БРЫЗГАТЕЛЬНЫЙ БАССЕЙН Российский патент 2003 года по МПК F28C1/00 

Изобретение относится к водоохладителям циркуляционных систем тепловых и атомных электростанций.

Известен брызгательный бассейн (см. патент РФ 2128317, МПК 7 F 28 С 1/00, Бюл. 9, 1999), содержащий водоподающий трубопровод, подключенный к размещенному над бассейном напорному коллектору с группами разбрызгивающих сопел в виде рядов, разделенных между собой воздушными коридорами, с различными высотами факелов, в нижней части напорных коллекторов подключены трубопроводы с эжекторами, на внутренней поверхности расширяющейся части каждого из которых выполнены винтообразные канавки, а сам эжектор установлен на поплавке и посредством гибкой гофрированной вставки соединен со стояком.

Недостатком данного брызгательного бассейна является недостаточная эффективность охлаждения воды из-за снижения тепломассообмена над поверхностью и в объеме воды в бассейне при сравнительно быстром затухании образовавшихся волн на поверхности зеркала и под ним.

Известен брызгательный бассейн (см. патент РФ 2168133, МПК 7 F 28 С 1/00, Бюл. 15, 2001), содержащий водоподающий трубопровод, подключенный к размещенному над бассейном напорному коллектору с группами разбрызгивающий сопел в виде рядов, разделенных между собой воздушными коридорами, с различными высотами факелов, в нижней части напорных коллекторов подключены трубопроводы с эжекторами, на внутренней поверхности расширяющейся части каждого из которых выполнены винтообразные канавки, а сам эжектор установлен на поплавке и посредством гибкой гофрированной вставки соединен со стояком, эжектор своей камерой смешения соединен с пульсатором, а на дне бассейна установлены резонаторы, состоящие из вертикальной упругой пластины, в нижней части закрепленной к постаменту, а в верхней части подвижно соединенной с пропеллером-поплавком.

Недостатком данного брызгательного бассейна является недостаточно высокая эффективность охлаждения из-за невозможности отвода тепла наружным холодным воздухом с глубинных слоев бассейна.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности охлаждения воды путем установки на внутренней поверхности разбрызгивающих сопел криволинейных спиралевидных направляющих, выполнением пульсатора из биметаллических пластин дважды изогнутой формы количеством не менее четырех и пропеллера-поплавка из пружинистой пластины формой в виде клотоиды количеством лепестков не менее четырех, насажанных на вертикальную упругую пластину с возможностью вертикального перемещения и шарнирного вращения.

Технический результат достигается тем, что брызгательный бассейн содержит водоподающий трубопровод, подключенный к размещенному над бассейном напорному коллектору с группами разбрызгивающих сопел в виде рядов, разделенных между собой воздушными коридорами, с различными высотами факелов, в нижней части напорных коллекторов подключены трубопроводы с эжекторами, на внутренней поверхности расширяющейся части каждого из которых выполнены винтообразные канавки, а сам эжектор установлен на поплавке и посредством гибкой гофрированной вставки соединен со стояком, эжектор своей камерой смешения соединен с пульсатором, а на дне бассейна установлен резонатор, состоящий из вертикальной упругой пластины, в нижней части закрепленной к постаменту, а в верхней части подвижно соединенной с пропеллером-поплавком, отличием является то, что на внутренней поверхности разбрызгивающих сопел предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие, пульсатор выполнен из биметаллических пластин дважды изогнутой формы количеством не менее четырех, и пропеллер-поплавок выполнен из пружинистых пластин формой в виде клотоиды количеством лепестков не менее четырех, насажанных на вертикальную упругую пластину с возможностью вертикального перемещения и шарнирного вращения.

На фиг. 1 изображен фрагмент брызгательного бассейна, на фиг.2 - развертка внутренней поверхности разбрызгивающих сопел с криволинейными спиралевидными направляющими, на фиг.3 - пульсатор из биметаллических пластин дважды изогнутой формы, на фиг.4 - схема резонатора с пропеллером-поплавком, на фиг. 5 - схема пропеллера-поплавка из пружинистой пластины формой в виде клотоиды.

