БЛОК ВОДОУЛОВИТЕЛЯ ГРАДИРНИ Российский патент 2002 года по МПК F28F25/08 

Изобретение относится к тепло-массообмену, в частности к конструктивным элементам тепло-массообменных аппаратов, например градирен, и может быть использовано в аппаратах для охлаждения воды в водооборотных циклах промышленных предприятий при непосредственном контактировании сред.

Известен водоуловитель градирни, содержащий параллельно установленные изогнутые пластины с вертикальными и наклонными участками (см. патент США 2882996, НКл. 96/356, 1959).

Недостатком данной конструкции водоуловителя является невысокая эффективность водоулавливания из-за того, что отделившаяся на вогнутой части пластин влага выносится воздушным потоком из градирни.

Известен также водоуловитель градирни, содержащий установленную в корпусе решетку из рядов наклонных к горизонтали под углом 45^o пластин. Пластины верхнего ряда установлены под прямым углом относительно пластин нижнего ряда. Пластины верхнего ряда содержат на выходных кромках лотки, с торцов которых удаляется влага (см. авторское свидетельство СССР 1262251, МПК F 28 С 1/02, 1986).

Недостатком этой конструкции водоуловителя является его высокое аэродинамическое сопротивление из-за резкого поворота воздушного потока при переходе его с нижнего ряда пластин на верхний. Кроме того, наличие лотков, изогнутых навстречу воздушному потоку, создает дополнительное сопротивление потоку. Наконец, необходимость крепления и фиксации каждой пластины в отдельности делает монтаж водоуловителя трудоемким.

Наиболее близким к предлагаемому блоку водоуловителя по технической сущности и достигаемому эффекту является блок водоуловителя градирни, содержащий отбойные элементы волнистого профиля, скрепленные стержнями, с центральным отверстием под стержни, а также дистанционирующие прокладки, расположенные между отбойными элементами (см. патент РФ 2044994, МПК F 28 F 25/08, 1995).

Недостаток этого блока водоуловителя заключается в том, что он не содержит элементов для организованного отвода капельной влаги. Наличие выступов на дистанционирующих прокладках и соответствующих отверстий на отбойных элементах при необходимости их совмещения повышает трудоемкость монтажа.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности водоулавливания за счет более высокой степени сепарации влаги из паровоздушного потока и снижение трудоемкости монтажа блока водоуловителя.

Технический результат достигается тем, что блок водоуловителя градирни содержит отбойные элементы волнистого профиля, скрепленные стержнями, дистанционирующие прокладки, расположенные между отбойными элементами, при этом отбойные элементы изогнуты по дуге окружности в одну и ту же сторону, а на их нижних и верхних торцах выполнены лотки цилиндрической формы, открытые со стороны паровоздушного потока, причем отношение диаметров нижних и верхних лотков составляет 1,2...1,5.

Выполнение лотков цилиндрической формы, открытых со стороны паровоздушного потока, приводит к беспрепятственному входу потока в лотки и его завихрению в них. В результате действия возникающей центробежной силы из потока начинают активно выделяться капли влаги и отбрасываться к стенкам лотков. Затем капли укрупняются, стекают и собираются на дне лотков. С их торцов влага организованно удаляется в объем градирни.

Выполнение отбойных элементов по дуге окружности направлено на дальнейшее выделение влаги из потока под действием центробежной силы при его движении по криволинейному участку.

Наконец, окончательно остаточная влага сепарируется из потока в верхних лотках, работающих так же, как и нижние лотки.

В результате трехкратной сепарации влаги из паровоздушного потока эффективность водоулавливания повышается.

Поскольку в верхних лотках в единицу времени отделяется меньшее количество влаги, чем в нижних лотках, то рационально принять соотношение диаметров нижних и верхних лотков в пределах 1,2...1,5.

Увеличение этого соотношения приводит к увеличению диаметра нижних лотков и к увеличению расхода материала. Уменьшение соотношения /менее 1,2/ приводит к увеличению диаметра верхних лотков, что тоже связано с увеличением материалоемкости конструкции.

