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WO2003058141A1 - Verdunstungskühler - Google Patents

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Publication number
WO2003058141A1
WO2003058141A1 PCT/DE2002/000075 DE0200075W WO03058141A1 WO 2003058141 A1 WO2003058141 A1 WO 2003058141A1 DE 0200075 W DE0200075 W DE 0200075W WO 03058141 A1 WO03058141 A1 WO 03058141A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
evaporative cooler
contact body
section
cooler according
operating position
Prior art date
Application number
PCT/DE2002/000075
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wulf Kraneis
Original Assignee
Munters Euroform Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Munters Euroform Gmbh filed Critical Munters Euroform Gmbh
Priority to DE10296244T priority Critical patent/DE10296244D2/de
Priority to PCT/DE2002/000075 priority patent/WO2003058141A1/de
Priority to AU2002238382A priority patent/AU2002238382A1/en
Publication of WO2003058141A1 publication Critical patent/WO2003058141A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F02C7/14—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
    • F02C7/141—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid
    • F02C7/143—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages
    • F02C7/1435—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages by water injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/20—Mounting or supporting of plant; Accommodating heat expansion or creep
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D5/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F9/002—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/208—Heat transfer, e.g. cooling using heat pipes

Definitions

  • the invention relates to an evaporative cooler for installation in permanently installed or mobile / systems, in particular / intake air ducts of gas turbine power plants, with one
  • Head section a contact body section arranged below the head section and a trough section arranged below the contact body section, which are connected to one another, possibly via a frame construction.
  • Evaporative coolers of this type are known. Such evaporative coolers, which are designed in particular as so-called trickle coolers, are used in industrial plants, in particular in the power plant industry, for one
  • the contact bodies which are designed, for example, as moist packs, of the cooler, as a result of which intensive contact between water and air allows the water to evaporate. Because of the Evaporation of the energy taken from the air, which is necessary to convert the water from the liquid to the gaseous state, cools the air and water.
  • a pressure loss which must be compensated for by a fan, for example, or if such an evaporative cooler is used in front of a gas turbine, the power output of the turbine is slightly reduced, since the pressure loss reduces the air mass flow into the turbine.
  • coolers can freeze (without the cooler being in operation, ie through which process water flows) if the air entering the cooler is at around 0 ° C with high humidity, which means that the operation of an entire system, for example a gas turbine system, is not possible under certain air conditions, ie the cooler has to be at least partially dismantled to prevent this, or an air heater must be connected upstream of the cooler, which causes additional investment and operating costs, which are relatively high.
  • evaporative coolers which are neither movable in themselves nor as a whole and cause a constant pressure loss, which has a corresponding negative effect (e.g. efficiency and / or loss of performance) on upstream or downstream systems.
  • They essentially consist of a head section including a water distributor, which ensures that water is distributed to the head surfaces of the contact bodies in the contact body section, the contact body section with the contact bodies through which water flows or flows through, and a trough section, which contains the trickled water collects and from which a further recirculation of the water takes place or which leads the water to a further recirculation or other utilization.
  • These coolers generally have a steel frame that separates them from the environment or from a duct in which they are installed.
  • the invention has for its object to provide an evaporative cooler of the type specified above, with which the disadvantages of permanently installed evaporative coolers, namely their pressure losses when not in use, are significantly reduced or completely eliminated.
  • an evaporative cooler of the type mentioned at the outset in that it is provided with pivoting devices which Allow the evaporative cooler or a part thereof to pivot from its operating position (transverse to the air flow) into a position oblique or parallel to the air flow.
  • the solution according to the invention is therefore based on the idea of pivoting all or part of the evaporative cooler out of the air stream when the evaporative cooler is not in operation, i.e. water does not flow through it.
  • Swinging out means that the evaporative cooler or a part thereof is pivoted from its operating position transversely to the air flow into a position obliquely or parallel to the air flow. It should thus be achieved that the evaporative cooler, when it is out of operation, opposes as little resistance as possible to the air flow, so that in this way the pressure loss caused by air flowing through the evaporative cooler is largely eliminated or at least reduced.
  • the invention relates to both the pivoting of the entire evaporative cooler and the pivoting of one or more parts thereof.
  • the entire cooler can be pivoted within the duct with the aid of its swivel devices, which interact, for example, with corresponding swivel devices on the duct walls, for example into an end position in which it is approximately parallel to the duct ceiling or is arranged to a channel side wall.
  • the swiveling devices must be attached to them.
  • the invention also includes solutions in which, for some reason, pivoting is only possible in an end position at an angle to the air flow.
  • the pivotable evaporative cooler or the pivotable section thereof can be pivoted both about a horizontal axis and about a vertical axis in the installed state. Both solutions are covered by the invention.
  • the swivel devices themselves can be formed by conventional hinge or joint devices. So it is proposed according to the invention, on the evaporative cooler or the pivotable part thereof, propeller shafts, pivot bolts, pivot pins and the like to be arranged, which cooperate with corresponding joint devices of the component surrounding the evaporative cooler or of the fixed part of the evaporative cooler, such as hinges, joint pans etc. Of course, the arrangement of the joint and hinge parts can also be reversed.
  • the evaporative cooler has mechanical, hydraulic or pneumatic actuating devices for pivoting.
  • the mechanical actuators are formed by cable winches that move cables that are attached to the evaporative cooler or the moving part thereof. The cable winches are driven by appropriate motors.
  • the evaporative cooler If only a part of the evaporative cooler is to be pivoted in order to reduce the flow resistance, its contact body section is preferably pivoted relative to the head and trough section and to the frame structure, if there is one.
