Градирня (варианты)

Предлагаемое техническое решение относится к теплотехнике, в частности, к испарительным охладителям-градирням и может найти применение как на действующих тепловых и атомных электростанциях, так и при строительстве или модернизации градирен, а также на других промышленных объектах, где требуется охлаждение воды или других жидкостей.

Задачей заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей этой градирни.

Поставленная задача решается за счет того, что известная градирня содержит корпус, водосборный бассейн под корпусом, воздухо-входные окна для размещения напротив них горизонтальными рядами на вертикальных водораздающих коллекторах водораспределительной системы форсунок-распылителей, и наклонный внутрь вверх корпуса, над воздухо-входными окнами щит.

Согласно заявленному техническому решению, между корпусом и водосборным бассейном в боковой стенке корпуса выполнены нижние воздухо-входные окна, в проемах которых установлены регулируемые, с возможностью поворота (0-90°) вокруг оси, жалюзи, а над нижними воздухо-входными окнами размещены средние воздухо-входные окна, напротив проемов которых, на вертикальных водораздающих коллекторах основной водораспределительной системы, установлены горизонтальными рядами форсунки-распылители. К верхнему срезу средних воздухо-входных окон прикреплен, вдоль стенки корпуса: или наклонный внутрь вверх корпуса щит; или горизонтальный, внутри корпуса щит. Над средними воздухо-входными окнами выполнены в боковой стенке корпуса верхние воздухо-входные окна, а к нижнему и верхнему их срезам прикреплены один над другим наклонные, направленные внутрь вниз корпуса дополнительные щиты, между которыми на наклонных водораздающих коллекторах дополнительной водораспределительной системы закреплены горизонтальными рядами, форсунки-распылители, при этом форсунки-распылители, подключенные к основной водораспределительной системе с меньшим диаметром сопла в меньшем количестве для большего давления или к дополнительной водораспределительной системе с большим диаметром сопла в большем количестве для меньшего давления.

Кроме того, между наклонным внутрь вверх щитом и зеркалом воды в водосборном бассейне образован эжекционный канал трапецеидального сечения, а между горизонтальным щитом внутри корпуса и зеркалом воды в водосборном бассейне образован эжекционный канал прямоугольного сечения. Между наклонными внутрь вниз дополнительными щитами образован канал трапецеидального сечения.

Форсунки-распылители прикрепляются к патрубкам водораздающих коллекторов непосредственно или на круглых фланцах с установкой на них нескольких форсунок-распылителей, например, от двух до восьми.

Конструкция данной градирни позволяет обеспечить высокопроизводительную работу градирен любых требуемых габаритов с любым: прямоугольным, многоугольным или другим поперечным сечением.

Предлагаемое техническое решение относится к теплотехнике, в частности, к испарительным охладителям-градирням и может найти применение как на действующих тепловых и атомных электростанциях, так и при строительстве или модернизации градирен, а также на других промышленных объектах, где требуется охлаждение воды или других жидкостей.

Известна градирня, содержащая корпус с воздухо-входными окнами в нижней его части, и размещенные группами на водораспределительном коллекторе в проемах окон, водоструйные форсунки-распылители, расположенные под углом навстречу друг другу, симметрично относительно вертикальной оси градирни со смещением от плоскости окна к центру градирни.

Форсунки-распылители смонтированы на платформах с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси на угол, обеспечивающий высоту пересечения струй факелов жидкости. Каждая платформа представляет собой поворотный корпус с подвижными фланцами, соединенными с водораспределительной системой.

На верхнем фланце каждой поворотной платформы размещены несколько водоструйных форсунок. Это приводит к большому количеству фланцевых соединений, что усложняет конструкцию водораспределительной системы, а также ремонт и обслуживание градирни. (Патент Республики Беларусь №3450, МПК F 28 С 1/00, F 28 F 25/06, 2000).

Недостатком этой градирни является выполнение трубопроводов водораспределительной системы в виде ступенчатой перевернутой пирамиды, у которой периметры для каждого нижнего ряда уменьшаются по отношению к верхнему. Это ведет к уменьшению количества форсунок в каждом нижерасположенном уровне по отношению к вышерасположенному, особенно в многогранных градирнях, что понижает производительность градирни, а присоединение каждой поворотной платформы к коллектору через отдельные поворотные фланцы значительно усложняет конструкцию за счет увеличения количества фланцевых соединений.

Известна градирня, содержащая вертикальную башню с воздухо-заборными окнами в нижней ее части, резервуар для сбора охлажденной воды и водораспределительную систему, выполненную в виде водопод-водящего коллектора с радиальными наклонными патрубками, на которых поярусно смонтированы разбрызгивающие форсунки-распылители, причем радиальные патрубки установлены с наклоном от центра к периферии башни, а сопла форсунок ориентированы к центру башни под разными углами к горизонтальной плоскости, при этом суммарное

проходное сечение и угол наклона сопл форсунок каждого вышерасположенного яруса больше, чем суммарное проходное сечение и угол наклона сопл форсунок нижерасположенного яруса. (Патент Российской Федерации №2099662, МПК F 28 С 1/00,1997).

