooling tower swaths 20 , With the help of a mist eliminator 18 The larger droplets (about d T > 50 microns) can be fished out of the swath. Via an inlet nozzle 19 is the still laden with small cooling water droplets and so-called Rekondensationstropfen cooling tower swaths 20 from the fan 2 sucked in, which is a twisted swath flow 5 generated. It follows a diffuser 3 , and then the swath happens in many cases, an outlet-side muffler 4 , the two-dimensional scenes arranged parallel to each other 4.1 with gaps 4.2 exists and ultimately leaves the wet cooling tower 1 at the steam discharge opening 10 with the peripheral edge 7 with a more or less pronounced drop loading 6 ,
2 zeigt eine Basiskonfiguration nach der Erfindung. Diese unterscheidet sich zum Stand der Technik gemäß 1 durch die Installation eines Nachleitrades 41 zur koaxialen Gleichrichtung der Schwadenströmung 23. Das Nachleitrad 21 besteht aus einem Nabenkörper 22. Von diesem Nabenkörper erstrecken sich Leitschaufen 21.1, auch Leitflügel genannt, nach außen zur Wand des Diffusors 3. Die Leitschaufeln 21.1 sind mit einem Gefälle α1 von 1°–40°, bevorzugt von 30° installiert. Zwischen Nachleitrad 21 und Ventilator 2 ist eine umlaufende Abscheiderinne 24 zum Auffangen von Flüssigkeitsfilmen 26 angebracht. Von dort wird die aufgefangene Flüssigkeit über die Leitung 25 unterhalb des Tropfenabscheiders in den Kühlturm zurückgeführt. 2 shows a basic configuration according to the invention. This differs according to the prior art 1 by installing a Nachleitrades 41 for coaxial rectification of the swath flow 23 , The Nachleitrad 21 consists of a hub body 22 , Guide vanes extend from this hub body 21.1 , also called guide vanes, outwards to the wall of the diffuser 3 , The vanes 21.1 are installed with a gradient α 1 of 1 ° -40 °, preferably of 30 °. Between idler 21 and fan 2 is a circulating separator 24 for collecting liquid films 26 appropriate. From there, the trapped liquid is transferred via the line 25 returned to the cooling tower below the droplet separator.
2a zeigt eine Detailvergrößerung des Bereiches zu 2 nahe der Diffusorwand 3. Hier ist vorgesehen, dass die an den Leitschaufeln 21.1 abgeschiedenen Flüssigkeitsfilme 26 oberflächlich über einen Spalt 21.2 in eine Rille 40 an den Hinterkanten 33 der unter einem Winkel α1 installierten Leitschaufeln 21.1 eindringen und hier bis zur Diffusorwand 3 geleitet werden, dort längs der Diffusorwand 3 nach unten fließen und in der Abscheiderinne 24 aufgefangen werden. 2a shows an enlarged detail of the area 2 near the diffuser wall 3 , Here is provided that on the vanes 21.1 separated liquid films 26 superficially over a gap 21.2 in a groove 40 at the rear edges 33 the installed at an angle α 1 vanes 21.1 penetrate and here to the diffuser wall 3 be guided there along the diffuser wall 3 flow down and in the separator 24 be caught.
3, 3a u. 3b zeigen weitere Konfigurationen gemäß der Erfindung. Hier sind die Leitschaufeln 21.1 hohl ausgeführt. Die Rille 40 an der Hinterkante 33 der Leitschaufel 21.1 ist hier über Bohrungen 41 mit dem Innenraum 34 der Leitschaufel verbunden. Die Flüssigkeitsfilme aus unterschiedlichen Oberflächenabschnitten 29, 30, 31 und 32 der Leitschaufel werden über die Bohrungen 41 sowie über den Spalt 21.3 in den Innenraum 34 der Leitschaufel überführt. Von dort wird die gesammelte Flüssigkeit über kurze Verbindungsrohre 27 einer Ringleitung 28 zugeführt und nachfolgend über die Leitung 25 in den Kühlturm vor Tropfenabscheider zurückgeleitet, vergl. 2. In 3a ist für Ebene 2 vor dem Nachleitrad auch der Winkel α3,2 zwischen der Umfangskomponente vcirc,2 der Anströmungsgeschwindigkeiteiner der Nachleitschaufel und der Relativgeschwindigkeit w2 eingezeichnet, sowie die Axialkomponente vax,2 der Anströmungsgeschwindigkeit. Der Winkel α3,2 liegt häufig bei ca. 65°–80°. Ferner sind auch für Ebene 3 hinter dem Nachleitrad die Axialkomponente vax,3 sowie die Umfangskomponente vcirc,3 der Schwadenströmung dargestellt. Die Abströmung soll weitgehend drallfrei sein; dann ist die Umfangskomponente vcirc,3 näherungsweise gleich Null. 3b zeigt eine weitere Variante. Hier ist anstelle des Spalts 21.2 an der Hinterkante 33 ein Absaugeschlitz 21.4 auf der Druckseite P nahe der Hinterkante 33 angebracht. 3 . 3a u. 3b show further configurations according to the invention. Here are the vanes 21.1 hollow executed. The groove 40 at the rear edge 33 the vane 21.1 is here about holes 41 with the interior 34 connected to the vane. The liquid films from different surface sections 29 . 30 . 31 and 32 The vane will be over the holes 41 as well as over the gap 21.3 in the interior 34 transferred the vane. From there, the collected liquid over short connecting pipes 27 a ring line 28 fed and subsequently via the line 25 returned to the cooling tower before mist eliminator, see. 2 , In 3a is for level 2 Before the Nachleitrad also the angle α 3.2 between the peripheral component v circ, 2 of the flow velocity of one of the Nachleitschaufel and the relative velocity w 2 drawn, and the axial component v ax, 2 of the flow velocity. The angle α 3.2 is often around 65 ° -80 °. Further, also for level 3 behind the Nachleitrad the axial component v ax, 3 and the circumferential component v circ, 3 of the swath flow shown. The outflow should be largely free of twist; then the circumferential component v circ, 3 is approximately equal to zero. 3b shows another variant. Here is instead of the gap 21.2 at the rear edge 33 a suction slot 21.4 on the pressure side P near the trailing edge 33 appropriate.
4 zeigt eine weitere Ausgestaltung gemäß der Erfindung. Die hier zusätzlich eingebauten Komponenten, der sternförmige Kulissenschalldämpfer 39 mit einem zentralen zylindrischen Abschnitt 39.1 mit den strahlenförmig unter einem Gefällewinkel α2 angeordneten kuchenstückartigen Kulissenelementen 39.2 sowie mit einem nachgeschalteten Tropfenabscheider 26, einer Düse 36, einer Austrittspartie 37 und einer Filmabscheiderinne 38 müssen nicht alle gleichzeitig installiert sein. 4 shows a further embodiment according to the invention. The additionally installed components, the star-shaped slotted silencer 39 with a central cylindrical section 39.1 with the beam-shaped at a gradient angle α 2 arranged cake piece-like link elements 39.2 and with a downstream mist eliminator 26 , a nozzle 36 , an exit section 37 and a film separator 38 do not all have to be installed at the same time.
5 zeigt beispielhaft einen sternförmigen Kulissenschalldämpfer 39 nach der Erfindung mit dem ebenfalls schallabsorbierend ausgeführten zylindrischen Zentralabschnitt 39.1 und den kuchenstückartigen Kulissenelementen 39.2, die mit Gefälle zur Diffusorwand 3 eingebaut sind. 5 shows an example of a star-shaped slotted silencer 39 according to the invention with the likewise sound-absorbing cylindrical central portion 39.1 and the cake piece-like backdrop elements 39.2 with slope to the diffuser wall 3 are installed.
