ГРАДИРНЯ Российский патент 2001 года по МПК F28C1/00 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для высокоманевренного охлаждения жидкости в градирнях.

Известна вентиляторная градирня, применяемая в оборотном водоснабжении, требующем устойчивого и глубокого охлаждения воды при высоких удельных гидравлических и тепловых нагрузках (см. "Пособие по проектированию градирен" (к СНиП 2.04.02-84), ВНИИ ВОДГЕО Госстрой СССР, Москва, 1989, стр. 6 п.2 "Вентиляторные градирни").

Технологическая схема вентиляторной градирни включает в себя: оболочку (корпус), водораспределительное устройство, ороситель, водоуловитель, водосборный бассейн, вентиляторную установку с диффузором. Вентиляторная градирня может быть противоточной или поперечно-точной в зависимости от направления движения по отношению друг к другу воды и воздуха, а также капельной, капельно-пленочной и пленочной в зависимости от конструкции охладительного устройства.

В известных вентиляторных градирнях эффективность охлаждения зависит от мощности вентилятора и расходов тепла и воды в зоне тепломассообмена. При контакте охлажденной воды и наружного воздуха, который имеет место как при нагнетательной, так и при отсасывающей системах вентиляции, обмерзание в зоне входа воздуха серьезно нарушает режим работы градирни при отрицательных температурах наружного воздуха.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является градирня, содержащая вытяжную башню с противоточной ступенью оросителя в центральной зоне и поперечно-точной ступенью оросителя и водораспределительным устройством, расположенными по периферии, центральное водораспределительное устройство, водосборный бассейн, снабженный перегородкой с отверстием для трубопровода отвода охлажденной воды, разделяющей бассейн на центральный и периферийный отсеки, первый из которых расположен под противоточной ступенью оросителя, а последний - под его поперечно-точной ступенью, всасывающую трубу, трубопровод горячей воды, причем трубопровод отвода охлажденной воды сообщен с центральным отсеком бассейна (см. авторское свидетельство СССР N 868297, МПК F 28 C 1/06, 1981).

Основным недостатком такой градирни является возникновение обмерзания входных окон и зоны тепломассообмена в периферийной поперечно-точной ступени или, в случае ее отключения, в центральной противоточной ступени градирни, а также уменьшение возможности широкой маневренности процесса охлаждения жидкости, повышения эффективности охлаждения жидкости при различных гидравлических и тепловых нагрузках на градирню, снижения шума от падающей в бассейн воды.

Задачей предлагаемого изобретения является исключение обмерзания водных окон и оросителя в зимний период эксплуатации, когда используется тяга как вентилятора, так и эжекционная, благодаря чему происходит исключение бокового выноса воды, повышение маневренности процесса охлаждения, а также уменьшение шума от падающей в бассейн воды.

Задача решается тем, что градирня содержит вытяжную башню с противоточной ступенью оросителя в центральной зоне градирни и поперечно-точной ступенью оросителя и с водораспределительным устройством, расположенными в периферийной зоне, центральное водораспределительное устройство, водосборный бассейн, снабженный перегородкой с отверстием под трубопровод отвода охлажденной воды, разделяющей бассейн на центральный и периферийный отсеки, первый из которых расположен под противоточной ступенью оросителя, а последний - под его поперечно-точной ступенью, всасывающую трубу, трубопровод горячей воды, при этом трубопровод отвода охлажденной воды сообщен с центральным отсеком бассейна. Кроме того, градирня содержит внешнюю оболочку, выполненную сплошной от основания до уровня водораспределительного устройства периферийной зоны градирни, под которым расположен ороситель, между центральной и периферийной зонами градирни расположена вертикальная непроницаемая перегородка в виде шахты, нижнее окончание которой не доходит до уровня водосборного бассейна на величину ширины или больше ширины периферийной зоны градирни, в верхней части шахта соединена с диффузором с размещенным в нем вентилятором, под которым установлено водоуловительное устройство, кроме того, в верхней части шахты расположен верхний горизонтальный отражательный экран с отогнутыми и с прорезями краями-рассекателями пленки движущейся воды на капли, а центральное водораспределительное устройство размещено внизу во внутренней зоне шахты или под нижним ее окончанием и снабжено форсунками, направленными вверх и под углом β = 45....90^o, к горизонтали так, чтобы верхняя часть образованных форсунками факелов разбрызгивания при соприкосновении их со стенкой шахты не выходила за пределы верхнего горизонтального отражательного экрана, а на всей внутренней поверхности шахты расположены отражательные экраны такие же, как и в верхней части шахты, по углом α = 90. . . 135^o, высоконапорный насос, соединенный с центральным водораспределительным устройством и со всасывающей трубой, при этом всасывающая труба расположена в периферийном отсеке водосборного бассейна и снабжена оголовком, соединенным с трубопроводом горячей воды, причем всасывающая труба и трубопровод горячей воды снабжены вентилями.

