EP0381800B1 - Dry-cooling tower using natural draft - Google Patents
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- EP0381800B1 EP0381800B1 EP89102362A EP89102362A EP0381800B1 EP 0381800 B1 EP0381800 B1 EP 0381800B1 EP 89102362 A EP89102362 A EP 89102362A EP 89102362 A EP89102362 A EP 89102362A EP 0381800 B1 EP0381800 B1 EP 0381800B1
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- European Patent Office
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- air
- cooling tower
- dry
- heating unit
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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
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
- F28F27/003—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus specially adapted for cooling towers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
- F28B1/00—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
- F28B1/06—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using air or other gas as the cooling medium
Definitions
- the invention relates to a dry cooling tower with a natural train according to the preamble of claim 1.
- Dry cooling towers are understood to mean those plants in industry or in power plants in which the warm cooling water in air coolers is cooled without evaporation and the waste heat is conducted into the environment.
- the natural train embodiment is considered economical.
- the draft and the resulting air flow are almost instant as soon as the hot water gets into the air cooler.
- Movable or adjustable blinds are often used in the dry cooling towers, which regulate the change in air flow and thus the output.
- the blinds used to regulate the air flow are usually used both in cooling towers that work with fans and in those with natural draft.
- the traditional cooling towers according to the "Heller-Forgo System” should be mentioned, which are characterized in that the fact that the air coolers are installed alongside one another along the lower diameter of the tower means that the water flows in the pipes in the vertical direction while the cooling air, flowing in the horizontal direction, enters the tower towards the chimney.
- the blinds are installed in front of the radiators. This solution was advantageous, among other things, because the blinds, in particular in the closed position, completely protected the air coolers arranged behind them from damage or contamination.
- Another equally common solution from which the invention is based is the use of the so-called prismatic air coolers. These can be characterized in that the air coolers are arranged horizontally inside the tower. The air coolers can be installed either radially or parallel to each other. In this solution, too, the blinds used to regulate the air flow are arranged on the air-side inlet side of the air coolers, which means that the blinds are provided under the air coolers.
- the operators of the dry cooling towers are well aware of the problem with operating in cold winter and especially with starting in weather with a risk of frost connected is.
- the project engineers have developed a wide variety of solutions, the goal of which is to preheat the air coolers before filling them with water.
- the known, used for preheating solution which was implemented in both "Heller” towers, was designed as follows: the main characteristic of the solution is that between the vertical (standing) coolers and the regulating blinds in front of them, the warm air is made from smaller dimensions Fans are blown in, the air flows through the air cooler and slowly warms them up.
- the system itself also contains water-cooled air coolers, but these are significantly smaller in size, the pipes are shorter, so that starting or refilling is not dangerous. It can be clearly seen, and experience has also confirmed that such preheating requires a significant heating output and a large air flow, since the air emerging from the air coolers exits via the chimney of the tower and is thus lost.
- the preheating heating output can be reduced if the air coolers are divided into several groups and a preheating heat exchanger is arranged in the air space of each group, which can be connected in parallel to the air coolers and by means of which the fan can be used air passing through the air cooler is recirculated into the space between the air coolers and the upstream regulating blinds.
- the adjustable or movable blinds used in the dry cooling towers - which allow the change of the air flow and the regulation of the output - reduce the air flow inside the tower to such an extent, in spite of the unavoidable gaps, that a significant train cannot develop under any circumstances.
- the warm air passing through the gaps cannot fill the entire cross-section, the upward air movement being compensated for by the cold air flow entering the upper part of the tower and flowing in the opposite direction.
- the cold air coolers are preheated, kept warm, and a solution is chosen by which the air cooler is used sweeping air flow is shut off during filling and emptying.
- the common characteristic of the known preheating devices is that they blow the warm air onto the outside of the air cooler, the warm air directed through the air cooler flowing directly into the chimney of the cooling tower, i.e. that the preheating air is largely lost without any benefit. Taking into account the geometric dimensions and performance mentioned as an example, this lost heat is extremely significant, and the cost is high.
- Our aim is to design a dry cooling tower with a natural draft, which enables the previously largely lost heated air to be collected during the filling and emptying of the air coolers and used for the continuous heating of the air coolers.
- the invention is based on the knowledge that if the air coolers are arranged inside the cooling tower, the draft-regulating blinds cannot be installed in front of the coolers but behind the coolers, in such a way that the blinds form a closed space above the coolers , so that the structural arrangement is similar to that of a diving bell, as a result of which preheating hot air supplied via the preheating heating unit can be collected and used permanently for preheating the air cooler.
- a steam condenser is known from FR-A-1 489 921, which is installed horizontally in the lower part of a cooling tower of natural draft and is divided into individual condensation zones between which condensate collectors and drains are distributed.
- the dry cooling tower according to the invention also preferably has a further controllable blind which is arranged above the mentioned blind on the jacket part of the cooling tower and / or a blind which is arranged in the plane of the air cooler between the air coolers and the wall of the chimney of the cooling tower , and / or via further blinds, which are arranged in a horizontal plane below the level of the air cooler.
- the preheating heating unit can be provided with a heat exchanger, in one branch of which a frost-resistant liquid is contained as the heat transfer medium.
- the heating unit can be connected to an external heat source will. It is possible to provide the heating unit with an automatic system controlled by heat sensors. From EP-A-0 006 412 it is known to install a heat exchanger filled with frost-resistant liquid in a system cooled with air in front of the air heat exchanger, for example, which cools water.