6 zeigt einen Querschnitt durch eines der kuchenstückförmigen Kulissenelemente 39.2, dessen Anströmseite 39.3 derart gekrümmt ist, dass die drallbehaftete Abströmung 5 des Ventilators 2 mit der Relativgeschwindigkeit w2 zum Kulissenelement mit einer sanften Umlenkung und leicht beschleunigt und daher mit geringem Druckverlust in den Raum zwischen benachbarten Kulissen einströmen kann. Auf eine Nachleitrad kann hier daher verzichtet werden 6 shows a cross section through one of the cake piece-shaped link elements 39.2 , whose inflow side 39.3 is curved such that the swirling outflow 5 of the fan 2 with the relative speed w 2 to the gate element with a gentle deflection and easily accelerated and therefore can flow into the space between adjacent scenes with little pressure loss. On a Nachleitrad can therefore be omitted here
Nachfolgend beschreiben wir zunächst im Überblick die Gestaltung und die Funktionsweise der hier relevanten Komponenten sowie resultierende Emissionsprobleme unter Berücksichtigung einer möglichen Emission von Mikroorganismen. 1 zeigt eine häufig verwirklichte Konfiguration eines Nasskühlturms 1 mit Zugunterstützung durch einen austrittsseitig bzw. saugend angeordneten Ventilator 2 (forced draught or assisted draught wet cooling towers). Häufig werden mehrere derartiger Nasskühltürme in Reihe nebeneinander angeordnet. Man spricht dann von einer Reihenanordnung von Zellennasskühltürmen. Nachfolgend sprechen wir vereinfachend von einem Nasskühlturm. Das zu kühlende Wasser, auch Kühlwasser genannt, wird über Verteilerrohre 17 über dem Kühlturmquerschnitt 43 verteilt und mit Hilfe von Niederdruckdüsen 16 verrieselt. Bei weitgehend klaren Kühlwässern wird das z. B. im Kondensator eines Dampfkraftwerks erwärmte Kühlwasser (z. B. 37°C) zunächst über Füllkörper 15, auch als Rieseleinbauten bezeichnet, verteilt. Von den Unterkanten dieser Rieseleinbauten tropft das Kühlwasser mit großer Tropfendichte ab, vergleichbar einem Wolkenbruch und klatscht aus erheblicher Höhe auf die Wasseroberfläche 44 des Kühlwasserauffangbeckens 45. Die hiermit verbundene Geräuschentwicklung kann man nur teilweise durch Aufpralldämpfer an der Oberfläche des Kühlwassersammelbeckens unterdrücken. Das abzukühlende Wasser gibt seinen ”Wärmeinhalt” an die Kühlluft ab. Die Kühlluft 11 wird aus der Umgebung des Kühlturm angesaugt und meist im Gegenstrom zum herunter rieselnden Wasser von unten nach oben durch den Nasskühlturm 1 gefördert. Aber es existieren auch Kreuzstromkonfigurationen und Mischkonfigurationen, bei denen Kühlwasser und Kühlluft nicht streng im Gegenstrom geführt werden, auf die wir hier nicht näher eingehen wollen, auf die jedoch die vorliegende Erfindung ebenfalls in angepasster Form angewandt werden kann. Die Kühlluft erfährt bei der Durchströmung des Regengebietes und der Rieseleinbauten des Nasskühlturms einen Druckverlust. Damit der Nasskühlturm trotzdem in ausreichendem Maße von Kühlluft durchströmt wird, sind bei Nasskühltürmen mit Zugunterstützung durch Ventilatoren 2 diese häufig austrittsseitig angeordnet. Auch diese Ventilatoren verursachen eine Schallemission, jedoch hauptsächlich im niederfrequenten Bereich. Es existieren auch Nasskühltürme, bei denen die Ventilatoren druckseitig, also am Eintritt zum Regengebiet 14 angeordnet sind. Ein häufig entscheidender Nachteil dieser Kühltürme mit drückenden Ventilatoren besteht darin, dass sie eine größere Grundfläche benötigen, um die Ventilatoren in ausreichendem Abstand zum Regengebiet anordnen zu können. Ferner kann die Bauhöhe dieser Nasskühler mit drückenden Ventilatoren niedriger ausgeführt werden. Diesen Vorteil nimmt man gerne wahr, um die Mehrkosten für die druckseitige Anordnung der Ventilatoren zu kompensieren. Andererseits resultieren aus einer niedrigen Bauweise erhebliche Nachteile, weil hier der Kühlturmschwaden 42 schon bei niedrigen Geschwindigkeiten des Seitenwinds 8 zu Boden gedrückt werden kann. Bei Nasskühltürmen mit Zugunterstützung durch Ventilatoren müssen häufig, insbesondere in der Nachbarschaft von Wohngebieten, Kulissenschalldämpfer sowohl am Eintritt 13 als auch am Austritt 4 des Kühlturms angeordnet werden, wie dies in 1 für einen Nasskühlturm mit saugend angeordnetem Ventilator 2 dargestellt ist.In the following, we first describe in an overview the design and function of the relevant components as well as the resulting emission problems, taking into account a possible emission of microorganisms. 1 shows a frequently implemented configuration of a wet cooling tower 1 with Zugunterstützung by a discharge side or suction fan arranged 2 (forced draft or assisted draft wet cooling towers). Frequently, several such wet cooling towers are arranged in series next to each other. One speaks then of a series arrangement of Cell wet cooling towers. Below we will talk about a wet cooling tower for simplicity. The water to be cooled, also called cooling water, is distributed via distribution pipes 17 above the cooling tower cross section 43 distributed and with the help of low-pressure nozzles 16 irrigated. In largely clear cooling waters z. B. in the condenser of a steam power plant heated cooling water (eg., 37 ° C) initially on packing 15 , also referred to as Rieseleinbauten distributed. From the lower edges of these Rieseleinbauten the cooling water drips off with a large drop density, comparable to a cloudburst and claps from a considerable height to the water surface 44 the cooling water catch basin 45 , The associated noise can only be partially suppressed by impact absorbers on the surface of the cooling water collecting basin. The water to be cooled releases its "heat content" to the cooling air. The cooling air 11 is sucked from the environment of the cooling tower and usually in countercurrent to trickle down water from bottom to top through the wet cooling tower 1 promoted. But there are also cross-flow configurations and mixed configurations in which cooling water and cooling air are not strictly countercurrent, which we will not go into here, but to which the present invention can also be applied in an adapted form. The cooling air undergoes a pressure loss during the flow through the rain area and the trickle installations of the wet cooling tower. Nevertheless, cooling air flows through the wet cooling tower to a sufficient extent, are in wet cooling towers with train support by fans 2 this often arranged on the outlet side. These fans cause a noise emission, but mainly in the low-frequency range. There are also wet cooling towers, where the fans on the pressure side, ie at the entrance to the rain area 14 are arranged. A frequently decisive disadvantage of these cooling towers with oppressive fans is that they require a larger footprint in order to be able to arrange the fans at a sufficient distance from the rain area. Furthermore, the height of this wet cooler with pressing fans can be made lower. This advantage is taken advantage of to compensate for the additional costs for the pressure-side arrangement of the fans. On the other hand, resulting from a low construction significant disadvantages, because here the cooling tower swaths 42 even at low speeds of crosswinds 8th can be pushed to the ground. In wet cooling towers with train support by fans often have, especially in the neighborhood of residential areas, slotted silencer both at the entrance 13 as well as at the exit 4 the cooling tower can be arranged as shown in 1 for a wet cooling tower with suction fan arranged 2 is shown.