  • the contact body section can be composed of a single contact body or also of a plurality of contact bodies. According to the invention, it is also possible to pivot only a few of the large number of contact bodies present, while the remaining part of the contact bodies remains permanently installed. The size of the area to be pivoted depends on the desired reduction in flow resistance for pressure loss compensation.
  • the movable contact body section or contact body is preferably pivotably mounted on the frame. This allows a pivoting about a vertical axis. In other preferred embodiments, the contact body section or contact body is pivotally mounted on the head section or on the trough section, so that pivoting about a horizontal axis can be achieved.
  • the devices described above can be used as swivel devices.
  • Another solution of the invention in which the evaporative cooler is provided with at least one droplet separator section, is characterized in that the droplet separator section or a droplet separator thereof can be pivoted together with the contact body section or a contact body thereof.
  • the swiveling of the evaporative cooler or the moving part thereof can be carried out manually or automatically.
  • an operator actuates the corresponding actuating devices, in particular cable winches, which then move the entire evaporative cooler or the movable part thereof back out of the operating position into the pivoting position and the operating position.
  • the evaporative cooler expediently has a controller which controls the evaporative cooler or the movable part thereof, if the Evaporative cooler is put out of operation, swung out of its operating position and swung back into its operating position when it is started up.
  • This control can have, for example, a sensor which detects the interruption of the water supply to the evaporative cooler and sends a signal to a control device which, for example, starts up a motor of the actuating devices.
  • a control device which, for example, starts up a motor of the actuating devices.
  • the pivotable and / or stationary part of the evaporative cooler is provided with stop devices for positioning the pivotable part in its operating position.
  • These anchor devices can be suitable flat profiles, U-profiles and the like. act.
  • the pivotable part and / or fixed part of the evaporative cooler preferably has seals for mutual sealing in the operating position. This ensures that no gaps remain in the operating position through which air can flow without having passed the contact bodies.
  • the evaporative cooler is preferably designed as a trickle cooler.
  • the contact bodies are preferably composed of corrugated layers of paper that soak up the supplied water during operation. This results in both a macro roughness (due to the waves formed) and a micro-roughness (by the paper fibers) ⁇ he goes and thus achieves the largest possible surface.
  • other contact body configurations are also suitable for the invention.
  • the contact bodies themselves are preferably box-shaped and have a frame which surrounds the actual contact substance and which, if appropriate, is pivoted together with the droplet separator.
  • the correct execution of the cooler geometries of the head section and the tub section is essential. Both must allow that the contact bodies (either all or only a part) can be swung out of the "cooling level" on the one hand, and on the other hand the cooler in operation is designed so that the cooler functions properly, ie the water flows off into the tub section, the sealing effect between contact bodies and trough section or contact bodies and ceiling section is guaranteed.
  • the entire contact body area does not have to be pivoted in the direction of the flow direction, because approx. 25 - 50% are quite sufficient to achieve a significant reduction in the flow resistance. This, in turn, also reduces the design effort that must be made to move the contact bodies.
  • the contact bodies are so stably installed that they do not fall out of the holding structure even in the pivoted-out position (e.g. in the horizontal position).
  • This is achieved by means of corresponding steel profiles which are mounted on the head section of the cooler or on the ceiling of the surrounding duct above the cooler or on the tub section.
  • the entire contact body suspension or attachment is reinforced so that it can bear the weight of the contact body.
  • this construction must at the same time allow the contact bodies to be filled and emptied.
  • Figure 1 is a schematic view of a
  • FIG. 2 shows a spatial view of another embodiment of an evaporative cooler with its contact bodies in the operating position, the contact bodies being partially shown in the cut-away state;
  • Figure 3 is a view corresponding to Figure 2, wherein a contact body is shown in the pivoted away state;
  • Figure 4 is a spatial view of a third embodiment of an evaporative cooler with the contact body pivoted away.
  • FIG. 1 schematically shows an evaporative cooler 20 pivotally installed in the air duct 21 of a power plant.
  • the evaporative cooler 20 is shown in the front view and is approximately rectangular in this view. It has a head section 2 arranged at the top, a contact body section 5 arranged below it, which contains several individual contact bodies, and a lower trough section 3.
  • the evaporative cooler 20 shown here is designed as a trickle cooler and is used to cool an air flow primarily by adiabatic cooling and at the same time to humidify it by passing water and air in a cross flow through the contact body of the cooler, which consists of moist packings. In this case, water is guided through the evaporative cooler from top to bottom in FIG. 1, corresponding water supply and drainage lines not being shown.
  • a uniform distribution of the water takes place in the head section 2, so that it is conducted evenly over the contact body section 20.
  • the contact bodies of the contact body section 5 are flowed through by air perpendicular to the plane of the sheet.
  • the water that comes down and is not evaporated is collected in the tub part 3 and discharged from it via suitable lines (not shown).
  • Head section 2, contact body section 5 and trough section 3 are surrounded or partially surrounded by a frame schematically indicated at 4.
  • Swivel devices are mounted on this frame 4 and on the channel wall 25, by means of which the entire evaporative cooler 20 can be pivoted from its operating position shown in FIG. 1 (transversely to the air flow) into a position obliquely or parallel to the air flow.
  • the swivel devices consist of hinge or hinge pins 22 fastened to the frame 4 of the evaporative cooler and hinges or joints 23 on both sides of the evaporative cooler, in which the pins 22 are rotatably mounted, on the channel wall 25. Suitable devices for swinging out and swinging back the evaporative cooler, for example cable winches are not shown in FIG. 1.
