ГРАДИРНЯ Российский патент 2003 года по МПК F28C1/02 

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.

Обычно градирня состоит из башни с размещенными в верхней ее части водораспределителем и оросителем, а также из воздухозаборных окон в нижней ее части, где размещается и бассейн для сбора охлажденной воды.

Для интенсификации процесса охлаждения горячей воды в конструкциях градирен применяются струйные насосы типа эжекторов, как это имеет место по а. с. СССР 1158845 /1/, либо подача охлаждаемой жидкости в полость башни осуществляется через центробежные форсунки, как это имеет место для схем градирен по а.с. 1150465, 1702144 /2, 3/.

Другой важной проблемой охлаждения воды с помощью градирен является уменьшение уноса воды в виде пара из рабочей полости башни потоками подаваемого в нее воздуха.

Задача изобретения - интенсификация тепло-массообмена, уменьшение металлоемкости башни градирни за счет уменьшения ее высоты, уменьшение уноса воды из рабочей полости башни.

Задача решается за счет градирни, содержащей башню с воздуховходными окнами, выполненными по кольцу в нижней ее части, бассейн для сбора воды, водовоздушные эжекторы, башня закрыта крышкой, на которой установлены водовоздушные эжекторы, камеры смешения которых проходят сквозь крышку башни, охлаждающий воздух эжектируется в рабочие камеры водовоздушных эжекторов через кольцевые щелевые патрубки из пространства над крышкой башни, а на выходных торцах камер смешения водовоздушных эжекторов установлены многофорсуночные головки со шнековыми центробежными форсунками, а для отвода паровоздушной смеси из рабочей полости башни на ее крышке установлены вытяжные трубы, причем внутри каждой вытяжной трубы установлена решетка, на которую засыпана насадка из колец Рашига.

Задача решается за счет использования в градирне многоступенчатой системы охлаждения горячей воды, причем на первой ступени используются струйные водовоздушные эжекторы, а для второй ступени охлаждения используются многофорсуночные головки с центробежными форсунками, а также применением в паровоздушных трактах отвода паровоздушной смеси из рабочей полости башни центров конденсации пара в виде колец Рашига.

На чертеже изображен продольный разрез градирни.

Градирня содержит башню 1 с воздуховходными окнами 2, выполненными по кольцу в нижней ее части, и внизу башни расположен бассейн 3 для сбора охлажденной воды. Сверху башня закрыта крышкой 4, на которой установлены струйные водовоздушные эжекторы 5. При этом камеры смешения 9 водовоздушных эжекторов проходят сквозь крышку 4, а рабочей средой для рабочих (активных) сопел струйных водовоздушных эжекторов 5 является вода, подаваемая в градирню на охлаждение. В рабочие сопла водовоздушных эжекторов вода поступает из коллектора 6, в который она подается по стояку 7. Пассивным потоком для струйных водовоздушных эжекторов 5 является воздух, который поступает в их рабочие камеры из пространства над крышкой 4 башни по кольцевым щелевым патрубкам 8. На выходных торцах камер смешения 9 струйных водовоздушных эжекторов установлены многофорсуночные головки 10 с центробежными шнековыми форсунками. На крышке 4 башни установлены вытяжные трубы 11, в которых закреплены решетки 12, на которые засыпана насадка 13, например из колец Рашига.

Градирня работает следующим образом.

