ГРАДИРНЯ Российский патент 1999 года по МПК F28C1/00 F28F25/06 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к испарительным охладителям, и может быть применено на тепловых и атомных электростанциях, а также на других промышленных объектах, где требуется охлаждение воды или других жидкостей.

Известна вентиляторная градирня, содержащая установленные в корпусе каплеуловитель, водораспределительные трубопроводы с разбрызгивающими соплами и водосборный резервуар в нижней части, в которой трубопроводы установлены в корпусе поярусно, причем в каждом ярусе они размещены по периметру корпуса, а разбрызгивающие сопла выходными отверстиями обращены в центральную зону градирни (см. а.с. СССР N 1071915, кл. F 28 C 1/00, 1984).

Недостатком указанного устройства является неэффективное охлаждение жидкости, обусловленное большим количеством жидкости в небольшом пространстве, что, в свою очередь, заставляет пропускать большие потоки воздуха и использовать мощные вентиляторные системы.

Известна градирня, содержащая вытяжную башню с воздуховодными окнами, выполненными по кольцу в нижней ее части, размещенный в башне выше окон ороситель с водораспределительной системой и водоструйные эжекторы, подключенные к водораздающему коллектору, при этом эжекторы установлены в центральной зоне градирни, ограниченной диаметром, равным 0,2-0,25 диаметра оросителя, и выходными торцами обращены к оросителю, а водораздающий коллектор размещен внутри башни (см. а.с. СССР N 1158845, кл. F 28 C 1/00, 1985).

Недостатком указанной градирни является сложность устройства, обусловленная наличием оросительной системы, недостаточная долговечность и надежность устройства, обусловленная той же причиной, недостаточная эффективность охлаждения, вызванная большим аэродинамическим сопротивлением, связанным с размещением в шахте элементов оросителя. С другой стороны, отказаться от оросителя в данной системе невозможно, поскольку именно ороситель является тем устройством, на котором происходит теплопередача.

Наиболее близкой является градирня, содержащая корпус с воздуховодными окнами, выполненными по периферии в нижней его части, водораспределительный коллектор, размещенный в корпусе и снабженный водоструйными форсунками, наклоненными под углом навстречу друг другу симметрично относительно вертикальной оси градирни и размещенными со смещением от плоскости окна к центру градирни (см. патент РФ N 2099662, кл. F 28 C 1/00, 1997).

Недостатком такой градирни является недостаточная эффективность охлаждения воды.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении эффективности работы градирни за счет интенсификации охлаждения жидкости.

Поставленная задача решается тем, что форсунки установлены на платформе с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси симметрично относительно оси градирни, причем угол наклона форсунок обеспечивает высоту точки пересечения факелов жидкости 3,5-5 м от уровня установки форсунок, а форсунки установлены комплектно группами от 2 до 18 единиц в группе.

Кроме того, форсунки размещены в два и более рядов, причем каждый нижний ряд смещен относительно верхнего на величину от 0,5 м.

Такое выполнение градирни позволяет, во-первых, обеспечить наилучшее эжектирование воздуха; во-вторых, встречное наклонное размещение форсунок с обеспечением пересечения симметричных факелов жидкости на высоте 3,5-5 м позволяет использовать кинетическую энергию жидкости для взаимного раздробления капель противоположных потоков и увеличения активной охлаждаемой поверхности жидкости; в-третьих, отсутствие оросителя не создает аэродинамических препятствий движению эжектируемого воздуха, который за счет эжекции и конвекционных потоков устремляется вверх по шахте градирни и, тем самым, обеспечивается значительный воздушный поток до 6 - 10-кратного водяного потока. Кроме того, размещение форсунок рядами и группами в проеме воздуховодного окна позволяет еще более эффективно обеспечить гидродинамическое и эжекторное всасывание воздуха и обеспечить больший захват воздуха и соответственно более эффективное охлаждение жидкости. Отсутствие конструктивных элементов оросителя, кроме того, упрощает конструкцию градирни, делает доступней при ремонте внутренние конструкции и соответственно повышает надежность ее работы.

