DE2832162C2 - Naturzug-Trockenkühlturm - Google Patents

Description

— daß die innere Spannschale (13) mit kleinerer Höhe als die der äußeren £chale (4) durch Zugstäbe (16) verspannt ist, die die Kopfkränze (17, 18) der beiden Schalen (4, 13) verbinden, und

— daß die innere Schale (13) an ihrem Oberende durch einen trichterartigen, nach oben divergierenden Ring (19) abgeschlossen ist, dessen Höhe mit der äußeren Schale abschließt, wobei der Ring (19) aus Metall bestehen oder bei zylindrischer Form aus einer um einen Kranz senkrechter Säulen (20), die auf dem Kopfkranz (17) der inneren Schale (13) ruhen, gespannter Körper gebildet sein kann.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Naturzug-Trokkenkühlturm, bei dem die Luft eine Gruppe von Wärmetauschern zur Kühlung eines die Wärmetauscher beaufschlagenden Primärfluids durchströmt, wobei die Wärmetauscher etwa in einer Querschnittsebene nahe der Basis des Turms angeordnet und zu mehreren, voneinander unabhängig vom Primärfiuid beaufschlagten Netzen zusammengefaßt sind.

Einen derartigen Trockenkühlturm zeigt die US-PS 44 344. Einen ähnlichen Trockenkühlturm behandelt auch der Aufsatz von J. Buxmann »Der Einfluß von &o Temperaturschichtungen auf die Wärmeleistung eines Trockenkühlturms mit Naturzug'< in der Zeitschrift »Brennstoff-Wärme-Kraft« (1977), S. 90-94, insbesondere S. 91, Bild 2. Weitere derartige Ausführungen zeigen die US-PS 37 76 306 und die FR-PS 15 28 063.

Eine Trennung der jedem Netz von Wärmetauschern zugeordneten Luftströme im Innern des Turms findet dabei nicht statt. Durch die Zusammenleitung der Luftströme entstehen negative Beeinflussungen des Luftdurchsatzes, die ihre Ursache in den auftretenden Temperaturunterschieden haben. Welche schädlichen Einflüsse solche Temperaturunterschiede haben können, ist auch in dem o, a. Aufsatz von J. Buxmann beschrieben.

Durch die BE-PS 7 52 877 ist den Aufsatz von G. Hirschfelder »Der TrockenkOhlturm des 300-ivfW-TT-TTR-Kernkraftwerkes Schmehausen-Uentrop« in der Zeitschrift »VGB Kraftwerkstechnik« (1973), S. 463—471 sind Kabelverspannungen bei TrockenküH-türmen bekanntgeworden.

Die Beibehaltung der Auftriebskraft der heißen Luft bis zum Oberende des Turms und damit die Nennwärmeabfuhr des mindestens einen in Betrieb befindlichen Netzes im Innern des Turms ist von wesentlicher Bedeutung. Von dieser Auftriebskraft hängt der Luftdurchsatz durch die Wärmetauscher und damit der an die Atmosphäre auf trocknem Wege abgegebene Wärmefluß ab. Wenn eines der beiden konzentrischen Netze nicht mehr vom zu kühlenden Fluid versorgt ist, erfolgt die Einführung von kalter Luft durch das nichtversorgte Netz, wobei die nichterwärmte Außenluft sich mit der vom versorgten Netz abgegebenen warmen Luft vermischt und die mittlere Temperatur der Mischung aus heißer La ft und kalter Luft am Austritt der Gruppe geringer ist als im vorhergehenden Fall. Aus diesem Grund nimmt die vom Temperaturgradienten abhängige Auftriebskraft sowie der Luftdurchsatz ab. Folglich kann die Nennwärmeabfuhr des verbleibend versorgten Netzes nicht mehr sichergestellt werden.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, bei einem Naturzug-Trockenkühlturm der eingangs geschilderten Art im Falle mehrerer zu kühlender Primärfluidnetze, die voneinander unabhängig sind und die getrennt versorgt sind, mit im Innern des gleichen Turms angeordneten Wärmetauschflächen die Abfuhr der maximalen Wärmeströmungen sicheci'istellen, wenn die Versorgung eines der Fluidnetze unterbrochen wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Hauptanspruch angeführten Merkmale. Diese Merkmale sollen nur in ihrer Gesamtkombination unter Schutz gestellt werden, es wird kein Schutz für Einzelmerkmale beansprucht. Die Unteransprüche kennzeichnen zweckmäßige weitere Ausbildungen.

