Градирня Советский патент 1992 года по МПК F28C1/14 F28D15/00 

/ Л /////Ул

8

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности, к устройствам, предназначенным для охлаждения горячей воды на промышленных предприятиях и электростанциях.

Известна градирня (1), содержащая башню, установленную над водосбросным бассейном, размещенные в последнем тепловые трубы, водоотводящий и водоподво- дящий коллекторы. Бассейн выполнен кольцевым и снабжен радиальными перегородками, плавучими платформами и поперечнойсплошнойстенкой. Водоподводящий и водоотводящий коллекторы подключены по разные стороны последней. При этом радиальные перегородки через одну установлены у внешней и внутренней стенок бассейна, а плавучие платформы, в которые вмонтированы тепловые трубы, установлены между радиальными перегородками. К недостаткам градирни относится следующее. Горизонтально расположенная платформа резко уменьшает теплоотдачу со свободной поверхности горячей воды в бассейне, а оребрение тепловых труб не обеспечивает эффективного теплосъема из-за низких коэффициентов теплоотдачи при вынужденной или свободной конвекции воздухом.

Известна градирня (2), наиболее близкая по своим конструктивным признакам (прототип), содержащая корпус с вентилятором в верхней части, водосборный бассейн. В бассейне установлена глухая направляющая стенка с образованием спирального канала. К периферийной части канала подключен водопроводный коллектор, к центральной части канала подключен водоотводящий коллектор. Над бассейном горизонтально установлен лист, в котором выполнены отверстия для установки и дис- танционирования сребренных тепловых труб. Конденсационные сребренные участки труб расположены в корпусе и охлаждаются воздухом, выходящим из окон. Испарительные участки расположены в бассейне и находятся в канале. Установочные средства тепловых труб выполнены в виде, размещенной в корпусе и прикрепленной к верхним кромкам окон, сетки и дополнительно установленных на верхних торцах крючьев, взаимодействующих с сеткой,

Градирня работает следующим образом,

Охлаждаемая вода из коллектора подается в периферийную часть канала и по спирали проходит в центральную часть канала и затем в отводящий коллектор. Испарительные участки тепловых труб последовательно отбирают тепло от потока воды.

дополнительно его турбулизуя. Отобранное тепло переносится промежуточным теплоносителем тепловых труб к сребренным конденсационным участкам, обдуваемым

наружным воздухом. К недостатку указанной конструкции градирни относится следующее. Оребрение тепловых труб обеспечивает недостаточно эффективный отвод тепла от зон конденсации тепловых

0 труб прежде всего из-за низких коэффициентов теплоотдачи воздуха а 100-200 Вт/(м2- К) даже при значительных скоростях обдува, что создает при охлаждении большой массы воды в бассейне значительные

5 ограничения, В то же время размещение водоподводящего коллектора в бассейне не обеспечивает эффективного теплопровода к зонам испарения труб из-за низких скоростей обтекания воды и, следовательно, ко0 эффициента внешней теплоотдачи.

Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена за счет увеличения турбулизации жидкости и равномерного ее дробления,

5 Поставленная цель достигается тем, что в градирне, содержащей корпус с вентилятором и воздуховодными окнами, водосборный бассейн, размещенные в установочном устройстве тепловые трубы, конденсацион0 ные зоны которых расположены в корпусе, а испарительные - в бассейне, водоподво- дящий и водоотводящий коллекторы, новым является то, что она дополнительно снабжена распылителями в виде центробежных

5 форсунок, размещенными на подводящем коллекторе над тепловыми трубами, наружная поверхность последних снабжена покрытием с капиллярно-пористой структурой, а трубы установлены с возмож0 ностью вертикального перемещения в указанном установочном устройстве.

Поставленная цель достигается также за счет того, что покрытие тепловых труб выполнено в виде съемной оболочки из ме5 таллорезины, Кроме того наружная цель поверхность покрытия тепловых труб снабжена оребрением, причем оребрение покрытия тепловых труб выполнено в виде винтовой нарезки или в виде продольных

0 выступов,

В результате проведения патентного поиска не было выявлено аналогов, имеющих сходных признаков с признаками отличительной части формулы изобретения, на

5 основании чего можно сделать вывод, что устройство обладает существенными отличиями.

Положительный эффект заключается в том, что за счет размещения распылителей в виде форсунок на водоподводящем коллекторе над тепловыми трубами и снабжения последних капиллярной структурой обеспечивается резкое увеличение степени турбулизации жидкости, равномерное дробление ее в мелкодисперсную среду и, следовательно, интенсификация теплоотдачи с поверхности зон конденсации тепловых труб путем испарения мелкодисперсных капель, оседающих на внешней капиллярной структуре (внутрен- няя конденсация и внешнее испарение происходит при чрезвычайно высоких коэффициентах теплоотдачи Ц v- Ln 5000-10000 Вт/(м К).

