RU1776953C

RU1776953C - Cooling tower

Info

Publication number: RU1776953C
Application number: SU914913746A
Authority: RU
Inventors: Александр Леонидович Лукс; Игорь Степанович Загузов; Владимир Никифорович Кравцов
Original assignee: Самарский государственный университет
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1992-11-23

Abstract

Использование: дл охлаждени гор чей воды на промышленных предпри ти х и электростанци х. Сущность изобретени : тепловые трубы 4 размещены в установочном средстве в виде балок 11 с возможностью вертикального перемещени так, что их конденсационные зоны 5 расположены в корпусе 1, а испарительные зоны 6 - в бассейне 3. Водоподвод щий коллектор 7 с распылител ми 9 в виде центробежных форсунок размещен в корпусе 1 над тепловыми трубами 4, наружна поверхность которых снабжена покрытием 12 с капилл рно-пористой структурой, оболочки 13 из металлорезины или наружна поверхность покрыти может быть выполнена с оребрением в виде винтовой нарезки или в виде продольных выступов. 4 з. п. ф-лы, 3 ил.Use: for cooling hot water in industrial plants and power plants. The inventive heat pipes 4 are placed in the installation tool in the form of beams 11 with the possibility of vertical movement so that their condensation zones 5 are located in the housing 1, and the evaporation zones 6 are in the pool 3. The water supply manifold 7 with nozzles 9 in the form of centrifugal the nozzles are placed in the housing 1 above the heat pipes 4, the outer surface of which is provided with a coating 12 with a capillary-porous structure, the shell 13 of metal rubber or the outer surface of the coating can be made with ribbing in the form of a screw howling or in the form of longitudinal protrusions. 4 s P. f-ly, 3 ill.

Description

/ Л /////Ул/ L ///// Ul

88

Изобретение относитс к теплоэнергетике , в частности, к устройствам, предназначенным дл охлаждени гор чей воды на промышленных предпри ти х и электростанци х .The invention relates to a power system, in particular, to devices for cooling hot water in industrial plants and power plants.

Известна градирн (1), содержаща башню, установленную над водосбросным бассейном, размещенные в последнем тепловые трубы, водоотвод щий и водоподво- д щий коллекторы. Бассейн выполнен кольцевым и снабжен радиальными перегородками , плавучими платформами и поперечнойсплошнойстенкой . Водоподвод щий и водоотвод щий 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 относитс следующее. Горизонтально расположенна платформа резко уменьшает теплоотдачу со свободной поверхности гор чей воды в бассейне, а оребрение тепловых труб не обеспечивает эффективного теплосъема из-за низких коэффициентов теплоотдачи при вынужденной или свободной конвекции воздухом.A known cooling tower (1) comprising a tower installed above a spillway basin, heat pipes located in the latter, a drainage system and a drainage channel, are located. The pool is circular and equipped with radial partitions, floating platforms and a transverse solid wall. The water supply and drainage collectors are connected on opposite sides of the latter. In this case, radial partitions through one are installed at the outer and inner walls of the pool, and floating platforms, in which heat pipes are mounted, are installed between the radial partitions. Disadvantages of a cooling tower include the following. A horizontally located platform sharply reduces heat transfer from the free surface of hot water in the pool, and the finning of heat pipes does not provide effective heat removal due to low heat transfer coefficients during forced or free air convection.