Ein Grundproblem liegt bei Nasskühltürmen darin, dass ein gewisser Prozentsatz des mit Hilfe der Düsen 16 versprühten Kühlwassers mit der erwärmten und mit Wasserdampf gesättigten Kühlluft als sogenannter Kühlturmschwaden 20 weithin sichtbar in die Umgebung eingetragen wird. Das Kühlwasser kann mit Krankheitserregern belastet sein. Dasselbe trifft dann natürlich auch auf die emittierten Kühlwassertropfen 6 zu. Daher besteht ein großes Interesse darin, die Emission von Kühlwassertropfen möglichst weitgehend zu verringern. Zu diesem Zweck sind oberhalb der Sprühdüsen 16 Lamellentropfenabscheider 18 einlagig oder zweilagig eingebaut. Hiermit gelingt es, die Emission von mitgerissenem Kühlwasser, den sogenannten Sprühverlust, auf ca. 0,0001%–0,005% des verregneten Kühlwassers zu verringern. Ferner kann man die mikrobielle Fracht des Kühlwassers z. B. durch Chlorung weitgehend reduzieren. Hiermit ist jedenfalls zu erreichen, dass die auf direktem Wege, also ohne zwischenzeitlichen Wandkontakt, aus den Rieseleinbauten ausgetragenen und emittierten Tropfen nur sehr geringfügig mit Mikroorganismen beladen sind. Neben den mitgerissenen Kühlwassertropfen tritt jedoch noch eine zweite Tropfenfraktion auf, die sogenannten Rekondensationstropfen. Diese bilden sich durch Kondensation von Wasserdampf, der durch Teilverdunstung des Kühlwassers im Kühlturm entsteht. Durch Vermischung von Schwadenteilmengen unterschiedlicher Temperatur, die mit Wasserdampf näherungsweise oder vollständig gesättigt sind, wird eine Übersättigung des Schwadens mit Wasserdampf erreicht, die zur Kondensation und somit zur Bildung der Rekondensationstropfen führt. Die Durchmesser dT,R der entstehenden Rekondensationstropfen sind vergleichsweise klein (ca. dT,R < 5 μm), während die Durchmesser dT,M der mitgerissenen Kühlwassertropfen stromab eines Lamellen-Tropfenabscheiders mit ca. 15–100 μm wesentlich größer sind und infolge von unvermeidlichen Einbaufehlern der Tropfenabscheider auch Durchmesser von z. B. 500 μm erreichen können. Nach dieser Kurzdarstellung einiger Aspekte der Verfahrenstechnik und der Hygiene bei Nasskühltürmen sei an dieser Stelle die Diskussion der Vor- und Nachteile von Nasskühltürmen mit saugend- oder drückend angeordneten Ventilatoren nochmals aufgegriffen Ein großer Nachteil einer niedrigen Bauweise liegt darin, dass der mit Tröpfchen und Mikroorganismen beladene Kühlturmschwaden nicht so weit aufsteigt, sondern auf geringerer Höhe in die Umgebung eingeleitet wird. Bei Seitenwind kommt es hier sehr leicht zu einem Bodenkontakt des tropfenbeladenen Schwadens. Wegen der Keimbeladung des Schwadens kann dies zu Hygieneproblemen führen. Kritisch ist es insbesondere, wenn der Schwaden in benachbarte Luftansaugeöffnungen z. B. von Klimaanlagen eingesaugt wird. In die Zuluftkanäle von Klimaanlagen werden daher häufig Filter eingebaut. An diesen Filtern werden aber auch Tröpfchen abgeschieden. Die in diesen Tröpfchen enthaltenen Mikroorganismen sind durchaus in der Lage, durch das Filtergewebe hindurch zu wandern. Eine in diesen Fällen häufig zu beobachtende abströmseitige Verkeimung der Filter kann dann wiederum zu einer Verkeimung der durchtretenden Luft führen.A basic problem with wet cooling towers is that a certain percentage of the nozzles are used 16 sprayed cooling water with the heated and saturated with water vapor cooling air as a so-called cooling tower swaths 20 Visible from afar into the environment. The cooling water can be contaminated with pathogens. The same then naturally also applies to the emitted cooling water drops 6 to. Therefore, there is a great interest in reducing the emission of cooling water drops as much as possible. For this purpose are above the spray nozzles 16 Lamellentropfenabscheider 18 built in single or double layer. This makes it possible to reduce the emission of entrained cooling water, the so-called spray loss, to about 0.0001% -0.005% of rainy cooling water. Furthermore, you can the microbial cargo of cooling water z. B. largely reduced by chlorination. This is in any case to achieve that the directly discharged, ie without intermittent wall contact, discharged from the Rieseleinbauten and emitted drops are only very slightly loaded with microorganisms. In addition to the entrained cooling water drops, however, a second drop fraction occurs, the so-called Rekondensationstropfen. These are formed by condensation of water vapor, which is created by partial evaporation of the cooling water in the cooling tower. By mixing portions of swaths of different temperature, which are approximately or completely saturated with water vapor, a supersaturation of the steam with steam is achieved, which leads to the condensation and thus to the formation of the recondensation. The diameter d T, R of the resulting condensation droplets are relatively small (about d T, R <5 microns), while the diameter d T, M entrained cooling water drops downstream of a lamella-Tropfenabscheiders with about 15-100 microns are substantially larger, and due to unavoidable installation errors of the mist eliminator diameter of z. B. can reach 500 microns. After this brief description of some aspects of process engineering and hygiene in wet cooling towers, the discussion of the advantages and disadvantages of wet cooling towers with fans arranged in a suction or pressurized manner will be discussed again. A major disadvantage of a low construction is that it is laden with droplets and microorganisms Kühlturmschwaden does not rise so far, but is introduced at a lower altitude in the environment. In crosswinds, it comes very easy to a ground contact of the drop-laden windrow. Because of the germ load of the swath, this can lead to hygiene problems. In particular, it is critical if the swaths into adjacent air intake openings z. B. is sucked in by air conditioning. In the supply air ducts of air conditioning filters are therefore often installed. However, droplets are also deposited on these filters. The ones in these droplets contained microorganisms are quite able to migrate through the filter fabric. A downstream infiltration of the filters which is frequently observed in these cases can in turn lead to a contamination of the air passing through.
Für das Verständnis der bei Nasskühltürmen mit saugend angeordneten Ventilatoren relevanten Phänomene ist ferner die Kenntnis des nachfolgend beschriebenen Zweiphasenströmungsprozesses von entscheidender Bedeutung: Während die kleinen Rekondensationstropfen von einem Lamellentropfenabscheider nur zu einem vernachlässigbar kleinen Prozentsatz abgeschieden werden, können sie von einem mit einer Umfangsgeschwindigkeit von z. B. 50 m/s (Umfangsgeschwindigkeit an der Spitze der Ventilatorflügel) zu einem relevanten Prozentsatz eingefangen werden. Die Flüssigkeit löst sich jedoch nachfolgend wieder in Gestalt größerer Tropfen von den Ventilatorflügeln als sogenannte Sekundärtropfen ab. Man spricht hier daher von einer Tropfengrößentransformation. Diese größeren Sekundärtropfen werden neben einem geringen Prozentsatz der sehr kleinen Rekondensationstropfen teilweise auf den Schalldämpferkulissen 4 abgeschieden, die dem Ventilator nachgeschaltet sind und die vom tropfenbeladenen Kühlturmschwaden umströmt werden. Auf den rauhen Lochblechoberflächen dieser Schalldämpferkulissen kann die Flüssigkeit relativ lange verweilen und dies bei Temperaturen von z. B. 37°C, also bei einer Temperatur, die für die Vermehrung humanmedizinisch relevanter Mikroorganismen näherungsweise optimal ist. Daher ist anzustreben, dass eine Emission von Sekundärtropfen aus dem Bereich der austrittsseitigen Schalldämpferkulissen oder generell aus dem Bereich oberhalb der Tropfenabscheider weitestgehend unterbunden wird. Einer der hier aufgeführten Erfinder dieser Patentanmeldung hat schon vor längerer Zeit ein Patent DE 3121467 C1 zur Vermeidung der Tropfenemission aus Schalldämpferkulissen erhalten. Bei diesem Patent war allerdings davon ausgegangen worden, dass die Geschwindigkeitsverteilung in der Schwadenströmung vor den eingebauten Schalldämpferkulissen nur eine geringe Variation aufweist und dass der Ventilator auf der Zuströmseite zum Kühlturm angeordnet ist. Daher wurden hier seinerzeit zweidimensionale und ohne Gefälle eingebaute Kulissen vorgeschlagen. Bei Kulissenschalldämpfern, die nach dem Stand der Technik stromab eines Ventilators am Austritt eines Nasskühlturms angeordnet sind, ist die Geschwindigkeitsverteilung in der Anströmung nach Untersuchungen der Erfinder in aller Regel sehr inhomogen. Das Problem der Inhomogenität der Geschwindigkeitsverteilung hinter einem Ventilator oder Axialgebläse wurde bereits in den Patentanmeldungen DE 10 2010 022 418 und DE 10 2010 024 091 diskutiert. Allerdings ging es bei diesen Patentanmeldungen nicht um die Vermeidung einer Emission mikrobiell beladener Tropfen, weil dies bei Rauchgasen von Kraftwerken kein Thema ist. Bei Nasskühltürmen mit austrittsseitigen Ventilatoren und/oder Schalldämpferkulissen stellt jedoch die Tropfenemission wegen des Risikos einer Verbreitung von Krankheitserregern ein Problem dar, welches gelöst werden muss, insbesondere im Hinblick auf die Verbreitung multiresistenter Keime. Aber die Lösung dieses Problems darf natürlich nicht zu unvertretbar hohen Druckverlusten in der Schwadenströmung führen. Ferner soll der, in einem wenn auch geringen Umfange immer mit Tropfen beladene Kühlturmschwaden möglichst weit in der Atmosphäre aufsteigen. Dann haben jedenfalls kleine Tropfen ausreichend Zeit, auf ihrem Weg zum Boden zu verdunsten. Und es kommt dann jedenfalls nicht zu einer hohen Immissionskonzentration von Tropfen im Nahbereich eines Kraftwerksstandortes. Ferner sterben viele Mikroorganismen nach der Verdunstung des schützenden Wassermantels sowie durch Einwirkung des Tageslichts oder vor allem der Sonneneinstrahlung mit der Zeit ab. Andererseits sollte auch nicht unerwähnt bleiben, dass kleine Tröpfchen eher in den Bronchialtrakt oder sogar in die Lungen-Alveolen vordringen können, als große Tropfen. Wenn die mikrobielle Fracht der Tröpfchen während des Verdunstungsprozesses nur aufkonzentriert und nicht abgetötet wird, können selbstverständlich auch diese Verdunstungsrückstände aus hygienischer Sicht durchaus problematisch sein.In order to understand the phenomena of relevance to wet cooling towers with suction fans arranged, the knowledge of the two-phase flow process described below is also of crucial importance: while the small condensation droplets are deposited by a lamella drop separator only to a negligibly small percentage, they can be separated by a peripheral velocity of e.g. B. 50 m / s (peripheral speed at the top of the fan blades) are captured to a relevant percentage. However, the liquid subsequently dissolves again in the form of larger drops of the fan blades as so-called secondary drops. This is therefore called a drop size transformation. These larger secondary drops, in addition to a small percentage of the very small condensation droplets, are partly due to the silencer scenes 4 separated, which are connected downstream of the fan and are flowed around by the drop-laden cooling tower swaths. On the rough perforated plate surfaces of these silencer scenes, the liquid can stay relatively long and at temperatures of z. B. 37 ° C, ie at a temperature which is approximately optimal for the proliferation of human medicine relevant microorganisms. Therefore, it is desirable that an emission of secondary drops from the region of the outlet-side muffler scenes or generally from the area above the mist eliminator is largely prevented. One of the inventors of this patent application listed here has a patent some time ago DE 3121467 C1 to avoid the drop emission from silencer backdrops obtained. In this patent, however, it was assumed that the velocity distribution in the swath flow before the built-in silencer sliders has only a small variation and that the fan is located on the upstream side to the cooling tower. Therefore, here two-dimensional and built without incline scenes were proposed. In slotted silencers, which are arranged according to the prior art downstream of a fan at the outlet of a wet cooling tower, the velocity distribution in the flow according to studies of the inventors usually very inhomogeneous. The problem of inhomogeneity of the velocity distribution behind a fan or axial fan has already been noted in the patent applications DE 10 2010 022 418 and DE 10 2010 024 091 discussed. However, these patent applications were not concerned with avoiding the emission of microbially charged droplets, because this is not an issue with power plant flue gases. However, in wet cooling towers with exit fans and / or silencers, drop emission is a problem because of the risk of spreading pathogens, which needs to be addressed, particularly with regard to the spread of multidrug-resistant bacteria. Of course, the solution to this problem must not lead to unacceptably high pressure losses in the swirling flow. Furthermore, the, in a small extent always loaded with droplets cooling tower swaths rise as far as possible in the atmosphere. In any case, small drops have enough time to evaporate on their way to the ground. And then it does not come to a high immission concentration of drops in the vicinity of a power plant location anyway. In addition, many microorganisms die off after the evaporation of the protective water jacket as well as the effect of daylight or, above all, solar radiation over time. On the other hand, it should not go unmentioned that small droplets can penetrate into the bronchial tract or even into the lung alveoli rather than large drops. Of course, if the microbial load of the droplets is only concentrated and not killed during the evaporation process, these evaporation residues can also be quite problematic from a hygienic point of view.
