СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ГРАДИРНЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ И ГРАДИРНЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Российский патент 2001 года по МПК F28C1/00 

Изобретение относится к оборудованию энергетических установок и касается средств, обеспечивающих охлаждение воды, используемой в качестве рабочего тела установки.

Для охлаждения различных агрегатов энергетических установок обычно используется вода. Однако сброс теплых вод в окружающую среду неблагоприятно отражается на экологической обстановке. Повышение в естественных водоемах температуры воды на 8-10^oC приводит к разрастанию простейших водорослей, к обеднению воды кислородом и гибели многих обитателей этого водоема.

Известны технические решения, позволяющие использовать систему прудов для охлаждения воды без неблагоприятных экологических последствий (см. [1] стр. 182). Создают систему прудов, соединенных протоками. В один из них спускают теплые воды, которые затем перетекают из одного пруда в другой, охлаждаясь при этом. Различная температура в прудах полезно используется: для обогрева теплиц и оранжерей, разведения теплолюбивых рыб и т.п.

Однако это техническое решение не получило широкого распространения из-за своего существенного недостатка, связанного с высокой стоимостью и большой требуемой для размещения прудов площадью. Па предприятиях, размещаемых в городах и крупных населенных пунктах, такой способ неосуществим.

Известен способ охлаждения теплых вод в брызгальных бассейнах, например, приведенный в [2]. В этом техническом решении теплые воды распыливают с помощью центробежных форсунок, равномерно размещенных над поверхностью бассейна.

Однако известный способ не исчерпывает всех возможностей экономии места под размещение оборудования для охлаждения воды энергетической установки.

Известны также технические решения, позволяющие интенсифицировать теплообмен, используя для отвода тепла градирни различной системы. Например, согласно [3] теплообмен межу газом и жидкостью ведут в устройстве, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, по оси которого размещены две группы распыливающих жидкость форсунок. При этом жидкость распыливают под давлением в среднем 3•10⁵ Па, что обеспечивает размер капель от 0,4 до 0,5 мм в диаметре, и направляют капли жидкости по конической поверхности с углом при вершине 70^o. Капли жидкости достигают цилиндрической поверхности корпуса и стекают по ней вниз. Жидкость от верхней группы форсунок собирают с помощью выполненного на корпусе сборника и отводят на всасывание насоса, который подает эту жидкость в нижнюю группу форсунок. Газ пропускают через образованные таким образом конические поверхности капель жидкости снизу вверх. При этом достигается снижение уноса жидкости с газом и увеличивается эффективность теплообмена при непосредственном контакте газа и жидкости.

Однако при использовании такого технического решения для охлаждения теплых вод энергетической установки проявляются его существенные недостатки, заключающиеся в сложной конструкции устройства и увеличенных затратах на циркуляцию жидкости в двух контурах. Кроме того, в результате распыливания жидкости по коническим поверхностям со сбором капель на поверхности корпуса объем корпуса используется недостаточно эффективно, время контакта капель жидкости с газом мало.

Известны также технические решения, в которых используют вентилятор для интенсификации теплообмена и уменьшения таким образом габаритов градирни, например, приведенное в [4]. В известном техническом решении может быть получена значительная экономия места для установки градирни.

Однако это техническое решение имеет очень сложную конструкцию шахты, увеличенные расходы на изготовление. Увеличение скорости движения охлаждающего потока воздуха с помощью вентилятора при увеличенном гидравлическом сопротивлении воздушного тракта приводит к высоким эксплуатационным расходам.

Известны также другие технические решения, в которых используют теплообмен непосредственно между газом и каплями жидкости, распыливаемой с помощью форсунок, например в [5] газ пропускают снизу вверх через корпус устройства, в котором перпендикулярно направлению движения газа установлено две или более плоскостей, оборудованных распыливающими форсунками, причем направление распыливаемых капель жидкости выбрано близким к горизонтальному, а скорость распыливаемых капель составляет величину 10-15 м/сек. Таким образом, обрабатываемый газ пропускают через ряд завес капель жидкости, чем обеспечивается усиленный тепло- и массообмен между жидкостью и газом.