- FIG 1 shows the cooling tower 1 with natural draft.
- the known air coolers 2 are installed, which are assigned the task of cooling the water with the help of the air stream - indicated here by arrow 10.
- the air coolers 2 are connected to the line 3 which conveys the water to be cooled and the line 4 which conveys the already cooled water via the interposed valves 6, 7, B and 9.
- Lines 3 and 4 communicate with one another via the bypass line (bypass line) provided with valve 5.
- the blind 13 is arranged above the air cooler 2, while the blind 11 is formed on the jacket of the cooling tower 1.
- the middle part - is designed as a heating unit 14 which is provided with the fan 15.
- the exemplary embodiment according to FIG. 2 differs from the solution according to FIG. 1 in that the blind 11 is not arranged on the jacket of the cooling tower 1, but is installed in the lower level of the air cooler 2, inside the tower.
- the solution according to FIG. 3 is expedient, in which, in addition to the blinds 13 provided above the air coolers 2 and the blinds 11 designed on the jacket of the cooling tower, a further blind 17 is provided under the air coolers 2 .
- the air coolers 2 are in a completely lockable room;
- the heating unit can be heated up in an extremely short period of time.
- the heating unit 14 In the interest of frost-free filling and emptying, it is expedient to design the heating unit 14 from corrugated tubes with a diameter that exceeds the usual, since the risk of frost can be largely prevented by increasing the diameter.
- FIG 4 shows a possible embodiment in which, in the interest of increased reliability of draining and stopping, the heating unit is coated with a frost-resistant liquid, e.g. filled with frost-resistant mixture or oil.
- a heat exchanger 1B is connected to the bypass line which connects the line 3 which conveys the warm water to be cooled and the line which conveys the already cooled water, on the other side of which the already mentioned frost-resistant liquid is contained.
- the pump 19 is installed in the circle of forest-resistant liquid.
- the dry cooling tower according to FIG. 1 is operated with a natural train, in such a way that the air coolers 2 cool the water arriving via the line with the air flow indicated by arrow 10.
- the cooled water leaves the system via line 4.
- the valves 6, 7, 8 and 9 are closed; there is no water in the air cooler 2.
- the water flows through the bypass line or the valve 5.
- the blinds present above the air coolers 2 are in the closed state, as a result of which the air coolers 2 are arranged in a “diving bell-like” space which is open at the bottom and is closed at the top.
- the blind 11 on the jacket of the cooling tower is open and should a train form in the cooling tower 1, this is compensated for by the cold air 12 flowing in through the blinds 13.
- valves 6 and 7 When starting, valves 6 and 7 are opened. Now the water to be cooled flows into the heating unit 14. The fan 15 is then started up, under the effect of which the air flow indicated by arrows 16 fills the space under the blind 13 and heats the air cooler 2.
- the air flowing through the air cooler 2 now flows from below into the heating unit 14, as a result of which the circulation of the warm air is generated.
- valves 8 and 9 After the preheating of the air coolers 2 has ended, e.g. by measuring the temperature of the metal surface, we open valves 8 and 9; at the same time the valve 5 is closed. Now all air coolers 2 come into operation. After filling, the blind 13 must be closed, the blind 13 being opened depending on the required cooling capacity.
- the fan 15 is switched off when the filling is complete, the heating unit being kept in operation in a manner similar to the other air coolers 2.
- the blind 13 should be closed earlier.
- the airflow marked with arrow 10 decreases completely; at the same time the blind 11 is opened and the cold air flow 12 stops the train. Now the fan is started, while maintaining the warm air flow 16 we empty the air cooler 2. Finally, the heating unit 14 is drained and the fan is switched off.
- the activity of the blinds can be automated. So e.g. the valves 6, 7, 8 and 9 can only open when the blind 13 is closed and the blind 11 is open. When the blind 11 closes, the filling is finished, which e.g. is displayed by closing valve 5.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Trockenkühlturm mit natürlichem Zug nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a dry cooling tower with a natural train according to the preamble of claim 1.
Ein solcher Trockenkühlturm ist aus der vorveröffentlichten Brochüre "Technical Information No. 1" der EGI-Contracting and Engineering, Ungarn, bekannt.Such a dry cooling tower is known from the previously published brochure "Technical Information No. 1" from EGI-Contracting and Engineering, Hungary.
Unter Trockenkühltürmen werden diejenigen Anlagen in der Industrie oder in Kraftwerken verstanden, in denen das warme Kühlwasser in Luftkühlern, ohne Verdampfung abgekühlt wird und die Abwärme in die Umgebung geleitet wird.Dry cooling towers are understood to mean those plants in industry or in power plants in which the warm cooling water in air coolers is cooled without evaporation and the waste heat is conducted into the environment.
Als Charakterisierung der Dimensionen soll erwähnt werden, daß eine Kraftwerkseinheit mit 200 MW Leistung, die heutzutage als eine Anlage von mittlerer Leistung betrachtet werden kann, im Falle der Trockenkühlung mit den folgenden Parametern gekennzeichnet ist:
Bei den erwähnten Dimensionen wird die Ausführungsform mit natürlichem Zug als wirtschaftlich betrachtet. Der Zug und die dadurch hervorgerufene Luftströmung gestalten sich beinahe sofort, sobald das Warmwasser in den Luftkühler gelangt.With the dimensions mentioned, the natural train embodiment is considered economical. The draft and the resulting air flow are almost instant as soon as the hot water gets into the air cooler.