Nachfolgend erläutern wir im Detail den Stand der Technik sowie wesentliche Beispiele gemäß dieser Erfindung anhand der 1–6.In the following, we explain in detail the state of the art as well as essential examples according to this invention with reference to FIG 1 - 6 ,
Stand der TechnikState of the art
1 zeigt beispielhaft einen Nasskühlturm 1, der nach dem praktizierten Stand der Technik mit einem austrittsseitigen Ventilator 2, einem Diffusor 3 und mit einem nachgeschalteten Kulissenschalldämpfer 4 ausgeführt ist. Die Kulissen 4 sind hier parallel zueinander und ohne Gefälle zur Wand im Austrittsdiffusor 3 des Nasskühlturms angeordnet, wie 1a zu entnehmen ist. Dadurch kommt es zu einer sehr ungünstigen Wechselwirkung der Kulissen mit der Ventilatorabströmung 5. Ventilatoren, insbesondere Langsamläufer, wie sie bei derartigen Kühltürmen zur Minimierung der Schallerzeugung eingebaut sind, erzeugen eine weitgehend rotationssymmetrische drallbehaftete Abströmung 5. Die Wechselwirkung dieser rotationssymmetrischen und drallbehafteten Abströmung mit dem parallelen Gitter aus Schalldämpferkulissen bewirkt eine extreme Inhomogenität der Ausströmung aus dem Nasskühlturm. Kleinräumig kann es am Austritt 10 sogar zu einer Rückströmung kommen, während in anderen Bereichen derart hohe Strömungsgeschwindigkeiten auftreten, dass ein erheblicher Mitriss von Sekundärtropfen 6 verursacht wird. Dabei lösen sich Tropfen von den Flüssigkeitsfilmen ab, die sich mit der Zeit auf den Schalldämpferkulissen 4 sowie auf der Innenwand des Kanals bzw. des Diffusors 3 gebildet haben, und werden emittiert. Dies kann mit einer erheblichen Emission von Krankheitserregern verbunden sein, die sich in den längere Zeit auf den rauhen Oberflächen der Kulissen aushaltenden Flüssigkeitsfilmen bei günstigen Wachstumsbedingungen stark vermehren können. Während des Stillstandes eines Nasskühlturms ist zu beobachten, dass Vögel, wie z. B. Möwen, auf der Austrittskante 7 des Nasskühlers sitzen, bevorzugt mit dem Schwanz nach innen. Dass die Folge dieses Vogelbefalls zu einer Belastung der Schalldämpferkulissen mit Mikroorganismen führen kann, bedarf keiner weiteren Erklärung. Auch die Chlorung des Kühlturmkreislaufwassers kann hier kaum für Abhilfe sorgen, da ja bei funktionstüchtigen Tropfenabscheidern nur ein verschwindend geringer Teil des gechlorten Kühlwassers über mitgerissene Kühlwassertropfen die nachgeschalteten Flächen erreicht und weil durch die hier ebenfalls zu einem relevanten Prozentsatz abgeschiedenen Rekondensationstropfen die Konzentration des in den mitgerissenen Kühlwassertropfen enthaltenen Biozids in der Mischung erheblich verringert wird. Es wäre sehr aufwändig, nach jeder Stillstandsphase den mit Mikroorganismen belasteten Austrittsabschnitt eines Nasskühlturms durch Spülen mit gechlortem Wasser zu reinigen bzw. zu desinfizieren. Jedenfalls zeigt auch diese Betrachtung, dass es sinnvoll ist, eine Emission von Sekundärtropfen aus diesem Bereich weitestgehend zu reduzieren. Eine ausgeprägt inhomogen Geschwindigkeitsverteilung am Austritt 10 eines Nasskühlturms bewirkt ferner, dass der Kühlturmschwaden 42 schon bei einer geringen Geschwindigkeit 8 des Seitenwinds weit weniger aufsteigt als ein Schwaden mit homogener Geschwindigkeitsverteilung bei gleich großem Austrittsimpuls. Somit besteht bei einer inhomogenen Ausströmug, insbesondere bei Seitenwind 8 ein erhöhtes Risiko eines Bodenkontakts des sichtbaren und somit noch mit einem Tröpfchennebel bzw. auch mit Mikroorganismen beladenen Schwadens. Ein Verdunsten der Sekundärtröpfchen 6, die potentielle Träger von Mikroorganismen sind, findet dann nicht statt, vielmehr sind diese etwas größeren Tropfen in Bodennähe zu registrieren. Die Tröpfchen können durch Tropfenagglomeration in der Transmissionphase noch etwas wachsen. Ferner ist bei Bodenkontakt des Kühlturmschwadens auch häufig damit zu rechnen, dass es zu einer Rezirkulation 9 von Teilen des emittierten Schwadens kommt. Wenn der Nasskühlturm anstelle von kalter Umgebungsluft den bereits angefeuchteten und erwärmten Schwaden ansaugt, führt dies zu einer Beeinträchtigung der Kühlleistung. Die vorstehend beschriebene Problematik wurde bisher offensichtlich nicht in vollem Umfange erkannt, oder jedenfalls nicht korrigiert. Vermutlich war man der Überzeugung, dass das Problem der Tropfenemission sowie der Emission von Mikroorganismen durch Ausrüstung des Nasskühlturms mit Hochleistungstropfenabscheider soweit reduziert werden könnte, dass sich weitergehende Maßnahmen erübrigen. Das Risiko der Bildung von Sekundärtropfen in jenem Abschnitt des kühlturms, der auf die Tropfenabscheider folgt, hat man offensichtlich unterschätzt. Erfahrungen aus jüngster Zeit zeigen jedoch, dass diese Erwartungshaltung unrealistisch war. So müssen beispielsweise aus gegebenem Anlass Nasskühltürme, die in New York auf Gebäuden installiert sind, im Hinblick auf einen möglichen Befall mit Mikroorganismen, insbesondere mit Legionella pneumophila untersucht werden. 1 shows an example of a wet cooling tower 1 in the prior art with an exit fan 2 , a diffuser 3 and with a downstream link silencer 4 is executed. The scenes 4 are here parallel to each other and without slope to the wall in the outlet diffuser 3 arranged the wet cooling tower, as 1a can be seen. This results in a very unfavorable interaction of the scenes with the fan outflow 5 , Fans, especially slow-runners, as they are installed in such cooling towers to minimize the generation of sound, generate a largely rotationally symmetrical swirling outflow 5 , The interaction of this rotationally symmetrical and swirling outflow with the parallel grid of muffler scenes causes an extreme inhomogeneity of the outflow from the wet cooling tower. Small-scale it can be at the exit 10 even come to a backflow, while in other areas such high flow velocities occur that a significant entrainment of secondary drops 6 is caused. In the process, droplets separate from the liquid films, which change over time on the silencer backdrops 4 and on the inner wall of the channel or the diffuser 3 have formed and are emitted. This can be associated with a significant emission of pathogens, which can proliferate in the long term on the rough surfaces of the backdrops-containing liquid films under favorable growth conditions. During the standstill of a wet cooling tower, it is observed that birds, such. B. seagulls, on the trailing edge 7 sit the wet cooler, preferably with the tail inside. The fact that the consequence of this bird infestation can lead to a burden on the silencers with microorganisms requires no further explanation. The chlorination of the cooling tower water circuit can hardly provide a remedy here, since only a negligible part of the chlorinated cooling water via entrained cooling water drops reaches the downstream surfaces and because of the here likewise to a relevant percentage deposited recondensation drops the concentration of the entrained in functional entrainment Coolant drops containing biocide in the mixture is significantly reduced. It would be very costly to clean or disinfect the loaded with microorganisms outlet section of a wet cooling tower by rinsing with chlorinated water after each standstill phase. In any case, this observation also shows that it makes sense to reduce emissions of secondary drops from this area as far as possible. A pronounced inhomogeneous velocity distribution at the exit 10 a wet cooling tower further causes the cooling tower to swell 42 even at a low speed 8th the crosswinds rise much less than a swath with a homogeneous velocity distribution with the same large exit pulse. Thus, there is an inhomogeneous Ausströmug, especially in crosswinds 8th an increased risk of ground contact of the visible and thus still laden with a droplet mist or with microorganisms swath. Evaporation of the secondary droplets 6 , which are potential carriers of microorganisms, then does not take place, but rather these slightly larger drops near the ground to register. The droplets may still grow slightly due to droplet agglomeration in the transmission phase. Furthermore, when the ground contact of the cooling tower swath is also often to be expected that there is a recirculation 9 comes from parts of the emitted wind. If the wet cooling tower, instead of cold ambient air, sucks the already damped and warmed swaths, this will impair the cooling performance. The problem described above has obviously not been fully recognized, or at least not corrected. Presumably, it was believed that the problem of droplet emission and emission of microorganisms could be reduced by equipping the wet cooling tower with a high-performance droplet separator to such an extent that further measures were unnecessary. The risk of secondary droplet formation in that section of the cooling tower following the mist eliminators has obviously been underestimated. However, recent experience shows that this expectation was unrealistic. For example, for a given reason, wet cooling towers installed on buildings in New York must be investigated for possible infestation with microorganisms, in particular Legionella pneumophila.
