Каркасная двухконтурная эжекционная градирня

Полезная модель относится к промышленной теплоэнергетики и может быть использована в качестве охладителя оборотной воды и других жидких сред на различных промышленных объектах, включая электростанции и ТЭС, АЭС, ГРЭС с расходом оборотной воды не менее 4000 м³/ч. Каркасная двухконтурная эжекционная градирня имеет корпус, выполненный в виде вписанного в окружность восьмиугольника с переменным по высоте градирни сечением, состоящий из несущего металлического каркаса, опирающегося на чашу железобетонного приемного бассейна, опоясывающего градирню и включающего в себя две концентрические сообщающиеся камеры. Градирня опоясана двумя уровнями напорных коллекторов - верхнего и нижнего контура - с установленными над ними горизонтальными рядами эжекционных форсунок, причем факелы распыла каждого столбца форсунок в рядах направляются в отдельный канал, установленный в плоскости воздуховходного окна верхнего или нижнего контура, причем каналы нижнего воздуховходного окна направлены под определенным углом к радиальному направлению по отношению к центральной оси градирни, а для обслуживания форсунок, слоя каплеуловителя, размещенного в верхней части воздуховыходной шахты градирни и слоя оросителя, расположенного под верхним поясом воздуховходных окон, градирню опоясывают два внешних кольца площадок обслуживания - верхнего и нижнего контуров, а также предусмотрены технологические лестницы и настилы как снаружи, так и внутри градирни. Задачей полезной модели является увеличение теплосъема градирни, снижения периодических и капитальных затрат на технологическое обслуживание и упрощение эксплуатации. Поставленные задачи решены в рамках данной полезной модели, во-первых формой корпуса градирни в виде вписанного восьмиугольника с переменным по высоте сечением, создающим общий внутренний объем тепломассообмена, разнесением на верхний и нижний контуры поясов напорных коллекторов, обеспечивающих противоточное движение части водовоздушных масс, легкодоступностью эжекционных форсунок и возможностью прочистки их загрязнений без остановки работы градирни, а также отсутствием подвижных и электрифицированных элементов конструкции. Во-вторых, поставленные задачи решены в рамках данной полезной модели тем, что способ организации процесса тепломассообмена, включающий диспергирование охлаждаемой воды форсунками в объем градирни с одновременным подсосом атмосферного воздуха, сбор воды в приемном бассейне и выпуск образовавшейся паровоздушной смеси через воздуховыходную шахту градирни, образованную верхней частью корпуса, в атмосферу, отличается тем, что подают охлаждаемую воду и сухой атмосферный воздух водовоздушными эжекционными каналами с образованием в них гидрозатворов в верхнюю и нижнюю часть объема градирни с уклоном к ее оси, где создают противоточное движение водовоздушных масс и вихревое витание капель в воздушных потоках, а также в несколько раз продлевают время взаимодействия теплоносителей в режиме интенсивного тепломассообмена. Предлагаемая полезная модель позволяет достичь глубины охлаждения оборотной воды до уровня температуры воздуха по смоченному термометру плюс 3-4°, снизить материалоемкость конструкции, так как поясное двухуровневое расположение эжекционных форсунок и каналов не требует большой высоты градирни, а также улучшить удобство технического обслуживания агрегата.

Полезная модель относится к промышленной теплоэнергетики и может быть использована в качестве охладителя оборотной воды и других жидких сред на различных промышленных объектах, включая электростанции и ТЭС, АЭС, ГРЭС с расходом оборотной воды не менее 4000 м³/ч. Каркасная двухконтурная эжекционная градирня, содержащая корпус, выполненный в виде вписанного в окружность восьмиугольника с переменным по высоте градирни сечением, состоящий из несущего металлического каркаса, опирающегося на чашу железобетонного приемного бассейна, включающего в себя две концентрические сообщающиеся камеры, каплеуловитель, установленный в верхней части корпуса, капельно-пленочный ороситель, установленный на уровне соединения верхней и нижней части корпуса под воздуховходными окнами верхнего контура, два контура водовоздушных эжекторов и опоясывающих коллекторов с эжекционными форсунками, расположенных в два уровня, причем верхняя часть корпуса образует воздуховыходную шахту, в нижней части которой установлен пояс верхнего контура эжекторов, направленных радиально под углом к оси градирни, а внешнее сечение воздуховходных окон верхнего контура закрывают жалюзи, причем вдоль внешнего края эжекторов градирню опоясывает верхняя технологическая площадка, опирающаяся на верхний край нижней части корпуса градирни, в нижней части которой установлены под углом к радиальному направлению на ось градирни эжекторы нижнего контура с опоясывающим коллектором и нижней технологической площадкой, причем коллекторы выполнены в виде замкнутых многогранников, повторяющих форму корпуса, расположенных концентрично относительно его оси непосредственно под воздуховходными окнами контуров градирни, причем общая высота градирни не превышает 12 метров.