In den Trockenkühltürmen werden häufig bewegbare bzw. einstellbare Jalousien verwendet, die die Änderung des Luftstromes und so die Leistung regeln.Movable or adjustable blinds are often used in the dry cooling towers, which regulate the change in air flow and thus the output.
Üblicherweise werden die zum Regeln des Luftstroms dienenden Jalousien sowohl in mit Ventilatoren funktionierenden Kühltürmen, als auch in jenen mit natürlichem Zug verwendet.The blinds used to regulate the air flow are usually used both in cooling towers that work with fans and in those with natural draft.
Diese zur Regelung der Wärmeleistung geeignete Lösung wird bei zwei verbreiteten Kühlturmtypen angewendet, die in der veröffentlichten Brochüre "Technical Information No. 1" der EGI-Contracting and Engineering aus Ungarn näher spezifiziert sind.This solution, which is suitable for regulating the heat output, is used for two common types of cooling tower, which are specified in the published brochure "Technical Information No. 1" by EGI-Contracting and Engineering from Hungary.
Als erster Typ sollen die traditionellen Kühltürme nach dem "Heller-Forgo System" erwähnt werden, die dadurch gekennzeichnet sind, daß dadurch, daß die Luftkühler entlang des unteren Durchmessers des Turms nebeneinander installiert sind, das Wasser in den Rohren in vertikaler Richtung strömt, während die Kühlluft, in horizontaler Richtung strömend, in den Turm in Richtung zu dem Schornstein gelangt. Die Jalousien sind vor den Kühlern montiert. Diese Lösung war unter anderem darum vorteilhaft, da die Jalousien, insbesondere in der geschlossenen Position, die dahinter angeordneten Luftkühler vor Beschädigungen oder Verunreinigungen vollkommen schützten.As the first type, the traditional cooling towers according to the "Heller-Forgo System" should be mentioned, which are characterized in that the fact that the air coolers are installed alongside one another along the lower diameter of the tower means that the water flows in the pipes in the vertical direction while the cooling air, flowing in the horizontal direction, enters the tower towards the chimney. The blinds are installed in front of the radiators. This solution was advantageous, among other things, because the blinds, in particular in the closed position, completely protected the air coolers arranged behind them from damage or contamination.
Eine andere, gleicherweise übliche Lösung, von welcher die Erfindung ausgeht, ist die Anwendung der sogenannten prismenartigen Luftkühler. Diese können dadurch gekennzeichnet werden, daß die Luftkühler im Inneren des Turms horizontal angeordnet sind. Die Luftkühler können entweder radial oder parallel nebeneinander angeordnet installiert werden. Auch bei dieser Lösung sind die zur Regelung des Luftstroms dienenden Jalousien an der luftseitigen Eintrittsseite der Luftkühler angeordnet, was bedeutet, daß die Jalousien unter den Luftkühlern vorgesehen sind.Another equally common solution from which the invention is based is the use of the so-called prismatic air coolers. These can be characterized in that the air coolers are arranged horizontally inside the tower. The air coolers can be installed either radially or parallel to each other. In this solution, too, the blinds used to regulate the air flow are arranged on the air-side inlet side of the air coolers, which means that the blinds are provided under the air coolers.
Beide erwähnten bekannten Lösungen sind zur Regelung des Massenstroms der durch die Luftkühler strömenden Luft und dadurch der Leistung der Luftkühler geeignet, desweiteren besteht die Möglichkeit die sich außer Betrieb befindenden Luftkühler an der Luftseite auszuschalten.Both of the known solutions mentioned are suitable for regulating the mass flow of the air flowing through the air coolers and thus the performance of the air coolers, and there is also the possibility of switching off the air coolers which are not in operation on the air side.
Den Betreibern der Trockenkühltürme ist das Problem wohlbekannt, das mit der Betriebsführung im kalten Winter und insbesondere mit dem Anlassen in Wetter mit Frostgefahr verbunden ist. Die Projekteure haben die verschiedensten Lösungen entwickelt, denen das Ziel gesetzt worden ist, die Luftkühler vor dem Auffüllen mit Wasser vorzuwärmen.The operators of the dry cooling towers are well aware of the problem with operating in cold winter and especially with starting in weather with a risk of frost connected is. The project engineers have developed a wide variety of solutions, the goal of which is to preheat the air coolers before filling them with water.
