Способ предотвращения льдообразования в башенной градирне Российский патент 2024 года по МПК F28C1/12 

Область техники

Изобретение относится к области теплоэнергетики, касается, в частности, эксплуатации башенных градирен. Уровень техники

Известно устройство предотвращения льдообразования в башенной градирне (RU №193734, приоритет от 22.03.2019, МПК F28C 1/12), которое содержит расположенные вверху и внизу воздуховходных окон, соответственно, верхний и нижний трубопроводы, при этом в воздуховходных окнах установлены выполненные двухсекционными поворотные жалюзи с формированием нижней и верхней секций, при этом поворотные жалюзи установлены с возможностью регулировки пропуска воздуха в зависимости от режима работы градирни, ветровой нагрузки и температуры атмосферного воздуха путем посекционного поворота жалюзи, над которыми установлен аэродинамический козырек, верхний трубопровод выполнен с водоразбрызгивающими форсунками с образованием последними водяной завесы между воздуховходными окнами и оросителем, верхний и нижний трубопроводы подключены к водораспределительному трубопроводу с подачей от него теплой охлаждаемой воды, причем верхний трубопровод закреплен на боковой стенке градирни с внутренней стороны корпуса, и над ним выполнен водоотбойный козырек, нижний трубопровод закреплен под верхним трубопроводом около боковой стенки корпуса с внутренней его стороны, водораспределительный трубопровод подключен к системе водораспределения с водоразбрызгивающими форсунками, установленными над оросителем и выполненными с возможностью подачи охлаждаемой воды с большей плотностью орошения в крайней периферийной зоне.

Недостатком данного устройства являются дополнительные затраты на подачу охлаждаемой воды для создания водяной завесы и невозможность использования данного устройства в устье башенной градирни, поскольку разбрызгивание охлаждаемой воды должно проводиться на уровне водораспределительной системы.

Известно устройство для предотвращения обмерзания вентиляторных градирен (патент RU №2253813, приоритет от 03.04.2003, МПК F28C 1/12), которое содержит ороситель, каплеуловитель, вентилятор и диффузор в верхней ее части, водораспределительную систему в виде трубопроводов, подающих воду на средний ярус градирни, снабженную системой водоразбрызгивающих сопел. Ввод стояков водораспределительной системы вовнутрь градирни производится через воздухозаборныеокна, а площадь воздухозаборных окон в зимнее время уменьшается установкой щитов в верхней части воздухозаборных окон. Водоотбойный козырек, установленный на нижнем ярусе градирни, снабжен в верхней его части гребнем, за который заходит нижний край обшивки градирни, и на нижней его части снабжен пазом, в который устанавливаются щиты, уменьшающие площадь воздухозаборных окон, а в нижней части воздухозаборных окон смонтирован П-образный профиль, в который устанавливается нижняя часть щитов, при этом между П-образным профилем и верхним краем бассейна градирни оставляется зазор, достаточный для обеспечения работоспособности градирни.

Недостатком устройства является то, что установка щитов на воздухозаборные окна градирни приводит к уменьшению объема поступающего холодного воздуха и, соответственно, это ограничивает производительность градирни, особенно, для безвентиляторных башенных градирен с естественной циркуляцией воздуха.

Известен способ предотвращения обледенения градирни (RU 2451885, приоритет от 02.02.2011, МПК F28C 1/12), основанный на использовании атмосферного воздуха, отличающийся тем, что по периметру верхней части градирни под углом от 5 до 45° к ее вертикальной оси с помощью вентиляторов вводится дополнительный поток холодного и сухого воздуха окружающей среды, который отделяет теплый и влажный воздух внутри градирни от холодной стенки, что исключает ее обледенение,.

Недостатком способа является высокая трудоемкость обеспечения с помощью вентиляторов защиты от обледенения и ограничения по применению способа только в регионах с низкой влажностью окружающей среды.

Известно антиобледенительное устройство (RU №2464395, приоритет от 15.10.2010, МПК E04D 13/076), которое содержит прикрепленный вдоль края крыши на ее участке или по периметру с образованием замкнутого контура нагревательный элемент, подключенный по концам к источнику электрического сигнала. Нагревательный элемент выполнен в виде жесткого изолированного стального провода, закрепленного непосредственно по кромке крыши и согнутого через определенное шаговое расстояние в форме узких петель, расположенных с последовательным чередованием в двух плоскостях с углом между собой, равным углу между крышей и стеной здания. Петли в одной плоскости уложены вдоль края крыши и закреплены на последней своими концами, петли в другой плоскости свободно свешены с края крыши вниз параллельно стене здания, а шаговое расстояние и длины петель значительно превышают их ширину.