Принципиальная схема градирни пока- зана на фиг. 1, на фиг. 2 изображен узел I на фиг. 1; на фиг. 3 -узел I на фиг. 1.

Градирня содержит корпус 1 с воздухо- водными окнами 2, водосборный бассейн 3, тепловые трубы 4, конденсационные зоны 5 которых расположены в корпусе 1, а испарительные пэны 6 - в бассейне 3, водопод- водящий 7 и водоотводящий 8 коллекторы. Причем водоподводящий коллектор 7 с распылителями 9 в виде центробежных форсу- нок размещен в корпусе 1 ниже вентилятора 10 над тепловыми трубами 4 и свободной поверхностью бассейна 3 на относительном расстоянии в диапазоне Н /dc- (0,8-1,1).104, где dc-диаметр сопла центробежных форсунок; Н -высота размещения форсунок над свободной поверхностью,

Установочное устройство для крепления тепловых труб выполнено в виде балок 11 с возможностью вертикального перемещения труб. Кроме того наружная поверхность тепловых труб снабжена капиллярно-пористой структурой 12 или оребрением в виде винтовой нарезки {фиг. 2) или в виде продольных выступов. Покрытие может быть выполнено в виде съемной оболочки 13 из металлорезины. (фиг. 3).

Градирня работает следующим образом.

Горячая вода из водоподающего коллектора 7 поступает в распылители 9 - центробежные форсунки, в которых закручивается за счет центробежных сил поток жидкости, В результате этого жид- кость из распылителей 9 выходит в виде сплошной турбулизированной закрученной конусообразной завесы. При этом степень турбулизации и дисперсность жидкости зависят от скорости ее потока на выходе из сопла центробежных форсунок 9 и расстояния между форсунками 9 и тепловыми трубами 4. Изменяя эти параметры, можно

добиться любой степени турбулизации и дисперсности жидкой среды - от крупных капель До тумана. Испарительные участки 6 тепловых труб 4, размещаемые в бассейне 3, отбирают тепло от всего объема воды, дополнительно турбулизируя ее. Отобранное тепло переносится промежуточным теплоносителем тепловых труб 4 к конденсационным зонам 5, где используется на испарение капель или пленки воды с внешней поверхности труб 4. При этом процессы внутренней конденсации и внешнего испарения протекают весьма интенсивно, кроме того, капиллярная структура может впитывать и жидкость непосредственно из бассейна 3. Конденсационные зоны 5 обдуваются наружным воздухом через окна 2, перемещаемым вентилятором 10 в верхней части корпуса 1 градирни.

При этом капиллярная структура, выполненная на внешней поверхности труб 4, способствует удержанию пленки, капель, за счет капиллярных сил, а также размещение коллектора с распылителями в виде центробежных форсунок способствует интенсификации и эффективности теплообмена за счет испарения.

Формула изобретения

1.Градирня, содержащая корпус с вентилятором и воздуховходными окнами, водосборный бассейн, размещенные в установочном устройстве тепловые трубы, конденсационные зоны которых расположены в корпусе, а испарительные - в бассейне, водоподводящий и водоотводящий коллекторы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, она дополнительно снабжена распылителями в виде центробежных форсунок, размещенными на водопо.цводя- щем коллекторе над тепловыми трубами, наружная поверхность последних снабжена покрытием с капиллярно-пористой структурой, а трубы установлены с возможностью вертикально перемещения в указанном установочном средстве.

2.Градирня поп. 1,отличающаяся тем, что покрытие тепловых труб выполнено в виде съемной оболочки из металлорезины.

3.Градирня по п. 1,отличающаяся тем, что наружная поверхность покрытия тепловых труб снабжена оребрением.

4.Градирня по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю щ ая с я тем. что оребрение покрытия труб вы- полнено в виде винтовой нарезки.

5.Градирня по пп. 1 yt 3, отличающаяся тем, что оребрение покрытий труб выполнено в виде продольных выступов.

Фиг. 2

Использование: для охлаждения горячей воды на промышленных предприятиях и электростанциях. Сущность изобретения: тепловые трубы 4 размещены в установочном средстве в виде балок 11 с возможностью вертикального перемещения так, что их конденсационные зоны 5 расположены в корпусе 1, а испарительные зоны 6 - в бассейне 3. Водоподводящий коллектор 7 с распылителями 9 в виде центробежных форсунок размещен в корпусе 1 над тепловыми трубами 4, наружная поверхность которых снабжена покрытием 12 с капиллярно-пористой структурой, оболочки 13 из металлорезины или наружная поверхность покрытия может быть выполнена с оребрением в виде винтовой нарезки или в виде продольных выступов. 4 з. п. ф-лы, 3 ил.