Недостатком этой градирни является пониженная эффективность охлаждения оборотной воды, обусловленная неравномерностью расположения форсунок по объему башни и выполнение трубопроводов водораспределительной системы в виде перевернутого усеченного конуса, у которого диаметр верхнего основания больше, чем диаметр нижнего основания.

Это ведет к уменьшению количества форсунок в каждом нижерасположенном ярусе по отношению к вышерасположенному, что уменьшает производительность градирни, а выполнение патрубков на каждом кольцевом коллекторе под разными углами к горизонтальной плоскости от 0° на нижнем ярусе до 45° на верхнем ярусе, значительно усложняет конструкцию градирни.

Наиболее близкой по своей сущности и достигаемому эффекту является градирня по патенту Республики Беларусь №1307 МПК F 28 С 1/00,2004.

Задачей заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей этой градирни.

Поставленная задача решается за счет того, что известная градирня содержит корпус, водосборный бассейн под корпусом, воздухо-входные окна для размещения напротив них горизонтальными рядами на вертикальных водораздающих коллекторах водораспределительной системы форсунок-распылителей, и наклонный внутрь вверх корпуса, над воздухо-входными окнами щит.

Согласно заявленному техническому решению, между корпусом и водосборным бассейном в боковой стенке корпуса выполнены нижние воздухо-входные окна, в проемах которых установлены регулируемые, с возможностью поворота (0-90°) вокруг оси, жалюзи, а над нижними воздухо-входными окнами размещены средние воздухо-входные окна, напротив проемов которых, на вертикальных водораздающих коллекторах основной водораспределительной системы, установлены горизонтальными рядами форсунки-распылители. К верхнему срезу средних воздухо-входных окон прикреплен, вдоль стенки корпуса: или наклонный вверх внутрь корпуса щит (вариант 1, фиг.1), или горизонтальный, внутри корпуса щит (вариант 2, фиг.2). Над средними воздухо-входными окнами выполнены в боковой стенке корпуса верхние воздухо-входные окна, а к нижнему и верхнему их срезам прикреплены один над другим наклонные, направленные внутрь вниз корпуса дополнительные щиты, между которыми на наклонных водораздающих коллекторах дополнительной водораспределительной системы закреплены горизонтальными

рядами, форсунки-распылители, при этом форсунки-распылители, подключенные к основной водораспределительной системе с меньшим диаметром сопла в меньшем количестве для большего давления или к дополнительной водораспределительной системе с большим диаметром сопла в большем количестве для меньшего давления.

Кроме того, между наклонным внутрь вверх щитом и зеркалом воды в водосборном бассейне образован эжекционный канал трапецеидального сечения (вариант 1, фиг.1), а между горизонтальным щитом внутри корпуса и зеркалом воды в водосборном бассейне образован эжекционный канал прямоугольного сечения (вариант 2, фиг.2). Между наклонными внутрь вниз дополнительными щитами образован канал трапецеидального сечения. Форсунки-распылители прикрепляются к патрубкам водораздающих коллекторов непосредственно или на круглых фланцах с установкой на них нескольких форсунок-распылителей, например, от двух до восьми.

Форсунки-распылители установлены на водораздающих коллекторах с шагом, обеспечивающим частичное пересечение струй конусов факелов из форсунок-распылителей.

На фиг.1 показан общий вид градирни с наклонными щитами.

На фиг.2 показан общий вид градирни с горизонтальным и наклонными щитами.

Градирня содержит корпус 1, водосборный бассейн 2, нижние воздухо-входные окна 3, средние воздухо-входные окна 4 и верхние воздухо-входные окна 5. В проемах нижних воздухо-входных окон 3 установлены регулируемые, с возможностью поворота вокруг оси, жалюзи 6. К верхнему срезу воздухо-входного окна 4 прикреплен нижним ребром наклонный внутрь вверх корпуса 1 щит 7 (см. фиг.1) или горизонтальный внутри корпуса 1 щит 8 (см. фиг.2). К нижнему срезу воздухо-входного окна 5 прикреплен верхним ребром дополнительный щит 9, а к верхнему срезу воздухо-входного окна 5 прикреплен верхним ребром дополнительный щит 10.

При работе градирни между наклонным щитом 7 и зеркалом воды в бассейне 2 образуется канал 11 трапецеидального сечения (фиг.1), а между горизонтальным щитом 8 и зеркалом воды в бассейне 2 - канал 12 прямоугольного сечения (фиг.2). Между наклонными внутрь вниз дополнительными щитами 9 и 10 образуется канал 13 трапецеидального сечения. Напротив проемов средних воздухо-входных окон 4 установлены форсунки-распылители 14 на водораздающих коллекторах 15 основной водораспределительной системы 16.