Эжекционная градирня (RU 2187058 C1, 2002), содержащая корпус, водоуловитель, воздуховходные и воздуховыходную шахты. В верхней и нижней части корпуса установлены коллекторы основного охлаждения с эжекционными форсунками, распыляющими воду и эжектирующими воздух. Корпус имеет четыре воздуховходные шахты, внутри корпуса расположены вертикальная перегородка и коллекторы предварительного охлаждения с форсунками, обращенными выходными отверстиями вверх, которые вместе с вертикальной перегородкой задают направление движения отработанного воздуха. У данной модели есть ряд существенных недостатков.

Гидравлическая схема градирни неудобна, т.к. не позволяет осуществлять техническое обслуживание форсунок без полного останова агрегата.

Зона выхода отработавшего воздуха расположена в непосредственной близости от входа верхней воздуховходной шахты.

Ориентация форсунок на двух коллекторах внутри корпуса в сторону водоуловителя увеличивает потери воды, связанные с каплеуносом.

Градирня характеризуется перерасходом электроэнергии на увеличение объема эжектируемого воздуха, связанное с оттоком его части из градирни в местах, где периметры круглых факелов не касаются плоских стенок воздуховходной шахты.

При направлении факелов вниз форсунка «простреливает» весь объем невысокой градирни почти мгновенно, тогда как процесс тепломассообмена в градирнях до полного насыщения воздуха занимает не менее 4-5 секунд, что требует увеличения высоты агрегата до нескольких десятков метров. В результате этого растет материалоемкость конструкции и повышается потребный напор, сопровождающийся перерасходом электроэнергии.

Задачей полезной модели является увеличение теплосъема градирни, снижения периодических и капитальных затрат на технологическое обслуживание и упрощение эксплуатации. Поставленные задачи решены в рамках данной полезной модели, во-первых формой корпуса градирни в виде вписанного восьмиугольника с переменным по высоте сечением, создающим общий внутренний объем тепломассообмена, разнесением на верхний и нижний контуры поясов напорных коллекторов, обеспечивающих противоточное движение части водовоздушных масс, легкодоступностью эжекционных форсунок и возможностью прочистки их загрязнений без остановки работы градирни, а также отсутствием подвижных и электрифицированных элементов конструкции.

Во-вторых, поставленные задачи решены в рамках данной полезной модели тем, что способ организации процесса тепломассообмена, включающий диспергирование охлаждаемой воды форсунками в объем градирни с одновременным подсосом атмосферного воздуха, сбор воды в приемном бассейне и выпуск образовавшейся паровоздушной смеси через воздуховыходную шахту градирни, образованную верхней частью корпуса, в атмосферу, отличается тем, что подают охлаждаемую воду и сухой атмосферный воздух водовоздушными эжекционными каналами с образованием в них гидрозатворов в верхнюю и нижнюю часть объема градирни с уклоном к ее оси, где создают противоточное движение водовоздушных масс и вихревое витание капель в воздушных потоках, а также в несколько раз продлевают время взаимодействия теплоносителей в режиме интенсивного тепломассообмена.

Предлагаемая полезная модель позволяет достичь глубины охлаждения оборотной воды до уровня температуры воздуха по смоченному термометру плюс 3-4°, снизить материалоемкость конструкции, так как поясное двухуровневое расположение эжекционных форсунок и каналов не требует большой высоты градирни, а также улучшить удобство технического обслуживания агрегата.

Принципиальная схема градирни представлена на фиг.1-4.

На фиг.1 представлена аксонометрическая проекция каркасной двухконтурной эжекционной градирни с отмеченными элементами конструкции.

На фиг.2 представлен горизонтальный разрез по А-А градирни, представленной на фиг.1, поясняющий конструкцию нижнего контура.

На фиг.3 представлен горизонтальный разрез по Б-Б градирни, представленной на фиг.1, поясняющий конструкцию верхнего контура.