В данной конструкции блока водоуловителя по сравнению с прототипом предусмотрена более простая схема его монтажа, когда отбойные элементы, чередуясь с дистанционирующими прокладками, нанизываются на скрепляющие стержни. В предлагаемой конструкции отсутствуют дополнительные поверхности для контактирования этих элементов, в результате чего монтаж становится технологичнее. Дополнительные поверхности заменены в данной конструкции небольшим предварительным напряжением отбойных элементов при монтаже.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого блока водоуловителя градирни;
на фиг.2 изображена дистанционирующая прокладка;
на фиг.3 - разрез А-А дистанционирующей прокладки на фиг.2.

Блок водоуловителя градирни содержит чередующиеся волнистые отбойные элементы 1 и дистанционирующие прокладки 2, которые имеют сквозные отверстия 3 под скрепляющие стержни 4. Для фиксации собранного блока торцы скрепляющих стержней 4 развальцовывают. Отбойные элементы 1 изогнуты по дуге окружности в одну и ту же сторону. На нижних торцах отбойных элементов 1 выполнены лотки 5, а на верхних - лотки 6. Лотки 5 и 6 имеют цилиндрическую форму и открыты со стороны паровоздушного потока, причем отношение диаметров нижних и верхних лотков 5 и 6 составляет 1,2...1,5.

Блок водоуловителя работает следующим образом.

Нагретую в некоторых производствах оборотную воду направляют в градирню, где она охлаждается при противоточной подаче ее с воздухом, засасываемым из атмосферы вентилятором, или за счет естественной тяги. В процессе испарительного охлаждения температура воды понижается. Образующийся в процессе охлаждения пар, содержащий капельную влагу в смеси с воздухом, увлекается вверх, проходит через водоуловитель и выводится в атмосферу.

Задачей водоулавливания является снижение до минимума потерь воды из градирни в виде каплеуноса, а значит, и из всей водооборотной системы. При этом снижается подпитка системы дорогостоящей водопроводной водой.

Процесс водоулавливания в блоке водоуловителя происходит на трех участках пути паровоздушного потока /I, II, III, см. фиг.1/. Форма пути и площадь поперечного сечения каналов задаются формой и сечением дистанционирующих прокладок 2 /фиг. 2, 3/. При движении потока по участку I часть потока попадает в цилиндрический канал, происходит завихрение потока, в результате которого под действием центробежной силы капельная влага активно сепарируется и оседает на стенках лотка 5, а затем на его дне. Дальнейшее выделение влаги из потока происходит на участке II, где под действием центробежной силы капли влаги отбрасываются на вогнутую поверхность отбойных элементов 1. Накапливаясь на этой поверхности, укрупняясь, капли могут сливаться в ручейки, а последние перетекают в нижние лотки 5. С торцов нижних лотков 5 каждого элемента 1 блока водоуловителя отсепарированная влага непрерывно удаляется в объем градирни. Наконец, окончательно влага удаляется из паровоздушного потока на участке III, где поток перед выходом из водоуловителя попадает и закручивается в лотках 6 на верхних торцах отбойных элементов 1. Поскольку здесь отделяется меньшее количество влаги, чем в нижних лотках 5, то их диаметр рационально выполнить меньше.

Таким образом, трехкратное извлечение капельной влаги из потока повышает эффективность водоулавливания. Поток, пройдя через водоуловитель, выводится из градирни в атмосферу.

Изобретение относится к конструктивным элементам тепломассообменных аппаратов, например градирен. Блок водоуловителя градирни содержит отбойные элементы волнистого профиля, скрепленные стержнями, дистанционирующие прокладки, расположенные между отбойными элементами. Отбойные элементы изогнуты по дуге окружности в одну и ту же сторону, а на их нижних и верхних торцах выполнены лотки цилиндрической формы, открытые со стороны паровоздушного потока, причем отношение диаметров нижних и верхних лотков составляет 1,2 - 1,5. Изобретение позволит увеличить степень сепарации влаги в водоуловителе и снизить трудоемкость монтажа. 3 ил.

Блок водоуловителя градирни, содержащий отбойные элементы волнистого профиля, скрепленные стержнями, дистанционирующие прокладки, расположенные между отбойными элементами, отличающийся тем, что отбойные элементы изогнуты по дуге окружности в одну и ту же сторону, а на их нижних и верхних торцах выполнены лотки цилиндрической формы, открытые со стороны паровоздушного потока, причем отношение диаметров нижних и верхних лотков составляет 1,2 - 1,5.