Aufgabenstellung dieser ErfindungProblem of this invention
Die Aufgabenstellung dieser Erfindung besteht darin, den Austrittsbereich von Nasskühltürmen mit saugend angeordneten Ventilatoren, die in der Nachbarschaft von Wohngebieten mit austrittsseitigen Schalldämpferkulissen ausgestattet sind, derart zu gestalten, dass die Tropfenemission und somit auch die Emission von Krankheitserregern minimiert wird, ohne dass dies mit relevanten Druckverlusten verbunden wäre. Bei einer optimalen Gestaltung des Austrittsabschnitts des Nasskühlturms sollte es sogar gelingen, den Druckverlust im Vergleich zu jenem klassischer Konfigurationen zu verringern. Dies hätte eine positive Auswirkung auf den Kühlluftdurchsatz des Kühlers und somit auch auf die erreichte Kaltwassertemperatur und letzten Endes auch auf die Leistung der Dampfturbine, deren Gegendruck umso niedriger ausfällt, je kälter das dem Kondensator zur Verfügung gestellte Kühlwasser ist. Ferner soll der Schwaden den Nasskühlturm möglichst kompakt mit nicht zu geringen Strömungsgeschwindigkeiten verlassen, sodass eine große Aufstiegshöhe erreicht und insbesondere ein Bodenkontakt des Schwadens und ein Wiederansaugen bereits erwärmter und angefeuchteter Luft durch den Nasskühlturm (Rezirkulation) verhindert wird, von extremen Wetterlagen einmal abgesehen.The object of this invention is to make the exit region of wet cooling towers with suction fans arranged in the vicinity of residential areas with exit side silencer scenes in such a way that the drop emission and thus the emission of pathogens is minimized without this being relevant Pressure losses would be connected. With an optimum design of the outlet section of the wet cooling tower, it should even be possible to reduce the pressure loss in comparison to that of conventional configurations. This would have a positive effect on the cooling air flow rate of the radiator and thus also on the achieved cold water temperature and ultimately on the performance of the steam turbine, the back pressure is lower, the colder the condenser provided cooling water is. Furthermore, the swaths should leave the wet cooling tower as compact as possible with not too low flow velocities, so that a large ascent height is achieved and in particular contact with the bottom of the swath and a re-suction of already heated and humidified air through the wet cooling tower (recirculation) is prevented, apart from extreme weather conditions.
Lösungsansätze der Aufgabenstellung nach der ErfindungSolution approaches of the task according to the invention
2 zeigt die Basiskonfiguration eines Nasskühlturms 1 nach der Erfindung. Hier ist dem austrittsseitig angeordneten Axialventilator 2, der bekanntlich der Strömung einen Nachlaufdrall 5 aufprägt, ein aus mehreren flügelförmigen Leitschaufeln 21.1 gebildetes stationäres Nachleitrad 21 mit einem Nabenkörper 22 nachgeschaltet, welches die drallbehaftete Schwadenströmung weitgehend in eine koaxiale Strömung 23 verwandelt. Es ist uns nicht bekannt, dass derartige Nachleiträder bei Nasskühltürmen mit saugend angeordnetem Ventilator zur Anwendung gekommen sind. Bei Nasskühltürmen ohne austrittsseitigen Kulissenschalldämpfern ist dies auch nicht erforderlich, oder wäre sogar nachteilig, denn bei einer drallbehafteten Austrittsströmung neigt die Strömung im Diffusor weniger zur Strömungsablösung. Bei Nachschaltung eines Kulissenschalldämpfers treten jedoch bei drallbehafteter Anströmung die bereits beschriebenen Probleme auf, was bisher offensichtlich nicht erkannt oder berücksichtigt wurde. Bei anderen Anwendungsfällen, z. B. bei Gebläsen für Frischluft und Rauchgas in thermischen Kraftwerken werden selbstverständlich Nachleiträder eingesetzt. Aber den Sinn einer Übertragung dieser Technik auf Ventilatoren in Nasskühltürmen wurde vermutlich auch deshalb nicht erkannt, weil die Kenntnisse der Strömungsfachleute auf dem Gebiet der Hygiene nur rudimentär sind. Aber eine Gestaltung der Nachleitrades nach dem Stand der Technik, wie sie in großen Axialgebläsen für die Förderung von Frischluft und von Rauchgas in thermischen Kraftwerken praktiziert wird, würde in Nasskühltürmen nicht zu dem erwünschten Erfolg einer Minimierung der Tropfenemission führen. Daher sind die Flügel des Nachleitrades gemäß der Erfindung im Gegensatz zur Gestaltung nach dem Stand der Technik für den Einsatz in einem Nasskühlturm mit einem Gefällewinkel α1 zur Diffusorwand 3 ausgeführt. Dieser Winkel kann zwischen 1° und 40°, bevorzugt bei 30° liegen. Durch die Anordnung der Leitschaufeln mit Gefälle zur Diffusorwand hin sollen die Flüssigkeitsfilme, die sich durch Tropfenabscheidung auf diesen Nachleitschaufeln bilden, zur Diffusorwand 3 geleitet werden. In einem Diffusor stellt sich durch die Verzögerung der Strömung und dem hiermit einhergehenden Druckanstieg in Strömungsrichtung eine niedrige Wandschubspannung τw ein. Somit kann der Flüssigkeitsfilm auf der Diffusorwand zunächst nach unten abfließen. Im Bereich des Ventilators ist die Wandschubspannung jedoch in den meisten Fällen so groß, dass die Flüssigkeitsfilme hier nicht weiter abfließen können. Hier kommt es dann zu Flüssigkeitsansammlungen auf der Diffusorwand, aus denen große Sekundärtropfen mitgerissen und ohne zusätzliche Maßnahmen zu einem hohen Prozentsatz emittiert werden. Daher ist nach der Erfindung noch im divergenten Teil des Diffusors eine Filmabscheiderinne 24 angeordnet. Von hier kann die durch Drainage der schräg angeordneten Schalldämpferkulissen erfasste Flüssigkeit über Leitung 25 nach unten in den Kühlturm zurückgeleitet werden, wo ein niedrigerer Druck herrscht, sodass auch ein geringer Schwadenstrom zurückgesaugt wird, der die Flüssigkeitsdrainage unterstützt. 2 shows the basic configuration of a wet cooling tower 1 according to the invention. Here is the outlet side arranged axial fan 2 , which is known to the flow a wake-up spin 5 imprints, one of several wing-shaped vanes 21.1 formed stationary Nachleitrad 21 with a hub body 22 downstream, which the swirling swath flow largely into a coaxial flow 23 transformed. It is not known to us that such Nachleiträder have come in wet cooling towers with suction fan arranged for use. In wet cooling towers without exit side slotted silencers, this is not necessary, or would even be detrimental, because at a swirling exit flow The flow in the diffuser tends less to flow separation. When connecting a slotted silencer but occur in swirling flow to the problems already described, which was obviously not recognized or taken into account. For other applications, eg. As blowers for fresh air and flue gas in thermal power plants of course Nachleiträder be used. But the meaning of a transfer of this technique to fans in wet cooling towers was presumably not recognized because the knowledge of flow experts in the field of hygiene is only rudimentary. However, prior art derailment design, as practiced in large axial blowers for the production of fresh air and flue gas in thermal power plants, would not result in the desired success of minimizing drop emission in wet cooling towers. Therefore, the blades of the derailment wheel according to the invention are in contrast to the prior art design for use in a wet cooling tower with a slope angle α 1 to the diffuser wall 3 executed. This angle can be between 1 ° and 40 °, preferably at 30 °. By arranging the guide vanes with a slope towards the diffuser wall, the liquid films, which form by droplet deposition on these guide vanes, to the diffuser wall 3 be directed. In a diffuser, due to the delay of the flow and the concomitant increase in pressure in the flow direction, a low wall shear stress τ w occurs . Thus, the liquid film on the diffuser wall can first flow downwards. In the area of the fan, however, the wall shear stress is in most cases so great that the liquid films can not flow away further here. Here then it comes to fluid accumulation on the diffuser wall, from which large secondary drops entrained and emitted without additional measures to a high percentage. Therefore, according to the invention is still a film separator in the divergent part of the diffuser 24 arranged. From here, the liquid detected by drainage of the obliquely arranged silencer scenes can be conveyed via line 25 be returned down into the cooling tower, where a lower pressure prevails, so that a small stream of steam is sucked back, which supports the liquid drainage.