На фиг.4 представлена схема работы эжекционных форсунок в эжекционных каналах верхнего и нижнего контуров градирни, представленной на фиг.1

Каркасная двухконтурная эжекционная градирня (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4), содержит корпус (3), выполненный в виде вписанного в окружность восьмиугольника с переменным по высоте градирни сечением, состоящий из несущего металлического каркаса (2), опирающегося на чашу железобетонного приемного бассейна (1), включающего в себя две концентрические сообщающиеся камеры, каплеуловитель (9), установленный в верхней части корпуса, ороситель (8), установленный в средней части корпуса, два контура водовоздушных эжекторов и опоясывающих коллекторов (7, 13), расположенных в два уровня внутри корпуса, причем верхняя часть корпуса представляет собой восьмиугольник переменного по высоте сечения, образующий воздуховыходную шахту (4), в нижней части которой установлен пояс верхнего контура эжекторов (6), направленных радиально под углом к оси градирни, причем вдоль внешнего края эжекторов градирню опоясывает верхняя технологическая площадка (10), опирающаяся на верхний край нижней части корпуса градирни (3), в нижней части которой установлены под углом к радиальному направлению на ось градирни эжекторы нижнего контура (5) с опоясывающим коллектором (13) и нижней технологической площадкой (11), причем каждый эжектор имеет центробежные эжекционные форсунки (15) с тангенциальным входом, смонтированные столбцом в центре эжекционного канала (12, 14) соосно с ним.

Полезная модель работает следующим образом.

Нагретая вода под давлением подается на коллекторы верхнего и нижнего контура градирни (7, 13) и через эжекционные форсунки (15) диспергируется в эжекционные каналы (12, 14), в объеме которых возникает гидрозатвор, создается разряжение и эжектирование наружного атмосферного воздуха. После выхода из эжекционных каналов водо-воздушная смесь продолжает движение по криволинейным траекториям к оси градирни, причем в нижней части градирни наравне с поступательным движением присутствует и вихревое витание капель, вовлекающее весь внутренний водо-воздушный объем и усиливающее вертикальную тягу градирни, причем восходящие воздушные потоки от нижнего контура усиливают тепло массообменные процессы для ниспадающего от верхнего контура объема водяных капель. Нагретые и насыщенные влагой потоки воздуха выходят через воздуховыходную шахту, образованную верхней частью корпуса (4) градирни, а водяные массы в виде мелкодисперсного дождя падают вниз и собираются в двухсекционной чаше железобетонного бассейна (1). Такая форма организации процесса тепломассообмена в градирни позволяет увеличить время полета водяной капли (время контакта фаз) до 6-10 секунд, тем самым значительно повысив общую эффективность градирни.

Технический результат - повышение эффективности работы градирни (увеличение глубины охлаждения). Снижение капитальных и эксплуатационных затрат, а также материалоемкости по сравнению с типовыми башенными и вентиляторными градирнями до 40%.

1. Каркасная двухконтурная эжекционная градирня, содержащая корпус, каплеуловитель, воздуховходные окна, воздуховыходную шахту, установленные в верхней и нижней частях корпуса, коллекторы с эжекционными форсунками, распыляющими воду и эжектирующими атмосферный воздух, отличающаяся тем, что корпус, выполненный в виде вписанного в окружность восьмиугольника с переменным по высоте градирни сечением, состоящего из несущего металлического каркаса, опирающегося на чашу железобетонного приемного бассейна, располагающегося под градирней и включающего в себя две концентрические сообщающиеся камеры, причем верхняя часть корпуса образует воздуховыходную шахту, в нижней части которой установлен пояс верхнего контура эжекторов, направленных радиально под углом к оси градирни, причем вдоль внешнего края эжекторов градирню опоясывает верхняя технологическая площадка, опирающаяся на верхний край нижней части корпуса градирни, в нижней части которой установлены под углом к радиальному направлению на ось градирни эжектора нижнего контура с опоясывающим коллектором и нижней технологической площадкой.

2. Градирня по п.1, отличающаяся тем, что каждый эжектор имеет центробежные эжекционные форсунки с тангенциальным входом, смонтированные столбцом в центре эжекционного канала соосно с ним, а внешнее сечение воздуховходных окон верхнего контура закрывают жалюзи.

3. Градирня по п.1, отличающаяся тем, что коллекторы выполнены в виде замкнутых многогранников, повторяющих форму корпуса, расположены концентрично относительно его оси непосредственно под воздуховходными окнами контуров градирни.

4. Градирня по п.1, отличающаяся тем, что на уровне соединения верхней и нижней частей корпуса под воздуховходными окнами верхнего контура внутреннее сечение градирни перекрыто горизонтальным слоем капельно-пленочного оросителя.

5. Градирня по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что ее корпус состоит из металлического каркаса, опирающегося на железобетонный бассейн, причем суммарная высота градирни не превышает 12 м.