DE2549359A1

DE2549359A1 - Kuehlturm

Info

Publication number: DE2549359A1
Application number: DE19752549359
Authority: DE
Inventors: Willem Schoonman
Original assignee: Lummus Co
Current assignee: Lummus Technology LLC
Priority date: 1974-11-04
Filing date: 1975-11-04
Publication date: 1976-05-06
Also published as: AR206238A1; FR2289866A1; ZA756889B; GB1513870A; JPS5925942B2; FR2289866B1; US3942588A; BR7507218A; NL7512856A; JPS5169245A; CA1020367A; IT1048820B

Description

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THE LUMMUS COMPANY, Bloomfield, New Jersey / USA

Kühlturm

Die Erfindung betrifft einen Kühlturm mit einer einen inneren Hohlräum umgrenzenden Turmwand und mit im Turm angeordneten Rohr-Wärmetauschern, in denen ein heißes Medium durch indirekte Wärmeabgabe an den Turm und die Wärmetauscher durchströmende Luft gekühlt wird.

Aufgabe,der Erfindung ist es, einen Kühlturm dieser Gattung mit besonders guten Kühlungseigenschaften bei geringem Bauaufwand zu schaffen.

Hierzu weist erfindungsgemäß ein Kühlturm eine Mehrzahl sich radial erstreckender und in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneter Wärmetauscheinheiten auf_r deren Wärmetauschflächen sich in einer Vertikalebene, vorzugsweise einer sich nach oben und außen erstreckenden ge-

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neigten Vertikalebene erstrecken. Jede Wärmetauscheinheit ist derart ausgebildet, daß ihr äußeres Ende in vertikaler Richtung eine größere breite als ihr inneres Ende aufweist. Geeignete Luftleiteinrichtungen sind in den Räumen zwischen den Wärmetauscheinheiten vorgesehen, um sicherzustellen, daß die in den Kühlturm eintretende Luft durch die Wärmetauscheinheiten hindurchfließt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe im einzelnen erfolgt insbesondere durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 .

Die Patentansprüche 2 bis '.> geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Pirfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführurujsbeispielen, anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines er-, findungsgemäßen Kühlturmes,

Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung einer Wärmetauscheranordnung des Ausfuhrungsbeispiels gemäß Fig. 1 ,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie 3-3 aus Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie 4-4 aus Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie 5-5 aus Fig. 1,

Fig. 6 einen Teilschnitt gemäß Linie 6-6 aus Fig. 1 und

Fig. 7 schematisch vereinfacht eine andere Ausführungs— form einer Wärmetauscheranordnung für einen erfindungsgemäßen KühLturm.

In der Zeichnung ist ein innei^riohler Kühlturm 10 veranschaulicht, der hyperbolische V/andflachen aufweist und mit Natur-

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ORIGINAL INSPECTED

umlauf arbeitet. Der kühlturm 10 weist Einlasse 11 auf, durch welche hindurch infolge fconvektion Kühlluft aus der umgebenden Atmosphäre in den Turm einströmt. Es versteht sich, daß anstelle des Kühlturmes 10 auch ein Kühlturm mit Zwangsumlauf oder ein Kühlturm mit Naturumlauf, jedoch mit einer anderen Wandform als einer hyperbolischen Wand vorgesehen sein kann.

Der untere Innenbereich des Kühlturmes 10 ist mit einer Mehrzahl von Wärmetauscheranordnungen in der Form einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Wärmetauschereinheiten 12 versehen, die sich in radialer Richtung erstrecken und zur Erzeugung einer sich vertikal erstreckenden Wärmetauscheroberfläche in einer nach oben und außen geneigten Vertikalebene angeordnet sind, wobei die Luftströmung durch die Wärmetauschereinheiten im wesentlichen in horizontaler Richtung erfolgt. Es ist im Rahmen der Erfindung jedoch auch möglich, die Wärmetauschereinheiten 12 in nicht geneigten Vertikalebenen anzuordnen.

Jede der Wärmetauschereinheiten 12 weist zwei oder mehr Rohr-Wärmetauseher 12a, 12b usw. mit Rohrbündeln auf, die aus einer Mehrzahl frei zugänglicher paralleler Rohre 13 bestehen, die mit dem zu kühlenden Medium über geeignete Einlaß- und Auslaßverteilersysteme beschickt werden. Das zu kühlende Medium kann Gas wie beispielsweise Dampf oder eine Flüssigkeit wie Wasser sein, wobei die Kühlung zur Kondensation von Dampf erfolgen kann. Die Rohre 13 können Flossen oder dgl. aufweisen, um den Wärmeübergang zu verbessern, wobei der Fluß des Mediums durch die Rohre in der an sich bekannten Weise nach oben oder nach unten erfolgen kann.

Erfindungsgemaß sind die einzelnen Wärmetauscher jeder

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Wärmetäuschereinheit 12 derart angeordnet, daß das radial äußere fcnde jeder Einheit 12 in vertikaler Richtung eine größere Breite als das radial innere Ende jeder Wärmetauschereinheit 12 aufweist.

