ВЕНТИЛЯТОРНАЯ ГРАДИРНЯ Российский патент 2008 года по МПК F28F25/02 F28C1/00 

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к конструкции вентиляторной градирни, и может быть использовано на предприятиях химической и энергетической промышленности для охлаждения оборотной воды.

Известна вентиляторная градирня, содержащая прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, при этом в корпусе последовательно сверху вниз расположены водоуловитель, водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами и ороситель, а сверху на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор в виде цилиндрической обечайки и установленного в ней лопаточного колеса, вал которого соединен с приводом вращения (см. патент JP №10122760, кл. F28С 1/02, 15.05.1998).

Выполнение в вентиляторной градирне диффузора в виде цилиндрической обечайки в сочетании с входным отверстием этой обечайки, занимающим только часть поперечного сечения корпуса градирни, приводит к значительным аэродинамическим потерям и, как следствие, к сравнительно невысокой эффективности работы данной градирни.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является вентиляторная градирня, содержащая прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, при этом в корпусе последовательно сверху вниз расположены водоуловитель, водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами и выполненный в виде, по крайней мере, четырех идентичных блоков ороситель, а сверху на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор в виде конфузорно-диффузорной обечайки и установленного в ней лопаточного колеса, вал которого соединен с приводом вращения (см. JP №54139148, кл. F28F 25/08, 29.10.1979).

Выполнение диффузора вентилятора градирни с диффузором в виде конфузорно-диффузорной обечайки позволило увеличить эффективность работы вентилятора, а выполнение оросителя в виде четырех идентичных блоков упростить сборку градирни. Однако в этой градирне также имеют место значительные аэродинамические потери на входе в диффузор. Кроме того, выполнение водораспределительного коллектора из труб с одинаковым поперечным сечением усложняет процесс равномерного распределения воды между водоразбрызгивающими соплами, что снижает эффективность тепломассообмена между охлаждаемой водой и охлаждающим ее воздухом.

Задачей настоящего изобретения является оптимизация подачи охлаждающей воды через водораспределительный коллектор вентиляторной градирни.

Техническим результатом, достигаемым от реализации изобретения, является повышение эффективности работы вентиляторной градирни при улучшении весогабаритных характеристик за счет более равномерного распределения подачи воды по поперечному сечению корпуса градирни при снижении веса водораспределительного коллектора.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что вентиляторная градирня содержит прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, при этом в корпусе последовательно сверху вниз расположены водоуловитель, водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами и выполненный в виде, по крайней мере, четырех идентичных блоков ороситель, а сверху на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор в виде кофузорно-диффузорной обечайки и установленного в ней лопаточного колеса, вал которого соединен с приводом вращения, при этом водораспределительный коллектор выполнен в виде расположенного в нижней части корпуса над водосборным бассейном горизонтального ступенчато сужающегося подводящего трубопровода, сообщенного посредством двух вертикальных опорных трубопроводов с двумя расположенными вдоль стенок корпуса под водоуловителем горизонтальными, симметрично ступенчато сужающимися от середины к концу водораспределительными трубопроводами, сообщенными между собой посредством параллельных, расположенных на равном расстоянии относительно друг друга ступенчато сужающихся к середине водораздающих трубопроводов с водоразбрызгивающими соплами, расположенными относительно друг друга на соседних водораздающих трубопроводах в шахматном порядке, при этом водораздающие в середине и водораспределительные трубопроводы в, по крайней мере, двух местах, равноудаленных от их середины, подвешены к поперечным силовым балкам, проложенным поперек корпуса, над указанными выше трубопроводами.

Предпочтительно, чтобы расстояние между водораздающими трубопроводами составляло 0,1 от ширины корпуса.

Водоразбрызгивающие сопла предпочтительно установлены на водораздающих трубопроводах на равных расстояниях относительно друг друга, равных двойному расстоянию между водораздающими трубопроводами.

Предпочтительно, чтобы водораспределительные и водораздающие трубопроводы были выполнены из труб с квадратным поперечным сечением.