  • stops 24 are provided, which are also attached to the channel walls. The evaporative cooler bumps against these stops when it swings back into its operating position so that it assumes a correct vertical operating position.
  • FIG. 2 shows a spatial representation of a second embodiment of an evaporative cooler 1.
  • the evaporative cooler 1 is shown here in the non-installed state. While in the embodiment of Figure 1 the entire
  • FIG. 3 shows the evaporative cooler 1 in a state in which the contact body 7 moves out of its operating position shown in FIG. 2 into a position parallel to the air flow, which is indicated by the arrow 9 is indicated, has been pivoted, namely about a fictitious horizontal axis, which is arranged in the upper part of the evaporative cooler below the head section 2.
  • Parts of the contact bodies are shown cut away, so that the droplet separators 8 arranged behind the contact bodies in the flow direction can be seen. In this execution the droplet separators 8 are pivoted together with the associated contact body 7.
  • FIGS. 2 and 3 A total of three contact bodies 6, 7 and 10 are shown in FIGS. 2 and 3, each of which extends from the head section 2 to the trough section 3 of the evaporative cooler. While the two contact bodies 6, 10 arranged on the left and right in the figures are permanently installed, the middle contact body 7 is pivotably mounted on these two permanently installed contact bodies. The pivoting of the contact body 7 takes place via cable winches 12 (only indicated schematically), which pull the contact body 7 with the aid of ropes 11, which are fastened to the lower edge of the contact body, into the pivoting position parallel to the air flow. From this swivel position, the contact body returns to its vertical operating position by cable force when cables are pulled forward at the front end of the cooler.
  • cable winches 12 only indicated schematically
  • a stop profile 13 is provided on the trough section 3, against which the contact body 7 abuts when pivoting back.
  • the pivoting devices for the contact body 7 are not shown in detail in FIGS. 2 and 3. These are also hinge or hinge pins that are arranged on both sides of the contact body 7 and engage in hinges or joints that are located on the inside of the two fixed contact bodies 6 and 10 or at the rear lower end of the Chop the head off- Section 2 are.
  • the contact body 10 is only partially shown in Figures 2 and 3. All contact bodies have frame structures on which the actual contact elements (paper layers) are fixed.
  • FIG. 4 shows a three-dimensional view of a third embodiment of an evaporative cooler, in which the middle contact body 7 is also designed to be pivotable relative to the two permanently installed side contact bodies 6 and 9.
  • Figure 4 shows the central contact body 7 in the pivoted state into a horizontal position, the contact body in this embodiment being pivoted about a fictitious horizontal axis which is located in the lower region of the evaporative cooler, i.e. above the tub section 3.
  • a stop is 13 in
  • FIG. 4 differs from the embodiment of FIGS. 2 and 3 essentially only in the position of the pivot axis.
  • Air conditioning systems are another area of application for the evaporative coolers designed according to the invention.

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Abstract

Es wird ein Verdunstungskühler zum Einbau in fest instalierte oder mobile Anlagen, insbesondere Ansaugluftkanäle von Gasturbinenkraftwerken, beschrieben. Der Verdunstungskühler (20) hat einen Kopfabschnitt (2), einen unterhalb des Kopfabschnittes angeordneten Kontaktkörperabschnitt (5) und einen unterhalb des Kontaktkörperabschnitts (5) angeordneten Wannenabschnitt (3). Der Kühler (20) ist mit Schwenkeinrichtungen versehen, die ein Verschwenken des Kühlers (20) oder eines Teiles hiervon aus seiner Betriebsstellung (quer zur Luftströmung) in eine Stellung schräg zur Luftströmung ermöglichen. Auf diese Weise wird der Strömungswiderstand des Verdunstungskühlers reduziert, wenn sich dieser nicht in seiner Betriebsstellung befindet.

Description

Verduns tungskü ler
Die Erfindung betrifft einen Verdunstungskühler zum Einbau in fest installierte oder mobile /Anlagen, insbesondere /Ansaugluftkanäle von Gasturbinenkraftwerken, mit einem
Kopfabschnitt, einem unterhalb des Kopfabschnittes angeordneten Kontaktkörperabschnitt und einem unterhalb des Kontaktkörperabschnittes angeordneten Wannenabschnitt, die, ggf. über eine Rahmenkonstruktion, miteinander verbunden sind.
Derartige Verdunstungskühler sind bekannt. Solche Verdunstungskühler, die insbesondere als sogenannte Rieselkühler ausgeführt sind, werden in industriellen Anlagen, insbeson- dere in der Kraftwerksindustrie, dazu eingesetzt, einen
Luftstrom vornehmlich durch adiabatische Kühlung zu kühlen und dabei gleichzeitig zu befeuchten, indem Wasser und Luft im Kreuzstrom durch die Kontaktkörper, die beispielsweise als feuchte Packungen ausgebildet sind, der Kühler geführt werden, wodurch ein intensiver Kontakt zwischen Wasser und Luft das Wasser verdunsten läßt. Durch die bei der Wasser- Verdunstung der Luft entnommenen Energie, die dazu notwendig ist, das Wasser vom flüssigen in den gasförmigen Zustand zu überführen, werden Luft und Wasser gekühlt. Bei einem Durchströmen des Kühlers entsteht ein Druckverlust, der z.B. durch einen Ventilator kompensiert werden muß bzw. bei Einsatz eines solchen Verdunstungskühlers vor einer Gasturbine zu einer leichten Leistungsverringerung der Turbine führt, da durch den Druckverlust der Luft-Massenstrom in die Turbine reduziert wird. Im Betrieb des Kühlers, d.h. bei der Kühlung von Luft, ist dieser Verlust zwar vernachlässigbar (unter Berücksichtigung der durch den Kühler bewirkten Mehrleistung der Gasturbine), wird der Kühler jedoch nicht betrieben, d.h. die Luft nicht gekühlt, was unter gewissen Umgebungsbedingungen nicht möglich oder nicht empfehlenswert ist, wenn beispielsweise im Lufteintritt des Kühlers schon sehr stark gesättigte Luft mit einer hohen Feuchte vorliegt oder wenn die Eintrittstemperatur so niedrig ist, d.h. dem Nullpunkt so nahe ist, dass über den Kühler mit Eisbildung zurechnen ist, wenn dieser betrieben, d.h. mit Wasser beaufschlagt, wird, wird dieser Verlust jedoch augenscheinlich.