Недостатком данного технического решения является то, что подключение нагревательного элемента к источнику электрического сигнала производится периодически на расчетное время при образовании льда и сосулек, которые, при нарастании в устье градирни в момент работы анитиобледенительного устройства будутобрушаться и разрушать внутреннее оборудование градирни, таким образом, антиобледенительное устройство не исключает образование льда, а направлено лишь на его удаление, кроме этого, при отрицательных температурах окружающего воздуха необходим постоянный контроль за образованием льда, что потребует, например, увеличение персонала на объекте.

Известно термостатирующее устройство (RU 32300, приоритет от 21.04.2003, МПК G05D 23/02, Н05В 3/56), содержащее термостат, плату с термодатчиками и блок управления питанием, соединенный первым входом с сетью переменного тока -220 В и первой группой выходов с группой входов термостата и вторым входом с группой выходов платы термодатчиков, отличающееся тем, что термостат выполнен с применением саморегулируемого греющего кабеля и вентилятора, входы которых соединены с группой входов термостата.

Недостатком данного устройства является то, что оно предназначено для использования в бытовых условиях и не может быть применено для достижения технического результата заявленного изобретения.

Известен электрический нагревательный кабель (RU 2770688, приоритет от 25.02.2019, МПК Н05В 3/56), содержащий: первый проводник электропитания, второй проводник электропитания; третий проводник электропитания, причем каждый из первого, второго и третьего проводников электропитания проходит вдоль длины кабеля, причем второй проводник электропитания разнесен от первого проводника электропитания на первое расстояние, второй проводник электропитания разнесен от третьего проводника электропитания на второе расстояние, первый проводник электропитания разнесен от третьего проводника электропитания на третье расстояние и при этом третье расстояние больше, чем первое расстояние и второе расстояние; тело электропроводного нагревательного элемента, причем первый, второй и третий проводники электропитания электрически связаны друг с другом через тело электропроводного нагревательного элемента; причем второй проводник электропитания обеспечен слоем электроизолирующего материала, который покрывает только часть поверхности второго проводника электропитания, причем упомянутый слой обеспечен между поверхностью второго проводника электропитания и телом электропроводного нагревательного элемента, причем слой электроизолирующего материала выполнен с возможностью ограничивать долю поверхности второго проводника электропитания, которая электрически связана с телом электропроводного нагревательного элемента так, что площадь поверхности второго проводника электропитания, которая не покрыта слоем электроизолирующего материала, меньше, чем каждая из следующего: площадь поверхности первого проводника электропитания, которая электрически связана с теломэлектропроводного нагревательного элемента, и площадь поверхности третьего проводника электропитания, которая электрически связана с телом электропроводного нагревательного элемента.

Данный кабель может быть использован при осуществлении заявленного изобретения.

Известен способ управления саморегулируемым греющим кабелем (RU 2804802, приоритет от 06.02.2023, МПК Н05В 3/56, G05D 23/20), характеризующийся тем, что выход реле максимального тока соединяют с катушкой управления электромагнитного контактора, осуществляющего включение и отключение греющего кабеля по сигналу терморегулятора, производят периодическое отключение греющего кабеля при достижении стартовым током величины, приближающейся к номинальному уровню.

