НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННОГО АППАРАТА Российский патент 2004 года по МПК F28F25/08 

Изобретение относится к теплоэнергетике, нефтепереработке, нефтехимии, металлургии и другим отраслям промышленности, применяющим на своих предприятиях оборотное водоснабжение, и предназначено для повышения эффективности процессов охлаждения оборотной воды и ее улавливания в градирнях.

Известна насадка градирни, представляющая собой блоки с рядами из длинномерных, объемных, пустотелых элементов с решетчатой оболочкой и профилем в виде треугольника (Патент РФ №2044993 от 27.09.1995 г.).

Известна насадка градирни, представляющая собой блоки с рядами из длинномерных, объемных, пустотелых элементов с решетчатой оболочкой и профилем в виде правильной, трехлепестковой фигуры (Патент РФ №2143659 от 27.12.1999 г.), а также насадка градирни, представляющая собой блоки с рядами из длинномерных, объемных, пустотелых винтовых элементов с решетчатой оболочкой (Патент РФ №2170899 от 20.07.2001 г.).

Общим недостатком указанных решетчатых насадок является монотонное снижение их исходной, достаточно высокой охлаждающей и водоулавливающей способности из-за низкой жесткости конструкций блоков. Отсутствие в блоках поверхностных контуров жесткости и внутренних каркасов с фиксирующими решетчатые элементы составляющими приводит в процессе эксплуатации к тому, что решетчатые элементы воспринимают механические нагрузки от падающей сверху горячей воды, от веса верхних слоев насадки, от веса льдин, образующихся в зимнее время, от веса перемещающегося обслуживающего персонала во время проведения ремонтных работ и других факторов. Комплексное воздействие механических нагрузок и повышенной температуры оборотной воды приводит к деформации решетчатых элементов, их усадке и уплотнению, уменьшению площади ячеек решеток, нарушению геометрических форм блоков и, как следствие этого, снижает охлаждающую и водоулавливающую способность насадки и повышает ее аэродинамическое сопротивление.

Наиболее близким к предлагаемому решению является блок насадки градирни, содержащий собранные в стопу пласты из параллельно уложенных полых с решетчатой поверхностью длинномерных элементов. Блок снабжен оболочкой из полых длинномерных элементов с решетчатой поверхностью, уложенных горизонтально друг на друга по периметру пластов. Оболочка скреплена крест-накрест крепежными лентами, пропущенными через решетчатые поверхности элементов, находящихся в ней. Элементы в пласте скреплены горизонтальными крепежными трубками (Патент РФ №2182302 от 21.11.2000 г).

Недостатком данного решения является то, что оболочка блоков выполнена из горизонтально расположенных полых, решетчатых элементов, обладающих недостаточной жесткостью, а также отсутствие на поверхности блоков контуров жесткости, воспринимающих механические нагрузки и отсутствие в объеме блоков внутренних каркасов с фиксирующими решетчатые элементы вертикальными составляющими. Это приводит к восприятию механических нагрузок непосредственно самими решетчатыми элементами. При этом более нагруженными являются элементы в нижних пластах, которые воспринимают не только внешние механические нагрузки, но и вес верхних пластов и пронизывающих их горизонтальных трубок. Это вызывает деформацию, искажение и уплотнение решетчатых элементов в пластах и повышает аэродинамическое сопротивление блоков насадки в целом.

Изобретение устраняет эти недостатки. Технический результат достигается благодаря тому, что насадка для тепломассообменного аппарата содержит блоки из длинномерных пустотелых, объемных элементов с решетчатой оболочкой. Указанные элементы собраны в блоки посредством поверхностных контуров жесткости, формирующих их профиль, а также внутренних каркасов, образованных фиксирующими решетчатые элементы составляющими. При этом отношение толщины фиксирующего составляющего внутреннего каркаса к толщине поверхностного контура жесткости равно 0,5-5. Решетчатая оболочка элементов образована пересечением полимерных нитей толщиной 1-8 мм. Отношение толщины нити решетки элемента к толщине фиксирующего составляющего внутреннего каркаса равно 0,1-10, отношение расстояния между фиксирующими составляющими внутреннего каркаса к наибольшему размеру фигуры поперечного сечения элемента равно 0,2-20.

При такой конструкции блоков поверхностные контуры жесткости формируют их геометрическую форму и сохраняют ее неизменность в процессе эксплуатации насадки. Они воспринимают внешние механические нагрузки, защищая от их воздействия решетчатые элементы. Внутренние каркасы с фиксирующими решетчатые элементы составляющими закрепляют элементы в объеме блока и наряду с этим также воспринимают внешние механические нагрузки, освобождая от их воздействия решетчатые элементы.

Поверхностные контуры жесткости и фиксирующие составляющие внутренних каркасов располагаются горизонтально, и/или вертикально, и/или наклонно. Они изготавливаются из жестких, коррозионно-стойких полимерных стержней, труб, лент и бечевок. Блоки имеют форму полого и/или сплошного цилиндра, полого и/или сплошного параллелепипеда, полой и/или сплошной призмы, полого и/или сплошного усеченного конуса, полой и/или сплошной усеченной пирамиды.

