БЛОК ОБЪЕМНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕПЛОМАССООБМЕННОГО АППАРАТА Российский патент 2006 года по МПК F28F25/08 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в устройствах для охлаждения оборотной воды, например, в градирнях, установках кондиционирования.

Известна насадка для тепломассообменного аппарата, выполненная соединением неметаллических нитей экструзией, размещенных с образованием между ними ячеек, причем в поперечном сечении насадка выполнена с треугольным профилем, площадь проходного сечения каждой ячейки составляет 0,05-0,5 площади профиля, а нити выполнены толщиной 1,5-3,0 мм (см. патент Российской Федерации №2044993, МПК F 28 F 25/08, 1995).

Однако данные насадки технически сложно использовать в оросительных устройствах градирен, располагая их в вертикальном или наклонном положении, т.к. они, как одиночные элементы, не имеют достаточной жесткости и устойчивости, а также их требуется устанавливать на сетку с густыми ячейками и фиксировать их положение в верхней части. Таким образом, насадки могут эксплуатироваться преимущественно в горизонтальном положении, т.е. при комплектовании оросителя в градирне между насадками образовываются лишь горизонтальные каналы, что приводит к увеличению аэродинамического сопротивления оросителя и, как следствие, к снижению охлаждающей способности оросителя. Кроме того, горизонтальное расположение насадок в оросителе приводит в процессе эксплуатации к увеличению аэродинамического сопротивления оросителя, движению охлаждающего воздуха вследствие образования карбонатных отложений на нитях насадки, а также возможного слеживания насадок.

Известно оросительное устройство градирни, содержащее вертикально установленные трубчатые гофрированные элементы и систему объединения последних в блок, выполненную в виде сеток, установленных на уровне верхних и нижних торцов трубчатых гофрированных элементов, причем гофрированные элементы посредством прорезей Г-образной формы, выполненных в их торцах, закреплены в зоне узлов сетки, а шаг ячеек сетки равен расстоянию между центрами трубчатых гофрированных элементов (см. а.с. СССР №954790, МПК F 28 F 25/08, 1982).

Однако данное оросительное устройство сложно как конструктивно, так и в изготовлении, не позволяет комплектовать блоки в заводских условиях и трудоемко при монтаже оросителя в градирне. Кроме того, в конструкции данного оросительного устройства движение воздуха происходит по каналам переменного сечения, что приводит к неравномерному распределению объемов проходящего воздуха по отношению к поверхностям контакта оросителя и, как следствие, к снижению его охлаждающей способности.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции системы объединения объемных элементов в блок, обеспечение возможности сборки блока в заводских условиях, формирование в градирне оросителя со сквозными вертикальными или наклонными каналами и равномерным распределением воздуха по всему сечению блока оросителя и за счет этого повышение охлаждающей способности оросителя и эффективности охлаждения воды в градирне, упрощение процесса монтажа оросителя в градирне и технического обслуживания градирни в процессе эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в блоке объемных элементов тепломассообменного аппарата, содержащем объемные элементы и систему объединения последних в блок, согласно изобретению система объединения объемных элементов в блок выполнена в виде комплекта дистанционирующих решеток с ячейками под установку объемных элементов, причем перемычки дистанционирующих решеток, образующих ячейки, выполнены таким образом, что площадь поперечного сечения каждой из них составляет 1-100 мм², при этом комплект дистанционирующих решеток выполнен в количестве 1-10 единиц, дистанционирующие решетки выполнены из полимерного материала, а перемычки дистанционирующих решеток выполнены в поперечном сечении по форме, обеспечивающей перемещение объемного элемента в ячейке только в одном направлении, кроме того, ячейки полимерных дистанционирующих решеток выполнены в виде объединенных попарно в ромбы равносторонних треугольников, с размерами, обеспечивающими упругую установку в них объемных элементов, а в каждой паре ячеек, объединенных в ромб, установлен только один трехгранный объемный элемент, при этом его боковые поверхности образуют грани трех смежных каналов для прохождения воздуха.

Изложенное выше позволяет:

- равномерно или по-иному расположить объемные элементы в блоке;

- обеспечить возможность установки объемных элементов в вертикальном или наклонном положении для формирования вертикальных или наклонных сквозных каналов для движения воздуха;

- обеспечить возможность сборки блоков в заводских условиях;

- упростить производство монтажных работ на объекте;

- повысить удобство перемещения и транспортирования блоков;

- уменьшить отрицательное влияние всего технологического процесса на окружающую среду за счет увеличения эффективности охлаждения воды, сокращения объемов ее перекачки, уменьшения потребления электроэнергии, а также повышения экономии топлива и увеличения объемов выработки электроэнергии на электростанции;

- повысить удобство очистки блоков от биокарбонатных отложений и улучшить условия труда обслуживающего персонала градирни.

На фиг.1 изображен предлагаемый блок объемных элементов тепломассообменного аппарата, общий вид, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.