Die Notwendigkeit der Maßnahmen zur Minimierung der Tropfenemission bei nachgeschalteten Schalldämpferkulissen wurde bisher von den Strömungsfachleuten offensichtlich nicht erkannt oder auch nicht berücksichtigt. Andernfalls würden nicht selbst bei neuesten Nasskühltürmen parallele Strukturen von Schalldämpferkulissen ohne Gefälle unmittelbar der rotationssymmetrischen und drallbehafteten Abströmung des Ventilators nachgeschaltet werden. Nach den Untersuchungen der Erfinder sind Nachleiträder äußerst vorteilhaft, weil durch die Gleichrichtung der Schwadenströmung die Geschwindigkeitsverteilung vor den Schalldämpferkulissen so weit vergleichmäßigt wird, dass hohe Übergeschwindigkeiten zwischen den Kulissen vermieden werden; in der Folge wird dann auch der Tropfenmitriss aus diesem Bereich weitgehend reduziert. Ferner wird hiermit erreicht, dass der Druckverlust der Schalldämpferkulissen erheblich verringert wird. Und auch die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung bereits in einem kurzen Abstand hinter den Schalldämpferkulissen, die in diesem Fall als effiziente Carnot-Stoßdiffusoren wirken, wird weitgehend vergleichmäßigt. Dies ist eine entscheidende Voraussetzung dafür, dass stromab der Schalldämpferkulissen nötigenfalls auch noch ein Tropfenabscheider 26 in kurzem Abstand und ohne eine zu starke Querschnittserweiterung eingebaut werden kann, sozusagen als Polizeifilter; wie in 4 dargestellt ist. Bei Strömungsgeschwindigkeiten von z. B. 12–14 m/s, wie sie bei Konfigurationen ohne Gleichrichtung und Vergleichmäßigung der Strömung stromab eines Kulissenschalldämpfers nach dem Stand der Technik auftreten, scheiden Lamellentropfenabscheider grundsätzlich aus. Selbst bei einer weitgehenden Vergleichmäßigung der Geschwindigkeitsverteilung ist die Situation noch prekär. Denn stromab der Schalldämpferkulissen ist selbst die querschnittsgemittelte Strömungsgeschwindigkeit des Schwadens noch so hoch (z. B. 6,5 m/s), dass nur für hohe Strömungsgeschwindigkeiten ausgelegte Hochleistungs-Tropfenabscheider zufriedenstellend funktionieren. Bei lokalen Übergeschwindigkeiten von 12–14 m/s sind aber auch Hochleistungstropfenabscheider überfordert. Dann werden zwar zunächst auch noch relativ kleine Tropfen auf den Lamellen abgeschieden. Sie werden jedoch durch die hohe Schubspannung, die von der zu schnellen Schwadenströmung auf den Flüssigkeitsfilm ausgeübt wird, der sich aus den abgeschiedenen Tropfen auf den Lamellen bildet, zu den Hinterkanten der Lamellen getrieben; hier löst sich der Flüssigkeitsfilm in Gestalt großer Tropfen wieder ab, und zwar auch dann, wenn die Tropfenabscheiderlamellen mit Gefälle zur Wand eingebaut werden, 4. Diese Sekundärtropfen werden dann zwangsläufig emittiert. Da sich auf Tropfenabscheidern unter den hier herrschenden Randbedingungen mit der Zeit Beläge bilden, welche die Tropfenabscheidung beeinträchtigen und eine Keimvermehrung begünstigen, könnte es hilfreich sein, sowohl vor dem Tropfenabscheider als auch hinter dem Tropfenabscheider zur Reinigungszwecken eine mit Sprühdüsen bestückte langsam rotierende Sprühlanze anzuordnen, die hier nicht dargestellt ist. Zur Inbetriebnahme dieser Reinigungssprühlanzen ist zu empfehlen, den Ventilator kurzzeitig abzustellen, um in dieser kurzen Phase eine Emission von Tropfen mit einem hohen Feststoffgehalt, die auch in aller Regel mit Mikroorganismen beladen sind, zu vermeiden. Da bei Nasskühltürmen der hier diskutierten Art in aller Regel mehrere Einzelzellen (z. B. 10 Einzelzellen) in Reihe angeordnet sind, ist es durchaus vertretbar, eine der Zellen vorübergehend außer Betrieb zu nehmen, da hierdurch der Effekt der gesamten Nasskühlanlage nicht nennenswert beeinträchtigt würde.The necessity of the measures for minimizing the drop emission at downstream silencer scenes has hitherto obviously not been recognized or taken into account by the flow experts. Otherwise, even in the case of the latest wet cooling towers, parallel structures of silencer backdrops without a gradient would be directly downstream of the rotationally symmetrical and swirling outflow of the fan. According to the investigations of the inventors Nachleiträder are extremely advantageous because the speed distribution before the muffler scenes is so far uniformed by the rectification of the swath flow, that high excess speeds between the scenes are avoided; As a result, the droplet stub from this area is then largely reduced. Furthermore, this ensures that the pressure loss of the silencer scenes is significantly reduced. And even the flow velocity distribution already at a short distance behind the silencer backdrops, which act in this case as efficient Carnot shock diffusers, is largely evened out. This is a crucial prerequisite for downstream of the silencer scenes, if necessary, even a droplet separator 26 can be installed at a short distance and without an excessive cross-sectional extension, so to speak as a police filter; as in 4 is shown. At flow rates of z. B. 12-14 m / s, as they occur in configurations without rectification and homogenization of the flow downstream of a sliding block silencer according to the prior art, discard lamella from basically. Even if the velocity distribution is evened out, the situation is still precarious. Because downstream of the silencer backdrops, even the cross-section-averaged flow velocity of the windrow is still so high (eg 6.5 m / s) that high-performance droplet separators designed only for high flow velocities function satisfactorily. At local overspeeds of 12-14 m / s, however, high-performance droplet precipitators are also overtaxed. Then, although initially relatively small drops are deposited on the lamellae. However, they are driven to the trailing edges of the lamellae by the high shear stress exerted by the too rapid swirling flow on the liquid film that forms from the deposited drops on the lamellae; Here, the liquid film comes off in the form of large drops again, even if the droplet separator fins are installed with a slope to the wall, 4 , These secondary drops are then inevitably emitted. Since deposits build up on droplet separators under the prevailing boundary conditions over time, which impede droplet deposition and promote germ proliferation, it could be helpful to arrange a slowly rotating lance equipped with spray nozzles both before the droplet separator and behind the droplet separator for cleaning purposes not shown here. To start up these cleaning sparks, it is recommended to switch off the fan for a short time in order to avoid emission of drops with a high solids content in this short phase, which are usually also loaded with microorganisms. As in wet cooling towers of the type discussed here in all As a rule, several single cells (eg 10 individual cells) are arranged in series, it is entirely justifiable to temporarily shut down one of the cells, as this would not appreciably affect the effect of the entire wet cooling system.