Однако известное техническое решение при использовании его в градирне энергетической установки имеет ряд недостатков, например увеличенные эксплуатационные расходы, связанные с необходимостью дополнительно обеспечить прокачивание газа через корпус устройства, сложную систему трубопроводов внутри корпуса, объем корпуса устройства используется недостаточно полностью.

Из известных технических решений наиболее близким объектом к заявляемому по совокупности существенных признаков является способ охлаждения жидкости в градирне энергетической установки, приведенный в описании изобретения, и устройство такой градирни [6] , принятые авторами за прототип заявляемого изобретения.

Принятый за прототип объект в части способа представляет собой способ охлаждения жидкости в градирне энергетической установки, при котором тепло отводят в воздух окружающей среды, при этом поток жидкости раздробляют в нижней части шахты и направляют против направления сил тяжести, заполняя объем шахты градирни, движение жидкости обеспечивают за счет напора, создаваемого насосом и за счет сил тяжести, а для движения в шахте потока воздуха используют естественную аэрацию. Принятый за прототип объект в части устройства представляет собой градирню энергетической установки, содержащую шахту, в нижней части которой установлено устройство для раздробления потока жидкости, причем направление выхода факела раздробленной жидкости установлено под углом вверх, содержащую также бассейн для сбора охлажденной воды, насос и трубопроводы.

Принятые за прототип способ и устройство обеспечивают увеличенный расход воздуха через шахту градирни. Для интенсификации теплообмена движение потока воздуха обеспечивают за счет эжектирования воздуха водным факелом.

Однако принятые за прототип способ и устройство имеют существенные недостатки, заключающиеся в том, что в этом техническом решении не приведены средства, позволяющие наиболее эффективно использовать объем шахты градирни, при работе распыливающих сопел относительная скорость движения капель воды и воздуха недостаточна, а размер капель воды не оптимальный, что приводит к уменьшению эффективности теплообмена.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности использования объема шахты градирни для осуществления теплообмена между каплями воды и воздухом.

В результате решения этой задачи достигнут новый технический результат, заключающийся в разработке конструкции градирни и способа охлаждения в ней жидкости, которые позволяют модернизировать имеющиеся на предприятиях градирни, уменьшить эксплуатационные расходы и обеспечить повышение эффективности охлаждения теплой воды. Использование изобретения при проектировании и изготовлении новых градирен позволит значительно снизить затраты на их создание и эксплуатацию, что повышает их конкурентоспособность в сравнении с известными.

Данный технический результат достигнут тем, что при осуществлении способа охлаждения жидкости в градирне энергетической установки, при котором тепло отводят в воздух окружающей среды, при этом поток жидкости раздробляют в нижней части шахты и направляют против направления сил тяжести, заполняя объем шахты градирни, движение жидкости обеспечивают за счет напора, создаваемого насосом и за счет сил тяжести, а для движения в шахте потока воздуха используют естественную аэрацию, при этом, согласно изобретению, раздробление потока жидкости выполняют до частиц величиной не более 0,9 мм эквивалентного диаметра и направляют раздробленную жидкость при скорости ее движения в нижней части шахты не менее 8 метров в секунду, и обеспечивают встречное движение потока раздробленной жидкости и охлаждающего воздуха, причем угол отклонения потока раздробленной жидкости от вертикали устанавливают по величине не более 30^o.

Для осуществления предлагаемого способа в градирне энергетической установки, содержащей шахту, в нижней части которой установлено устройство для раздробления потока жидкости, причем направление выхода факела раздробленной жидкости установлено под углом вверх, содержащей также бассейн для сбора охлажденной воды, насос и трубопроводы, согласно изобретению устройство для раздробления потока жидкости выполнено в виде центробежно-струйных форсунок, а насос установлен с напором не менее 0,12 МПа перед форсунками. При этом форсунки могут быть установлены по периферии шахты и в этом случае форсунки установлены с наклоном факела форсунки к центру шахты, а угол наклона факела форсунки выполнен по величине не более 30^o.

Отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что раздробление потока жидкости выполняют до частиц величиной не более 0,9 мм эквивалентного диаметра и направляют раздробленную жидкость при скорости ее движения в нижней части шахты не менее 8 метров в секунду, при этом обеспечивают встречное движение потока раздробленной жидкости и охлаждающего воздуха, причем угол отклонения потока раздробленной жидкости от вертикали устанавливают по величине не более 30^o. При этом жидкость в виде капель под действием сил инерции своей массы движется в пределах шахты сначала вверх, достигая в верхней зоне шахты нулевой абсолютной скорости, а затем вниз - под действием сил тяжести.

Такое техническое решение позволяет обеспечить наиболее протяженный путь капли жидкости в пределах шахты градирни и получить, таким образом, максимальное время отвода тепла от капли в охлаждающий воздух. При сравнительно небольших температурных напорах в процессе теплообмена между жидкостью и охлаждающим воздухом влияние коэффициентов теплопередачи на количество отводимого тепла существенно снижается в сравнении с другими процессами теплообмена. Определяющими факторами снижения температуры охлаждаемой жидкости становятся поверхность теплообмена и время течения процесса теплопередачи. Увеличенная поверхность капель жидкости в сравнении с пленкой, образуемой на поверхностях насадок башенных и вентиляторных градирен, позволяет получить в заявляемом изобретении увеличенное количество передаваемого от жидкости к охлаждающему воздуху тепла. Увеличение протяженности пути потока жидкости при контакте с потоком охлаждающего воздуха в два раза по сравнению с башенными и вентиляторными градирнями, орошаемыми сверху, позволяет также увеличить количество передаваемого от жидкости к охлаждающему воздуху тепла, что компенсирует некоторое снижение коэффициента теплоотдачи в сравнении, например, с вентиляторной градирней и получить существенный выигрыш за счет снижения энергозатрат.

Другой отличительной особенностью заявляемого способа является то, что раздробление жидкости осуществляют до частиц величиной не более 0,9 мм эквивалентного диаметра.

Такое техническое решение позволяет получить оптимальное соотношение поверхности капли для отвода тепла и испарения, причем потери воды с испарением при этом минимальны, что в итоге повышает эффективность теплоотвода.

Научные исследования и эксперименты, выполненные авторами, показали, что при размере частиц, капель жидкости более чем 0,9 мм эквивалентного диаметра существенно снижается удельная площадь поверхности контакта взаимодействующих сред, что приводит к снижению эффективности охлаждения теплых вод. Спектр размеров капель жидкости определяется размерами диаметра сопла распыливающей форсунки и ее конструкцией. Эксперименты, выполненные авторами, показали, что при появлении в факеле форсунки существенного количества частиц жидкости с размером капель, превышающем 0,9 мм, снижение температуры охлаждаемой воды достигается на 2. ..3^oC меньше, что для работы градирни является весьма существенным и ухудшает все показатели работы энергетической установки.

Еще одной отличительной особенностью заявляемого способа является то, что обеспечивают встречное движение потока раздробленной жидкости и охлаждающего воздуха за счет скорости жидкости. Достигается это благодаря следующей отличительной особенности заявляемого способа, а именно той, что скорость движения раздробленной жидкости при ее подаче в нижней части шахты устанавливают не менее 8 метров в секунду. При этом получают при наибольшем в процессе теплообмена температурном напоре наибольшее значение коэффициента теплоотдачи и тем самым оптимизируют затраты и выгоду, получаемые в известных технических решениях.

Научные исследования и эксперименты, выполненные авторами, показали, что при скорости движения капель жидкости менее чем 8 м/сек тонкость распыла в известных конструкциях форсунок оказывается недостаточной для получения требуемого размера (менее 0,9 мм) капель жидкости. Кроме того, при скорости движения капель жидкости менее чем 8 м/сек практически исчезает эжектирующий эффект, эжекция воздуха в факел форсунки оказывается недостаточной, что ухудшает результирующий охлаждающий эффект.