Ein weiterer Nachteil dieser Verdunstungskühler besteht darin, dass der Kühler vereisen kann (ohne das der Kühler in Betrieb ist, d.h. vom Betriebswasser durchflössen wird) , falls die in den Kühler eintretende Luft Temperaturen um 0°C herum bei gleichzeitig hohen Feuchten aufweist, was bedeutet, dass der Betrieb einer ganzen Anlage, z.B. einer Gasturbinenanlage, unter bestimmten Luftbedingungen nicht möglich ist, d.h. der Kühler zumindest teilweise demontiert werden muss, um das zu verhindern, oder ein Lufterhitzer dem Kühler vorgeschaltet werden muss, was zusätzliche Inve- stitions- und Betriebskosten verursacht, die relativ hoch sind.
Stand der Technik sind fest installierte Verdunstungskühler, die weder in sich noch als ganzes beweglich sind und einen ständigen Druckverlust verursachen, was einen de ent- sprechenden negativen Effekt (z.B. Wirkungsgrad und/oder Leistungsverlust) auf vor- oder nachgeschaltete Anlagen be- bewirkt. Sie bestehen im wesentlichen aus einem Kopfabschnitt einschließlich eines Wasserverteilers, der dafür sorgt, dass Wasser auf die Kopfflächen der Kontaktkörper im Kontaktkörperabschnitt verteilt wird, dem Kontaktkörperabschnitt mit den Kontaktkörpern, die vom Wasser durchströmt bzw. durchrieselt werden, und einem Wannenabschnitt, welcher das durchgerieselte Wasser auffängt und von dem aus eine weitere Rezirkulation des Wassers stattfindet bzw. der das Wasser einer weiteren Rezirkulation oder anderweitigen Verwertung zuführt. Diese Kühler haben in der Regel einen Stahlrahmen, der sie gegen die Umgebung bzw. gegen einen Kanal, in den sie eingebaut werden, abgrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdunstungskühler der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit dem die Nachteile von fest installierten Verdunstungskühlern, nämlich deren Druckverluste außer Betrieb, deutlich verringert bzw. gänzlich eliminiert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verdunstungs- kühler der eingangs wiedergegebenen Art dadurch gelöst, dass er mit Schwenkeinrichtungen versehen ist, die ein Ver- schwenken des Verdunstungskühlers oder eines Teiles hiervon aus seiner Betriebsstellung (quer zur Luftströmung) in eine Stellung schräg oder parallel zur Luftströmung ermöglichen.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt somit der Gedanke zugrunde, den gesamten Verdunstungskühler oder einen Teil hiervon aus dem Luftstrom herauszuschwenken, wenn der Verdunstungskühler nicht in Betrieb ist, d.h. nicht von Wasser durchflössen wird. Mit Herausschwenken ist gemeint, dass der Verdunstungskühler oder ein Teil hiervon aus seiner Betriebsstellung quer zum Luftstrom in eine Stellung schräg oder parallel zum Luftstrom verschwenkt wird. Es soll somit erreicht werden, dass der Verdunstungskühler, wenn er außer Betrieb ist, dem Luftstrom möglichst wenig Widerstand ent- gegensetzt, so dass auf diese Weise der durch das Durchströmen des Verdunstungskühlers mit Luft entstehende Druckverlust weitgehend eliminiert oder zumindest verringert wird.
Die Erfindung betrifft dabei sowohl das Verschwenken des gesamten Verdunstungskühler als auch das Verschwenken eines oder mehrerer Teile hiervon. Im erstgenannten Fall, beispielsweise bei der Montage des Verdunstungskühlers in einem Luftkanal, ist der gesamte Kühler mit Hilfe seiner Schwenkeinrichtungen, die beispielsweise mit entsprechenden Schwenkeinrichtungen an den Kanalwänden zusammenwirken, innerhalb des Kanals verschwenkbar, beispielsweise in eine Endstellung, in der er etwa parallel zur Kanaldecke oder zu einer Kanalseitenwand angeordnet ist. Wenn nur ein Teil oder mehrere Teile des Verdunstungskühlers verschwenkt werden sollen, sind die Schwenkeinrichtungen an diesen zu ver- schwenkenden Teilen angeordnet und wirken mit entsprechenden Schwenkeinrichtungen an den feststehenden Teilen des Verdunstungskühlers zusammen, so dass auch hier ein Herausschwenken der beweglichen Teile aus dem Luftstrom möglich ist, beispielsweise in eine Endlage parallel zur Deckfläche oder Seitenfläche des Kühlers.
In der Stellung, in der der verschwenkbare Verdunstungskühler oder der verschwenkbare Teil hiervon eine Stellung par- allel zur Luftströmung einnimmt, wird der geringste Druckverlust erreicht. Natürlich umfasst die Erfindung aber auch Lösungen, bei denen eine Verschwenkung aus irgendwelchen Gründen nur in eine Endstellung schräg zur Luftströmung möglich ist.
