ОРОСИТЕЛЬ ГРАДИРНИ Российский патент 1998 года по МПК F28F25/02 

Изобретение относится к тепломассообмену, в частности к конструктивным элементам тепломассообменных аппаратов, например испарительной градирни, и может быть использовано в устройствах для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контактировании сред.

В испарительных градирнях до настоящего времени широко распространены блочные оросители капельного и пленочного типа, выполненные из деревянных реек, а также из плоских или волнистых асбоцементных листовых щитов толщиной до 7 мм [1].

Недостатком оросителей такого типа являются их большая материалоемкость, высокое гидравлическое сопротивление потоку охлаждающего воздуха, низкая удельная поверхность контакта фаз и невысокая эксплуатационная надежность вследствие ограниченной водостойкости деревянных оросителей и расслаивания асбоцементных оросителей при размораживании.

Более эффективными водостойкими и менее материалоемкими являются оросители из полимерных материалов, например оросительное устройство, выполненное в виде блока вертикальных пластмассовых труб [2].

Недостатком такого оросителя являются незначительная удельная межфазная поверхность и невысокая эффективность тепло-массообмена вследствие того, что контакт фаз происходит только на цилиндрических поверхностях трубчатых элементов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является известный блочный ороситель испарительной градирни, содержащий пакеты вертикально установленных выпукло-вогнутых листов с расположенными под углом к кромкам листа гофрами [3].

Недостатком этого оросителя является его ограниченная эксплуатационная надежность в зимнее время из-за намерзания льда вследствие возникновения застойных зон на периферии градирни и неравномерного распределения контактирующих потоков воды и охлаждающего водуха по сечению и высоте оросителя, что приводит к снижению интенсивности тепломассообмена.

Задачей изобретения является повышение интенсивности тепломассообмена и повышение надежности оросителя в различных условиях эксплуатации.

Задача достигается тем, что пакеты на периферии оросителя выполнены из листов с параллельными гофрами, направленными от периферии к центру оросителя, а пакеты в центральной зоне оросителя набраны из листов с перекрестно расположенными гофрами.

На фиг. 1 представлено расположение блоков оросителя по разрезу А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - то же по виду Б на фиг.1; на фиг.3 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Г-Г на фиг.1.

Ороситель градирни состоит из блоков 1 и блоков 2, собранных в пакеты из вертикально установленных волнистых листов 3 с гофрами 4, расположенными под углом к кромкам листа. Относительное расположение листов в блоке фиксируется с помощью дистанцирующих втулок 5, расположенных на осевых втулках 6. Листы 3 в блоках 1 на периферии оросителя расположены таким образом, что гофры 4 образуют параллельные каналы 7, направленные от периферии к центру оросителя по ходу движения охлаждаемой воды и от центра к периферии оросителя по ходу движения охлаждающего воздуха. В блоках 2 в центральной части оросителя листы 3 установлены с перекрестным расположением гофр 4, в результате чего образуются каналы 8 переменного сечения и направления по ходу движения контактирующих потоков воды и воздуха.

Ороситель градирни работает следующим образом. Охлаждающий воздух поступает из нижней части градирни за счет естественной тяги в башенных градирнях и вынужденного движения в вентиляторных градирнях. Охлаждаемую воду равномерно разбрызгивают по площади блоков оросителя. В оросителе капельно-пленочного типа тепломассообмен между движущимися в противотоке водой и воздухом происходит на поверхности капель между листами 3 и на волнистой поверхности турбулизированной пленки, образованной при обтекании гофр 4. В пленочном оросителе тепломассообмен происходит в турбулизированной пленке на поверхности листов 3. В результате неравномерности потока и пристенного эффекта основная масса воздуха до оросителя движется в центральной части градирни, а жидкость стремится к ее стенкам. При контакте с блоками 2 оросителя, обладающими наибольшим гидравлическим сопротивлением вследствие перекрестного расположения гофрированных поверхностей, поток воздуха перераспределяется от центра градирни к ее периферии по восходящим наклонным каналам 7 постоянного сечения. В свою очередь, орошающая жидкость по каналам 7 стремится от периферии к центру градирни, создавая тем самым более равномерный межфазовый контакт между охлаждаемой водой и охлаждающим воздухом.

В результате перераспределения потоков воды и воздуха в оросителе данной конструкции достигается увеличение поверхности контакта фаз, интенсифицируется процесс тепломассообмена, улучшаются характеристики и технико-экономические показатели градирни.

Повышение эффективности работы тепломассообменных аппаратов в результате снижения неравномерности распределения скоростей потоков на 6...11% достигает величины порядка 3...7,5% (по данным книги: Идельчик И.Е. Аэродинамика технологических аппаратов. М.: Машиностроение, 1983).

При работе градирни в зимнее время перераспределение потоков охлажденной воды от периферии градирни к ее центральной части и нагретого воздуха от центра к периферии градирни существенно снижает возможность образования и намерзания льда на стенках градирни, что повышает надежность работы градирни в неблагоприятных условиях эксплуатации.

Источники информации.

1. Фарфоровский Б.С., Фарфоровский В.Б. Охладители циркуляционной воды тепловых электростанций. -Л.: Энергия, 1972.

2. Гладков В.А., Кучеренко Д.И. Оборотное водоснабжение. (Системы водяного охлаждения). -М.: Стройиздат, 1980.

3. А.с. 1749692 A1, кл. F 28 F 25/08, опубл. 23.07.92.

Использование изобретения: в области энергетики, в частности в устройствах для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контактировании сред. Сущность изобретения: пакеты 1 на периферии оросителя выполнены из листов 3 с параллельными гофрами, направленными от периферии к центру оросителя, а пакеты 2 в центральной зоне оросителя набраны из листов с перекрестно расположенными гофрами. Изобретение позволяет повысить интенсивность тепломассообмена оросителя. 4 илс

Ороситель градирни, состоящий из блоков, собранных в пакеты из вертикально установленных выпукло-вогнутых листов с расположенными под углом к кромкам листа гофрами, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности тепломассообмена и повышения надежности работы оросителя в различных условиях эксплуатации, пакеты на периферии оросителя выполнены из листов с параллельными гофрами, направленными от периферии к центру оросителя, а пакеты в центральной зоне оросителя набраны из листов с перекрестно расположенными гофрами.