Градирня

 

Изобретение относится к контактным теплообменным аппаратам и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения. Градирня содержит корпус с воздухозаборными окнами, систему распределения охлаждаемого теплоносителя, верхний и нижний ярусы оросителя, имеющие объемную решетчатую структуру, и резервуар для сбора охлажденного теплоносителя, размещенный в нижней части корпуса, каждый из ярусов оросителя выполнен гребенчатой формы, а система распределения охлаждаемого теплоносителя выполнена с обеспечением его подачи вверх с помощью разбрызгивающих элементов, которые размещены под вершинами гребней верхнего яруса оросителя и над впадинами нижнего яруса оросителя. При этом под впадинами нижнего яруса оросителя по одним вертикалям с разбрызгивающими элементами установлены желоба для сбора охлажденного теплоносителя. В верхней части корпуса может быть установлен вентилятор. Изобретение позволяет улучшить теплообмен путем увеличения поверхности орошения и исключения насыщения воздуха, участвующего в теплообмене, влагой за счет сбора охлажденного теплоносителя (воды) в желобах, а также увеличить мощность градирни за счет установки вентилятора в верхней ее части. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к контактным теплообменным аппаратам, и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения тепловых электростанций, предприятий различных отраслей промышленности.

Из (1) известна градирня, содержащая корпус в виде вертикальной башни с воздухозаборным окном, водораспределительную систему, водоулавливающие элементы в виде перфорированных ребер, через пористый материал покрытия которых пропущены трубы для циркуляции хладагента. Под смежными уголками водоулавливающих элементов установлены желоба для сбора влаги, сообщающиеся с трубопроводом отвода жидкости в резервуар, в верхней части башни градирни расположен вентилятор, создающий разрежение воздуха в башне градирни. Подача воды из водораспределительной системы осуществляется вниз, что приводит к смешиванию потоков охлаждаемой воды и собранной влаги, поступающей в желоба, что снижает производительность градирни. При этом основным ее назначением является улавливание капель влаги, а не интенсивное охлаждение воды, поступающей из водораспределительной системы.

Из (2) известна противоточная вентиляторная градирня, содержащая корпус с двумя ярусами оросителя, с центральной воздухоподводящей трубой и с воздухозаборными окнами. В нижней части корпуса размещен поддон для сбора охлажденной воды, а в верхней части корпуса над ярусами оросителя размещены вентилятор и водоразбрызгивающее устройство, подающее охлаждаемую воду вниз на ороситель верхнего яруса.

Данная градирня практически исключает смешивание потоков подаваемой на охлаждение и охлажденной воды, стекающей в поддон, однако имеет достаточно сложную конструкцию.

Из (3) известна малогабаритная градирня, содержащая корпус с воздухозаборными окнами и с верхним и нижним ярусами оросителя, между которыми размещена система распределения охлаждаемого теплоносителя. В нижней части корпуса размещен резервуар для сбора охлажденного теплоносителя, а в боковой стенке корпуса установлен вентилятор. В данной градирне реализована схема подачи воды из водораспределительной системы, при которой факел разбрызгивания сопел направлен в верхний ярус оросителя, расположенный выше водораспределительной системы. При этом часть призмы верхнего яруса оросителя, находящаяся выше верхней точки факела разбрызгивания, выполняет функцию каплеуловителя, за счет чего потери воды, вызванные капельным уносом, не превышают 0,01%.

Следует отметить, что в данной градирне капли воды проходят в оросителе двойной путь при многократном дроблении и имеют в верхней точке нулевую скорость, по существу, зависая в воздухе. Такая схема подачи воды увеличивает коэффициент массоотдачи не менее чем в 1,5 раза. Данная градирня характеризуется простотой конструкции.

Данное решение принято за прототип настоящего изобретения как наиболее близкое к нему по числу общих признаков и достигаемому техническому результату.

Недостатки градирни, принятой за прототип, состоят в следующем. Система водораспределения в такой градирне оказывается скрытой внутри корпуса и визуально недоступна, что препятствует ее контролю в процессе эксплуатации, например в случае засорения. Кроме того, продув снизу за счет установки вентилятора сбоку корпуса градирни снижает ее производительность. Воздух, подаваемый вентилятором в ороситель, насыщается влагой перед оросителем, что снижает эффективность испарительного охлаждения. Воздух, подаваемый вентилятором в ороситель, насыщается влагой перед вентилятором, что снижает эффективность испарительного охлаждения.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в улучшении теплообмена путем увеличения поверхности орошения и исключения насыщения воздуха, участвующего в теплообмене, влагой за счет сбора охлажденного теплоносителя (воды) в желобах.

Дополнительный технический результат заключается в увеличении мощности градирни за счет установки вентилятора в верхней ее части

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в градирне, содержащей корпус с воздухозаборными окнами, систему распределения охлаждаемого теплоносителя, верхний и нижний ярусы оросителя, имеющие объемную решетчатую структуру, и резервуар для сбора охлажденного теплоносителя, размещенный в нижней части корпуса, согласно изобретению каждый из ярусов оросителя выполнен гребенчатой формы, система распределения охлаждаемого теплоносителя выполнена с обеспечением его подачи вверх с помощью разбрызгивающих элементов, которые размещены под вершинами гребней верхнего яруса оросителя и над впадинами нижнего яруса оросителя, при этом под впадинами нижнего яруса оросителя по одним вертикалям с разбрызгивающими элементами установлены желоба для сбора охлажденного теплоносителя. В верхней части корпуса может быть расположен вентилятор.