Der verschwenkbare Verdunstungskühler oder der verschwenkbare Abschnitt hiervon ist im installierten Zustand sowohl um eine Horizontalachse als auch um eine Vertikalachse verschwenkbar. Beide Lösungen werden von der Erfindung abge- deckt.
Die Schwenkeinrichtungen selbst können von herkömmlichen Scharnier- oder Gelenkeinrichtungen gebildet werden. So wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, am Verdunstungskuhler oder dem verschwenkbaren Teil hiervon Gelenkwellen, Gelenkbolzen, Gelenkzapfen u. dgl . anzuordnen, die mit entsprechenden Gelenkeinrichtungen des den Verdunstungskühler umgebenden Bauteils oder des feststehenden Teils des Verdunstungskühlers, wie beispielsweise Scharnieren, Gelenkpfan- nen etc., zusammenwirken. Natürlich kann die Anordnung der Gelenk- und Scharnierteile auch umgekehrt sein. Zum Verschwenken weist der Verdunstungskühler mechanische, hydraulische oder pneumatische Betätigungseinrichtungen auf. Es wird eine Lösung bevorzugt, bei der die mechani- sehen Betätigungseinrichtungen von Seilwinden gebildet sind, die Seile bewegen, die am Verdunstungskühler oder dem beweglichen Teil hiervon befestigt sind. Die Seilwinden werden über entsprechende Motoren angetrieben. Beim Verschwenken um eine untere Achse erfolgt das Verschwenken, beispielsweise nach dem Lösen einer Arretierung, automatisch durch Schwerkraftwirkung, und der Verdunstungskühler oder dessen verschwenkbarer Teil wird kraftbetätigt, beispielsweise mit Hilfe der Seilwinden, in seine Betriebsstellung zurückbewegt. Beim Schwenken um eine vertikale Achse oder eine obere Horizontalachse muss sowohl das Aufschwenken als auch das Zurückschwenken kraftbetätigt durchgeführt werden.
Wenn nur ein Teil des Verdunstungskühlers verschwenkt wer- den soll, um den Strömungswiderstand zu vermindern, wird vorzugsweise dessen Kontaktkörperabschnitt relativ zum Kopf- und Wannenabschnitt und zur Rahmenkonstruktion, wenn eine solche vorhanden ist, verschwenkt. Der Kontaktkörperabschnitt kann sich aus einem einzigen Kontaktkörper oder auch aus mehreren Kontaktkörpern zusammensetzen. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, aus der Vielzahl der vorhandenen Kontaktkörpern nur einige zu verschwenken, während der restliche Teil der Kontaktkörper fest installiert bleibt. Die Größe der zu verschwenkenden Fläche richtet sich nach der gewünschten Verringerung des Strömungswiderstandes zur Druckverlustkompensation. Ist der Verdunstungskühler mit einem Rahmen versehen, so ist der bewegliche Kontaktkörperabschnitt oder Kontaktkörper vorzugsweise schwenkbar am Rahmen gelagert. Hiermit läßt sich ein Aufschwenken um eine vertikale Achse erreichen. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen ist der Kontaktkörperabschnitt oder Kontaktkörper schwenkbar am Kopfabschnitt oder am Wannenabschnitt gelagert, so dass sich ein Verschwenken um eine horizontale Achse erreichen läßt.
Als Schwenkeinrichtungen können die vorstehend beschriebenen Einrichtungen Verwendung finden.
Eine weitere Lösung der Erfindung, bei der der Verdunstungskühler mit mindestens einem Tropfenabscheiderabschnitt versehen ist, zeichnet sich dadurch aus, dass der Tropfenabscheiderabschnitt oder ein Tropfenabscheider hiervon zusammen mit dem Kontaktkörperabschnitt oder einem Kon- taktkörper hiervon verschwenkbar ist.
Das Verschwenken des Verdunstungskühlers oder des beweglichen Teils hiervon kann manuell oder automatisch durchgeführt werden. Im ersten Fall betätigt eine Bedienungsperson die entsprechenden Betätigungseinrichtungen, insbesondere Seilwinden, die dann den gesamten Verdunstungskühler oder den beweglichen Teil hiervon aus der Betriebsstellung in die Schwenkstellung und die Betriebsstellung zurückbewegen. Bei einer automatischen Betätigung weist der Verdunstungs- kühler zweckmäßigerweise eine Steuerung auf, die den Verdunstungskühler oder den beweglichen Teil hiervon, wenn der Verdunstungskühler außer Betrieb gesetzt wird, aus seiner Betriebsstellung heraus und bei Inbetriebnahme wieder in seine Betriebsstellung zurückverschwenkt . Diese Steuerung kann beispielsweise einen Sensor aufweisen, der die Unter- brechung der Wasserzuführung zum Verdunstungskühler erfaßt und ein Signal an eine Steuereinrichtung gibt, welche beispielsweise einen Motor der Betätigungseinrichtungen in Betrieb nimmt. Beim Erreichen der Endstellung des verschwenkten Kühlers oder Teiles hiervon, die beispielsweise über geeignete Endschalter ermittelt wird, wird der Motor ausgeschaltet. Beim Zurückbewegen des Verdunstungskühlers oder beweglichen Teiles hiervon in die Betriebsstellung erfolgt beispielsweise das Lösen einer Arretierung und ein abgebremstes Freigeben der Seile von den Seilwinden.