Die bekannt gewordene, zur Vorwärmung dienende Lösung, die bei beiden "Heller"-Türmen realisiert wurde, wurde folgendermaßen ausgestaltet: die wesentliche Charakteristik der Lösung besteht darin, daß zwischen den vertikalen (stehenden) Kühlern und den davorstehenden regelnden Jalousien die Warmluft aus kleiner dimensionierten Ventilatoren eingeblasen wird, wobei die Luft durch die Luftkühler strömt und diese langsam erwärmt. Die Anlage selbst enthält ebenfalls mit Wasser geheizte Luftkühler, aber diese haben bedeutend kleinere Abmessungen, die Rohre sind kürzer, sodaß weder das Anlassen noch das Auffüllen gefährlich sind. Es ist wohl ersichtlich, und auch die Erfahrungen haben es bestätigt, daß eine derartige Vorwärmung eine bedeutende Heizleistung und einen großen Luftstrom beansprucht, da die aus den Luftkühlern austretende Luft über den Schornstein des Turms austritt und so verlorengeht. Allerdings kann entsprechend der EP-A- 0 220 607 die Vorwärm-Heizleistung reduziert werden, wenn die Luftkühler in mehrere Gruppen aufgeteilt werden und im Luftraum jeder Gruppe ein Vorwärmwärmetauscher angeordnet wird, der zu den Luftkühlern parallelgeschaltet werden kann und durch den mittels eines Gebläses die die Luftkühler passierende Luft in den Raum zwischen den Luftkühlern und den vorgeordneten regelnden Jalousien rezirkuliert wird.The known, used for preheating solution, which was implemented in both "Heller" towers, was designed as follows: the main characteristic of the solution is that between the vertical (standing) coolers and the regulating blinds in front of them, the warm air is made from smaller dimensions Fans are blown in, the air flows through the air cooler and slowly warms them up. The system itself also contains water-cooled air coolers, but these are significantly smaller in size, the pipes are shorter, so that starting or refilling is not dangerous. It can be clearly seen, and experience has also confirmed that such preheating requires a significant heating output and a large air flow, since the air emerging from the air coolers exits via the chimney of the tower and is thus lost. However, according to EP-A-0 220 607, the preheating heating output can be reduced if the air coolers are divided into several groups and a preheating heat exchanger is arranged in the air space of each group, which can be connected in parallel to the air coolers and by means of which the fan can be used air passing through the air cooler is recirculated into the space between the air coolers and the upstream regulating blinds.
Was den Wärmeverlust betrifft, soll erwähnt werden, daß der Kühlturm eine große Menge von Wärme an die Umgebung abgibt. In diesen Fällen treten besondere Probleme im Zusammenhang mit der Regelung nicht auf bzw. die Aufgabe kann einfach durch Einstellen der Jalousien gelöst werden. Probleme können aber in zwei Fällen auftreten: - beim Anlassen des Kühlturms, wenn die Wärmemenge für die zu kühlende Technologie noch nicht in genügendem Maße zur Verfügung gestellt ist und das Wassersystem mit stark abgekühltem Wasser aufgefüllt ist. Selbstverständlich kann das Vereisen des Wassersystems leicht erfolgen. - Nach dem Ausschalten je einer Luftkühlergruppe, bei wiederholter Inbetriebsetzung können mit Frostgefahr verbundene Probleme auftreten, insbesondere, wenn infolge der großen Dimensionen die luftabkühlende Fläche in parallel in Betrieb gehaltene Gruppen unterteilt ist, die z.B. im Laufe der Wartung ausgeschaltet werden. Eine derartige wiederholte Inbetriebsetzung stellt ein gleiches Anlaßproblem dar, wie die Problematik des Anlassens des gesamten Kühlturmes.As for heat loss, it should be noted that the cooling tower releases a large amount of heat to the environment. In these cases, special problems in connection with the control do not arise or the task can be solved simply by adjusting the blinds. However, problems can arise in two cases: - when the cooling tower is started, when the amount of heat for the technology to be cooled has not yet been made available and the water system is filled with greatly cooled water. Of course, the freezing of the water system can be done easily. - After switching off one air cooler group, with repeated Commissioning can cause problems associated with the risk of frost, especially if, due to the large dimensions, the air-cooling surface is divided into groups that are operated in parallel and are switched off during maintenance, for example. Such repeated Commissioning represents the same starting problem as the problem of starting the entire cooling tower.
Die in den Trockenkühltürmen verwendeten verstellbaren bzw. bewegbaren Jalousien - die die Aenderung des Luftstromes und die Regelung der Leistung ermöglichen - verringern trotz der unvermeidbaren Spalte den Luftstrom innerhalb des Turms dermaßen , daß ein bedeutender Zug sich keinesfalls ausbilden kann. Die durch die Spalte gelangende warme Luft kann nämlich nicht den gesamten Querschnitt ausfüllen, wobei die nach oben tendierende Luftbewegung durch den am Oberteil des Turms eintretenden und in der entgegengesetzten Richtung strömenden kalten Luftstrom ausgeglichen wird.The adjustable or movable blinds used in the dry cooling towers - which allow the change of the air flow and the regulation of the output - reduce the air flow inside the tower to such an extent, in spite of the unavoidable gaps, that a significant train cannot develop under any circumstances. The warm air passing through the gaps cannot fill the entire cross-section, the upward air movement being compensated for by the cold air flow entering the upper part of the tower and flowing in the opposite direction.
In den Luftkühlern sind parallel geschaltete Wasserrohre in hoher Anzahl vorhanden. So z.B. strömt das Wasser bei dem als Beispiel erwähnten Kühlturm durch 30 000 Rohre mit einem Ourchmesser von 17 mm, wobei die Länge der einzelnen Rohre 30 m beträgt. Wie wir bereits erwähnt hatten, kann in den einzelnen Rohren oder auf einem kleineren oder größeren Teil der Fläche des Luftkühlers eine unerwünschte Abkühlung (Einfrieren) des Wassers auftreten wodurch die Rohre, und als Erfolg die Luftkühler, beschädigt werden und ein Betriebsausfall zu befürchten ist.There are a large number of water pipes connected in parallel in the air coolers. So e.g. In the cooling tower mentioned as an example, the water flows through 30,000 pipes with a diameter of 17 mm, the length of the individual pipes being 30 m. As we have already mentioned, undesired cooling (freezing) of the water can occur in the individual pipes or on a smaller or larger part of the surface of the air cooler, as a result of which the pipes and, as a result, the air coolers, are damaged and there is a risk of a breakdown.