Разбрызгивающие элементы выполнены в виде форсунок струйно-разбрызгивающего типа.

Ярусы оросителя выполнены из призм, расположенных под углом от 0 до 90 к гребням оросителя.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана предлагаемая градирня в вертикальном разрезе.

Градирня содержит корпус 1, в котором размещены верхний и нижний ярусы 2 и 3 оросителя гребенчатой формы, имеющие объемную решетчатую структуру, между которыми размещена система 4 распределения охлаждаемого теплоносителя с разбрызгивающими элементами 5. Разбрызгивающие элементы могут быть выполнены в виде форсунок струйно-разбрызгивающего типа. Под впадинами 6 нижнего яруса 3 оросителя установлены желоба 7 для сбора охлажденного теплоносителя после его прохождения через ороситель. В нижней части корпуса размещен резервуар 8 для сбора охлажденного теплоносителя, а в стенках выполнены воздухозаборные окна 9. В верхней части корпуса может быть установлен вентилятор 10.

Каждый ярус оросителя выполняется из призм 11, которые укладываются под углом к гребням оросителя. Этот угол может составлять 0-90 (фиг.2).

Градирня работает следующим образом. Нагретый теплоноситель (вода) с помощью системы 4 его распределения и разбрызгивающих устройств 5 подается на верхний ярус 2 оросителя, выполненный, например, из правильных пустотелых трехгранных призм 11 с решетчатой боковой поверхностью. Так как вода подается снизу вверх, то в верхнем ярусе 2 оросителя капли воды достигают нулевой скорости в верхней точке траектории их движения, а затем начинают двигаться вниз по наклонным поверхностям верхнего яруса 2 оросителя, конденсируясь в его “гребнях”. Далее капли воды попадают на нижний ярус 3 оросителя и стекают по наклонным поверхностям его “гребней” в желоба 7 “узким” потоком, а не “дождем”, в связи с чем поступающий через воздуховодные окна 9 воздух не насыщается влагой, что повышает эффективность охлаждения теплоносителя. В желобах 7 выполнены отверстия для отвода охлажденного теплоносителя (воды) в резервуар 8. Вентилятор 10 создает в корпусе 1 градирни разрежение воздуха, поступающего через воздухозаборные окна 9.

Градирня может работать без вентилятора в эжекторном режиме. Наилучший результат достигается в случае, если теплоносительная система водораспределения имеет давление 2-3 кГ/см², а распределительная система имеет разбрызгивающие элементы, выполненные в виде форсунок струйно-центробежного типа.

Преимущества данного изобретения по сравнению с известными решениями состоят в повышении эффективности охлаждения и в уменьшении аэродинамического сопротивления при тех же габаритах градирни благодаря выполнению ярусов оросителя гребенчатой формы, что ведет к увеличению поверхности орошения (испарения) и к уменьшению количества охлаждаемого теплоносителя на единицу площади оросителя, а также в увеличении времени контакта охлаждаемого теплоносителя (воды), так как при наклонном движении “пленок” воды по наклонным поверхностям призм оросителя увеличивается путь для стекающих капель и уменьшается скорость их движения. Кроме того, как было отмечено выше, воздух, подающийся на нижний ярус 3 оросителя, имеет меньшую влажность из-за концентрации стекающего в желоба 7 потока охлажденного теплоносителя (воды).

Источники информации

1. SU 1086343 А, 15.04.1984.

2. SU 1673817 A1, 30.08.1991.

3. Градирня малогабаритная типа “Росинка”. ТУ 3113-001-400745.92-99.

Формула изобретения

1. Градирня, содержащая корпус с воздухозаборными окнами, систему распределения охлаждаемого теплоносителя, выполненную с обеспечением его подачи вверх с помощью разбрызгивающих элементов, верхний и нижний ярусы оросителя, имеющие объемную решетчатую структуру, и резервуар для сбора охлажденного теплоносителя, размещенный в нижней части корпуса, отличающаяся тем, что каждый из ярусов оросителя выполнен гребенчатой формы, разбрызгивающие элементы размещены под вершинами гребней верхнего яруса оросителя и над впадинами нижнего яруса оросителя, при этом под впадинами нижнего яруса оросителя по одним вертикалям с разбрызгивающими элементами установлены желоба для сбора охлажденного теплоносителя.

2. Градирня по п.1, отличающаяся тем, что в верхней части корпуса расположен вентилятор.

3. Градирня по п.1 или 2, отличающаяся тем, что разбрызгивающие элементы выполнены в виде форсунок струйно-разбрызгивающего типа.

4. Градирня по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что ярусы оросителя выполнены из призм.

5. Градирня по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что призмы расположены под углом 0-90° к гребням оросителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2