F. Altmeyer/J. Weigl/H. Scharf · Sicherheitsanalyse und statisch konstruktive Ertüchtigung des Naturzugkühlturms Block E im Kraftwerk Niederaußem der RWE-Power AG
von Kraftwerken. Die Schwefelverbindungen entstehen durch das Verbrennen schwefelhaltiger fossiler Brennstoffe. Anlagen zur Rauchgasentschwefelung werden mit REA (Rauchgasentschwefelungsanlage) abgekürzt. Durch den intensiven Kontakt von Calciumcarbonat mit dem Schwefel entsteht Gips. Dieser wird in der Regel aufbereitet und in der Gipsverarbeitenden Industrie weiterverwendet. Aus technischer, ökologischer und wirtschaftlicher Sicht war es sinnvoll, die gereinigten Abgasströme nicht über Schornsteine abzuleiten, sondern über die vorhandenen Naturzug-Nasskühltürme (NZK) mit dem Kühlturmschwaden in die Atmosphäre abzugeben. Im Zuge dieser Überlegung wurden in den 1980er Jahren die 14 in den Braunkohlekraftwerken der RWE-Power AG betriebenen Naturzug-Nasskühltürme mit Reingaseinleitungen nachgerüstet. Die von der REA kommenden Reingaskanäle (jeweils zwei Stück je Kühlturm) werden durch nachträglich hergestellte Öffnungen in der Kühlturmschale nur wenige Meter oberhalb der Tropfenabscheiderebene horizontal in das Kühlturminnere eingeführt. Die beiden parallel verlaufenden sogenannten Lokomotiven sind auf einem Traggerüst aus CFK-Trägern aufgeständert und reichen bis ca. 2/3 des Kühlturmdurchmessers in den Kühlturm hinein. Diese Lokomotiven sind zur Seite nach innen und nach oben geöffnet, um den Reingasstrom möglichst zentrisch in den Kühlturm einzuleiten. In neueren Anlagen, z. B. BoA 1 – 3, wurde diese Einleitung bereits bei der Errichtung der Kühltürme eingeplant und weiter optimiert (zentrale Einleitung).
2 Bauwerksbeschreibung Kühlturm E Der Kühlturm E hat eine Schalenhöhe von ca. 96 m bei einem Durchmesser am unteren Rand von ∅u = 70 m und einer Wandstärke von d = 0,42 m (Bild 1). Zur Taille hin
verjüngt sich der Durchmesser auf ∅T = 42,65 m und nimmt am oberen Rand wieder auf ∅o = 46 m zu. Die minimale Wandstärke des Kühlturms beträgt auf den mittleren 60 Metern nur d = 0,14 m. Die Mindestwandstärke heutiger Kühlturmtragwerke zum Vergleich beträgt gemäß [1] d = 0,18 m. Am unteren Rand wird die Schale durch einen massiven Fertigteilbalken mit den Abmessungen d/h = 0,65/ 0,47 m ausgesteift. Zum oberen Rand hin findet eine Aufdickung auf d = 0,18 m sowie die zusätzliche Aussteifung durch eine außen angeordnete Kragplatte mit den Abmessungen b/h = 1,0/0,25 m statt (Bild 1). Für die Schale kommt ein Beton der Güte B300 nach DIN 1045 [2] zum Einsatz. Die Bewehrung des Kühlturms wird in Rippentorstahl St IIIb ausgeführt. Die Auflagerung der Schale erfolgt auf 36 V Stützenpaaren. Diese Rundstützen haben einen Durchmesser von ∅ = 0,55 m. Die Materialgüte wird auf den Ausführungsplänen der Societe Hamon als B450 ausgewiesen. Die Stützen sind mittels Sockeln auf ein umlaufendes Ringfundament mit b = 2,35 m Breite und variabler Höhe gegründet. Die aerodynamische Rauigkeit der Schale wird durch Windrippen mit einer vor Ort gemessen Höhe von h = 3,5 cm hergestellt. Der mittlere Abstand der Windrippen beträgt in Umfangsrichtung ar = 1,4 m.
3 Sicherheitskonzeption – Auslegung und Heute Die Statik des Aufstellers liegt zur Einsicht nicht vor. Das angewandte Sicherheitskonzept kann deshalb nur auf der Basis der zum Ausführungszeitpunkt aktuellen Normen und Richtlinien beschrieben werden. Diese sind die DIN 1055 Blatt 4, die DIN 1045 und die Richtlinie des VIK als Leitfaden zur Bestellung von Kühltürmen [2 bis 4].
Bild 1. Hauptabmessungen des Kühlturms Fig. 1. Main Dimensions of the Cooling Tower
Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 5
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