In Weiterbildung der Erfindung sind der verschwenkbare und/oder feststehende Teil des Verdunstungskühlers mit Anschlageinrichtungen zur Positionierung des verschwenkbaren Teiles in seiner Betriebsstellung versehen. Bei diesen An- Schlageinrichtungen kann es sich um geeignete Flachprofile, U - Profile u. dgl. handeln. Ferner weist der verschwenkbare Teil und/oder feststehende Teil des Verdunstungskühlers vorzugsweise Dichtungen zur gegenseitigen Abdichtung in der Betriebsstellung auf. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass in der Betriebsstellung keine Spalte verbleiben, durch die Luft strömen kann, ohne die Kontaktkörper passiert zu haben. Der Verdunstungskühler ist vorzugsweise als Rieselkühler ausgebildet. Die Kontaktkörper setzen sich vorzugsweise aus gewellten Papierlagen zusammen, die sich im Be- trieb mit dem zugeführten Wasser vollsaugen. Hierdurch wird sowohl eine Makrorauhigkeit (durch die gebildeten Wellen) als auch eine Mikrorauhigkeit (durch die Papierfasern) er¬ reicht und auf diese Weise eine möglichst große Oberfläche erzielt. Natürlich sind auch andere Kontaktkörperausgestaltungen für die Erfindung geeignet.
Die Kontaktkörper selbst sind vorzugsweise kastenförmig ausgebildet und weisen einen die eigentliche Kontaktsubstanz umgebenden Rahmen auf, der ggf. zusammen mit dem Tropfenabscheider verschwenkt wird.
Am meisten bevorzugt wird eine erfindungsgemäße Lösung, bei der, wenn der Verdunstungskühler nicht in Betrieb ist, die Flächen oder Teile der Flächen, die zu den Kontaktkörpern gehören, nach vorne oder nach hinten weggeklappt werden. ' Kopfabschnitt und Wannenabschnitt bleiben weiterhin fest installiert, da dieses für eine einfache und preiswerte Wasserzufuhr und -abfuhr von Vorteil ist. Zum Bewegen der Kontaktkörper können die erwähnten mechanischen Betätigungseinrichtungen, wie Seilwinden, eingesetzt werden.
Von wesentlicher Bedeutung ist hierbei die richtige Ausführung der Kühlergeometrien von Kopfabschnitt und Wannenabschnitt. Beide müssen erlauben, dass die Kontaktkörper (entweder alle oder nur ein Teil) einerseits aus der „Kühlebene herausgeschwenkt werden können, andererseits der Kühler in Betrieb aber so beschaffen ist, dass eine ordnungsgemäße Funktion des Kühlers, d.h. das Abfließen des Wassers in den Wannenabschnitt, die Dichtwirkung zwischen Kontaktkörpern und Wannenabschnitt bzw. Kontaktkörpern und Deckenabschnitt, gewährleistet ist. Es muß nicht der gesamte Kontaktkörperbereich in Richtung der Strömungsrichtung geschwenkt werden, weil ca. 25 - 50% durchaus ausreichend sind, eine deutliche Reduzierung des Strömungswiderstandes zu erzielen. Dieses wiederum redu- ziert auch die konstruktiven Aufwendungen, die zum Bewegen der Kontaktkörper getroffen werden müssen.
Da die Kontaktkörper im Betrieb relativ schwer werden können, sind vorzugsweise entsprechende Sicherheitsvorkehrun- gen für das Ausschwenken derselben getroffen, d.h. Über- lastsicherungen für die Vorrichtung zur Bewegung der Kontaktkörper.
Um das vorstehend beschriebene Verschwenken zu ermöglichen, sind die Kontaktkörper so stabil eingebaut, dass sie auch in ausgeschwenkter Lage (z.B. in horizontaler Position) nicht aus der Haltekonstruktion herausf llen. Dies wird durch entsprechende Stahlprofile erreicht, die am Kopfabschnitt des Kühlers bzw. an der Decke des umgebenden Kanals über dem Kühler oder am Wannenabschnitt gelagert sind. Die gesamte Kontaktkörperaufhängung bzw. -befestigung ist verstärkt ausgebildet, so dass sie das Gewicht der Kontaktkörper tragen kann. Darüber hinaus muß diese Konstruktion gleichzeitig noch das Befüllen und Entleeren der Kontakt- körper ermöglichen.
Bei der Lösung, bei der die Tropfenabscheider mit verschwenkt werden, ist die Schwenkkonstruktion so ausgebildet, dass auch dieses gewährleistet ist. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei- spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines in einen
Ansaugluftkanal eines Gasturbinenkraftwerks eingebauten Verdunstungskühlers ;
Figur 2 eine räumliche Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Verdunstungskühlers mit seinen Kontaktkörpern in Betriebsstellung, wobei die Kontaktkörper teilweise im weggeschnittenen Zustand dargestellt sind;
Figur 3 eine Ansicht entsprechend Figur 2, wobei ein Kontaktkörper im weggeschwenkten Zustand dargestellt ist; und
Figur 4 eine räumliche Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Verdunstungskühlers mit weggeschwenktem Kontaktkörper.