Характеристика зависимости по высоте шахты относительной скорости потока жидкости и потока охлаждающего воздуха приведена на фиг. 3. Средняя скорость движения охлаждающего воздуха определяется как его расход, деленный на площадь поперечного сечения шахты, и для заявляемой градирни составляет величину порядка 3 м/сек. Расход воздуха при использовании аэрации, то есть движения воздуха без использования вентилятора, а только за счет температурного напора и эжектирующего эффекта впрыскиваемой жидкости, можно принять постоянной величиной. При впрыскивании жидкости в объем шахты градирни скорость потока жидкости превышает скорость движения воздуха, но затем под действием силы тяжести скорость капель жидкости уменьшается и после достижения верхней точки пути изменяется на противоположную и начинает увеличиваться до величины свободного падения капли в воздухе, что и представлено на фиг. 3.

Из анализа фиг. 3 следует, что в заявляемой градирне наиболее оптимально в сравнении с известными используется возможность интенсификации теплообмена за счет повышения коэффициента теплоотдачи, величина которого зависит от относительной скорости движения охлаждающего и охлаждаемого потоков. Наибольшая относительная скорость поддерживается в заявляемом объекте при наибольшем температурном перепаде. Использование, например, орошаемой насадки в известных вентиляторных градирнях приводит к уменьшению скорости движения жидкости, и выигрыш за счет увеличения скорости движения воздуха в сравнении с заявляемым изобретением исчезает.

Заявляемый способ позволяет также оптимизировать габарит сооружения градирни в поперечном сечении. Отличительной особенностью заявляемого способа является также то, что при подаче раздробленной жидкости в нижней части шахты отклонение потока от вертикали устанавливают по величине не более 30^o.

Такое техническое решение позволяет значительно лучше использовать поперечный габарит градирни, что особо существенно при модернизации действующих градирен с использованием заявляемого изобретения. Кроме того, это техническое решение дает дополнительный положительный эффект, заключающийся в эжектировании потока охлаждающего воздуха за счет формирования относительной скорости потоков жидкости и охлаждающего воздуха с получением дополнительного эжектирующего эффекта по центру шахты градирни.

Эксперименты, выполненные авторами, показали, что при отклонение потока капель жидкости от вертикали более 30^o капли достигают стенок шахты и оседают на них в виде пленки, что уменьшает поверхность контакта жидкости и воздуха, приводит к снижению эффективности отвода тепла.

При использовании упомянутых выше отличительных особенностей заявляемого изобретения появляется также возможность более эффективно использовать естественную аэрацию для движения в шахте потока воздуха. Наибольшие относительные скорости капель воды и воздуха достигаются при этом в нижней зоне шахты (см. фиг. 3), а в верхней зоне, где установлен каплеуловитель, относительная скорость невелика, что значительно снижает унос воды, например, в сравнении с вентиляторными градирнями.

Это позволяет осуществить эффективный отвод тепла и в то же время значительно снизить унос воды с потоком воздуха. Кроме того, использование естественной аэрации не требует каких-либо дополнительных энергетических затрат, что снижает эксплуатационные расходы.

Градирня энергетической установки для осуществления заявляемого способа кроме элементов, обеспечивающих выполнение рассмотренных выше функций, которые в основном могут быть реализованы уже известными средствами, имеет дополнительно свои отличительные особенности, обеспеченные разделением функций между элементами установки.

Первой отличительной особенностью конструкции является то, что устройство для раздробления потока жидкости выполнено в виде центробежно-струйных форсунок, установленных в нижней части шахты, и она снабжена насосом с напором не менее 0,12 МПа перед форсунками.