Недостатком способа является отсутствие в управления саморегулируемым греющим кабелем измерения, фиксации и анализа температуры наружного воздуха.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство предотвращения льдообразования в вентиляторной градирне при температурах атмосферного воздуха ниже нуля (RU 193755, приоритет от 22.03.2019, МПК F28C 1/12), которое содержит поворотные жалюзи, установленные в воздуховходных окнах и расположенные вверху и внизу воздуховходных окон, соответственно, верхний и нижний трубопроводы, при этом поворотные жалюзи выполнены двухсекционными и установлены с возможностью регулировки пропуска воздуха в зависимости от режима работы градирни, ветровой нагрузки и температуры атмосферного воздуха, путем посекционного поворота жалюзи, над которыми установлен аэродинамический козырек, верхний трубопровод выполнен с водоразбрызгивающими форсунками с образованием последними водяной завесы между воздуховходными окнами и оросителем, верхний и нижний трубопроводы подключены к водораспределительному трубопроводу с подачей от него теплой охлаждаемой воды, причем верхний трубопровод закреплен на боковой стенке градирни с внутренней стороны корпуса и над ним выполнен водоотбойный козырек, нижний трубопровод закреплен около воздуховходных окон между последними и боковой стенкой корпуса с внешней его стороны, водораспределительный трубопровод подключен к системе водораспределения с водоразбрызгивающими форсунками, установленными над оросителем и выполненными с возможностью подачи охлаждаемой воды с большей плотностью орошения в крайней периферийной зоне.

Недостатком данного технического решения является его низкая эффективность, связанная с дополнительными затратами на подачу охлаждаемой воды для создания водяной завесы, и невозможность использования данного устройства в устье башенной градирни.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом заявленного изобретения является предотвращение образования льда в устье башенной градирни для повышения эффективности работы башенной градирни и увеличения межремонтного периода в сезон низких температур.

Технический результат достигается путем исключения конденсации влаги на поверхностях устья башенной градирни за счет того, что используют способ предотвращения льдообразования в башенной градирне, в котором измеряют, фиксируют и анализируют температуру наружного воздуха, при этом в случае фиксации температуры наружного воздуха ниже 0°С осуществляют подвод регулируемой, в зависимости от температуры наружного воздуха, теплоты к устью башенной градирни, для чего, по меньшей мере, по всему периметру на внутренней и верхней поверхностях обрамления верхней части башенной градирни устанавливают саморегулируемый кабель, который выполнен с возможностью под действием изменения температуры наружного воздуха изменять сопротивление и количество выделяемой теплоты, и подключают к силовому кабелю, который, в свою очередь, через шкаф управления подключен к электрической сети, при этом шкаф управления саморегулируемым кабелем выполнен с функцией измерения, фиксации и анализа температуры наружного воздуха.

Использование заявленного изобретения устраняет образование льда в устье башенной градирни путем исключения конденсации влаги на поверхностях устья, повышает эффективность работы, а также увеличивает межремонтный период башенной градирни в сезон низких температур, обусловленный разрушением внутреннего оборудования градирни - оросителей, каплеуловителей, форсунок водораспределительной системы.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показано схематичное изображение устройства башенной градирни.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1 - Башенная градирня;

2 - Силовой кабель;

3 - Саморегулируемый кабель;

4 - Шкаф управления;

5 - Провод к электрической сети.

На фиг. 2 показан вид сверху башенной градирни (вид А).

На фиг.2 приняты следующие обозначения:

1 - Башенная градирня;

2 - Силовой кабель;

3 - Саморегулируемый кабель;

4 - Шкаф управления;

5 - Провод к электрической сети.

На фиг. 3 показана башенная градирня в сечении Б-Б.

На фиг. 3 приняты следующие обозначения: 3 - Саморегулируемый кабель;

6 - Обрамление верхней части башенной градирни;

7 - Алюминиевая самоклеящееся лента;

8 - Металлическая скоба;

9 - Саморез или заклепка. Осуществление изобретение

Способ предотвращения льдообразования в башенной градирне осуществляют следующим образом:

- измеряют, фиксируют и анализируют температуру наружного воздуха;

- в случае фиксации температуры наружного воздуха ниже 0°С осуществляют подвод теплоты к устью башенной градирни, по меньшей мере, по всему периметру внутренней и верхней поверхностей обрамления верхней части башенной градирни;

- при этом регулируют количество подводимой теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха.

Способ предотвращения льдообразования в башенной градирне может быть осуществлен, например, установкой в устье башенной градирни 1 (фиг. 1, 2) по всему периметру на внутренней и верхней поверхностях обрамления верхней части 6 (фиг. 3) башенной градирни 1 (фиг. 1, 2) саморегулируемого кабеля 3 (фиг. 1, 2, 3), например, с помощью самоклеящейся ленты 7 (фиг. 3), который закрепляют к обрамлению верхней части башенной градирни 6 (фиг. 3), например, с помощью металлических скоб 8 (фиг. 3) и саморезов или заклепок 9 (фиг. 3).