Охлаждаемая вода подается по стояку 7 в коллектор 6, откуда она поступает в рабочие сопла водовоздушных эжекторов 5. Расширяясь на выходе из сопел, вода охлаждается. За счет эжектирующих свойств воды через кольцевые щелевые патрубки 8 из объема воздуха над крышкой 4 происходит подсос воздуха в рабочую камеру водовоздушных эжекторов 5, который смешивается в камере смешения 9. В результате смешения происходит дальнейшее охлаждение воды и восстановление давления водовоздушной смеси в магистрали. Далее водовоздушная смесь поступает в многофорсуночные головки 10 с центробежными шнековыми форсунками. Форсунки производят мелкодисперсный распыл жидкости, подлежащей охлаждению. При распыле жидкости форсунками происходит ее скачкообразное охлаждение. Далее мелкодисперсные капли размером порядка 50 мкм поступают в рабочую полость башни, где из-за своего малого размера находятся достаточно долгое время, в течение которого подвержены охлаждению потоками воздуха, поступающего в рабочую полость башни. Воздух в рабочую полость башни поступает через воздуховходные окна 2. В заключение процесса витания каждой отдельной капли в рабочей полости башни охлажденная вода попадает в бассейн 3. А мелкоразмерные капли и пар потоками воздуха отсасываются в полости труб 11, где на стенках труб решетки 12 и кольцах Рашига 13 происходит конденсация пара. Сконденсированная влага, протекая по трубам 11, сливается в бассейн 3.

Таким образом, в предлагаемой градирне реализовано многоступенчатое (3-ступенчатое) охлаждение воды. 1-я ступень - охлаждение воды в водовоздушном эжекторе; 2-я ступень - охлаждение воды при выходе из форсунок; 3-я ступень - охлаждение воды при ее движении в виде мелких капель в рабочей полости башни. Многоступенчатое охлаждение позволяет значительно увеличить диапазон понижения температуры воды в бассейне по сравнению с температурой воды, подаваемой на охлаждение. Уменьшение температуры воды, поступающей на охлаждение в рабочую полость башни, позволяет уменьшить высоту башни и соответственно снизить ее металлоемкость. Более того, конденсация пара на кольцах Рашига в вытяжных трубах позволяет уменьшить выброс воды в виде пара и мелких капель.

Источники информации, принятые во внимание
1. Авторское свидетельство СССР на изобретение 1158845, кл. F 28 С 1/00, 1985 г., Бюл. 20.

2. Авторское свидетельство СССР на изобретение 1150465, кл. F 28 С 1/00, 1985 г., Бюл. 14.

3. Авторское свидетельство СССР на изобретение 1702144, кл. F 28 С 1/00, 1991 г., Бюл. 48.

Изобретение может быть использовано для охлаждения оборотной воды на электростанциях и промышленных предприятиях. Градирня содержит башню с воздухо-входными окнами, выполненными по кольцу в нижней ее части, бассейн для сбора воды, водовоздушные эжекторы, башня закрыта крышкой, на которой установлены водовоздушные эжекторы, камеры смешения которых проходят сквозь крышку башни, охлаждающий воздух эжектируется в рабочие камеры водовоздушных эжекторов через кольцевые щелевые патрубки из пространства над крышкой башни, а на выходных торцах камер смешения водовоздушных эжекторов установлены многофорсуночные головки со шнековыми центробежными форсунками, а для отвода паровоздушной смеси из рабочей полости башни на ее крышке установлены вытяжные трубы, причем внутри каждой вытяжной трубы установлена решетка, на которую засыпана насадка из колец Рашига". Изобретение позволяет интенсифицировать тепломассообмен, в результате чего увеличивается температурный диапазон охлаждения воды и уменьшается капельный унос воды в атмосферу. 1 ил.

Градирня, содержащая башню с воздухо-входными окнами, выполненными по кольцу в нижней ее части, бассейн для сбора воды, водовоздушные эжекторы, отличающаяся тем, что башня закрыта крышкой, на которой установлены водовоздушные эжекторы, камеры смешения которых проходят сквозь крышку башни, охлаждающий воздух эжектируется в рабочие камеры водовоздушных эжекторов через кольцевые щелевые патрубки из пространства над крышкой башни, а на выходных торцах камер смешения водовоздушных эжекторов установлены многофорсуночные головки со шнековыми центробежными форсунками, а для отвода паровоздушной смеси из рабочей полости башни на ее крышке установлены вытяжные трубы, причем внутри каждой вытяжной трубы установлена решетка, на которую засыпана насадка из колец Рашига.