ГРАДИРНЯ Российский патент 1996 года по МПК F28C1/00 

Изобретение относится к тепло- и массообменным аппаратам, а именно к градирням систем оборотного водоснабжения электростанций и промышленных предприятий.

Известна конструкция градирни [1] которая содержит вытяжную башню с воздуховпускными окнами, размещенные в ней воздухораспределитель и ороситель, а также установленные над воздуховпускными окнами по периферии башни основные воздухораспределительные пластины. Однако указанный аппарат имеет ограниченную производительность, низкую эффективность и большие габариты.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является градирня [2] которая содержит корпус с воздуховодными окнами, камеру распределения охлаждаемой жидкости в верхней его части, камеру сбора и отвода охлаждаемой жидкости, а также размещенный между ними ороситель в виде трубчатых элементов, подключенных верхними участками к камере распределения жидкости.

Однако и эта конструкция градирни имеет низкую эффективность и большие габариты.

Низкая эффективность и большие габариты обусловлены достижением незначительных значений коэффициентов тепло- и массоотдачи.

Целью изобретения является увеличение эффективности и уменьшение габаритных размеров градирни.

Для достижения указанной цели в аппарате, состоящем из корпуса с воздуховодными окнами, камеры распределения охлаждаемой жидкости в верхней его части, камеры сбора и отвода охлажденной жидкости, а также размещенного между ними оросителя в виде трубчатых элементов, подключенных верхними участками к камере распределения жидкости, воздуходувные окна выполнены ярусами по всей высоте оросителя, последний дополнительно снабжен распределительными тарелками, размещенными с зазором на нижних торцах трубчатых элементов, которые выполнены в виде ленты, навитой по цилиндрической винтовой линии с углом навивки 10. 60^о, нижняя кромка ленты выполнена отогнутой вовнутрь элемента, а верхняя ее кромка выполнена отогнутой наружу элемента под углом 5. 60^о к поверхности ленты и охватывающей нижний участок предыдущего витка ленты с образованием зазора, при этом ширина верхней отогнутой кромки выполнена превышающей величину указанного зазора в 2.12 раз.

Градирня дополнительно снабжена патрубком с вентилятором, установленным под оросителем и сообщенным с выходными участками трубчатых элементов.

Выполнение трубчатых элементов из ленты с отогнутыми кромками, навитой по цилиндрической винтовой линии, обеспечивает стекание части пленки жидкости по винтовой линии между отогнутыми кромками, что обуславливает вращательно-поступательное движение пленки жидкости и вызывает центробежную силу, которая прижимает пленку к поверхности трубчатых элементов, препятствует ее разрушению и срыву жидкости с поверхности контакта и вызывает большие расходы по жидкости, высокие коэффициенты тепло- и массоотдачи.

Выполнение угла навивки ленты в пределах 10.60^о обеспечивает максимальные коэффициенты тепло- и массоотдачи. При выполнении угла навивки менее 10^о или более 60^о пленка жидкости не получает достаточного вращения, возникает срыв жидкости и нарушение работы трубчатых элементов, что снижает коэффициенты тепло- и массоотдачи на 40-60%
Наличие отогнутой наружу верхней кромки ленты на 5-60^о препятствует вытеканию жидкости из трубчатого элемента до осуществления контакта фаз, которая может выдавливаться из зазора центробежной силой. Выполнение ширины верхней отогнутой кромки, превышающей величину указанного зазора в 2.12 раз, обеспечивает достижение максимальных значений коэффициентов тепло- и массоотдачи, что позволяет увеличить коэффициент теплоотдачи из 25-40%
Использование ленты с отогнутой кромкой, из которой выполняется трубчатый элемент, позволяет интенсивно перемешать пленку жидкости (образуется крупномасштабная искусственная шероховатость на поверхности, по которой стекает пленка). Кроме того, при обтекании кромки жидкостью происходит подсос воздуха из межтрубного пространства элемента в пленку, что увеличивает поверхность контакта фаз между жидкостью и газом, повышает коэффициенты тепло- и массоотдачи.

Наличие распределительной тарелки, а также выполнение воздуховодных окон ярусами по всей высоте оросителя позволяет жидкости, стекающей в виде пленки по поверхности трубчатых элементов, разбрызгивается в виде капель в камере вывода жидкости, интенсивно контактировать с воздухом, поступающим через окна, и обеспечивать тем самым высокие коэффициенты тепло- и массоотдачи.