На фиг. 1 показан вертикальный разрез градирни;
на фиг. 2 - плановая картина центральной и периферийной зон охлаждения со схемой расположения трубопроводов и форсунок;
на фиг. 3 - схематично показан фрагмент вертикального разреза шахты;
на фиг. 4 - плановый вид стенки шахты и подводящего трубопровода центрального водораспределительного устройства с форсунками.

Вентиляторная градирня содержит диффузор 1, вентилятор 2, водоуловительное устройство 3, внешнюю оболочку 7, выполненную сплошной от основания до уровня водораспределительного устройства 5 периферийной зоны градирни, под которым расположен ороситель 9, между центральной и периферийной зонами градирни расположена вертикальная непроницаемая перегородка в виде шахты 10, в верхней части шахты 10 расположен верхний горизонтальный отражательный экран 8 с отогнутыми и с прорезями краями-рассекателями 22, центральное водораспределительное устройство 11 размещено внизу во внутренней зоне шахты 10 или под ее нижним окончанием и снабжено форсунками 12, направленными вверх и под углом β = 45...90^o, к горизонтали так, чтобы верхняя часть образованных форсунками 12 факелов разбрызгивания при соприкосновении их со стенкой шахты 10 не выходила за пределы верхнего горизонтального отражательного экрана 8, а по всей внутренней поверхности шахты 10 расположены отражательные экраны 8 такие же, как и в верхней части шахты 10, под углом α = 90. . .135^oC. Градирня содержит водосборный бассейн, снабженный перегородкой 13 с отверстием под трубопровод 15 отвода охлажденной воды, разделяющей бассейн на центральный и периферийный отсеки 16 и 14, первый из которых расположен под противоточной ступенью оросителя, а последний - под его поперечно-точной ступенью. Кроме того, градирня содержит всасывающую трубу 17, трубопровод 21 горячей воды, при этом трубопровод 15 отвода охлажденной воды сообщен с центральным отсеком 16 бассейна. Высоконапорный насос 19 соединен с центральным водораспределительным устройством 11 со всасывающей трубой 17, при этом всасывающая труба 17 расположена в периферийном отсеке 14 водосборного бассейна и снабжена оголовком 18, соединенным с трубопроводом 21 горячей воды, причем всасывающая труба 17 и трубопровод 21 горячей воды снабжены вентилями 20.

Градирня работает следующим образом. А период жаркого времени года, требующего максимального тепломассообмена, нагретая вода посредством открытия или закрытия соответствующих вентилей 20 подводится к периферийному водораспределительному устройству 5, включается вентилятор 2 и охлаждение расхода воды происходит в периферийной зоне в режиме прямотока в оросительном устройстве, факеле разбрызгивания и в капельном потоке под оросительным устройством, проходящим сверху вниз внешним атмосферным воздухом. Далее за счет тяги вентилятора и эжжекционного эффекта форсунок 12 центрального водораспределительного устройства 11, напор на которых при этом повышается за счет включения высоконапорного насоса 19 с забором воды из периферийного отсека водосборного бассейна градирни, воздух, проходя через зону капельного потока, продолжает съем тепла в центральной зоне градирни, затем после охлаждения вода попадает в центральный отсек 16 водосборного бассейна, а из него в трубопровод 15 отвода охлажденной воды, а воздух, проходя через водоуловительное устройство 3, выбрасывается в атмосферу.