На чертеже в качестве примера показаны поперечные сечения блоков, в которых длинномерные, пустотелые, объемные элементы с решетчатой оболочкой 1 посредством поверхностных контуров жесткости 2 и внутренних каркасов с фиксирующими составляющими 3 собраны в цилиндрическую (а) и параллелепипедную (б) формы.

Насадка для тепломассообменного аппарата представляет собой блоки из длинномерных, пустотелых, объемных элементов с решетчатой оболочкой, собранных посредством поверхностных контуров жесткости и внутренних каркасов, образованных фиксирующими составляющими, при этом отношение толщины фиксирующего составляющего внутреннего каркаса к толщине поверхностного контура жесткости равно 0,5-5. Решетчатая оболочка элементов образована пересечением полимерных нитей толщиной 1-8 мм. Отношение толщины нити решетчатой оболочки элемента к толщине фиксирующего составляющего внутреннего каркаса равно 0,1-10, отношение расстояния между фиксирующими составляющими внутреннего каркаса к наибольшему размеру фигуры поперечного сечения элемента равно 0,2-20.

Насадка работает следующим образом. В процессе эксплуатации на уложенные блоки сверху воздействуют внешние механические нагрузки, обусловленные падающей сверху горячей водой, весом верхних слоев насадки, весом образующихся в зимнее время льдин, весом перемещающегося во время проведения ремонтных работ обслуживающего персонала и другими факторами. Имеющиеся на блоках поверхностные контуры жесткости 2, с одной стороны, формируют их геометрическую форму и сохраняют ее неизменность в процессе эксплуатации насадки, а с другой стороны, воспринимают эти нагрузки, защищая от их воздействия решетчатые элементы 1. Находящиеся в блоках внутренние каркасы с фиксирующими составляющими 3 также воспринимают внешние механические нагрузки, фиксируют и закрепляют в объеме блоков решетчатые элементы 1, предотвращают их перемещение, деформацию, усадку, а также уплотнение и повышение аэродинамического сопротивления насадки в целом. Взаимная связь поверхностных контуров жесткости, фиксирующих составляющих внутренних каркасов и решетчатых элементов образует прочную объемную конструкцию и предотвращает деформацию и разрушение блоков. Защищенные от воздействия механических нагрузок решетчатые элементы при работе насадки в режиме оросителя интенсивно отражают и дробят брызги воды, обеспечивая мелкодисперсное орошение и интенсивное охлаждение воды. В режиме водоуловителя решетчатые элементы за счет многократных контактов с уносимыми потоком воздуха каплями воды обеспечивают их эффективное улавливание.

Комплексное воздействие указанных факторов повышает эффективность работы насадки на 15-20%.

Изобретение может быть использовано в теплоэнергетике, нефтепереработке, нефтехимии, металлургии и других отраслях промышленности, применяющих на своих предприятиях оборотное водоснабжение. Насадка для тепломассообменного аппарата содержит блоки из длинномерных, пустотелых, объемных элементов с решетчатой оболочкой, элементы собраны в блоки посредством поверхностных контуров жесткости и внутренних каркасов, образованных фиксирующими составляющими, при этом отношение толщины фиксирующего составляющего внутреннего каркаса к толщине поверхностного контура жесткости равно 0,5-5. Решетчатая оболочка элементов образована пересечением полимерных нитей толщиной 1-8 мм. Отношение толщины нити решетчатой оболочки элемента к толщине фиксирующего составляющего внутреннего каркаса равно 0,1-10, отношение расстояния между фиксирующими составляющими внутреннего каркаса к наибольшему размеру фигуры поперечного сечения элемента равно 0,2-20. При такой конструкции блоков поверхностные контуры жесткости формируют их геометрическую форму и сохраняют ее неизменность в процессе эксплуатации насадки. Они воспринимают внешние механические нагрузки, защищая от их воздействия решетчатые элементы. Внутренние каркасы с фиксирующими составляющими так же воспринимают внешние нагрузки, фиксируют и закрепляют в объеме блоков решетчатые элементы, предотвращают их перемещение, деформацию, усадку, а также уплотнение и повышение аэродинамического сопротивления насадки в целом. Комплексное воздействие указанных факторов повышает эффективность работы насадки в режиме оросителя и водоуловителя на 15-20%. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Насадка для тепломассообменного аппарата, содержащая блоки из длинномерных, пустотелых, объемных элементов с решетчатой оболочкой, отличающаяся тем, что элементы собраны в блоки посредством поверхностных контуров жесткости и внутренних каркасов, образованных фиксирующими составляющими, при этом отношение толщины фиксирующего составляющего внутреннего каркаса к толщине поверхностного контура жесткости равно 0,5-5.2. Насадка по п.1, отличающаяся тем, что решетчатая оболочка элементов образована пересечением полимерных нитей толщиной 1-8 мм.3. Насадка по п.2, отличающаяся тем, что отношение толщины нити решетчатой оболочки элемента к толщине фиксирующего составляющего внутреннего каркаса равно 0,1-10, отношение расстояния между фиксирующими составляющими внутреннего каркаса к наибольшему размеру фигуры поперечного сечения элемента равно 0,2-20.