Саморегулируемый кабель 3 (фиг. 1, 2, 3) подключают, например, с помощью клемм к силовому кабелю 2 (фиг. 1, 2), а силовой кабель 2 (фиг. 1, 2) подключают к шкафу управления 4 (фиг. 1, 2), располагающемуся, например, внизу на наружной поверхности башенной градирни 1 (фиг. 1, 2). Шкаф управления 4 (фиг. 1, 2) подключают с помощью провода 5 к электрической сети (фиг.1, 2).

Шкаф управления 4 (фиг. 1-2) выполнен с возможностью измерения, фиксации и анализа температуры наружного воздуха, а также управления саморегулируемым кабелем. Саморегулируемый кабель 3 (фиг. 1, 2, 3) выполняют с возможностью изменять сопротивление под действием внешней меняющейся температуры, в результате чегоизменяют количество выделяемой теплоты.

На эксплуатируемой башенной градирне 1 (фиг. 1, 2) при наступлении отрицательных температур окружающего воздуха в шкафу управления 4 (фиг. 1, 2), подключенного с помощью провода 5 к электрической сети (фиг. 1, 2), включают, например, тумблер электрического питания, подавая тем самым напряжение электрического тока через силовой кабель 2 (фиг. 1, 2) на саморегулируемый кабель 3 (фиг. 1, 2. 3), установленный, по меньшей мере, по всему периметру на внутренней и верхней поверхностях обрамления верхней части башенной градирни 6 (фиг. 3). Саморегулируемый кабель 3 (фиг. 1, 2, 3) в зависимости от температуры наружного воздуха под действием электрического тока нагревает до необходимой температуры внутреннюю и верхнюю поверхности обрамления верхней части башенной градирни 6 (фиг. 3), устраняя тем самым конденсацию влаги из уходящего воздуха и исключая образование в устье башенной градирни льда, тем самым сохраняя в рабочем состоянии внутреннее оборудование башенной градирни и повышая эффективность ее работы в зимний период.

Использование изобретения позволяет устранить образование льда в устье башенных градирен путем исключения конденсации влаги на поверхностях устья, а также повысить эффективность работы и увеличить межремонтный период башенных градирен в сезон низких температур, обусловленный разрушением внутреннего оборудования градирни - оросителей, каплеуловителей, форсунок водораспределительной системы.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, касается, в частности эксплуатации башенных градирен. Способ предотвращения льдообразования в башенной градирне, исключающий конденсацию влаги на поверхностях устья башенной градирни, в котором измеряют, фиксируют и анализируют температуру наружного воздуха. В случае фиксации температуры наружного воздуха ниже 0°С осуществляют подвод регулируемой, в зависимости от температуры наружного воздуха, теплоты к устью башенной градирни, для чего, по меньшей мере, по всему периметру на внутренней и верхней поверхностях обрамления верхней части башенной градирни устанавливают саморегулируемый кабель, который выполнен с возможностью под действием изменения температуры наружного воздуха изменять сопротивление и количество выделяемой теплоты, и подключают к силовому кабелю, который, в свою очередь, через шкаф управления подключен к электрической сети, при этом шкаф управления саморегулируемым кабелем выполнен с функцией измерения, фиксации и анализа температуры наружного воздуха. Технический результат - предотвращение образования льда в устье башенной градирни для повышения эффективности работы башенной градирни и увеличения межремонтного периода в сезон низких температур на тепловых и атомных электростанциях. 3 ил.

Способ предотвращения льдообразования в башенной градирне, исключающий конденсацию влаги на поверхностях устья башенной градирни, в котором измеряют, фиксируют и анализируют температуру наружного воздуха, при этом в случае фиксации температуры наружного воздуха ниже 0°С осуществляют подвод регулируемой, в зависимости от температуры наружного воздуха, теплоты к устью башенной градирни, для чего, по меньшей мере, по всему периметру на внутренней и верхней поверхностях обрамления верхней части башенной градирни устанавливают саморегулируемый кабель, который выполнен с возможностью под действием изменения температуры наружного воздуха изменять сопротивление и количество выделяемой теплоты, и подключают к силовому кабелю, который, в свою очередь, через шкаф управления подключен к электрической сети, при этом шкаф управления саморегулируемым кабелем выполнен с функцией измерения, фиксации и анализа температуры наружного воздуха.