В ходе проведенного исследования работы вентиляторных градирен, в частности распределения охлаждаемой воды по поперечному сечению прямоугольного корпуса градирни, было установлено, что можно достигнуть равномерного распределения разбрызгиваемой через сопла воды за счет оптимизации подвода охлаждаемой воды к водоразбрызгивающим соплам при одновременном снижении материалоемкости водораспределительного коллектора, и выполнения водораспределительного коллектора в виде ступенчато сужающегося подводящего трубопровода, сообщенного с двумя опорными трубопроводов, каждый из которых сообщен с одним водораспределительным трубопроводом, указанные два водораспределительных трубопровода расположены горизонтально вдоль противоположных стенок корпуса под водоуловителем, при этом водораспределительные трубопроводы симметрично ступенчато сужаются от середины к концу и сообщены между собой посредством параллельных, расположенных на равном расстоянии относительно друг друга ступенчато сужающихся к середине водораздающих трубопроводов с водоразбрызгивающими соплами, расположенными относительно друг друга на соседних водораздающих трубопроводах в шахматном порядке. В ходе проведенного анализа было выявлено, что наилучшие весогабаритные характеристики водораспределительного коллектора были достигнуты при выполнении расстояния между водораздающими трубопроводами, составляющим 0,1 от ширины корпуса, а сборка водораспределительного коллектора облегчается за счет выполнения водораспределительных и водораздающих трубопроводов из труб с квадратным поперечным сечением. Ступенчато сужающееся выполнение трубопроводов при снижении материалоемкости позволяет выравнить гидравлическое сопротивление по всей длине трубопроводов по мере снижения расхода через них охлаждаемой воды, а установка водоразбрызгивающих сопел в шахматном порядке позволяет равномерно разбрызгивать воду по всему поперечному сечению корпуса градирни. В то же время выполнение водораспределительного коллектора из однотипных ступенчато сужающихся трубопроводов в сочетании с блочным выполнением оросителя позволяет собирать градирню из унифицированных взаимозаменяемых элементов конструкции, что приводит, с одной стороны, к упрощению сборки градирни на месте ее установки и, с другой стороны, к уменьшению номенклатуры комплектующих узлов для сборки градирни, что в конечном итоге приводит к повышению качества сборки и снижению себестоимости изготовления градирни.

На фиг.1 представлен продольный разрез вентиляторной градирни.

На фиг.2 представлен вид сверху на водораспределительный коллектор.

Вентиляторная градирня содержит прямоугольный в поперечном сечении корпус 1 с воздуховходными окнами 2 в его нижней части, установленный на водосборном бассейне 3. В корпусе 1 последовательно сверху вниз расположены водоуловитель 4, водораспределительный коллектор 5 с водоразбрызгивающими соплами 6 и выполненный в виде, по крайней мере, четырех идентичных блоков ороситель 7. Сверху на корпусе 1 установлен вентилятор 8, содержащий диффузор 9 в виде конфузорно-диффузорной обечайки и установленного в ней лопаточного колеса 10, вал которого соединен с приводом вращения 11.

Водораспределительный коллектор 5 выполнен в виде расположенного в нижней части корпуса 1 над водосборным бассейном 3 горизонтального ступенчато сужающегося подводящего трубопровода 12, сообщенного посредством двух вертикальных опорных трубопроводов 13 с двумя расположенными вдоль стенок корпуса 1 под водоуловителем 4 горизонтальными, симметрично ступенчато сужающимися от середины к концу водораспределительными трубопроводами 14, сообщенными между собой посредством параллельных, расположенных на равном расстоянии относительно друг друга ступенчато сужающихся к середине водораздающих трубопроводов 15 с водоразбрызгивающими соплами 6, расположенными относительно друг друга на соседних водораздающих трубопроводах 15 в шахматном порядке. Водораздающие трубопроводы 15 в середине и водораспределительные трубопроводы 14 в, по крайней мере, двух местах, равноудаленных от их середины, подвешены к поперечным силовым балкам 16, проложенным поперек корпуса 1 над указанными выше трубопроводами 14 и 15.

Предпочтительно, чтобы расстояние между водораздающими трубопроводами 15 составляло 0,1 от ширины корпуса.

Водоразбрызгивающие сопла 6 предпочтительно установлены на водораздающих трубопроводах 15 на равных расстояниях относительно друг друга, равных двойному расстоянию между водораздающими трубопроводами 15, а водораспределительные 14 и водораздающие 15 трубопроводы выполнены из труб с квадратным поперечным сечением.