2a zeigt ein Detail des Nachleitrades 21 mit einer der vielen mit einem Gefällewinkel α1 von 1°–40°, bevorzugt von 30° angeordneten Flügel bzw. Leitschaufeln 21.1, die an der Diffusorwand 3 auslaufen. Hier ist vorgesehen, dass die an den Leitschaufeln 21.1 abgeschiedenen Flüssigkeitsfilme 26 oberflächlich über einen Spalt 21.2 in eine Rille 40 an den Hinterkanten 33 der unter einem Winkel α1 installierten Leitschaufeln 21.1 eindringen und hier bis zur Diffusorwand 3 geleitet werden, dort längs der Diffusorwand 3 nach unten fließen und in der Abscheiderinne 24 aufgefangen werden. Der abfließende Flüssigkeitsfilm 26 strömt unter der Wirkung der Schwerkraft an der Diffusorwand 3 weiter nach unten und wird in einer umlaufenden Rinne 24 aufgefangen. Es kann sinnvoll sein, Drainagerillen mit Gefälle zur Diffusorwand auch auf der Saugseite anzuordnen, hier nicht dargestellt. 2a shows a detail of the Nachleitrades 21 with one of the many with a gradient angle α 1 of 1 ° -40 °, preferably arranged by 30 ° wings or vanes 21.1 at the diffuser wall 3 leak. Here is provided that on the vanes 21.1 separated liquid films 26 superficially over a gap 21.2 in a groove 40 at the rear edges 33 the installed at an angle α 1 vanes 21.1 penetrate and here to the diffuser wall 3 be guided there along the diffuser wall 3 flow down and in the separator 24 be caught. The effluent liquid film 26 flows under the action of gravity on the diffuser wall 3 continue down and will be in a circumferential groove 24 collected. It may be useful to arrange Drainageillen with slope to the diffuser wall on the suction side, not shown here.
3 vermittelt einen Überblick über einige wenige der nach dieser Erfindung prinzipiell möglichen Maßnahmen zur Ableitung der Flüssigkeitsfilme von den mit Gefälle zur Diffusorwand 3 angeordneten Schaufeln 21.1 des Nachleitrades 21. Sie zeigt den an der Diffusorwand 3 auslaufenden Abschnitt einer hier hohl ausgeführten Nachleitschaufel und die Diffusorwand, 3a. Ferner zeigt sie ein Drainagerohr 27, mit welchem die Hohlräume der Nachleitschaufeln an einen außen liegenden Ringkanal 28 angeschlossen sind. Über diesen Ringkanal kann die abgeschiedene Flüssigkeit abgeleitet werden, evtl. unterstützt durch ein hier nicht dargestelltes Absaugegebläse, welches nicht nur die Flüssigkeit, sondern auch einen geringen Prozentsatz des Schwadens absaugt. 3a zeigt zur Veranschaulichung einen Schnitt durch eine der flügelförmigen und hohl ausgeführten Nachleitschaufeln 21.1 nach deer Erfindung, mit der Umfangsgeschwindigkeitskomponente vcirc,2 des Nachlaufdralls hinter dem rotierenden Ventilator, den Axialkomponenten der Schwadengeschwindigkeit vor und hinter dem Nachleitgitter vax,2 und vax,3 sowie mit der Relativgeschwindigkeit w2 des Schwadens in der Zuströmung zum Nachleitrad. Ferner ist die koaxial gerichtete Abströmungsgeschwindigkeit vax,3 dargestellt. Eine derartige Leitschaufel weist eine Druckseite ”P” (pressure) und eine Saugseite ”S” (suction) auf, 3a. Bei Strömungsgeschwindigkeiten, wie sie in derartigen Nasskühltürmen üblich sind, ist davon auszugehen, dass der Flüssigkeitsfilm 29 auf der Druckseite P durch die Schubspannungswirkung der Schwadenströmung gegen die Wirkung der Schwerkraft nach oben zur Hinterkante 33 der Leitschaufel getrieben wird. An der offenen Hinterkante des Flügels kann der Flüssigkeitsfilm über den Soalt 21.2 in den Innenraum 34 des Flügels einfließen. Dies kann auch durch Anlegen eines Unterdrucks an den Hohlraum des Flügels erzwungen bzw. unterstützt werden. Auf der Saugseite S der Nachleitschaufel ist die Situation wesentlich komplizierter. Im vorderen Abschnitt der Saugseite ist die Wandschubspannung noch so groß, dass der Flüssigkeitsfilm 30 hier nach oben getrieben wird. An diesen Abschnitt schließt sich jedoch ein Bereich an, in welchem die Schwadenströmung in der Nachbarschaft zur Wand stark verzögert wird. Hier geht somit auch die Wandschubspannung stark zurück, sodass der Flüssigkeitsfilm 31 unter der Wirkung der Schwerkraft nach unten abließen kann. Deshalb ist auch hier ein Schlitz 34 zur Einleitung des Flüssigkeitsfilms in den Hohlraum vorgesehen. Ob die Filmströmung 32 im oberen Bereich der Saugseite nach oben oder nach unten gerichtet ist, hängt von der Detailauslegung ab und kann nicht mit Sicherheit vorhergesagt werden. Fließt der Film nach oben, wird er jedenfalls auch an der Hinterkante 33 der Nachleitschaufel in deren Hohlraum 34 eingeleitet. 3 provides an overview of a few of the possible in principle according to this invention measures for the derivation of the liquid films of the gradient with the diffuser wall 3 arranged blades 21.1 of the Nachleitrades 21 , It shows the on the diffuser wall 3 outgoing section of a hollow guide blade and the diffuser wall, 3a , It also shows a drainage pipe 27 , with which the cavities of the guide vanes to an outer annular channel 28 are connected. About this annular channel, the separated liquid can be derived, possibly supported by a not shown here suction fan, which sucks not only the liquid but also a small percentage of the swath. 3a shows by way of illustration a section through one of the wing-shaped and hollow guided guide vanes 21.1 According to the invention, with the peripheral speed component v circ, 2 of the wake behind the rotating fan, the axial components of the steam velocity before and behind the Nachleitgitter v ax, 2 and v ax, 3 and with the relative velocity w 2 of the wind in the inflow to Nachleitrad. Furthermore, the coaxially directed outflow velocity v ax, 3 is shown. Such a vane has a pressure side "P" (pressure) and a suction side "S" (suction), 3a , At flow velocities, as are customary in such wet cooling towers, it can be assumed that the liquid film 29 on the pressure side P by the shear stress effect of the swath flow against the effect of gravity up to the trailing edge 33 the vane is driven. At the open trailing edge of the wing, the liquid film on the Soalt 21.2 in the interior 34 of the grand piano. This can also be enforced or supported by applying a negative pressure to the cavity of the wing. On the suction side S of the guide vane the situation is much more complicated. In the front section of the suction side, the wall shear stress is still so great that the liquid film 30 is driven up here. However, this section is followed by an area in which the swath flow in the vicinity of the wall is greatly retarded. Here, therefore, the wall shear stress is greatly reduced, so that the liquid film 31 can drain down under the action of gravity. Therefore, here is a slot 34 provided for introducing the liquid film into the cavity. Whether the movie flow 32 in the upper part of the suction side is directed upwards or downwards, depends on the detailed design and can not be predicted with certainty. If the film flows upwards, it will also be at the trailing edge 33 the guide vane in the cavity 34 initiated.
3b zeigt eine weitere der nach dieser Erfindung möglichen Maßnahmen zur Erfassung der Flüssigkeitsfilme. Hier ist nahe der Hinterkante auf der Druckseite ein Absaugeschlitz 35 angeordnet. 3b shows another of the possible according to this invention measures for detecting the liquid films. Here is near the trailing edge on the pressure side of a suction slot 35 arranged.
Vorzuziehen ist natürlich eine einfachere Lösung, bei der ein Flüssigkeitsfilm durch die Schwerkraft längs der mit Gefälle ausgeführten Rille 40 längs der Hinterkante 33 der Nachleitflügel 21.1 zu einer Auffangrinne geleitet wird, in die hinein alle Leitschaufeln entwässert werden. Dieser Lösungsansatz wurde bereits in 3 dargestellt.Of course, a simpler solution is to prefer a fluid film by gravity along the sloping groove 40 along the trailing edge 33 the trailing wing 21.1 is directed to a gutter into which all vanes are drained. This approach has already been used in 3 shown.