Брызгательный бассейн 1 состоит из водоподводящего трубопровода 2, размещенного над бассейном напорного коллектора 3 с разбрызгивающими соплами 4, трубопроводов в виде стояков 5, эжекторов 6, камеры смешения 7, которая соединена с атмосферой при помощи патрубка 8, на расширяющейся части 9 эжектора 6 на внутренней ее поверхности выполнены винтообразные канавки 10. Эжектор 6, установленный на поплавке 11 и имеющий гибкую гофрированную вставку 12, соединяющую эжектор 6 со стояком 5. Над патрубком 8 установлен пульсатор 13, а на дне бассейна - резонатор 14, состоящий из вертикальной упругой пластины 15, закрепленной нижним концом на постаменте 16, а в верхней части установлен пропеллер-поплавок 17 с изменяющимся уровнем перемещения по вертикали между упорами 18 и 19 и возможностью шарнирного вращения. На внутренней поверхности разбрызгивающих сопел 4 предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие 20. Пульсатор 13 выполнен из биметаллических пластин дважды изогнутой формы количеством не менее четырех 21, 22, 23 и 24, свободно насаженных на ось 25. Пропеллер-поплавок 17 выполнен из пружинистых пластин 26, имеющих форму клотоиды 27 количеством лепестков не менее четырех 28, 29, 30 и 31, насаженных на вертикальную упругую пластину 15 с возможностью вертикального перемещения и шарнирного вращения.

Брызгательный бассейн работает следующим образом.

Охлаждаемая вода насосами (не показаны) подается в брызгательный бассейн 1 по водоподводящему трубопроводу 2 напорным коллектором 3 через размещенные на них разбрызгивающие сопла 4 и, контактируя с атмосферным воздухом, образует факелы различной высоты и при этом отдает часть тепла холодному атмосферному воздуху, который уносит тепло за пределы поверхности бассейна, то есть охлаждается частично. Часть охлаждаемой воды по трубопроводу, присоединенному к напорному коллектору 3, выполненному в виде вертикально вниз опускающихся стояков 5, подводится к эжекторам 6, которые установлены на уровне поверхности воды и сориентированы в сторону ее перемещения. Камера смешения 7 эжекторов 6 через патрубок 8 и пульсатор 13 импульсивно засасывает холодный атмосферный воздух из воздушного коридора за счет образуемого разрежения, создаваемых насосами гидродинамических сил при выходе охлаждаемой воды из эжекторов 6.

Водовоздушная эмульсия, образованная в камере смешения 7 эжектора 6, выбрасывается в расширяющуюся его часть 9, где, перемещаясь по винтообразным канавкам 10, закручивается и в виде завихренного потока импульсно выбрасывается в брызгательный бассейн 1, создавая волны на зеркале воды. В процессе перемещения образованных волн по зеркалу воды брызгательного бассейна 1 они соприкасаются с резонатором 14, воздействуя на пропеллер-поплавок 17, который непрерывно колеблется за счет действия волн между упорами 18 и 19. Наложение волн, образованных пульсирующим завихрением потоком и колебательно-вращательным движением пропеллера-поплавка 17, приводит к резонансу, устранению их затухания по мере удаления от эжектора 6. При этом зеркало воды в бассейне возрастает, и благодаря этому усиливается тепломассообмен между охлаждаемой водой и холодным атмосферным воздухом. Кроме того, колебательное движение пропеллера-поплавка 17 передается упругой пластине 15, жестко закрепленной на постаменте 15, и упругая пластина 15 начинает также колебаться, улучшая перемещение слоев жидкости по объему брызгательного бассейна 1.