Figur 1 zeigt schematisch einen schwenkbar in den Luftkanal 21 eines Kraftwerks eingebauten Verdunstungskühler 20. Der Verdunstungskühler 20 ist in der Vorderansicht dargestellt und ist in dieser Ansicht etwa rechteckig ausgebildet. Er besitzt einen oben angeordneten Kopfabschnitt 2, einen darunter angeordneten Kontaktkörperabschnitt 5, der mehrere einzelnen Kontaktkörper enthält, und einen unteren Wannenabschnitt 3. Der hier dargestellte Verdunstungskühler 20 ist als Rieselkühler ausgebildet und dient dazu, einen Luftstrom vornehmlich durch adiabatische Kühlung zu kühlen und gleichzeitig zu befeuchten, indem Wasser und Luft im Kreuzstrom durch die aus feuchten Packungen bestehenden Kontaktkörper des Kühlers geführt werden. Wasser wird hierbei in Figur 1 von oben nach unten durch den Verdunstungskühler geführt, wobei entsprechende Wasserzuführ- und Wasserableitungen nicht dargestellt sind. Im Kopfabschnitt 2 findet eine gleichmäßige Verteilung des Wassers statt, so dass dieses gleichmäßig über den Kontaktkörperabschnitt 20 geleitet wird. Die Kontaktkörper des Kontaktkörperabschnittes 5 werden senkrecht zur Blattebene von Luft durchströmt. Das nach unten gelangende und nicht verdunstete Wasser wird in dem Wannenteil 3 aufgefangen und von diesem über geeig- nete Leitungen (nicht gezeigt) abgeführt.
Kopfabschnitt 2, Kontaktkörperabschnitt 5 und Wannenabschnitt 3 sind von einem bei 4 schematisch angedeuteten Rahmen umgeben oder teilweise umgeben. An diesem Rahmen 4 sowie an der Kanalwandung 25 sind Schwenkeinrichtungen montiert, mittels denen der gesamte Verdunstungskühler 20 aus seiner in Figur 1 dargestellten Betriebsstellung (quer zur Luftströmung) in eine Stellung schräg oder parallel zur Luftströmung verschwenkt werden kann. Die Schwenkeinrich- tungen bestehen dabei aus am Rahmen 4 des Verdunstungsküh- lers befestigten Scharnier- oder Gelenkbolzen 22 und an der Kanalwandung 25 beiderseits des Verdunstungskühlers angeordneten Scharnieren oder Gelenken 23, in denen die Bolzen 22 drehbar gelagert sind. Geeignete Einrichtungen zum Her- ausschwenken und Zurückschwenken des Verdunstungskühlers, beispielsweise Seilwinden, sind in Figur 1 nicht dargestellt.
Damit der Verdunstungskühler 20 seine Betriebsstellung (Endstellung) beim Zurückverschwenken korrekt erreicht, sind Anschläge 24 vorgesehen, die ebenfalls an den Kanalwänden angebracht sind. Gegen diese Anschläge stößt der Verdunstungskühler beim Zurückverschwenken in seine Betriebsstellung, so dass er eine korrekte vertikale Be- triebsstellung einnimmt.
Figur 2 zeigt eine räumliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Verdunstungskühlers 1. Der Verdunstungskühler 1 ist hierbei im nichtinstallierten Zustand gezeigt. Während bei der Ausführungsform der Figur 1 der gesamte
Verdunstungskühler relativ zu seinem Luftkanal verschwenkbar ausgebildet ist, ist bei der Ausführungsform der Figur 2 nur ein Teil des Verdunstungskühlers relativ zu den anderen Teilen desselben verschwenkbar. Bei diesem Teil handelt es sich um einen Kontaktkörper 7 des Kontaktkörperabschnit- tes 5. Figur 3 zeigt den Verdunstungskühler 1 in einem Zustand, in dem der Kontaktkörper 7 aus seiner in Figur 2 gezeigten Betriebsstellung heraus in eine Stellung parallel zur Luftströmung, die mit dem Pfeil 9 angedeutet ist, ver- schwenkt worden ist, und zwar um eine fiktive horizontale Achse, die im oberen Teil des Verdunstungskühlers unterhalb des Kopfabschnittes 2 angeordnet ist. Teile der Kontaktkörper sind weggeschnitten dargestellt, so dass man die in Strömungsrichtung hinter den Kontaktkörpern angeordneten Tropfenabscheider 8 erkennen kann. Bei dieser Ausführungs- form werden die Tropfenabscheider 8 zusammen mit dem zugehörigen Kontaktkörper 7 verschwenkt.
In den Figuren 2 und 3 sind insgesamt drei Kontaktkörper 6,7 und 10 dargestellt, die sich jeweils vom Kopfabschnitt 2 bis zum Wannenabschnitt 3 des Verdunstungskühlers erstrecken. Während die beiden in den Figuren links und rechts angeordneten Kontaktkörpern 6, 10 fest installiert sind, ist der mittlere Kontaktkörper 7 verschwenkbar an diesen beiden fest installierten Kontaktkörpern gelagert. Das Verschwenken des Kontaktkörper 7 erfolgt über Seilwinden 12 (nur schematisch angedeutet) , die den Kontaktkörper 7 mit Hilfe von Seilen 11, welche am unteren Rand des Kontaktkörpers befestigt sind, in die Schwenkstellung parallel zur Luftströmung ziehen. Aus dieser Schwenkstellung heraus gelangt der Kontaktkörper durch Seilkraft in seine vertikale Betriebsstellung zurück, wenn Seile am vorderen Ende des Kühlers nach vorne gezogen werden.
Damit der Kontaktkörper 7 korrekt seine vertikale Betriebsstellung einnimmt, ist auf dem Wannenabschnitt 3 ein Anschlagprofil 13 vorgesehen, gegen das der Kontaktkörper 7 beim Zurückschwenken stößt.