In 4 sind weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten nach der Erfindung dargestellt. Selbstverständlich kann es auch noch in diesem Falle, also bei zuverlässiger Entwässerung der auf den Leitschaufeln 21.1 abgeschiedenen Tröpfchen bzw. der daraus entstehenden Flüssigkeitsfilme sinnvoll sein, zur weiteren Verringerung der Tropfenemission einen austrittsseitigen Tropfenabscheider 26 zu installieren, 4. Der Grund hierfür liegt z. T. darin, dass es durch Einfangen der noch vorhandenen kleineren mitgerissenen Kühlwassertröpfchen sowie durch Abscheidung eines geringen, aber relevanten Prozentsatzes der Rekondensationstropfen auch zu einer Flüssigkeitsfilmbildung auf den Schalldämpferkulissen kommen kann, gefolgt von einer Tropfenablösung von den Schalldämpferkulissen. In einem älteren Patent FE 3121467 C1 werden Maßnahmen zur Ableitung der Flüssigkeitsfilme beschrieben, die sich auf horizontal und parallel angeordneten Schalldämpferkulissen bilden. Durch die seinerzeit vorgeschlagene horizontale Anordnung ist die Drainage jedoch entscheidend beeinträchtigt. Die Flüssigkeitsfilme fließen in horizontalen Filmabscheiderinnen nur sehr langsam ab. Hier kann es zur Sediment- und zur Moosbildung kommen. Daher wird in einer weiteren Ausgestaltung dieser Erfindung der Schalldämpfer 39 nicht nur sternförmig ausgebildet, wie in 5 dargestellt ist und wie dies bereits in den Patentanmeldungen DE 10 2010 022 418 und DE 10 2010 024 091 beschrieben wurde. Vielmehr werden die sternförmig angeordneten Kulissen mit Drainagerinnen bekannter Ausführung mit einem Gefällewinkel α2 eingebaut, 4. Dieser Gefällewinkel α2 ist vorteilhaft zwischen ca. 5° und 60°, bevorzugt mit 30° auszuführen. Bei dieser Lösung für die Schalldämpferkulissen als sternförmiges Gebilde mit Gefälle zur Diffusorwand 3 kann nach der Erfindung noch eine weitere vorteilhafte Maßnahme umgesetzt werden. Das Nachleitrad hinter dem Ventilator wird durch entsprechend ausgebildete Frontabschnitte 39.3 der sternförmig mit Gefälle zur Diffusorwand eingebauten Schalldämpferkulissen ersetzt, wie in 6 dargestellt ist. Ob es dann noch notwendig ist, den Schalldämpferkulissen einen Tropfenabscheider 26 nachzuschalten, wie dies bereits in 4 dargestellt wurde, hängt vom jeweiligen Einsatzfall ab.In 4 Further design options according to the invention are shown. Of course, it can still in this case, so with reliable drainage on the vanes 21.1 deposited droplets or the resulting liquid films be useful, to further reduce the drop emission, an outlet-side droplet 26 to install, 4 , The reason for this is z. T. in that it can come by trapping the remaining small entrained cooling water droplets and by deposition of a small but relevant percentage of reconstitution also to a liquid film on the silencer scenes, followed by a droplet detachment from the silencer scenes. In an older patent FE 3121467 C1 Measures for the derivation of the liquid films are described, which form on horizontal and parallel muffler scenes. By the time proposed horizontal arrangement, however, the drainage is significantly impaired. The liquid films flow only very slowly in horizontal film separators. Here it can be used for sediment and for Moss formation come. Therefore, in a further embodiment of this invention, the muffler 39 not just star-shaped, as in 5 is shown and as already stated in the patent applications DE 10 2010 022 418 and DE 10 2010 024 091 has been described. Rather, the star-shaped scenes are installed with drainage known type with a gradient angle α 2 , 4 , This gradient angle α 2 is advantageously between about 5 ° and 60 °, preferably with 30 ° run. In this solution for the silencer backdrops as a star-shaped structure with a slope to the diffuser wall 3 can still be implemented according to the invention, a further advantageous measure. The Nachleitrad behind the fan is made by appropriately trained front sections 39.3 the star-shaped with slope to the diffuser wall built muffler scenes replaced, as in 6 is shown. Whether it is still necessary, the muffler scenes a mist eliminator 26 to follow, as already in 4 depends on the particular application.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Aufgabenstellung war die weitgehende Vermeidung eines Bodenkontakts des emittierten Kühlturmschwadens mit seinem Gehalt an Tröpfchen und Mikroorganismen. Ferner sollte im Interesse einer hohen Kühleffizienz auch eine Rezirkulation 9 von Teilen des Schwadens 42 unterbunden werden, wie sie insbesondere bei Seitenwind sowie bei ein Kühlturmstandort in der Nachbarschaft höherer Gebäude bei einer Ausführung nach dem Stand der Technik zu beobachten ist, siehe 1. Zu diesem Zweck wird gemäß dieser Erfindung vorgeschlagen, den Maßnahmen zur Schalldämpfung, zur Tropfenabscheidung und Strömungsvergleichmäßigung einen kurzen Austrittskanal 37 mit düsenartiger Querschnittsreduktion 36 nachzuschalten, 4. Aber auch in diesem Fall muss die Geschwindigkeit des Schwadens 42 am Austritt begrenzt werden, um eine Tropfenemission zu vermeiden. Bereits ab Strömungsgeschwindigkeiten von 10–15 m/s kommt es nach Untersuchungen des Erfinders zur Ablösung von Tropfen von den Flüssigkeitsfilmen, die sich auch hier auf den Innenwänden des Austrittskanals bilden. Nötigenfalls kann auch hier nochmals eine Filmabscheiderinne 38 am Übergang vom konvergenten Teil 36 zum Austrittsabschnitt 37 eingebaut werden. Insbesondere bei Seitenwind und bei tiefen Umgebungstemperaturen kühlt sich die Kanalwand erheblich ab, sodass hier mit einer intensiven Kondensation des Wasserdampfes aus dem mit Wasserdampf gesättigten Schwaden gerechnet werden muss. Um dies zu vermeiden, wird ferner vorgeschlagen, diesen Abschnitt 37 thermisch zu isolieren. Eine weitere Konfiguration nach der Erfindung besteht darin, die Hohlschaufeln des Nachleitrades und evtl. auch noch weitere Gebiete im Austrittsabschnitt, die als Tropfenquellen anzusehen sind, zu beheizen. Zu diesem Zweck könnte beispielsweise noch nicht rückgekühltes Kühlwasser durch die Hohlräume der Nachleitschaufeln oder durch Heizspiralen geleitet werden, mit denen die Wände des Austrittsabschnitts von außen beheizt werden. Auf diese Weise könnte man die hier anfallende Flüssigkeit verdunsten und somit besagte Quellen für die Emission mikrobiell belasteter Tropfen austrocknen. Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt jedoch darin, dass die Inhaltsstoffe der Tropfen als Beläge auf den beheizten Flächen anfallen. Daher wird diese Konfiguration hier nicht weiter ausgearbeitet.Another important aspect of the task was the avoidance of ground contact of the emitted cooling tower with its content of droplets and microorganisms. Furthermore, in the interests of high cooling efficiency, recirculation should also be used 9 of parts of the windrow 42 can be prevented, as seen in particular in crosswinds as well as a cooling tower location in the vicinity of higher buildings in a prior art embodiment, see 1 , For this purpose, it is proposed according to this invention, the measures for noise reduction, droplet deposition and flow equalization a short outlet channel 37 with nozzle-like cross-section reduction 36 nachzuschalten, 4 , But even in this case, the speed of the wind must be 42 be limited at the outlet to avoid dripping. Already at flow velocities of 10-15 m / s, according to investigations by the inventor, detachment of droplets from the liquid films, which also form here on the inner walls of the outlet channel. If necessary, here again a Filmabscheiderinne 38 at the transition from the convergent part 36 to the exit section 37 to be built in. Particularly in crosswinds and at low ambient temperatures, the channel wall cools considerably, so that here must be expected with an intense condensation of water vapor from the steam saturated with steam. To avoid this, it is also proposed to use this section 37 thermally isolate. Another configuration according to the invention is to heat the hollow blades of the Nachleitrades and possibly also other areas in the outlet section, which are to be regarded as drop sources. For this purpose, for example, not yet cooled cooling water could be passed through the cavities of the guide vanes or by Heizspiralen with which the walls of the outlet section are heated from the outside. In this way, it would be possible to evaporate the liquid arising here and thus dry out said sources for the emission of microbially charged droplets. A disadvantage of this method, however, lies in the fact that the ingredients of the drops are produced as deposits on the heated surfaces. Therefore, this configuration is not elaborated here.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102010022418 [0002, 0022, 0032] DE 102010022418 [0002, 0022, 0032]
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DE 102010024091 [0002, 0022, 0032] DE 102010024091 [0002, 0022, 0032]
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DE 3121467 C1 [0002, 0022] DE 3121467 C1 [0002, 0022]
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FE 3121467 C1 [0032] FE 3121467 C1 [0032]