Der erfindungsgemäße Trockenkühlturm eignet sich besonders für die Abfuhr von in Elektrizitätswerken aller Art, insbesondere thermischen und kerntechnischen, nicht umgesetzten Wärmemengen.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

F i g. I a bis I d in Aufsicht einen Querschnitt durch den Turm für verschiedene Beispiele der geometrischen Verteilung der Netze an der Wärmetauschfläche;

F i g. 2 im Längsschnitt eine Ansicht eines zweischaligen Turms mit steifem Aufbau;

Fig.3, 4 im Schnitt bzw. in Aufsicht einen zweischaügen Turm, bei dem nur die innere Schale eine von Zugstangen eingespannte Anordnung ist;

F i g. 5,6 im Schnitt und in Aufsicht einen doppelschaligen Turm, bei dem beide Schalen durch um einen mittigen Mast eingespannte Anordnungen gebildet sind.

Die Fig. la bis Id zeigen vier verschiedene Möglichkeiten der Aufteilung.

F i g. 1 zeigt zwei durch einen Durchmesser voneinander getrennte Netze. Fig. Id zeigt ein Bündel von sich radial erstreckenden und diametral gegenüberliegenden

acht Netzen. Gemäß F i g. I b sind zumindest zwei Netze l, 2 IconzenHsch zueinander angeordnet, wobei die Trennlinien der Anordnung als Strichlinien dargestellt sind, und zwar um die Symmetrieachse 3 des Turms, Fig. Ic zeigt eine Kombination der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. la und Ib, bei dem vier Netze vorgesehen sind, die durch zwei jeweils durch einen Durchmesser getrennte konzentrische Flächen gebildet sind, wobei die Durchmesser zueinander senkrecht sind. Bei jedem Netz sind schematisch die Eintritts- bzw. Austritts-Leitungen 4', 5' des Fluids dargestellt

Wenn die Wärmetauscher identisch sind und in gleicher Weise angeordnet sind, ändert sich das Verhältnis der Wärrnetauschflächen der Netze sowie die abzuführenden Leistungen.

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf den einfachen Fall zweier konzentrischer Netze (Fig. Ib), wobei selbstverständlich das Prinzip auch auf kompexere bzw. kompliziertere Verteilungen anwendbar ist.

Bei einem trockenen Turm erwärmt sich die kalte Luft beim Durchtritt durch die Wärmetauscher und wird anschließend durch den Scheitel oder das Obe;^-ende des Turms abgegeben bzw. abgezogen. Die beiderseits der Wärmetauschfläche bestehende Temperaturdifferenz bestimmt die Auftriebskraft der Luft, die ausreichend sein muß, um die Lastverluste der folgenden Anordnung zu überwinden: Schale des Turms, Gruppe der Wärmetauscher, Gitter zum Tragen der Gruppe, Tragpfosten, Verwindung der Basis des Turms.

Erfindungsgemäß wird die Auftriebskraft der Luft jo und die Nenn-Wärmeabfuhr des in Betrieb befindlichen Netzes dadurch aufrechterhalten, daß die Luftströme, die jedem Netz im Innern des Turms entsprechen, getrennt werden.

Zu diesem Zweck wird ein Turm aus zwei J5 konzentrischen Schalen gebildet, deren Trennwände oder Zwischenwände an der Basis die unabhängigen Netze begrenzen.

Die F i g. 2 bis 6 zeigen drei Ausführungsbeispiele, bei denen die zvei Schalen durch hyperbolische Drehkörperstümpfe gebildet sind, deren Basisflächen von den Netzen 1, 2 der Gruppen der Wärmetauscher mit einer bestimmten Höhe gegenüber dem Boden 6 belegt oder besetzt sind.

Vertikale Pfosten 7 unterstützen in üblicher Weise die 4 > die Netze 1,2 tragenden Metallgitter f..

In Fig.2 bestehen die beiden Schalen 4, 5 gleicher Höhe aus Beton und ruhen jeweils auf einem Kranz von schrägen oder schiefen Pfosten 9, 10 über einen kreisförmigen Sturz 11 bzw. 12. Die kalte Luft tritt ">" gemäß den Pfeilen an der Basis des Turms zwischen den verschiedeftsn Tragpfoster. ein und wärmt sich beim Durchqueren der beiden konzentrischen Netze 1,2 auf, um anschließend über das Oberende der Schalen 4, 5 abgezogen zu werden. Jeder heiße Luftstrom ist durch « die durch die beiden Schalen 4, 5 gebildeten Trennwände oder Zwischenwände kanalisiert, wobei es dort keine Zwischenwirkung einer Strömung mit der anderen geben kann. Die Beibehaltung der Auftriebskraft der heißen Luft ist auf diese Weise sichergestellt.

Die F i g. 3 und 4 entsprechen dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Turms, bei dem die äußere Schale 4 aus Beton besteht und wie beim vorhergehenden Fall auf einem Kranz von schrägen Pfosten 9 ruht, während die innere Schale 13 aus einer an der Basis und am Oberende mittels Seilen, Kabeln oder Zugstanger,-, die in Umfangsrichtung verteilt sind, eingespannten oder verspannten Anordnung gebildet ist.