Wie insbesondere in den Fig. 1 bis 6 veranschaulicht ist, wird dies dadurch erreicht, daß jede Wärmetauschereinheit drei Wärmetauscher 12a, 12b und 12c von gleicher Länge aufweist, wobei das radial äußere Ende der Einheit aus zwei übereinandergesetzten Wärmetauschern 12b und 12c besteht, die eine äußere Untereinheit der Wärmetauschereinheit bilden und die Breite von zwei Wärmetauschern aufweisen, während das innere Ende jeder Wärmetauschereinheit 12 durch einen Wärmetauscher 12a gebildet ist, der eine innere Untereinheit der Wärmetauschereinheit mit der Breite eines einzelnen Wärmetauschers bildet. In der dargestellten Weise überlappen sich die Untereinheiten, jedoch ist ohne weiteres ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Vorteile auch ohne eine solche Überlappung der Untereinheiten im wesentlichen erreichbar sind. Jeder der einzelnen Wärmetauscher 12a, 12b, 12c usw. kann eine Dicke entsprechend einem, zweien oder mehr Rohren aufweisen.

Die Wärmetauschereinheiten sind weiterhin mit Luftleiteinrichtungen 21 in der Form geneigter Platten 22a, 22b und 22c versehen, die sicherstellen, daß die in den Kühlturm 10 einströmende Luft durch die Wärmetauschereinheiten hindurch strömt. Wie im einzelnen aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Platten in Zwischenräumen zwischen den einzelnen Wärmetauschereinheiten 12 derart angebracht, daß jede Platte sich vom Boden einer der Wärmetauschereinheiten 12 bis zur Oberseite der nächst benachbarten Wärmetauschereinheit 12 über deren gesamte Länge hinweg erstreckt, um die vom Bodenbereich des Turmes her zuströmende Luft in den

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Raum zwischen benachbarten Wärmetauschereinheiten 12 einzuleiten und durch diejenige Wärmetauschereinheit 12 hindurchzuleiten, an deren Oberseite die Luft leitplatten enden. Wie insbesondere aus den Fig. 2, 3, A und 5 für die Wärmetauscheranordnungen gemäß Kig. 1 bis t ersichtlich ist, weist die Luftleiteinrichtung 3 verschiedene Platten 22a, 22b und 22c zur Berücksichtigung der verschiedenenen, in der Vertikalrichtung gemessenen Breiten der Wärmetauscher über die Länge der Wärmetauschereinheit 12 hinweg auf, wobei das innere Ende die Breite eines einzelnen Wärmetauschers hat, ein mittlerer Bereich die Breite dreier Wärmetauscher aufweist und das Außenende die Breite zweier Wärmetauscher besitzt. Wie insbesondere veranschaulicht ist, weist die Platte 22a eine der Breite eines einzelnen Wärmetauschers einer Einheit 12 entsprechende Länge auf und erstreckt sich in einer nach oben geneigten Horizontalebene vom Boden eines Wärmetauschers 12a zur Oberseite des Wärmetauschers 12a der benachbarten Wärmetauschereinheit 12. Entsprechend weist die Platte 22b eine der Breite dreier einzelner Wärmetauscher der Einheit 12 entsprechende Länge auf und erstreckt sich in einer nach oben geneigten Horizontalebene vom Bodenbereich des Wärmetauschers 12a zur Oberseite des Wärmetauscheis 12c der benachbarten Einheit 12. Entsprechend weist die Platte 22c eine der Breite zweier Wärmetauscher der Einheit 12 entsprechende Länge auf und erstreckt sich in einer nach oben geneigten Horizontalebene vom Boden des Wärmetauschers 12u zur Oberseite des Wärmetauschers 12c der benachbarten Wärmetauschereinheit

Die Luftleiteinrichtung weist weiterhin dreiecksformige vertikale Platten 23a, 23b, 23c und 23d auf, die in dichtender Anordnung in den vertikalen Räumen an den Enden der Leitplatten 22a, 22b und 22c angeordnet sind. Weitere Dichtplatten 23 sind im Bedarfsfall an den Unterseiten der Wärme-

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tauscher 12b angeordnet, um zu vermeiden, daß in den Kühlturm eintretende Luft durch den Kühlturm durchtritt, ohne durch die Wärmetauschereinheiten 12 zu strömen.