Известна градирн (2), наиболее близка по своим конструктивным признакам (прототип), содержаща корпус с вентил тором в верхней части, водосборный бассейн. В бассейне установлена глуха направл юща стенка с образованием спирального канала . К периферийной части канала подключен водопроводный коллектор, к центральной части канала подключен водоотвод щий коллектор. Над бассейном горизонтально установлен лист, в котором выполнены отверсти дл установки и дис- танционировани сребренных тепловых труб. Конденсационные сребренные участки труб расположены в корпусе и охлаждаютс воздухом, выход щим из окон. Испарительные участки расположены в бассейне и наход тс 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,A known cooling tower (2) is closest in design features (prototype), comprising a casing with a fan in the upper part, a drainage basin. A blind guide wall is installed in the pool to form a spiral channel. A water collector is connected to the peripheral part of the channel, and a drainage collector is connected to the central part of the channel. A sheet is horizontally mounted above the pool, in which openings are made for installing and spacing silver heat pipes. The condensed silver sections of the pipes are located in the housing and are cooled by the air leaving the windows. Evaporative sections are located in the pool and in the channel. The installation means of the heat pipes are made in the form placed in the housing and attached to the upper edges of the windows, the mesh and additionally installed on the upper ends of the hooks interacting with the mesh,

Градирн работает следующим образом ,The cooling tower works as follows,

Охлаждаема вода из коллектора подаетс в периферийную часть канала и по спирали проходит в центральную часть канала и затем в отвод щий коллектор. Испарительные участки тепловых труб последовательно отбирают тепло от потока воды.The cooled water from the collector is supplied to the peripheral part of the channel and spirals into the central part of the channel and then into the outlet collector. Evaporative sections of heat pipes sequentially collect heat from a stream of water.

дополнительно его турбулизу . Отобранное тепло переноситс промежуточным теплоносителем тепловых труб к сребренным конденсационным участкам, обдуваемымin addition to his turbulization. The selected heat is transferred by the intermediate heat transfer medium of the heat pipes to the silver condensation sections blown

наружным воздухом. К недостатку указанной конструкции градирни относитс следующее . Оребрение тепловых труб обеспечивает недостаточно эффективный отвод тепла от зон конденсации тепловыхoutside air. A disadvantage of this design of the cooling tower is as follows. Finning of heat pipes provides insufficient heat removal from heat condensation zones

0 труб прежде всего из-за низких коэффициентов теплоотдачи воздуха а 100-200 Вт/(м2- К) даже при значительных скорост х обдува, что создает при охлаждении большой массы воды в бассейне значительные0 pipes primarily because of the low heat transfer coefficients of air and 100-200 W / (m2-K) even at significant blowing speeds, which creates significant cooling mass when cooling a large mass of water in the pool

5 ограничени , В то же врем размещение водоподвод щего коллектора в бассейне не обеспечивает эффективного теплопровода к зонам испарени труб из-за низких скоростей обтекани воды и, следовательно, ко0 эффициента внешней теплоотдачи.5 restrictions, At the same time, the placement of the water supply manifold in the pool does not provide an efficient heat conduit to the evaporation zones of the pipes due to the low flow rates of the water and, consequently, the external heat transfer coefficient.

Цель изобретени - повышение эффективности теплообмена за счет увеличени турбулизации жидкости и равномерного ее дроблени ,The purpose of the invention is to increase the efficiency of heat transfer by increasing the turbulization of the liquid and its uniform crushing,

5 Поставленна цель достигаетс тем, что в градирне, содержащей корпус с вентил тором и воздуховодными окнами, водосборный бассейн, размещенные в установочном устройстве тепловые трубы, конденсацион0 ные зоны которых расположены в корпусе, а испарительные - в бассейне, водоподво- д щий и водоотвод щий коллекторы, новым вл етс то, что она дополнительно снабжена распылител ми в виде центробежных5 The goal is achieved in that in a cooling tower containing a housing with a fan and air ducts, a drainage basin, heat pipes placed in the installation device, the condensation zones of which are located in the housing, and the evaporation ones in the pool, water supply and water discharge collectors, new is that it is additionally equipped with centrifugal atomizers

5 форсунок, размещенными на подвод щем коллекторе над тепловыми трубами, наружна поверхность последних снабжена покрытием с капилл рно-пористой структурой, а трубы установлены с возмож0 ностью вертикального перемещени в указанном установочном устройстве.5 nozzles placed on the supply manifold above the heat pipes, the outer surface of the latter is coated with a capillary-porous structure, and the pipes are installed with the possibility of vertical movement in the specified installation device.