Aus dem erwähnten Beispiel geht eindeutig hervor, daß eine Masse von 600 t kaltes Metall fähig ist, einen Teil der beim Auffüllen eintreffenden Wassermenge einzufrieren, mit den so entstandenen Eispfropfen die Rohre zuverschließen und ein Einfrieren der ganzen Anlage zu verursachen. Im Verlauf des Entleerens kann ein Einfrieren erfolgon, wenn das Wasser aus den einzelnen Rohren zu langsam entleert wird, so daß die mit Kaltluft gekühlte Metallmasse den Wasserrückstand einfriert.It is clear from the example mentioned that a mass of 600 t of cold metal is able to freeze part of the amount of water arriving when it is filled up, to seal the pipes with the ice plugs thus created and to freeze the entire system. In the course of emptying, freezing can take place if the water from the individual pipes is emptied too slowly, so that the metal mass cooled with cold air freezes the water residue.
Im Interesse eines frostfreien Auffüllens und Entleerens pflegt man die kalten Luftkühler vorzuwärmen , warmzuhalten, und eine Lösung zu wählen, durch die der über die Luftkühler streichende Luftstrom während des Auffüllens und des Entleerens abgestellt wird.In the interest of frost-free filling and emptying, the cold air coolers are preheated, kept warm, and a solution is chosen by which the air cooler is used sweeping air flow is shut off during filling and emptying.
Die gemeinsame Charakteristik der bekannten zur Vorwärmung dienenden Vorrichtungen besteht darin, daß diese die warme Luft auf die Außenseite des Luftkühlers blasen, wobei die durch den Luftkühler geleitete warme Luft unmittelbar in den Schornstein des Kühlturms einströmt, d.h. daß die vorwärmende Luft größtenteils ohne etwaigen Nutzen verloren geht. Unter Berücksichtigung der als Beispiel erwähnten geometrischen Dimensionen und Leistungen ist diese verlorengehende Wärme äußerst bedeutend, auch der Kostaufwand ist hoch.The common characteristic of the known preheating devices is that they blow the warm air onto the outside of the air cooler, the warm air directed through the air cooler flowing directly into the chimney of the cooling tower, i.e. that the preheating air is largely lost without any benefit. Taking into account the geometric dimensions and performance mentioned as an example, this lost heat is extremely significant, and the cost is high.
Unsere Zielsetzung besteht darin, einen Trockenkühlturm mit natürlichem Zug auszugestalten, der es ermöglicht, daß die bisher überwiegend verlorengegangene aufgeheizte Luft während des Auffüllens und des Entleerens der Luftkühler aufgefangen und zur kontinuierlichen Erwärmung der Luftkühler verwertet werden kann.Our aim is to design a dry cooling tower with a natural draft, which enables the previously largely lost heated air to be collected during the filling and emptying of the air coolers and used for the continuous heating of the air coolers.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß falls die Luftkühler im Inneren des Kühlturms angeordnet werden, die den Zug regelnden Jalousien nicht vor den Kühlern, sondern hinter den Kühlern installiert werden können, und zwar so, daß die Jalousien über den Kühlern einen geschlossenen Raum bilden, so daß die strukturelle Anordnung der einer Tauchglocke ähnlich ist, wodurch über die zum Vorwärmen dienende Heizeinheit zugeführte vorwärmende heiße Luft aufgefangen und dauerhaft zum Vorwärmen der Luftkühler verwendet werden kann.The invention is based on the knowledge that if the air coolers are arranged inside the cooling tower, the draft-regulating blinds cannot be installed in front of the coolers but behind the coolers, in such a way that the blinds form a closed space above the coolers , so that the structural arrangement is similar to that of a diving bell, as a result of which preheating hot air supplied via the preheating heating unit can be collected and used permanently for preheating the air cooler.
Die erfindungsgemäße Weiterentwicklung des gattungsgemäßen Trockenkühlturms zeigt sich darin, daß die Jalousien in dem Kühlturm über den Luftkühlern gleicherweise in der horizontalen Ebene angeordnet sind und daß die vorwärmende Heizeinheit durch einen Teil der Luftkühler gebildet ist, der mit einem Ventilator ausgestattet ist, dessen Blasstutzen in den Raum vor den Luftkühlern, unter den Jalousien einmündet.The further development of the generic dry cooling tower according to the invention is shown in the fact that the blinds in the cooling tower above the air coolers are equally arranged in the horizontal plane and that the preheating heating unit is formed by a part of the air cooler which is equipped with a fan, the blow nozzle in the Room in front of the air coolers, under the blinds.
Für Installationen von mit Luft gekühlten Dampfkondensatoren ist es aus der FR-A-1 235 872 bekannt, die dachförmig angeordneten Kondensatoren und die darunter befindlichen zugeordneten Gebläse mit unten liegemdem Saugraum in einer gebäuderartigen Abschirmung unterzubringen, deren Dach von einstellbaren, auch völlig schließbaren Jalousien gebildet wird. Dadurch kann bei sehr kalter Luft durch Schließen der Jalousien eine Zirkulationsströmung der sich erwärmenden Luft herbeigeführt werden, um eine Vereisung der Kondensatorrohre zu verhindern.For installations of air-cooled steam condensers, it is known from FR-A-1 235 872 to house the condensers arranged in a roof shape and the associated blowers underneath with a suction space located at the bottom in a building-like shield, the roof of which is formed by adjustable, also completely closable blinds becomes. In the case of very cold air, a closing flow of the warming air can be brought about by closing the blinds in order to prevent the condenser tubes from icing up.