Конструкция центробежно-струйных форсунок разработана авторами на основании теоретических положений, изложенных в [7 стр. 26...93, 189...206]. Испытания этих форсунок показали, что они обеспечивают требуемый спектр размеров капель жидкости (эквивалентный диаметр менее 0,9 мм) при высоте факела до 7. . . 9 метров, что соответствует габаритам используемых на большинстве энергетических установок шахт градирен, при условии, что напор жидкости перед форсунками составляет величину не менее 0,12 МПа. При снижении давления жидкости перед форсункой ниже 0,12 МПа появляется неравномерность спектра образующихся капель жидкости, существенно снижающая эффективность охлаждения. Кроме того, уменьшается высота факела распыла, что также не позволяет достаточно эффективно использовать объем шахты градирни.

Особенностью распыливания жидкости центробежно-струйными форсунками является то, что жидкость в форсунке разделяют на два потока: один пропускают через винтовые каналы вкладыша, а второй формируют пропусканием части жидкости через осевое отверстие во вкладыше. Закрученный и осевой потоки взаимодействуют в камере смешения и в сопловом канале форсунки. В результате взаимодействия этих потоков сформируется факел распыленной жидкости, причем поток жидкости распадается на капли уже на расстоянии порядка 100 мм от среза сопла [8] стр. 106-109, рис. 5.3, при этом достигается достаточно большая высота факела, позволяющая заполнить каплями весь объем шахты градирни.

Жидкость, покинув форсунку, на своем пути проходит несколько стадий, которые подробно описаны в [4, глава 2]: формирование капель, формирование газожидкостного факела, движение в зоне свободного течения и т.д. Исследования показали, что основной эффект тепломассообмена имеет место именно в зоне свободного течения, когда капельный поток, двигаясь с высокой скоростью, интенсивно эжектирует газ, образуя газожидкостной факел. Исследования, проведенные для градирни энергетической установки, показали, что существенное влияние на величину охлаждения теплых вод (Δ t_ж- разницу температур поступающей в градирню воды и охлажденной воды) оказывает диаметр соплового канала форсунки, угол раскрытия факела и давление жидкости перед форсункой.

При увеличении диаметра соплового канала увеличивается диаметр капель и соответственно уменьшается удельная площадь поверхности контакта жидкости и газа, коэффициент эжекции и время пребывания капель в зоне контакта.

При увеличении угла раскрытия факела эффективность процессов в зоне свободного течения факела возрастает. Однако чем больше угол раскрытия, тем короче становится эта зона и тем меньше результирующий охлаждающий эффект.

Наиболее существенное возрастание эффективности процесса охлаждения воды наблюдается при повышении давления перед форсункой в пределах от 0,12 до 0,2 МПа. Дальнейшее увеличение давления дает незначительный прирост Δt_ж при значительном увеличении энергозатрат.

При указанных параметрах имеет место полидисперсный распыл, который обычно представляют условно мелкодисперсным, характеризующимся средним диаметром капель. Из всех видов усреднения обычно используют объемно-поверхностный диаметр (диаметр по Заутеру) капли, который позволяет рассчитать объем и площадь реального распыла:

где d_i - диаметр капель i-ой фракции; n_i - число капель в i-ой фракции; m - количество фракций, на которые распыляются капли в факеле.

Таким образом, именно использование центробежно-струйных форсунок позволяет достичь при Δt_ж до 25^o температуру охлажденной воды в пределах температуры мокрого термометра плюс 4 - 5^o.

Другой отличительной особенностью конструкции является то, что в изобретении предусмотрен вариант, при котором форсунки установлены по периферии шахты. Этот вариант позволяет более эффективно использовать поперечный габарит шахты градирни, что весьма существенно при модернизации действующих градирен согласно заявляемому изобретению. При этом используется еще одна отличительная особенность конструкции - то, что форсунки установлены с наклоном факела форсунки к центру шахты.

Эта отличительная особенность позволяет использовать увеличенную скорость движения потока жидкости для эжектирования охлаждающего воздуха, что улучшает теплообмен и обеспечивает требуемое охлаждение жидкости.