Между наклонными внутрь вниз дополнительными щитами 9 и 10 установлены форсунки-расылители 17 на наклонных водораздающих коллекторах 18 дополнительной водораспределительной системы 19. На чертежах (фиг.1 и 2) показаны факелы 20, вытекающие из форсунок-

распылителей 14 и 17 и стрелки 21, показывающие направление тока потоков охлаждающего воздуха.

Напротив проемов средних воздухо-входных окон 4 внутри корпуса 1 смонтированы горизонтальными рядами форсунки-распылители 14, на вертикальных водоподводящих коллекторах 15. Форсунки-распылители 14 подключены к основной водораспределительной системе 16.

Напротив проемов верхних воздухо-входных окон 5 между дополнительными наклонными щитами 9 и 10 установлены форсунки-распылители 17, которые через наклонный водоподводящий коллектор 18 подключены к дополнительной водораспределительной системе 19, при этом форсунки-распылители, подключенные к основной 16, или к дополнительной водораспределительной системе 19 выполнены с различными размерами диаметров сопел, и предназначены под разные давления воды в упомянутых водораспределительных системах.

Размер капель (усредненный диаметр капель) в объеме конуса струи факела 20 из форсунок-распылителей 17 на порядок меньше, чем в объеме конуса струи факела из форсунок-распылителей 14. Направление потока охлаждающего воздуха обозначено стрелками 21. Градирня работает следующим образом.

Охлаждаемая оборотная вода через основную водораспределительную систему 16 и вертикальный водоподающий коллектор 15 подается в форсунки-распылители 14 и через дополнительную водораспределительную систему 19 и наклонный водоподающий коллектор 18 к форсункам-распылителям 17.

Температурный напор внутри и снаружи градирни и разрежение, создаваемое факелами 20 распыла охлаждаемой воды, создают условия для эжектирования охлаждающего воздуха через воздухо-входные окна 3, 4 и 5 и каналы 11, 12 и 13 внутрь корпуса 1, при этом поток охлаждающего наружного воздуха эжектирующегося через воздухо-входные окна 3, минуя открытые полностью или частично жалюзи б, сначала опускается к зеркалу воды в бассейне 2, как показывают стрелки 21, а затем, нагреваясь от капель нагретой воды, разворачивается и направляется вверх в сторону верхнего среза градирни, навстречу падающим в бассейн 2 каплям оборотной воды.

В результате взаимного столкновения капель охлаждаемой воды при пересечении конусов распыла факелов 20 происходит их вторичное дробление с образованием "кипящего слоя" в смеси капель охлаждающего воздуха и охлаждаемой воды.

Дроблению капель охлаждаемой воды способствует и установление форсунок-распылителей на коллекторах 15 и 18 с шагом, обеспечивающим взаимное пересечение конусов факелов 20, например, от 30 до 70%.

Отсепарированная из капельно-воздушного потока вода собирается в бассейне 2, откуда поступает к потребителям (не показаны).

Отсепарированный из капельно-воздушного потока воздух отводится наружу через верхний срез корпуса 1 градирни.

Устанавливая жалюзи 6 в пределах от 0-90°, от полного открытия в жаркую погоду, до полного закрытия в холодную погоду, регулируют температуру и объемы поступающего в градирню воздуха, что позволяет уменьшить количество циклов оборотной воды и тем самым снизить энергопотребление.

Значительное увеличение совокупного объема поступающего в градирню воздуха создает благоприятные условия для эффективного охлаждения оборотной воды.

Конструкция данной градирни позволяет обеспечить высокопроизводительную работу градирен любых требуемых габаритов с любым:

прямоугольным, многоугольным или другим поперечным сечением. Источники информации.

1. Патент РБ №3450, МПК F 28 С 1/00, F 28 F 25/06,2000

2. Патент РФ №2099662, МПК F 28 С 1/00

3. Патент РБ №1307, МПК F 28 С 1/00,2004 (прототип).

1. Градирня, включающая корпус, водосборный бассейн под корпусом, верхние, средние и нижние воздухо-входные окна в виде проемов в боковой стенке корпуса, основную и дополнительную водораспределительные системы с водораздающими коллекторами и форсунками, основными и дополнительными наклонными щитами, отличающаяся тем, что наклонный, направленный внутрь вверх корпуса щит, образует совместно с зеркалом воды в водосборном бассейне трапецеидальный эжекционный воздушный канал.

2. Градирня, включающая корпус, водосборный бассейн под корпусом, верхние, средние и нижние воздухо-входные окна в виде проемов в боковой стенке корпуса, основную и дополнительную водораспределительные системы с водораздающими коллекторами и форсунками, основными горизонтальным и наклонными, и дополнительными наклонными щитами, отличающаяся тем, что горизонтальный, направленный внутрь корпуса щит, образует совместно с зеркалом воды в водосборном бассейне прямоугольный эжекционный воздушный канал.