ВЕНТИЛЯТОРНАЯ ГРАДИРНЯ Российский патент 1998 года по МПК F28C1/04 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на предприятиях любого профиля, где требуется охлаждение оборотной воды.

Охлаждение воды в градирнях в основном осуществляется не за счет теплопередачи между теплоносителями, а за счет частичного испарения воды (особенно в летний период) и уноса влаги с потоками насыщенного воздуха.

Охлаждение (нагревание) и особенно низкотемпературное испарение - процессы весьма инертные. Для их интенсификации в подобных агрегатах существуют два пути - увеличение площади поверхности испарения при неизменных расходах воды и воздуха либо увеличение времени контакта теплоносителей, чтобы добиться более полного насыщения воздуха.

Известна вентиляторная градирня, содержащая башню, ороситель с установленным над ним водораспределителем, водоуловитель и водосборный бассейн (Авт. свид. СССР N 15448634 - прототип).

Основные недостатки данной градирни и всех существующих аналогичных конструкций следующие. В ней реализован лишь один способ интенсификации тепломассообмена - наличие оросителя с большой поверхностью испарения, который имеет сравнительно небольшую высоту и большие размеры в горизонтальной плоскости.

Для эффективной работы форсунок необходимо создавать избыточное давление воды, а также иметь значительное свободное пространство над оросителем для раскрытия факела струи, которая с силой выбрасывается из форсунки и почти мгновенно "простреливает" это свободное пространство. Струи воды, стекающие с оросителя в сборный бассейн, с ускорением силы тяжести быстро пролетают свободное пространство под ним. Таким образом, в объеме градирни существуют как бы три зоны - свободное пространство над оросителем, под ним и собственно ороситель. Эффективно процесс тепломассообмена протекает только в зоне оросителя, так как на его поверхности поток воды замедляет свою скорость, а наличие двух других зон проводит лишь к значительному увеличению габаритов градирни по высоте. Кроме того, такая компоновка основных узлов и организация потоков теплоносителей по принципу противотока позволяет иметь производительность орошаемой поверхности всего 6-10 м³/ч на квадратный метр, что, в свою очередь, приводит к увеличению габаритов в горизонтальной плоскости.

Задача изобретения - уменьшение габаритов градирни за счет интенсификации процесса тепломассообмена.

В предлагаемой вентиляторной градирне, содержащей корпус, ороситель, водораспределитель, каплеуловитель, согласно изобретению водораспределитель выполнен в виде бассейна с множеством отверстий в днище над оросителем. Между боковой стенкой бассейна и внутренней стеной корпуса установлен каплеуловитель. Водосборный поддон имеет сквозное отверстие, переходящее в вертикальную шахту, сформированную боковыми поверхностями оросителя. В нижней части градирни под шахтой установлен вентилятор. Стенки корпуса градирни выполнены двухслойными, при этом внутренний слой опущен в водосборный поддон.

На фиг. 1 представлена градирня, главный вид; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А по фиг. 1.

Градирня имеет опорную металлоконструкцию 1, на которой установлен водосборный поддон 2. В центральной части поддона выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в вертикальную шахту 3, обеспечивающую проход воздуха. Для подачи воздуха использован высокопроизводительный осевой вентилятор 4, установленный на собственном фундаменте под шахтой. Каркас 5 градирни выполнен из нержавеющих труб и имеет форму многогранной призмы или цилиндрическую. По наружной части каркаса закреплено ограждение 6, состоящее из двух слоев профильных полимерных листов. Нижние концы внутреннего слоя ограждения опущены в поддон 2 и затоплены водой, создавая гидрозамок и предотвращая выход воздуха. Внутренняя часть каркаса 5, имеющего также форму многогранника, расположена симметрично оси градирни и выполнена в виде пространственной конструкции, имеющей три яруса, на каждом из которых уложен ороситель 7, формируя при этом стенки шахты. Конструкция каркаса 5 такова, что между внутренней его частью и ограждением создан технологический проход по всему периметру для выхода воздуха и технического обслуживания градирни. Ороситель 7 сформован из полимерных элементов, хорошо продуваемых в любом направлении. В верхней части градирни установлен бассейн 8, имеющий в днище множество отверстий. В перекрытии бассейна 8 выполнены люки 9 для его технического обслуживания. Между боковой стенкой бассейна и наружным ограждением расположен каплеуловитель 10.

Вода через отверстия в бассейне 8 сразу же попадает на поверхность оросителя 7, заполняющего весь объем между поддоном 2 и бассейном 8, по которой довольно длительное время стекает в поддон 2, так как высота слоя оросителя 7 значительно выше, чем в существующих типовых конструкциях. При этом стекающая пленка воды обдувается потоком воздуха. Поскольку в градирне реализован поперечный ток теплоносителей, сухой атмосферный воздух продувается как через нижние, так и через верхние слои оросителя 7, что способствует его интенсивному насыщению испаряемой влагой по всей высоте оросителя. Кроме того, потоки воздуха, двигаясь от центра градирни к периферии, значительно замедляют свою скорость, так как площадь сечения В-В в несколько раз больше площади сечения Б-Б (фиг. 2), что также увеличивает время контакта теплоносителей и способствует более эффективному охлаждению воды.

Такая конструкция основных узлов и их компоновка обеспечивает градирне целый ряд преимуществ. Увеличена производительность одного квадратного метра орошаемой поверхности до 24 м³/ч, что позволило значительно сократить габариты конструкции как по высоте, так и в плане. Установка вентилятора снизу под шахтой обеспечивает благоприятные условия для его работы и технического обслуживания, так как при этом он нагнетает сухой атмосферный воздух в объем градирни и смонтирован в легкодоступном месте на нулевой высотной отметке, что упрощает монтаж и последующую эксплуатацию агрегата.

Изобретение используется на предприятиях любого профиля, где требуется охлаждение оборотной воды. Вентиляторная градирня содержит корпус, ороситель, водораспределитель, каплеуловитель и поддон для сбора охлажденной воды. Водораспределитель выполнен в виде бассейна с множеством отверстий над оросителем. Между боковой стенкой бассейна и внутренней стеной корпуса установлен каплеуловитель. Поддон для сбора охлажденной воды имеет сквозное центральное отверстие, переходящее в вертикальную шахту, сформированную боковыми поверхностями оросителя. В нижней части градирни под шахтой установлен вентилятор. Технический результат от использования изобретения заключается в уменьшении габаритов градирни за счет интенсификации процесса тепломассообмена. 1з.п.ф., 2 ил.

1. Вентиляторная градирня, содержащая корпус, ороситель, водораспределитель, каплеуловитель и поддон для сбора воды, отличающаяся тем, что водораспределитель выполнен в виде бассейна с множеством отверстий в днище над оросителем и каплеуловитель установлен между боковой стенкой бассейна и стеной корпуса, а поддон имеет сквозное центральное отверстие, переходящее в вертикальную шахту, сформированную боковыми поверхностями оросителя, при этом вентилятор установлен в нижней части градирни под шахтой. 2. Градирня по п.1, отличающаяся тем, что стены корпуса выполнены двухслойными, при этом внутренний слой опущен в водосборный поддон.