Отличительной особенностью конструкции является и то, что угол наклона факела форсунки выполнен по величине не более 30^o. Эта отличительная особенность также позволяет обеспечить эжектирование воздуха за счет того, что в центральной зоне шахты относительная скорость частиц жидкости и воздуха оказывается выше, чем на периферии. В то же время сохраняется равномерность заполнения объема шахты капельками жидкости. Эксперименты показали, что при угле наклона факела форсунки более 30^o на стенках шахты оседает увеличенное количество капель, образуется пленка жидкости, что уменьшает поверхность теплообмена и снижает эффективность охлаждения.

Таким образом, приведенные отличительные особенности заявляемого изобретения в сравнении с известными техническими решениями позволяют создать дешевую и эффективно работающую градирню для любой промышленной энергетической или технологической установки, что соответственно обеспечит его конкурентоспособность на современном рынке.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема градирни энергетической установки, поясняющая осуществление заявляемого способа.

На фиг. 2 изображен вариант установки форсунок по периферии шахты с наклоном к центру.

На фиг. 3 представлено изменение относительной скорости движения капель воды и охлаждающего воздуха по высоте шахты.

Заявляемая градирня содержит шахту 1, в которой установлено устройство для раздробления потока жидкости, выполненное в виде водораспределительного коллектора 2 и форсунок 3, причем направление выхода факела раздробленной жидкости установлено под углом вверх. Градирня содержит также бассейн 4 для сбора охлажденной воды, насос 5 и трубопроводы, соединяющие теплообменное оборудование 6 энергетической установки с насосом 5 и водораспределительным коллектором 2. При этом устройство для раздробления потока жидкости выполнено в виде центробежно-струйных форсунок 3, установленных в нижней части шахты 1. Градирня снабжена насосом 5 с напором, обеспечивающим давление, которое контролируется манометром 7, не менее 0,12 МПа перед форсунками 3. При модернизации действующих установок и повышенном гидравлическом сопротивлении охлаждаемого оборудования может быть установлен дополнительный насос перед форсунками 3 для обеспечения указанного напора.

Градирня содержит систему воздушной аэрации, которая включает размещенные в нижней части шахты 1 окна 8, каплеуловитель 9 и дефлектор 10.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Охлаждающую воду из бассейна 4 с помощью насоса 5 подают для охлаждения теплообменного оборудования 6. Подогретая вода поступает в водораспределительный коллектор 2 и с помощью центробежно-струйных форсунок 3 распыливается в объем шахты 1.

При напоре воды перед форсунками 3 не менее 0,12 МПа образуется факел водяных капель с размером частиц жидкости не более 0,9 мм эквивалентного диаметра. Направление факелов устанавливают снизу вверх, и капли воды, выбрасываемые из форсунок со скоростью не менее 8 м/сек, движутся вверх против сил тяжести, заполняя объем шахты 1.

В случае, когда поперечное сечение шахты 1 увеличено, форсунки 3 размещены по периферии шахты 1, как это показано на фиг. 2, и направление выхода факелов водяных капель установлено вверх с наклоном факела форсунки к центру шахты под углом не более чем 30^o от вертикали. При этом капли жидкости также заполняют объем шахты 1 и движутся против сил тяжести.

Достигая верхней зоны шахты 1, капли теряют свою скорость и под действием сил тяжести падают вниз, проходят второй раз через объем шахты 1 и собираются в бассейне 4.

Охлаждающий воздух поступает в объем шахты 1 из атмосферы через окна 8 и движется снизу вверх под действием температурного напора, создаваемого при отборе тепла от жидкости, а также под действием сил эжекции, движущихся с повышенной скоростью капель жидкости. В верхней зоне шахты 1, где скорость движения определяется только потоком воздуха, так как капли жидкости под действием сил тяжести первоначальную скорость потеряли, на каплеуловителе происходит отделение тех капель жидкости, которые захватывает поток воздуха. Так как скорость потока воздуха в заявляемой градирне меньше, чем, например, в вентиляторной градирне, потоком воздуха захватываются только очень мелкие капли, которые затем коалесцируют на поверхностях каплеуловителя и под действием сил тяжести увлекаются вниз, в бассейн 4, проходя через объем шахты 1. Потери охлаждаемой воды с потоком воздуха составляют при этом минимальную величину.