Блок объемных элементов тепломассообменного аппарата содержит объемные элементы 1 и систему их объединения в блок, выполненную в виде дистанционирующих полимерных решеток 2, с ячейками 3 и 4 треугольной формы. Ячейки 3 выполнены несколько большего размера, нежели ячейки 4 (для компенсации толщины полимерных нитей 5 объемного элемента 1), таким образом, что общая площадь канала, образованного внутренними поверхностями объемного элемента 1 в поперечном сечении равна площади ячейки 4. Местоположение ячеек 3 и 4 в решетке 2 выполнено с образованием впадин 6 и выступов 7. Перемычки 8 в поперечном сечении выполнены с кромками 9. Внутренние поверхности объемных элементов 1 образовывают воздушные каналы 10, а внешние поверхности смежных объемных элементов 1 образовывают воздушные каналы 11.

Сборка блока объемных элементов тепломассообменного аппарата осуществляется следующим образом. Полимерные решетки 2 (например, в количестве двух штук) устанавливают в кондуктор (на чертеже не показан) таким образом, чтобы они были одинаково ориентированы в пространстве и кромки 9 не препятствовали продвижению в ячейках 3 объемных элементов 1. Далее в каждую ячейку 3 первой и второй решеток проталкивают объемные элементы 1, при этом между последними образовываются свозные воздушные каналы 10 и 11, проходящие через ячейки 4. Собранные блоки имеют достаточную механическую прочность для транспортирования и монтажа на объекте (градирне).

При монтаже на градирне, например, оросителей, блоки могут быть установлены вертикально или наклонно без применения дополнительных конструкционных материалов. Блоки устанавливают таким образом, чтобы выступы 7 одного блока входили во впадины 6 соседнего блока, при этом обеспечивается хорошее охлаждение за счет турбулизации и прохождения потоков воздуха через воздушные каналы 10 и 11, причем ориентируют блоки таким образом, чтобы продвижению объемных элементов 1 под собственным весом препятствовали кромки 9.

При монтаже водоуловителей (в верхней части градирни) каналы 10 и 11 блоков ориентируют горизонтально для более плотного заслона каплям воды, увлекаемым потоком воздуха.

Демонтаж для профилактического осмотра и удаления карбонатных отложений на нитях 5 объемных элементов 1 производится путем простого разбора оросителей, причем механическая прочность блоков такова, что позволяет без повреждения последних удалять карбонатные отложения.

Изобретение предназначено для применения в теплоэнергетике, а именно может быть использовано в устройствах для охлаждения оборотной воды, например, в градирнях, установках кондиционирования, на очистных сооружениях канализации. Блок объемных элементов тепломассообменного аппарата содержит объемные элементы и систему объединения последних в блок, причем система объединения объемных элементов в блок выполнена в виде комплекта дистанционирующих решеток с ячейками под установку объемных элементов, а перемычки дистанционирующих решеток выполнены таким образом, что площадь поперечного сечения каждой из них составляет от 1 до 100 мм². Изобретение позволяет упростить конструкцию системы объединения объемных элементов в блок, обеспечить возможность сборки блока в заводских условиях, сформировать в градирне ороситель со сквозными вертикальными или наклонными каналами и равномерным распределением воздуха по всему сечению блока оросителя, повысить охлаждающую способность оросителя и эффективность охлаждения воды в градирне, упростить процесс монтажа оросителя в градирне и техническое обслуживание градирни в процессе эксплуатации. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Блок объемных элементов тепломассообменного аппарата, содержащий объемные элементы и систему объединения последних в блок, отличающийся тем, что система объединения объемных элементов в блок выполнена в виде комплекта дистанционирующих решеток с ячейками под установку объемных элементов, причем перемычки дистанционирующих решеток выполнены таким образом, что площадь поперечного сечения каждой из них составляет от 1 до 100 мм².2. Блок объемных элементов тепломассообменного аппарата по п.1, отличающийся тем, что комплект дистанционирующих решеток выполнен в количестве от 1 до 10 единиц.3. Блок объемных элементов тепломассообменного аппарата по п.1, отличающийся тем, что дистанционирующие решетки выполнены из полимерного материала.4. Блок объемных элементов тепломассообменного аппарата по п.1, отличающийся тем, что перемычки решеток выполнены в поперечном сечении по форме, обеспечивающей перемещение объемного элемента в ячейке только в одном направлении.5. Блок объемных элементов тепломассообменного аппарата по п.1, отличающийся тем, что ячейки полимерных дистанционирующих решеток выполнены в виде объединенных попарно в ромбы равносторонних треугольников с размерами, обеспечивающими упругую установку в них объемных элементов.6. Блок объемных элементов тепломассообменного аппарата по п.5, отличающийся тем, что в каждой паре ячеек, объединенных в ромб, установлен только один трехгранный объемный элемент, при этом его боковые поверхности образуют грани одновременно трех смежных каналов для прохождения воздуха.