Die Zugstangen 14 der Basis sind im Boden fest verankert (Stelle 15), und zwar in Verlängerung der Erzeugenden der Anordnung, wobei die Zugkraft mittels (nicht dargestellter) Spannglieder einstellbar ist

Die Zugstangen 16 am Oberende verbinden zickzackartig (F i g. 4) die Kopfkränze 17,18 der beiden Schalen 4,13 unter Bildung eines zum Oberende divergierenden Kegelstumpfes, da nämlich die eingespannte Anordnung der inneren Schale 13 geringere Höhe besitzt als die äußere Schale 4.

Die innere Schale ist im wesentlichen homothetisch zur äußeren Schale. Der Winkel α, den die Zugstangen 16 am Oberende gegenüber einem rechtwinkligen Schnitt durch die Schale bilden, kann einstellbar sein vorzugsweise in der Größenordnung von 45°, um die Zugkräfte, die von der äußeren ^teifen Schale 4 aufgenommen werden, besser zu verteilen

Um die Nennhöhe der inneren Schale 13 und damit die erforderliche Auftriebskraft zum Abführen des Nenn-Wärmestroms entsprechend den Netzen 1 oder 2 im Betiieb aufrechtzuerhalten, ist es empfehlenswert, das Oberende der eingespannten Anordnung mit einem zylindrischen oder zum Austrittsende divergierenden kegelstumpfförmigen Ring 19 zu versähen, dessen Höhe mit dem Oberende der äußeren Schale 4 abschließt

Dieser Ring 19 kann aus Metall bestehen und durch sein Eigengewicht auf dem Kopfkranz 17 der inneren Schale 13 ruhen. Er kann auch in einer um einen Kranz von vertikalen Säulen 20 gespannten Anordnung bestehen, wobei die Säulen mit der inneren Schale 13 einstückig sind.

Die verschiedenen eingespannten Anordnungen können aus jedem geeigneten Material bestehen, insbesondere aus einer Voll-Membran aus Gewebe, Polyvinylchlorid, Polytetrafluorethylen, Polyester, Glasfaser oder aus einer netzartigen Membran. In bezug auf zwei im Raum voneinander getrennte Türme erweist sich die doppelschalige Lösung, bei der die Innenschale aus einer eingespannten Anordnung besteht, die leicht ist, als in wirtschaftlicher, insbesondere finanzieller Hinsicht vorteilhaft, wobei die innere Schale viel gedrängter ausgebildet sein kann als die äußere Schale und nicht die Notwendigkeit besteht, eine derartige Widerstandskraft gegenüber äußeren Einwirkungen, gegenüber Witterungseinflüssen und insbesondere gegenüber der Wirkung des äußeren Windes aufweisen zu müssen, da sie nämlich durch die äußere Schalt geschützt ist.

Die F i g. 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die konzentrischen Schalen 21.22 gleicher Höhe durch zwei vollwandige oder netzartige eingespannte oder verspannte Anordnungen gebildet sind, die jeweils am Oberende durch einen mittleren Mast 23 getragen sind, mit'els einer Reihe von Seilen oder Zugstangen 24, die mit Kopfkränzen 25, 26 der beiden Anordnungen verbunden sind und die an der Basis mittels Zugstangen 27,28 verspannt sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

HatemansprHche:

1. Naturzug-Trockenkühlturm, bei dem die Luft eine Gruppe von Wärmetauschern zur Kühlung eines die Wärmetauscher beaufschlagenden Primärfluids durchströmt, wobei die Wärmetauscher etwa in einer Querschnittsebene nahe der Basis des Turms angeordnet und zu mehreren, voneinander unabhängig vom Primärfiuid beaufschlagten Netzen zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, in daß die Netze (1, 2) zur Achse (3) des Turms konzentrisch sind, und zur Abtrennung des jedem Netz zugeordneten Luftstromes im Turm zwei konzentrische Schalen (4, 5; 4, 13; 21, 22) des Kühlturms dienen, deren Wände die unabhängigen Primärfluid-Netze (1,2) umfänglich begrenzen.

2. Turm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Beton bestehende äußere Schale (4) auf einem K1511E von Pfosten (9) ruht, während die innere Schale (13) an ihrer Basis am Boden und an ;n ihrem Oberende an der äußeren Schale mittels Seilen, Kabeln oder Zugstangen (14, 16) verspannt ist (F ig. 3.4).

3. Turm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schalen jeweils aus r> spannbarem Material gespannte Schalen (21, 22) sind, die je einen Kopfkranz (25, 26) aufweisen, der von einem mittigen Mast (23) getragen ist (F i g. 5,6).

4. Turm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,