Ferner ist aus der FR-A-1 489 921 ein Dampfkondensator bekannt, der im unteren Teil eines Kühlturms natürlichen Zuges horizontal eingebaut ist und in einzelne Kondensationszonen aufgeteilt ist, zwischen denen Kondensatsammler und -ableiter verteilt angeordnet sind.Furthermore, a steam condenser is known from FR-A-1 489 921, which is installed horizontally in the lower part of a cooling tower of natural draft and is divided into individual condensation zones between which condensate collectors and drains are distributed.
Der erfindungsgemäße Trockenkühlturm verfügt desweiteren bevorzugt über eine weitere regelbare Jalousie, die über der erwähnten Jalousie auf dem Mantelteil des Kühlturms angeordnet ist, und/oder über eine Jalousie, die in der Ebene der Luftkühler zwischen den Luftkühlern und der Wand des Schornsteins des Kühlturms angeordnet ist, und/oder über weitere Jalousien, die in einer unter der Ebene der Luftkühler liegenden horizontalen Ebene angeordnet sind.The dry cooling tower according to the invention also preferably has a further controllable blind which is arranged above the mentioned blind on the jacket part of the cooling tower and / or a blind which is arranged in the plane of the air cooler between the air coolers and the wall of the chimney of the cooling tower , and / or via further blinds, which are arranged in a horizontal plane below the level of the air cooler.
Die vorwärmende Heizeinheit kann mit einem Wärmeaustauscher versehen sein, in dessen einem Zweig als wärmeübertragendes Medium eine frostbeständige Flüssigkeit enthalten ist. Die Heizeinheit kann an eine äußere Wärmequelle angeschlossen werden. Es besteht die Möglichkeit, die Heizeinheit mit einer mit Wärmefühlern gesteuerten Automatik zu versehen. Aus der EP-A-0 006 412 ist es bekannt, bei einer mit Luft gekühlten Anlage vor dem z.B. Wasser kühlenden Luftwärmetauscher einen mit frostbeständiger Flüssigkeit angefüllten Wärmetauscher einzubauen.The preheating heating unit can be provided with a heat exchanger, in one branch of which a frost-resistant liquid is contained as the heat transfer medium. The heating unit can be connected to an external heat source will. It is possible to provide the heating unit with an automatic system controlled by heat sensors. From EP-A-0 006 412 it is known to install a heat exchanger filled with frost-resistant liquid in a system cooled with air in front of the air heat exchanger, for example, which cools water.
Die strukturelle Gestaltung des erfindungsgemäßen Trockenkühlturms mit natürlichem Zug stellt die folgenden Vorteile sicher:
- beim Anlassen des Kühlturms, wenn aus der zu kühlenden Technologie eine bedeutende Wärmemenge noch nicht ankommt, und desweiteren das Wassersystem mit stark abgekühltem Wasser aufgefüllt ist, die zum Vorwärmen der Luftkühler zugeführte Heißluft in dem geschlossenen Raum rings der Luftkühler aufgefangen werden kann und solange verwertet werden kann, bis die Luftkühler frostfrei werden. Auf diese Weise geht die zum Vorwärmen der bisher bekannten Luftkühler eingeblasene Warmluft größtenteils nicht verloren, wodurch eine bedeutende Einsparung an Energie erreicht werden kann.
- Wenn nun je eine Gruppe der Luftkühler nach erfolgtem Ausschalten wieder in Betrieb gesetzt wird, kann die Frostgefahr dadurch eliminiert werden, daß die in dem Raum rings der Kühleinheit gespeicherte Warmluft den entsprechenden Schutz gegen Frost für die wieder in Betrieb gesetzten Rohrabschnitte sicherstellt, ohne daß zusätzliche Heißluft eingeführt werden muß.
- Durch die erfindungsgemäße Anordnung erübrigt sich die Anwendung einer äußeren Wärmequelle für die einzelnen Heizeinheiten im Hinblick darauf, daß ein Teil, eine Gruppe der Luftkühler auch als Heizeinheit verwendet werden kann, da er durch einen Ventilator ergänzt ist, der die Heißluft unter den Luftkühler zirkuliert.
- when the cooling tower is started, if a significant amount of heat does not yet arrive from the technology to be cooled, and furthermore the water system is filled with greatly cooled water, which can be used to preheat the air cooler and the hot air supplied in the closed space around the air cooler can be used as long until the air coolers become frost-free. In this way, the warm air blown in for preheating the previously known air coolers is largely not lost, as a result of which significant energy savings can be achieved.
- If a group of the air coolers is put back into operation after switching off, the risk of frost can be eliminated by the warm air stored in the space around the cooling unit ensuring the appropriate protection against frost for the pipe sections that are put back into operation without additional Hot air must be introduced.
- The arrangement according to the invention makes it unnecessary to use an external heat source for the individual heating units with a view to the fact that part, a group of the air coolers can also be used as a heating unit, since it is supplemented by a fan which circulates the hot air under the air cooler.