На фиг. 1 схематически изображена градирня, вертикальный разрез.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1.

На фиг.3 схематически изображена градирня, вертикальный разрез с размещением форсунок в два ряда.

На фиг.4 изображен поперечный разрез градирни Б-Б на фиг.1.

На фиг.5 изображен поперечный разрез градирни В-В на фиг.3.

На фиг.6 изображен поперечный разрез с исполнением короба восьмигранного сечения.

На фиг.7 изображен узел крепления платформы форсунки с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси.

На фиг.8 показана платформа с размещением группы из шести форсунок.

Градирня содержит корпус 1, выполненный, например, в виде вертикального короба с воздуховодными окнами 2, расположенными по периметру в нижней его части, водораспределительную систему 3 и водоструйные форсунки-эжекторы 4, подключенные к водораспределительному коллектору 5, причем форсунки-эжекторы 3 создают наклоненные от вертикали факелы жидкости 6. Кроме того, градирня содержит водосборный бассейн 7. Платформа 8 форсунки 4 соединена с водораспределительной системой 3 известными средствами через подвижные фланцы 9, обеспечивающие поворот платформы относительно горизонтальной оси. На платформе 8 форсунки 4 могут быть установлены группами, как показано на фиг. 8.

Градирня работает следующим образом.

Охлаждаемая вода подается через водораспределительную систему 3 и форсунки 4 в корпус в виде наклонных от вертикали факелов 6. Встречные факелы на высоте 3,5-5 метров встречаются, образуя при взаимном разбиении водяную пыль с развитой поверхностью капель и сверху эти капли падают в водосборный бассейн 7 При подаче воды через форсунки-эжекторы 6 последние всасывают воздух из воздуховодных отверстий и увлекают его вверх. Одновременно горячая вода нагревает эжектируемый воздух и на него дополнительно начинают действовать конвекционные силы. Воздух устремляется вверх и встречается с водяной пылью, падающей в водосборный бассейн 7. Встречные потоки воздуха и падающей водяной пыли образуют активный тепло- и массообмен. Форсунки-эжекторы 4 образуют область с пониженным давлением в проеме воздуховодных окон 2. В эти окна устремляется поток воздуха, в результате чего организуется принудительная циркуляция воздушных масс без дополнительного энергопотребления. Кроме того, установка форсунок группами обеспечивает значительный подогрев подаваемого через окна воздуха на начальной стадии и дополнительно обеспечивает конвекционную тягу в коробе. Поворотные платформы позволяют отрегулировать направление факелов жидкости для каждой конкретной градирни с учетом температуры наружного воздуха, начальной температуры охлаждаемой вода и иных параметров градирни и окружающей среды.

Изобретение относится к испарительным охладителям и может быть применено на тепловых и атомных электростанциях, а также на других промышленных объектах, где требуется охлаждение воды или других жидкостей. Изобретение позволяет повысить эффективность работы градирни за счет интенсификации охлаждения жидкости. Градирня содержит корпус с воздуховходными окнами, водораспределительный коллектор с водоструйными форсунками, которые установлены на платформе с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, симметрично относительно оси градирни, причем угол наклона форсунок обеспечивает высоту точки пересечения факелов жидкости 3,5 - 5 м от уровня установки форсунок, а форсунки установлены комплектно группами по 2 - 18 единиц в группе. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Градирня, содержащая корпус с воздуховходными окнами, выполненными по периферии в нижней его части, водораспределительный коллектор, размещенный в корпусе и снабженный водоструйными форсунками, наклоненными под углом навстречу друг другу симметрично относительно вертикальной оси градирни и размещенными со смещением от плоскости окна к центру градирни, отличающаяся тем, что форсунки установлены на платформе с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, симметрично относительно оси градирни, причем угол наклона форсунок обеспечивает высоту точки пересечения факелов жидкости 3,5 - 5 м от уровня установки форсунок, а форсунки установлены комплектно группами по 2 - 18 единиц в группе. 2. Градирня по п.1, отличающаяся тем, что форсунки размещены в два и более рядов, причем каждый нижний ряд смещен относительно верхнего на величину от 0,5 м.