Поставленна цель достигаетс также за счет того, что покрытие тепловых труб выполнено в виде съемной оболочки из ме5 таллорезины, Кроме того наружна цель поверхность покрыти тепловых труб снабжена оребрением, причем оребрение покрыти тепловых труб выполнено в виде винтовой нарезки или в виде продольныхThis goal is also achieved due to the fact that the coating of heat pipes is made in the form of a removable shell made of metal rubber, In addition, the outer target surface of the coating of heat pipes is equipped with finning, and the finning of the coating of heat pipes is made in the form of a screw thread or in the form of longitudinal

0 выступов,0 protrusions

В результате проведени патентного поиска не было вы влено аналогов, имеющих сходных признаков с признаками отличительной части формулы изобретени , наAs a result of a patent search, no analogues having similar features with those of the characterizing part of the claims were found.

5 основании чего можно сделать вывод, что устройство обладает существенными отличи ми .5 the basis of which we can conclude that the device has significant differences.

Положительный эффект заключаетс в том, что за счет размещени распылителей в виде форсунок на водоподвод щем коллекторе над тепловыми трубами и снабжени последних капилл рной структурой обеспечиваетс резкое увеличение степени турбулизации жидкости, равномерное дробление ее в мелкодисперсную среду и, следовательно, интенсификаци теплоотдачи с поверхности зон конденсации тепловых труб путем испарени мелкодисперсных капель, оседающих на внешней капилл рной структуре (внутрен- н конденсаци и внешнее испарение происходит при чрезвычайно высоких коэффициентах теплоотдачи Ц v- Ln 5000-10000 Вт/(м К).The positive effect is that due to the placement of nozzles in the form of nozzles on the water supply manifold above the heat pipes and supplying the latter with a capillary structure, a sharp increase in the degree of turbulence of the liquid is ensured, its uniform crushing into a finely dispersed medium and, therefore, intensification of heat transfer from the surface of the condensation zones heat pipes by evaporation of fine droplets deposited on the external capillary structure (internal condensation and external evaporation occurs extremely high heat transfer coefficient U v- Ln 5000-10000 W / (m K).

Принципиальна схема градирни пока- зана на фиг. 1, на фиг. 2 изображен узел I на фиг. 1; на фиг. 3 -узел I на фиг. 1.A schematic diagram of a cooling tower is shown in FIG. 1, in FIG. 2 shows the assembly I in FIG. 1; in FIG. 3-node I in FIG. 1.

Градирн 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- вод щий 7 и водоотвод щий 8 коллекторы. Причем водоподвод щий коллектор 7 с распылител ми 9 в виде центробежных форсу- нок размещен в корпусе 1 ниже вентил тора 10 над тепловыми трубами 4 и свободной поверхностью бассейна 3 на относительном рассто нии в диапазоне Н /dc- (0,8-1,1).104, где dc-диаметр сопла центробежных форсунок; Н -высота размещени форсунок над свободной поверхностью,The cooling tower contains a housing 1 with air ports 2, a drainage basin 3, heat pipes 4, condensation zones 5 of which are located in the housing 1, and evaporative foam 6 are located in the basin 3, the water supply 7 and the water discharge 8 collectors. Moreover, the water supply manifold 7 with nozzles 9 in the form of centrifugal nozzles is placed in the housing 1 below the fan 10 above the heat pipes 4 and the free surface of the pool 3 at a relative distance in the range of N / dc- (0.8-1.1 ) .104, where dc is the diameter of the nozzle of the centrifugal nozzles; H is the height of the nozzles above the free surface,

Установочное устройство дл креплени тепловых труб выполнено в виде балок 11 с возможностью вертикального перемещени труб. Кроме того наружна поверхность тепловых труб снабжена капилл рно-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).The installation device for attaching the heat pipes is made in the form of beams 11 with the possibility of vertical movement of the pipes. In addition, the outer surface of the heat pipes is provided with a capillary-porous structure 12 or screw fin fins {Fig. 2) or in the form of longitudinal protrusions. The coating can be made in the form of a removable shell 13 of metal rubber. (Fig. 3).