Таким образом, приведенные отличительные особенности заявляемого изобретения в сравнении с прототипом повышают конкурентоспособность заявляемого технического решения, так как оно обеспечивает повышение экономичности эксплуатации.

Расчеты и эксперименты, выполненные авторами, показали, что в сравнении с наиболее эффективными известными вентиляторными градирнями, которые обеспечивают понижение температуры теплых вод на 12...15^oC, заявляемое изобретение обеспечивает понижение температуры теплых вод до 15...20^oC при значительном уменьшении энергозатрат при эксплуатации и уменьшении капиталовложений на сооружение градирни.

Библиографические данные источников информации
1. Гурвич С.М., Кострикин Ю.М. "Оператор водоподготовки", М.: Энергоиздат, 1981 г.

2. Авторское свидетельство СССР N 1366842, F 28 C 3/06, 1986, опубл. к Бюлл. N 2, 1988 г.

3. Европейская патентная заявка EP 0097097, F 28 C 3/06, опубл. 28.12.83.

4. Авторское свидетельство СССР N 1601490, F 28 C 1/00, 1988, опубл. в Бюлл. N 39, 1990 г.

5. Международная патентная заявка WO 93/18842, B 01 D 47/06, F 28 C 1/00, опубл. 30.09.93.

6. Патент Франции N 1590956, F 28 C 1/00, опубл. 29.05.70. - прототип.

7. Галустов B.С. "Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике". М.: Эпергоатомиздат, 1989 г.

8. Пажи Д.Г., Галустов B.С. "Основы техники распыливания жидкостей". М.: Химия, 1984 г.

Изобретение относится к оборудованию энергетических установок и касается средств, обеспечивающих охлаждение воды, используемой в качестве рабочего тела установки. Способ охлаждения жидкости в градирне заключается в том, что получают факел капель жидкости с размерами частиц величиной в среднем 0,7 - 0,9 мм эквивалентного диаметра, причем угол отклонения оси факела капель жидкости от вертикали устанавливают по величине не более 30^o и направляют раздробленную жидкость во внутрь шахты при скорости движения жидкости в нижней части шахты 8 - 9 м/с. Изобретение позволяет повысить эффективность использования объема шахты градирни при осуществлении теплообмена между каплями воды и воздухом и упростить конструкцию градирни. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ охлаждения жидкости в градирне энергетической установки, при котором тепло отводят в воздух окружающей среды, при этом поток жидкости разделяют на несколько потоков и каждый из них раздробляют на капли в нижней части шахты с помощью распыливающего устройства, направляют полученный факел капель жидкости против направления сил тяжести, заполняя объем шахты градирни, движение жидкости обеспечивают за счет напора, создаваемого насосом и за счет сил тяжести, а для движения в шахте потока воздуха используют естественную аэрацию, отличающийся тем, что получают факел капель жидкости с размерами частиц величиной в среднем 0,7 - 0,9 мм эквивалентного диаметра, причем угол отклонения оси факела капель жидкости от вертикали устанавливают по величине не более 30^o и направляют раздробленную жидкость во внутрь шахты при скорости движения жидкости в нижней части шахты 8 - 9 м/с. 2. Градирня энергетической установки для осуществления способа охлаждения жидкости, содержащая шахту, в нижней части которой установлено устройство для раздробления потока жидкости, причем направление выхода факела раздробленной жидкости установлено под углом вверх, бассейн для сбора охлажденной воды, насос и трубопроводы, отличающаяся тем, что устройство для раздробления потока жидкости выполнено в виде центробежно-струйных форсунок, а насос установлен с напором 0,12 - 0,15 МПа перед форсунками. 3. Градирня энергетической установки по п. 2, отличающаяся тем, что форсунки установлены по периферии шахты с наклоном оси факела форсунки к центру шахты по величине не более 30^o.