При низких положительных температурах наружного воздуха в систему охлаждения включается периферийный контур и центральный капельный контур, с забором расхода воды из периферийного отсека 14 водосборного бассейна градирни. Вентилятор 2 при этом не включается.

При отрицательных температурах наружного воздуха в охладительный цикл включается периферийный и центральный контуры с забором воды из трубопровода 21 горячей воды с пониженными расходами. Вентилятор 2 при этом не включается.

При очень низких отрицательных температурах наружного воздуха с помощью высоконапорного насоса 2 горячая вода подается в центральную брызгальную зону градирни, периферийная зона градирни отключается и также не включается вентилятор 2.

Изобретение предназначено для охлаждения жидкости в градирнях. Градирня содержит внешнюю оболочку, выполненную сплошной от основания до уровня водораспределительного устройства периферийной зоны градирни, под которым расположен ороситель, между центральной и периферийной зонами градирни расположена вертикальная непроницаемая перегородка в виде шахты, в верхней части шахты расположен верхний горизонтальный отражательный экран с отогнутыми и с прорезями краями-рассекателями пленки движущейся воды на капли, центральное водораспределительное устройство размещено внизу во внутренней зоне шахты или под нижним ее окончанием и снабжено форсунками, направленными вверх и под углом 45. . .90° к горизонтали, а на всей внутренней поверхности шахты расположены отражательные экраны, такие же, как и в верхней части шахты, под углом 90. ..135°. Изобретение позволяет исключить обмерзание входных окон и оросителя в зимний период, повысить маневренность процесса охлаждения, а также уменьшить шум от падающей в бассейн воды. 4 ил.

Градирня, содержащая вытяжную башню с противоточной ступенью оросителя в центральной зоне градирни и поперечно-точной ступенью оросителя и с водораспределительным устройством, расположенными в периферийной зоне, центральное водораспределительное устройство, водосборный бассейн, снабженный перегородкой с отверстием под трубопровод отвода охлажденной воды, разделяющей бассейн на центральный и периферийный отсеки, первый из которых расположен под противоточной ступенью оросителя, а последний - под его поперечно-точной ступенью, всасывающую трубу, трубопровод горячей воды, при этом трубопровод отвода охлажденной воды сообщен с центральным отсеком бассейна, отличающаяся тем, что градирня содержит внешнюю оболочку, выполненную сплошной от основания до уровня водораспределительного устройства периферийной зоны градирни, под которым расположен ороситель, между центральной и периферийной зонами градирни расположена вертикальная непроницаемая перегородка в виде шахты, нижнее окончание которой не доходит до уровня водосборного бассейна на величину ширины или больше ширины периферийной зоны градирни, в верхней части шахта соединена с диффузором с размещенным в нем вентилятором, под которым установлено водоуловительное устройство, кроме того, в верхней части шахты расположен верхний горизонтальный отражательный экран с отогнутыми и с прорезями краями-рассекателями пленки движущейся воды на капли, а центральное водораспределительное устройство размещено внизу во внутренней зоне шахты или под нижним ее окончанием и снабжено форсунками, направленными вверх и под углом β=45...90^o к горизонтали так, чтобы верхняя часть образованных форсунками факелов разбрызгивания при соприкосновении их со стенкой шахты не выходила за пределы верхнего горизонтального отражательного экрана, а на всей внутренней поверхности шахты расположены отражательные экраны, такие же, как и в верхней части шахты, под углом α=90...135^o, высоконапорный насос, соединенный с центральным водораспределительным устройством и с всасывающей трубой, при этом всасывающая труба расположена в периферийном отсеке водосборного бассейна и снабжена оголовком, соединенным с трубопроводом горячей воды, причем всасывающая труба и трубопровод горячей воды снабжены вентилями.