In den Figuren 2 und 3 sind die Schwenkeinrichtungen für den Kontaktkörper 7 im einzelnen nicht dargestellt. Es handelt sich hierbei ebenfalls um Scharnier- bzw. Gelenkbolzen, die an beiden Seiten des Kontaktkörpers 7 angeordnet sind und in Scharniere bzw. Gelenke, eingreifen, die sich auf den Innenseiten der beiden fest installierten Kontaktkörper 6 und 10 bzw. am hinteren unteren Ende des Kopfab- Schnittes 2 befinden. Der Kontaktkörper 10 ist in den Figuren 2 und 3 nur teilweise dargestellt. Alle Kontaktkörper besitzen Rahmengebilde, an denen die eigentlichen Kontaktelemente (Papierlagen) fixiert sind.
Figur 4 zeigt eine räumliche Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Verdunstungskühlers, bei der ebenfalls der mittlere Kontaktkörper 7 relativ zu den beiden fest installierten seitlichen Kontaktkörpern 6 und 9 verschwenkbar ausgebildet ist. Figur 4 zeigt den mittleren Kontaktkörper 7 im in eine Horizontallage verschwenkten Zustand, wobei der Kontaktkörper bei dieser Ausführungsform um eine fiktive Horizontalachse verschwenkt ist, die sich im unteren Bereich des Verdunstungskühlers, d.h. über dem Wannenab- schnitt 3, befindet. Auch hierbei ist ein Anschlag 13 in
Form eines am Kopfabschnitt 2 befestigten Profils 13 vorgesehen, damit der Kontaktkörper seine korrekte vertikale Betriebsstellung erreicht. Die Ausführungsform der Figur 4 unterscheidet sich gegenüber der Ausführungsform der Figu- ren 2 und 3 daher im wesentlichen nur durch die Lage der Schwenkachse .
Es versteht sich, dass entsprechende Dichtungseinrichtungen vorgesehen sind, um zu verhindern, dass in der zurückge- schwenkten Betriebsstellung des Kontaktkörpers Luftspalte verbleiben, die unerwünscht sind.
Ein weiteres Anwendungsgebiet für die erfindungsgemäß ausgebildeten Verdunstungskühler sind Klimaanlagen.

Claims

Patentansprüche
1. Verdunstungskühler (1,20) zum Einbau in fest installierte oder mobile Anlagen, insbesondere An- saugluftkanäle (21) von Gasturbinenkraftwerken, mit einem Kopfabschnitt (2), einem unterhalb des Kopfabschnittes (2) angeordneten Kontaktkörperabschnitt (5) und einem unterhalb des Kontaktkörperabschnittes (5) angeordneten Wannenabschnitt (3), die, ggf. über eine Rahmenkonstruktion (4), miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Schwenkeinrichtungen (22,23) versehen ist, die ein Verschwenken des Verdunstungskühlers (1,20) oder eines Teiles hiervon aus seiner Be- triebsstellung (quer zur Luftströmung) in eine
Stellung schräg oder parallel zur Luftströmung ermöglichen.
2. Verdunstungskühler nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Schwenkeinrichtungen (22,23) ein
Verschwenken des Verdunstungskühlers (1,20) oder eines Teiles hiervon um eine Horizontalachse ermöglichen.
3. Verdunstungskühler nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Schwenkeinrichtungen ein Verschwenken des Verdunstungskühlers oder eines Teiles hiervon um eine Vertikalachse ermöglichen.
4. Verdunstungskühler nach einem der vorangehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörperabschnitt (5) relativ zum Kopf- und Wannenabschnitt (2,3) und zur Rahmenkonstruktion (4), wenn eine solche vorhanden ist, verschwenkbar ist.
5. Verdunstungskühler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kontaktkörper (7) relativ zum restlichen Teil des Verdunstungskühlers (1) verschwenkbar ist.
6. Verdunstungskühler nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit mindestens einem Tropfenabscheiderabschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass der Tropfenabscheiderabschnitt (8) oder ein Tropfenabscheider hiervon zusammen mit dem Kontaktkörperabschnitt (5) oder einem Kontaktkörper (7) hiervon verschwenkbar ist.
7. Verdunstungskühler nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Rahmen (4), dadurch gekennzeic - net, dass der Kontaktkörperabschnitt (5) oder Kon- taktkörper (7) schwenkbar am Rahmen (4) gelagert ist.
8. Verdunstungskühler nach einem der vorangehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine
Steuerung aufweist, die den Verdunstungskühler (1,20) oder den Teil hiervon, wenn der Verdunstungskühler außer Betrieb gesetzt wird, aus seiner Betriebsstellung heraus und bei Inbetriebnahme wie- der in seine Betriebsstellung zurückverschwenkt .
9. Verdunstungskühler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er als Rie¬ selkühler ausgebildet ist.
10. Verdunstungskühler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfabschnitt, Wannenabschnitt oder ein feststehender Kontaktkörper mit einer Schwenklagerkonstruktion versehen sind, an der der verschwenkbare Kontaktkörper gelagert ist.
11. Verdunstungskühler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ver- schwenkbare Teil und/oder der feststehende Teil des
Verdunstungskühlers (1,20) Dichtungen zur gegenseitigen Abdichtung der Betriebsstellung aufweisen.
12. Verdunstungskühler nach einem der vorangehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sein verschwenkbarer Teil und/oder feststehender Teil mit Anschlageinrichtungen (13,24) zur Positionierung des verschwenkbaren Teiles in seiner Betriebsstellung versehen sind.
13. Verdunstungskühler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zum Verschwenken mechanische, hydraulische oder pneumatische Betätigungseinrichtungen aufweist.
14. Verdunstungskühler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Betätigungseinrichtungen von Seilwinden (12) gebildet sind, die Seile (11) bewegen, die am Verdunstungskühler (1,20) oder dem beweglichen Teil hiervon befestigt sind.
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