Der erfindungsgemäße Trockenkühlturm mit natürlichem Zug wird anhand eines Ausführungsbeispiels, aufgrunde der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1 einen Trockenkühlturm mit natürlichem Zug mit einer Jalousiekonstruktion,
Figur 2 die Anordnung nach Figur 1, ergänzt mit einer zusätzlichen Jalousiekonstruktion, die in der Ebene der Luftkühler angeordnet ist,Figur 3 den Kühlturm nach Figur 1 mit den unter den Luftkühlern angeordneten weiteren Jalousien,Figur 4 die Anordnung nach Figur 1, bei der der Luftkühler mit einem Wärmeaustauscher ausgestattet ist, bei dem ein Zweig frostbeständige Flüssigkeit enthält: dieser Teil des Luftkühlers dient als Heizeinheit.
- FIG. 1 shows a dry cooling tower with a natural draft with a blind construction,
- FIG. 2 shows the arrangement according to FIG. 1, supplemented with an additional blind construction, which is arranged in the plane of the air cooler,
- FIG. 3 the cooling tower according to FIG. 1 with the further blinds arranged under the air coolers,
- Figure 4 shows the arrangement of Figure 1, in which the air cooler is equipped with a heat exchanger in which a branch contains frost-resistant liquid: this part of the air cooler serves as a heating unit.
Figur 1 stellt den Kühlturm 1 mit natürlichem Zug dar. In dem Unterteil des Kühlturms sind die an sich bekannten Luftkühler 2 eingebaut, denen die Aufgabe zugeteilt ist, mit Hilfe des Luftstroms - hier mit dem Pfeil 10 angezeigt - das Wasser abzukühlen. Die Luftkühler 2 stehen mit der das zu kühlende Wasser fördenden Leitung 3 und der das bereits abgekühlte Wasser fördernden Leitung 4 über die dazwischengeschalteten Ventile 6, 7, B und 9 inVerbindung. Die Leitungen 3 und 4 kommunizieren über die mit dem Ventil 5 versehene Umgehungsleitung (Bypaßleitung) miteinander .Figure 1 shows the cooling tower 1 with natural draft. In the lower part of the cooling tower, the known
Über dem Luftkühler 2 ist die Jalousie 13 angeordnet, während auf dem Mantel des Kühlturms 1 die Jalousie 11 ausgebildet ist.The blind 13 is arranged above the
Ein Teil der Luftkühler - bei unserem Ausführungsbeispiel der Mittelteil - ist als Heizeinheit 14 ausgestaltet, die mit dem Ventilator 15 versehen ist.Part of the air cooler - in our embodiment, the middle part - is designed as a
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 weicht insofern von der Lösung nach Figur 1 ab, als hier die Jalousie 11 nicht auf dem Mantel des Kühlturms 1 angeordnet ist, sondern in der unteren Ebene des Luftkühler 2, im Inneren des Turms installiert ist.The exemplary embodiment according to FIG. 2 differs from the solution according to FIG. 1 in that the blind 11 is not arranged on the jacket of the cooling tower 1, but is installed in the lower level of the
Sollte der Kühlturm in einer äußerst kalten Umgebung aufgestellt werden, ist die Lösung nach Figur 3 zweckdienlich, bei der neben der über den Luftkühlern 2 vorhandenen Jalousie 13 und der auf dem Mantel des Kühlturms ausgestalteten Jalousie 11 unter den Luftkühlern 2 eine weitere Jalousie 17 vorgesehen ist. Auf diese Weise befinden sich die Luftkühler 2 in einem vollkommen verschließbaren Raum; als Erfolg kann die Heizeinheit binnen einer äußerst kurzen Zeitspanne aufgeheizt werden.If the cooling tower is to be set up in an extremely cold environment, the solution according to FIG. 3 is expedient, in which, in addition to the
Im Interesse des frostfreien Auffüllens und Entleerens ist es zweckmäßig, die Heizeinheit 14 aus gerippten Rohren mit einem den üblichen übertreffenden Durchmesser auszugestalten, da durch die Vergrößerung des Durchmessers die Frostgefahr weitgehend verhindert werden kann.In the interest of frost-free filling and emptying, it is expedient to design the
Figur 4 stellt eine mögliche Ausführungsform dar, bei der im Interesse der erhöhten Zuverlässigkeit des Entleerens und Abstellens die Heizeinheit mit einer frostbeständigen Flüssigkeit, z.B. mit frostbeständigem Gemisch oder Öl aufgefüllt wird. Hier ist an die Umgehungsleitung, die die das zu kühlende warme Wasser fördernde Leitung 3 und die das bereits abgekühlte Wasser fördernde Leitung miteinander verbindet, ein Wärmeaustauscher 1B angeschlossen, an dessen anderen Seite die bereits erwähnte frostbeständige Flüssigkeit enthalten ist. In den Kreis der forstbeständigen Flüssigkeit ist die Pumpe 19 eingebaut.Figure 4 shows a possible embodiment in which, in the interest of increased reliability of draining and stopping, the heating unit is coated with a frost-resistant liquid, e.g. filled with frost-resistant mixture or oil. Here, a heat exchanger 1B is connected to the bypass line which connects the
Wie bereits erwähnt, wird der Trockenkühlturm nach Figur 1 mit natürlichem Zug betrieben, und zwar so, daß die Luftkühler 2 das über die Leitung ankommende Wasser mit dem mit Pfeil 10 bezeichneten Luftstrom abkühlen. Das abgekühlte Wasser verläßt das System über die Leitung 4.As already mentioned, the dry cooling tower according to FIG. 1 is operated with a natural train, in such a way that the