Градирн работает следующим образом .The cooling tower works as follows.

Гор ча вода из водоподающего коллектора 7 поступает в распылители 9 - центробежные форсунки, в которых закручиваетс 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 завис т от скорости ее потока на выходе из сопла центробежных форсунок 9 и рассто ни между форсунками 9 и тепловыми трубами 4. Измен эти параметры, можноHot water from the water supply manifold 7 enters the nozzles 9 — centrifugal nozzles, in which the fluid flow is twisted due to centrifugal forces. As a result, the liquid from the nozzles 9 exits in the form of a continuous turbulized swirling conical curtain. The degree of turbulization and dispersion of the liquid depends on its flow rate at the outlet of the nozzle of the centrifugal nozzles 9 and the distance between the nozzles 9 and the heat pipes 4. By changing these parameters, you can

добитьс 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 турбулизиру ее. Отобранное тепло переноситс промежуточным теплоносителем тепловых труб 4 к конденсационным зонам 5, где используетс на испарение капель или пленки воды с внешней поверхности труб 4. При этом процессы внутренней конденсации и внешнего испарени протекают весьма интенсивно, кроме того, капилл рна структура может впитывать и жидкость непосредственно из бассейна 3. Конденсационные зоны 5 обдуваютс наружным воздухом через окна 2, перемещаемым вентил тором 10 в верхней части корпуса 1 градирни.to achieve any degree of turbulization and dispersion of a liquid medium - from large droplets to fog. Evaporative sections 6 of heat pipes 4, placed in the pool 3, take heat from the entire volume of water, additionally turbulizing it. The selected heat is transferred by the intermediate heat carrier of the heat pipes 4 to the condensation zones 5, where it is used to evaporate drops or a film of water from the outer surface of the pipes 4. In this case, the processes of internal condensation and external evaporation proceed very intensively, in addition, the capillary structure can also absorb liquid directly from the pool 3. The condensation zones 5 are blown with external air through the windows 2, moved by a fan 10 in the upper part of the tower body 1.

При этом капилл рна структура, выполненна на внешней поверхности труб 4, способствует удержанию пленки, капель, за счет капилл рных сил, а также размещение коллектора с распылител ми в виде центробежных форсунок способствует интенсификации и эффективности теплообмена за счет испарени .In this case, the capillary structure made on the outer surface of the pipes 4 contributes to the retention of the film, droplets due to capillary forces, and the placement of the collector with sprays in the form of centrifugal nozzles contributes to the intensification and efficiency of heat transfer due to evaporation.

Claims

1. A cooling tower comprising a housing with a fan and air inlets, a drainage basin, heat pipes located in the installation device, the condensation zones of which are located in the housing, and evaporation ones in the pool, water supply and water drain collectors, characterized in that In order to increase the heat exchange efficiency, it is additionally equipped with atomizers in the form of centrifugal nozzles placed on the water supply pipe over the heat pipes, the outer surface of the latter is provided with a capillary coating Porous structure, and the pipes are mounted with the possibility of vertical movement in the specified installation tool.

2. Cooling tower pop. 1, characterized in that the coating of the heat pipes is made in the form of a removable shell made of metal rubber.

3. A cooling tower according to claim 1, characterized in that the outer surface of the coating of the heat pipes is provided with finning.

4. Cooling tower 1 and 3, on the subject of that. that the finning of the pipe coating is made in the form of a screw thread.

5. Cooling tower 1 yt 3, characterized in that the finning of the pipe coverings is made in the form of longitudinal protrusions.

FIG. 2