В криволинейных спиралевидных направляющих 20, размещенных во внутренней поверхности разбрызгивающих сопел 4, охлаждаемая вода закручивается и выбрасывается в виде завихренных шнуров, перемешиваясь с холодным атмосферным воздухом, часть которого в составе водовоздушной эмульсии попадает в объем воды в бассейне и отбирает часть тепла от воды в бассейне и уходит обратно в атмосферу. Засасываемый из зоны воздушного коридора холодный атмосферный воздух эжектором 6 через пульсатор 13, состоящий из биметаллических пластин дважды изогнутой формы количеством не менее четырех 21, 22, 23 и 24, свободно насажанных на ось 25 за счет разницы температур холодного атмосферного воздуха и теплой охлаждаемой воды, начинает пульсировать и вызывать образование волн на поверхности воды в бассейне 1. Пропеллер-поплавок 17, выполненный из пружинистых пластин 26, имеющих форму клотоиды 27 количеством лепестков не менее четырех 28, 29, 30 и 31, насажанных на вертикальную упругую пластину 15 под действием волн, создаваемых эжектором 5 и пульсатором 13, начинает перемещаться по вертикали в пределах упор 18 и 19, а также вращаться вокруг шарнирного соединения, и образуются глубинные волны во всех направлениях в объеме воды в бассейне 1, усиливаемые за счет разницы плотностей воды по глубине, создавая стратифицированные течения.

При применении брызгательного бассейна предлагаемой конструкции тепломассообмен при охлаждении воды происходит не только за счет испарения и уноса тепла ветром, но и за счет эжекционных процессов, и при этом в охлаждении воды участвует вся ее масса в полном объеме, использование которых наиболее эффективно с точки зрения материальных и энергетических затрат по сравнению с методом охлаждения оборотных вод, основанным на разбрызгивания различными конструкциями насадок.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании эффекта пульсации, резонанса и эжекционных процессов для повышения эффективности охлаждения воды в брызгательном бассейне.

Изобретение относится к водоохладителям циркуляционных систем тепловых и атомных электростанций. Брызгательный бассейн содержит водоподающий трубопровод, подключенный к размещенному над бассейном напорному коллектору с группами разбрызгивающих сопел в виде рядов, разделенных между собой воздушными коридорами, с различными высотами факелов, к нижней части напорных коллекторов подключены трубопроводы с эжекторами, на внутренней поверхности расширяющейся части каждого из которых выполнены винтообразные канавки, а сам эжектор установлен на поплавке и посредством гибкой гофрированной вставки соединен со стояком, эжектор своей камерой смешения соединен с пульсатором, а на дне бассейна установлен резонатор, состоящий из вертикальной упругой пластины, в нижней части закрепленной к постаменту, а в верхней части подвижно соединенной с пропеллером-поплавком, на внутренней поверхности разбрызгивающих сопел предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие, пульсатор выполнен из биметаллических пластин дважды изогнутой формы количеством не менее четырех, а пропеллер-поплавок выполнен из пружинистых пластин формой в виде клотоиды количеством лепестков не менее четырех, насажанных на вертикальную упругую пластину с возможностью вертикального перемещения и шарнирного вращения. Изобретение позволяет повысить эффективность охлаждения воды. 5 ил.

Брызгательный бассейн, содержащий водоподающий трубопровод, подключенный к размещенному над бассейном напорному коллектору с группами разбрызгивающих сопел в виде рядов, разделенных между собой воздушными коридорами, с различными высотами факелов, к нижней части напорных коллекторов подключены трубопроводы с эжекторами, на внутренней поверхности расширяющейся части каждого из которых выполнены винтообразные канавки, а сам эжектор установлен на поплавке и посредством гибкой гофрированной вставки соединен со стояком, эжектор своей камерой смешения соединен с пульсатором, а на дне бассейна установлен резонатор, состоящий из вертикальной упругой пластины, в нижней части закрепленной к постаменту, а в верхней части подвижно соединенной с пропеллером-поплавком, отличающийся тем, что на внутренней поверхности разбрызгивающих сопел предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие, пульсатор выполнен из биметаллических пластин дважды изогнутой формы количеством не менее четырех, а пропеллер-поплавок выполнен из пружинистых пластин формой в виде клотоиды количеством лепестков не менее четырех, насажанных на вертикальную упругую пластину с возможностью вертикального перемещения и шарнирного вращения.