Im Betrieb strömt im Bodenbereich des Turmes 10 eintretende Luft nach oben in den Raum zwischen den Warmetauschereinheiten 12 und wird durch die Platten 22a, 22b und 22c horizontal, durch die Wärmetauscher 12a, 12b und 12c gelenkt, in denen die Luft das durch die Röhren der Wärmetauscher strömende Medium durch indirekten Wärmeübergang kühlt. Die aus den Wärinetauschereinheiten 12 austretende Kühlluft strömt vertikal nach oben durch den Turm und tritt an seiner Überseite aus.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, sind vielfache Abänderungen und Abwandlungen an dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.. So sind,zwar bei diesem Ausführungsbeispiel drei einzelne Wärmetauscher in jeder Wärmetauschereinheit vorgesehen, jedoch können auch mehr als drei Wärmetauscher eingesetzt werden und können mehr als zwei Untereinheiten gebiLdet werden. So kann beispielsweise jede Einheit in Richtung radial nach außen aufgezählt aus einer inneren Untereinheit mit der Breite eines Wärmetauschers, einer weiteren Untereinheit mit der Breite zweier Wärmetauscher, einer weiteren Untereinheit mit der Breite dreier Wärmetauscher, usw., bestehen.

Entsprechend kann jede Einneit auch nur zwei Wärmetauscher aufweisen, die mit ihren Enden benachbart angeordnet sind bzw. aneinanderstoßen, wobei die äußere Untereinheit, eine größere Breite, in VertikaLrichtung gemessen, als die innere Einheit aufweist.

Eine weitere Alternative ist in Kig. 7 veranschaulicht.

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Dabei weist jede Wärmetauschereinheit 101 zvei Wärmetauscher auf, wobei sich der erste Wärmetauscher 101 a über die gesamte l'j-üjle Länge des Turmes erstreckt, während der zweite Wärmetauscher 101b an der üeite des ersten 'Wärmetauschers angeordnet ist und über den äußeren radialen Abschnitt reicht, um so eine Einheit 101 mit einer größeren Breite an ihrem Außenende zu bilden.

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Claims

Patent- (Sc/iutz)- Ansprüche

1. Kühlturm mit einer einen inneren Hohlraum umgrenzenden Turmwand und mit im Turm angeordneten Rohr-Wärmetauschern, in denen ein heißes Medium durch indirekte Wärmeabgabe an den Turm und die Wärmetauscfter durchströmende Luft gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl sich radial erstreckender und im unteren Turmbereich in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneter Wärmetauschereinheiten (12) mit je einem radial inneren und einem radial äußeren Ende vorgesehen ist, deren Wärmetauschflächen sich in einer geneigten Vertikalebene erstrecken, daß die Breite des radial äußeren Endes jeder Wärmetauschereinheit (12) in vertikaler Richtung größer als diejenige des radial inneren Endes ist, daß jede Wärmetauschereinheit (12) einen ersten, zweiten und dritten Wärmetauscher (12a, 12b, 12c) umfaßt, wobei der erste Wärmetauscher (12a) das radial innere Ende der Wärmetauschereinheit (12) aufweist, während der zweite und dritte Wärmetauscher (12b, 12c) übereinandergesetzt mit ihren Wärmetauschflächen in einer Vertikalebene angeordnet sind und das radial äußere Ende der Wärmetauschereinheit (12) aufweisen, und daß Luftleiteinrichtungen (21) zur Führung der in den Kühlturm (10) eintretenden Luft durch die Wärmetauschereinheiten (12) hindurch vorgesehen sind.

2. Kühlturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinandergesetzten zweiten und dritten Wärmetauscher (12b, 12c) den ersten Wärmetauscher (12a) überlappen.

3. Kühlturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die übereinandergesetzten zweiten und dritten Wärmetauscher (12b, 12c) endseitig an den ersten Wärmetauscher (12a) anstoßen.

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4. Kühlturm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleiteinrichtung (21) erste, zweite und dritte luftundurchlässige Platten (22a, 22b, 22c) aufweist, die in den Zwischenräumen zwiscnen den .Vurmetausehereinheiten (12) über die Lange der Wärmetauschereinheiten hinweg in geneigten Horizontalebenen angeordnet sind, wobei die erste Platte (22a) sich am radial inneren Ende der Wärmetauschereinheit (12) vom Boden des ersten Wärmetauschers (12a) zur Oberseite des benachbarten ersten Wärmetauschers (I2a) erstreckt, die zweite Platte sich im Überlappungsbereich der übereinandergesetzten ersten und zweiten Wärmetauscher (12b, 12c) mit dem ersten Wärmetauscher (12a) vom Boden des ersten Wärmetauschers (12a) zur Oberseite des benachbarten dritten Wärmetauschers (12c) erstreckt, und wobei die dritte Platte (22c) sich am radial äußeren Ende der Wärmetauschereinheit (12) vom Boden des zweiten Wärmetauschers (12b) zur Oberseite des benachbarten dritten Wärmetauschers (12c) erstreckt,

5. Kühlturm nach einem der Ansprüche 1 bis 3_t dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleiteinrichtung (21) in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Wärmetauschereinheiten (12) angeordnete luftundurchlässige Platten (22a, 22b, ulic) auf weist, die in einer geneigten Horizontalebene angeordnet sind und sich vom Boden einer Wärmetauschereinheit (12) zur Oberseite der benachbarten nächsten Wärmetauschereinheit (12) über deren gesamte Länge hinweg erstreci.ea.

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