Наличие вытяжного патрубка с вентилятором, установленным под оросителем и сообщенным с выходными участками трубчатых элементов, позволяет увеличить скорость движение газа в трубчатых элементах, что увеличивает эффективность градирни.

На фиг.1 представлена градирня, общий вид; на фиг.2 изображен трубчатый элемент, разрез.

Градирня состоит из корпуса 1 с воздуховодными окнами 2, вентилятора 3, вытяжного патрубка 4, камер ввода 5 и вывода жидкости 6, трубчатых элементов 7. Трубчатые элементы выполнены из витков ленты 8, навитых по винтовой линии. Верхние кромки ленты 9 отогнуты наружу, а нижние 10 вовнутрь. Между витками ленты образован зазор 11 для прохода воздуха в трубчатый элемент 7. В верхней части элемента 7 установлена заглушка 12, образующая зазор 14, а в нижней распределительная тарелка 13.

Градирня работает следующим образом.

Охлаждаемая жидкость подается в камеру 5, затем поступает в трубчатые элементы 7. При прохождении зазора 14 между заглушкой 12 и витками 8 жидкость, перемещаясь в полости между отогнутой нижней кромкой 10, приобретает вращательно-поступательное движение, и виде жидкостной пленки стекает вниз по элементу 7. При этом возникает центробежная сила, которая прижимает пленку к внутренней поверхности элемента 7, что предотвращает ее разрушение, обеспечивает интенсивное перемешивание и подсос воздуха в жидкость. На выходе из элемента пленка жидкости поступает на распределительную тарелку 13, разбрызгивается и виде капель, смешивается с воздухом, происходит ее интенсивное охлаждение. Воздух после трубчатого элемента проходит через распределительную тарелку 13, поступает в камеру 6. Из камеры 6 воздух вентилятором 3 через патрубок 4 удаляется наружу.

Таким образом предлагаемая конструкция градирни позволяет максимально интенсифицировать процесс тепло- и массопереноса, увеличить эффективность, снизить себестоимость выпускаемого продукта.

Использование: в системах оборотного водоснабжения электростанций и промышленных предприятий. Сущность изобретения: в корпусе 1 с камерой 5 распределения в верхней части и воздуховходными окнами 2, распределенными ярусами по высоте корпуса 1, ороситель в виде трубчатых элементов 7 образован из навитых по цилиндрической винтовой линии лент с углом навивки 10... 60^o, кромка 10 лент 8 отогнута вовнутрь элемента 7, верхняя кромка 9 отогнута наружу элемента 7 под углом 5...60^o к поверхности ленты 8 и охватывает нижний участок предыдущего витка с образованием зазора, причем ширина верхней изогнутой кромки превышает в 2...12 раз величину зазора. На нижних торцах элементов 7 с зазором установлены распределительные тарелки 13. Градирня может быть дополнительно снабжена вытяжным патрубком 4 с вентилятором 3, установленным под оросителем и сообщенным с выходными участками элементов 7. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ГРАДИРНЯ, содержащая корпус с воздуховходными окнами, камеру распределения охлаждаемой жидкости в верхней его части, камеру сбора и отвода охлажденной жидкости, а также размещенный между ними ороситель в виде трубчатых элементов, подключенных верхними участками к камере распределения жидкости, отличающаяся тем, что воздуховодные окна выполнены ярусами по всей высоте оросителя, последний дополнительно снабжен распределительными тарелками, размещенными с зазором на нижних торцах трубчатых элементов, которые выполнены в виде ленты, навитой по цилиндрической винтовой линии с углом навивки 10 - 60^o, нижняя кромка ленты выполнена отогнутой внутрь элемента, а верхняя ее кромка выполнена отогнутой наружу элемента под углом 5 - 60^o к поверхности ленты и охватывающей нижний участок предыдущего витка ленты с образованием зазора, при этом ширина верхней отогнутой кромки превышает величину указанного зазора в 2 - 12 раз. 2. Градирня по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена вытяжным патрубком с вентилятором, установленным под оросителем и сообщенным с выходными участками трубчатых элементов.