Вентилятор 8 градирни устанавливают сверху на корпусе 1 градирни. В диффузоре 9 устанавливают лопаточное колесо 10 вентилятора с приводом 11. Вентилятор 8 осуществляет подсос воздуха в корпус 1 через выполненные в нижней части корпуса 1 градирни воздуховходные окнами 2. Вода через водораспределительный коллектор 5 подается в разбрызгивающие сопла 6, откуда она в виде капель попадает на поверхность оросителя 7, заполняющего большую часть объема между водосборным бассейном 3 и водораспределительным коллектором 5, по которой вода в виде тонкой пленки стекает в водосборный бассейн 3. При этом стекающая пленка воды обдувается потоком воздуха, создаваемым вентилятором 8. Атмосферный воздух продувается через ороситель 7, что способствует его интенсивному насыщению испаряемой влагой по всей высоте оросителя 7 и интенсивному охлаждению воды. Нагретый воздух вентилятором 8 через диффузор 9 выбрасывается в атмосферу.

Настоящее изобретение может быть использовано в вентиляторных градирнях для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контакте охлаждаемой воды и охлаждающего ее воздуха.

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к конструкции вентиляторной градирни, и может быть использовано на предприятиях химической и энергетической промышленности для охлаждения оборотной воды. Вентиляторная градирня содержит прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, при этом в корпусе последовательно сверху вниз расположены водоуловитель, водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами и выполненный в виде, по крайней мере, четырех идентичных блоков ороситель, а сверху на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор в виде конфузорно-диффузорной обечайки и установленного в ней лопаточного колеса, вал которого соединен с приводом вращения, при этом водораспределительный коллектор выполнен в виде расположенного в нижней части корпуса над водосборным бассейном горизонтального ступенчато сужающегося подводящего трубопровода, сообщенного посредством двух вертикальных опорных трубопроводов с двумя расположенными вдоль стенок корпуса под водоуловителем горизонтальными, симметрично ступенчато сужающимися от середины к концу водораспределительными трубопроводами, сообщенными между собой посредством параллельных, расположенных на равном расстоянии относительно друг друга ступенчато сужающихся к середине водораздающих трубопроводов с водоразбрызгивающими соплами, расположенными относительно друг друга на соседних водораздающих трубопроводах в шахматном порядке, при этом водораздающие в середине и водораспределительные трубопроводы в, по крайней мере, двух местах, равноудаленных от их середины, подвешены к поперечным силовым балкам, проложенным поперек корпуса над указанными выше трубопроводами. В результате достигается повышение эффективности работы вентиляторной градирни при улучшении весогабаритных характеристик, за счет более равномерного распределения подачи воды по поперечному сечению корпуса градирни при снижении веса водораспределительного коллектора. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вентиляторная градирня, содержащая прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, при этом в корпусе последовательно сверху вниз расположены водоуловитель, водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами и выполненный в виде, по крайней мере, четырех идентичных блоков ороситель, а сверху на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор в виде конфузорно-диффузорной обечайки и установленного в ней лопаточного колеса, вал которого соединен с приводом вращения, отличающаяся тем, что водораспределительный коллектор выполнен в виде расположенного в нижней части корпуса над водосборным бассейном горизонтального ступенчато сужающегося подводящего трубопровода, сообщенного посредством двух вертикальных опорных трубопроводов с двумя расположенными вдоль стенок корпуса под водоуловителем горизонтальными, симметрично ступенчато сужающимися от середины к концу водораспределительными трубопроводами, сообщенными между собой посредством параллельных, расположенных на равном расстоянии относительно друг друга ступенчато сужающихся к середине водораздающих трубопроводов с водоразбрызгивающими соплами, расположенными относительно друг друга на соседних водораздающих трубопроводах в шахматном порядке, при этом водораздающие в середине и водораспределительные трубопроводы в, по крайней мере, двух местах, равноудаленных от их середины, подвешены к поперечным силовым балкам, проложенным поперек корпуса над указанными выше трубопроводами.2. Вентиляторная градирня по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между водораздающими трубопроводами составляет 0,1 от ширины корпуса.3. Вентиляторная градирня по п.1, отличающаяся тем, что водоразбрызгивающие сопла установлены на водораздающих трубопроводах на равных расстояниях относительно друг друга, равных двойному расстоянию между водораздающими трубопроводами.4. Вентиляторная градирня по п.1, отличающаяся тем, что водораспределительные и водораздающие трубопроводы выполнены из труб с квадратным поперечным сечением.