БАШЕННАЯ ГРАДИРНЯ Российский патент 1997 года по МПК F28C1/00 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для повышения экологической защищенности территорий, окружающих тепловые и атомные станции.

Известна градирня (авт. св. N 465538, кл. F 28 C 1/02), в которой концентрация водяных капель в выходящем воздушном потоке регулируется с помощью ряда плоских поверхностей, установленных выше водораспределительной системы.

Недостатком конструкции является увеличение гидравлического сопротивления проходного тракта башни.

Известно техническое решение (патент Франции N 2283410, кл. F 28 C 1/00), когда распыл охлаждаемой воды организован через два коллектора.

Недостатком этого решения является то, что распыл форсунок обоих коллекторов ориентирован в одном направлении против потока восходящего воздуха. Этот поток воздуха не может захватить и удержать сколь-нибудь значительное количество воды в капельной форме прежде всего вследствие их потивотока.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство (авт. св. N 1158845, кл. F 28 C 1/00), в котором охлаждаемая вода распыливается с помощью двух, расположенных один над другим, коллекторов, симметричных относительно продольной оси башни и занимающих различную площадь в горизонтальном сечении, причем форсунки меньшего коллектора ориентированы вверх, а больший коллектор установлен выше расположения воздуховходных окон.

Недостатком прототипа является наличие оросителя между водораспределительными коллекторами, на развитой поверхности которого осаждается большая часть воды в капельной форме, переносимой воздушным потоком.

Целью изобретения является создание на выходе из градирни воздушного потока с высокой концентрацией водяных капель, которые служат центрами захвата частиц, в том числе экологически опасных, и обеспечивают локализацию их распространения в пределах станции.

Указанная цель достигается тем, что водораспределительная система снабжена управляемым клапаном для перераспределения воды между коллекторами, меньший из которых установлен над большим и выполнен с площадью в горизонтальной плоскости, не превышающей наиболее узкого проходного сечения башни, при этом форсунки большого коллектора ориентированы вниз.

На чертеже представлена башенная градирня, продольное сечение, где 1 - корпус градирни; 2 воздуховходные окна; 3 нижний водораспределительный коллектор; 4 верхний коллектор, 5 управляемый клапан; 6 форсунки; 7 -ороситель; 8 водосборный бассейн.

Башенная градирня включает в себя собственно корпус 1 градирни, воздуховходные окна 2, водораспределительную систему, состоящую из двух коллекторов нижнего 3 и верхнего 4 (меньшего размера), оросителя 7, на котором происходит осаждение части распыливаемой воды, водосборный бассейн 8.

Изобретение осуществляется следующим образом.

В обычном режиме работы градирни воздушный поток, проходящий через воздуховходные окна 2, взаимодействует с охлаждаемой водой, которая распыливается через форсунки коллектора 3. Небольшое количество воды в капельной форме ( ≈ 0,3% ) захватывается воздушным потоком и выносится из градирни. Остальная вода, осаждаемая на оросителе 7, стекает с его поверхности и собирается в бассейне 8. В случае возникновения угрозы экологически опасного выброса на территории станции с помощью управляемого клапана 5 перераспределяют расход охлаждаемой воды между коллекторами 3 и 4. Вода распыливается через периферийные форсунки 6 коллектора 3 и форсунки коллектора 4, ориентированные вверх. Коллектор 4 выполнен в горизонтальной плоскости с площадью, не превышающей площади наиболее узкого проходного сечения башни. Ограничение размеров верхнего коллектора минимальным проходным сечением башни градирни является существенным признаком предлагаемого изобретения. Во-первых, при расположении форсунок верхнего коллектора за пределами указанного сечения значительная часть воды в капельной форме осядет на стенках башни градирни под воздействием турбулентной диффузии восходящего воздушного потока.

Во вторых, в башне градирни возникают под воздействием внешнего обтекания конструкции градирни замкнутые циркуляционные застойные зоны. Расположение этих зон изменяется с изменением направления внешнего обтекания. Только центральная область градирни в меньшей степени подвержена переменному характеру воздействия циркуляционных вихревых зон. Отключение форсунок центральной части нижнего коллектора 3 при включении форсунок верхнего коллектора 4 приводит к уменьшению гидравлического сопротивления центральной части башни градирни для восходящего воздушного потока (вследствие снижения "сопротивления дождя"). В результате возрастает расход воздуха в этой части градирни и увеличивается захват им воды в капельной форме. Сопутствующее этому эффекту проникновение воздушного потока в глубь сечения градирни в ее нижней части одновременно способствует лучшему охлаждению воды, распыливаемой периферийными форсунками нижнего коллектора 3. В результате распыла воды через коллектор 4 воздушный поток, выходящий из градирни, имеет повышенную концентрацию водяных капель. Следует иметь в виду, что воздушный факел градирни и факел вентиляционной трубы или факел опасных выбросов от какого-либо другого источника, совпадают по направлению. Т.о. либо первый факел накрывает второй, либо второй факел втягивается первым. Но во всех случаях водяные капли в воздушном факеле являются центрами захвата содержащихся в воздухе частиц. Этим обеспечивается локализация осаждения опасных выбросов на относительно небольшой территории.

Использование: для повышения экологической защищенности территорий, окружающих тепловые и атомные станции. Сущность изобретения: башенная градирня содержит вытяжную башню 1 с воздуховходными окнами 2 по периметру ее нижней части, водораспределительную систему в виде расположенных один над другим двух коллекторов 3 и 4, симметричных относительно продольной оси башни 1 и занимающих различную площадь в горизонтальном сечении, причем форсунки меньшего коллектора 4 ориентированы вверх, а больший коллектор 3 установлен выше расположения воздуховходных окон 2, водораспределительная система снабжена управляющим клапаном 5 для перераспределения воды между коллекторами 3 и 4. Меньший из коллекторов 4 установлен над большим коллектором 3 и выполнен с площадью в горизонтальной плоскости, не превышающей наиболее узкого проходного сечения башни 1, при этом форсунки большого коллектора 3 ориентированы вниз. 1 ил.

Башенная градирня, содержащая вытяжную башню с воздуховходными окнами по периметру ее нижней части, водораспределительную систему в виде расположенных один над другим двух коллекторов, симметричных относительно продольной оси башни и занимающих различную площадь в горизонтальном сечении, причем форсунки меньшего коллектора ориентированы вверх, а больший коллектор установлен выше расположения воздуховходных окон, отличающаяся тем, что водораспределительная система снабжена управляемым клапаном для перераспределения воды между коллекторами, меньший из которых установлен над большим и выполнен с площадью в горизонтальной плоскости, не превышающей наиболее узкого проходного сечения башни, при этом форсунки большего коллектора ориентированы вниз.