Wenn nun der Kühlturm in Betrieb gesetzt wird, sind die Ventile 6, 7, 8 und 9 geschlossen; in dem Luftkühler 2 ist kein Wasser enthalten. Das Wasser strömt durch die Umgehungsleitung bzw. das Ventil 5. Beim Anlassen befindet sich die über den Luftkühlern 2 vorhandene Jalousie im geschlossenen Zustand, wodurch die Luftkühler 2 in einem nach unten offenen, oben geschlossenen "tauchglockenartigen" Raum angeordnet sind. Beim Anlassen des Kühlturms ist die Jalousie 11 auf dem Mantel des Kühlturms geöffnet und sollte sich im Kühlturm 1 ein Zug ausbilden, wird dieser durch die durch die Jalousien 13 einströmende Kaltluft 12 kompensiert.If the cooling tower is now put into operation, the
Beim Anlassen werden die Ventile 6 und 7 geöffnet. Nun strömt das zu kühlende Wasser in die Heizeinheit 14. Darauffolgend wird der Ventilator 15 in Betrieb gesetzt, unter dessen Wirkung der mit Pfeilen 16 bezeichnete Luftstrom den Raum unter der Jalousie 13 ausfüllt und die Luftkühler 2 erwärmt.When starting,
Die durch die Luftkühler 2 strömende Luft strömt nun von unten her in die Heizeinheit 14 ein, wodurch die Zirkulation der Warmluft erzeugt wird.The air flowing through the
Nachdem das Vorwärmen der Luftkühler 2 beendet worden ist, was z.B. durch Messen der Temperatur der Metallfläche festgestellt werden kann, öffnen wir die Ventile 8 und 9; gleichzeitig wird das Ventil 5 geschlossen. Nun gelangen alle Luftkühler 2 in Betrieb. Nach erfolgtem Auffüllen muß die Jalousie 13 geschlossen werden, wobei die Jalousie 13 in Abhängigkeit von der erforderlichen Kühlleistung geöffnet wird.After the preheating of the
Selbstverständlich wird der Ventilator 15 nach Beendigung des Auffüllens abgestellt, wobei die Heizeinheit ähnlich wie die sonstigen Luftkühler 2 in Betrieb gehalten wird.Of course, the
Sollte das Entleeren im kalten Wetter vorgenommen werden, ist die Jalousie 13 früher zu schließen. Als Erfolg läßt der mit dem Pfeil 10 bezeichnote Luftstrom beinahme vollkommen nach; gleichzeitig wird die Jalousie 11 geöffnet und der kalte Luftstrom 12 stellt den Zug ab. Nun wird der Ventilator angelassen, bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des warmen Luftstroms 16 entleeren wir die Luftkühler 2. Zuletzt wird die Heizeinheit 14 entwässert und der Ventilator wird abgestellt.If emptying is carried out in cold weather, the blind 13 should be closed earlier. As a success, the airflow marked with
Die Tätigkeit der Jalousien kann automatisiert werden. So z.B. können die Ventile 6, 7, 8 und 9 erst dann öffnen, wenn die Jalousie 13 geschlossen und die Jalousie 11 geöffnet ist. Wenn die Jalousie 11 schließt, ist die Auffüllen beendigt, was z.B. durch Schließen des Ventils 5 angezeigt wird.The activity of the blinds can be automated. So e.g. the
Bei der Regelung der Jalousien und des Ventilators muß man daran denken, daß das Vorwärmen erst bei Frostgefahr erforderlich ist. Es erscheint zweckmäßig, die Heizeinheit mit einer mit an sich bekanntem Wärmefühler gesteuerten Automatik zu versehen.When regulating the blinds and the fan, you have to remember that preheating is only necessary if there is a risk of frost. It seems appropriate to provide the heating unit with an automatic system which is controlled by a heat sensor known per se.
Claims (5)
- Dry-cooling tower using natural draft for evaporation-free cooling of hot water, the ribbed radiators, which enhance the flow of the hot water, being horizontally placed, and adjustable louvers regulating the cooling intensity being attributed to the radiators as well as a heating unit (14), which is blowing in hot air serving for the pre-heating, characterized in that the louvers (13) in the cooling tower (1) above the air radiators (2) are likewise placed on a horizontal level and that the pre-heated heating unit (14) is formed by a part of the ribbed radiators (2) which is equipped with a ventilator (15), the blowing-stud of which discharges into the space in front of the air radiators (2), under the louvers (11).
- Dry-cooling tower according to claim 1, characterized in that the cooling tower (1) is equipped with an additional adjustable louver (11) being placed above the before mentioned louvers (13) on the casing of the cooling tower (1), and/or that additional louvers (11) are placed on the level of the air radiators (2) between the air radiators (2) and the wall of the cooling tower, and/or that on the horizontal level beneath the level of the air radiators (2) there are placed further louvers (17).
- Dry-cooling tower according to claim 1 or 2, characterized in that the heating unit (14) is connected with a heat exchanger (18) and that a frost-resistant medium is contained in the circuit between the heating unit (14) and the heat exchanger (18), whereas the other side of the heat exchanger is connected to a by-pass duct, which is placed between a duct (3) transporting the water having to be cooled and a duct (4) transporting the water having cooled down.
- Dry-cooling tower according to one of the claims 1 and 2, characterized in that the heating unit (14) is connected to an external heat source.
- Dry-cooling tower according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the heating unit (14) is equipped with an automatic mechanism controlled by thermo-sensors.
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