НАСАДКА ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННОГО АППАРАТА Российский патент 2015 года по МПК F28F25/08 

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

Известны насадки градирен, представляющие собой блоки, собранные из множества длинномерных, объемных элементов с решетчатой оболочкой с различными фигурами профиля поперечного сечения, уложенными параллельно друг другу (см. журнал «Водоснабжение и санитарная техника», 2011, №12, стр. 29-36). Недостатками этих насадок является большая трудоемкость сборки и низкая жесткость блоков из-за использования большого количества решетчатых элементов и необходимости фиксации и крепления каждого элемента в блоке.

Известна насадка градирни, представляющая собой блок из чередующихся плоских и гофрированных решеток, собранных в стопу с использованием дистанционных вставок между решетками и скрепленных монтажными трубками (см. «Градирни промышленных и энергетических предприятий». Справочное пособие под общей редакцией B.C. Пономаренко, М., Энергоиздат, 1998 г., стр. 170, поз. 15). Недостатком этого решения является также большая трудоемкость при сборке блоков, обусловленная необходимостью применения большого количества дистанционных вставок и монтажных трубок, а также наличие сквозных, вертикальных воздушных проемов между соседними плоскими и гофрированными решетками, пропускающими брызги воды без их отражения и дробления и, как следствие этого, их недостаточного охлаждения.

Известна также насадка градирни, представляющая собой свернутые в рулоны плоские сетки, образующие цилиндрические блоки с многослойной решетчатой оболочкой (см. «Градирни промышленных и энергетических предприятий». Справочное пособие, под общей редакцией В.С. Пономаренко, М., Энергоиздат, 1998 г. стр. 170, поз. 18). Недостатком данной насадки является отсутствие воздушных проемов между витками свернутых сеток, что приводит к многократному наложению друг на друга решеток соседних витков и, как следствие этого, повышению аэродинамического сопротивления проходу воздуха и снижению эффективности охлаждения оборотной воды.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является насадка для тепломассообменного аппарата, содержащая длинномерные решетчатые элементы, наружный контур жесткости и каркас (см. патент RU №2268451, кл. F28F 25/08, опубл. 20.01.2006). Недостатком такой насадки является большая трудоемкость при проведении сборочных работ, обусловленная наличием множества решетчатых элементов.

Задачей настоящего изобретения является устранение отмеченных недостатков. Технический результат достигается за счет повышения эффективности охлаждения воды и снижения трудоемкости изготовления насадки. Это достигается благодаря тому, что насадка для тепломассообменного аппарата содержит длинномерный решетчатый элемент, наружный контур жесткости и каркас, причем из длинномерного решетчатого элемента внутри наружного контура жесткости образована центральная замкнутая продольная оболочка и окружающая ее произвольная спираль, или спираль Архимеда, или спираль Ферма, или их сочетание. Каркас насадки может быть образован гибкими составляющими, переплетающимися с наружным контуром жесткости и пронизывающими ячейки длинномерного решетчатого элемента. Замкнутая оболочка может быть однослойной или многослойной и выполнена по форме цилиндра, или конуса, или пирамиды, или призмы.

На чертеже схематично показан профиль насадки с длинномерным решетчатым элементом.

Длинномерный решетчатый элемент 1 расположен в наружном контуре жесткости 2 и снабжен каркасом 3, образованным гибкими фиксирующими составляющими, переплетающимися с наружным контуром жесткости, пронизывающими ячейки длинномерного решетчатого элемента 1 и обеспечивающими его изгиб и фиксацию с образованием центральной продольной оболочки 4 и окружающей его спирали Архимеда, сопряженной со спиралью Ферма. Возможно использование произвольной спирали или сочетание спиралей. Точка А является точкой сопряжения оболочки 4 со спиралью Архимеда, а точка В является точкой сопряжения спирали Архимеда со спиралью Ферма. Решетчатая оболочка 4 замыкается посредством механического крепления или сварки и может быть выполнена однослойной или многослойной и выполнена по форме цилиндра, или конуса, или пирамиды, или призмы. Начало и конец каркаса 3 закреплены на наружном контуре жесткости 2 посредством сварки, развальцовки, переплетения или вязки. Такое выполнение насадки с использованием непрерывно изогнутого длинномерного решетчатого элемента обеспечивает повышение эффективности охлаждения оборотной воды и значительное снижение трудоемкости ее изготовления. Длинномерный решетчатый элемент 1, наружный контур жесткости 2 и каркас 3 изготавливается из материалов, сочетающих высокую морозоустойчивость, достаточную прочность и жесткость с коррозионной стойкостью в средах оборотных вод.

Насадка работает следующим образом. Брызги горячей воды из водораспределительной системы градирни падают на насадку сверху. Часть брызг горячей воды, отражаясь от внешних изогнутых витков спирали, дробятся в капли и под разными углами попадают на решетчатую поверхность следующего витка спирали, где вторично дробятся в меньшие капли и попадают на решетчатую поверхность следующего витка спирали, дробятся еще в более мелкие капли т.д. Другая часть брызг через ячейки решетки внешних витков попадает на внутренние решетчатые витки спирали и на замкнутую решетчатую оболочку центральной воздушной полости, так же дробится в мелкие капли. Наличие центральной воздушной полости и воздушных проемов между витками спирали значительно снижает аэродинамическое сопротивление насадки и обеспечивает свободный проход охлаждающего воздуха. Многократное дробление и отражение под разными углами брызг воды приводит к их мелкодисперсному орошению, дополнительной турбулизации и эффективному охлаждению потоком восходящего холодного воздуха. Замкнутая решетчатая оболочка в центре насадки значительно повышает ее жесткость и прочность. Комплексное воздействие указанных факторов повышает эффективность охлаждения воды на 15-20% и снижает трудоемкость изготовления насадки.

Изобретение относится к теплоэнергетике, металлургии, нефтепереработке, нефтехимии и другим отраслям промышленности, применяющим оборотное водоснабжение. Насадка для тепломассообменного аппарата содержит длинномерный решетчатый элемент, наружный контур жесткости и каркас. Из длинномерного решетчатого элемента внутри наружного контура жесткости образована центральная замкнутая продольная оболочка и окружающая ее произвольная спираль, или спираль Архимеда, или спираль Ферма, или их сочетание. Изобретение позволяет повысить эффективность охлаждения оборотной воды и снизить трудоемкость изготовления насадки. 1 ил., 3 з.п. ф-лы.

1. Насадка для тепломассообменного аппарата, содержащая длинномерный решетчатый элемент, наружный контур жесткости и каркас, отличающаяся тем, что из длинномерного решетчатого элемента внутри наружного контура жесткости образована центральная замкнутая продольная оболочка и окружающая ее произвольная спираль, или спираль Архимеда, или спираль Ферма, или их сочетание.

2. Насадка по п. 1, отличающаяся тем, что каркас насадки образован гибкими составляющими, переплетенными с наружным контуром жесткости и пронизывающими ячейки длинномерного решетчатого элемента.

3. Насадка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что замкнутая оболочка выполнена однослойной или многослойной.

4. Насадка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что замкнутая оболочка выполнена по форме цилиндра, или конуса, или пирамиды, или призмы.