RU200247U1 - Трубчатая испарительная градирня с ультрафиолетовым обеззараживанием воды - Google Patents

Abstract

Трубчатая испарительная градирня с ультрафиолетовым обеззараживанием воды содержит корпус, коллектор подвода жидкости, бак для сбора жидкости и вентилятор, корпус включает в себя ороситель, состоящий из теплообменных труб, закрепленных в трубных решетках, приваренных в свою очередь к корпусу. Коллектор подвода жидкости имеет два штуцера, где основной поток охлаждаемой воды поступает в межтрубное пространство трубчатого оросителя, а второй поток жидкости подается в верхнюю часть на орошение труб. Кроме того, в верхней части корпуса установлен водоуловитель, в нижней части корпуса - воздухозаборные окна, а в баке для сбора жидкости - кварцевые лампы, создающие ультрафиолетовое излучение. Обработанная таким образом вода, перекачивается насосом обратно на орошение градирни, образуя тем самым замкнутый контур циркуляции охлаждающей жидкости.Техническим результатом является полное исключение использования химических реагентов за счет подачи основной части охлаждаемой воды в межтрубное пространство трубчатого оросителя при сохранении высокой эффективности охлаждения оборотной воды.

Description

Полезная модель предназначена для охлаждения оборотной воды и может быть использована в энергетике, химической, нефтехимической, металлургической и пищевой промышленности.

Известна градирня с поверхностным охлаждением, содержащая прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховпускными окнами в его нижней части [см. патент RU 2610369, F28C 1/02, F28F 25/08, 2015]. Корпус установлен на водосборном бассейне, в котором помещены последовательно, сверху вниз водоуловитель, водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами, ороситель, выполненный в виде нескольких идентичных блоков. Верхняя кромка корпуса снабжена пирамидальной горловиной, блоки оросителя-охладителя собраны из цилиндрических колец, выполненных из гидрофильного материала или покрытых им и уложенных рядами в шахматном порядке вплотную друг к другу на опорную решетку или уложенных навалом. Над водной поверхностью бассейна установлен блок поверхностного охлаждения, конструкция которого аналогична конструкции блоков оросителя-охладителя, верхняя кромка которого находится на одном уровне с нижними кромками воздуховпускных окон.

Недостатком аналога является невысокая эффективность охлаждения оборотной воды, обусловленная созданием естественной тяги в градирне.

Известна вентиляторная градирня с системой оборотного водоснабжения [см. патент RU 2659011, F28C 1/00, 2018], содержащая корпус, разбрызгивающее устройство, бак для сбора жидкости и вентилятор. Корпус состоит из двух частей - верхней части, включающей ороситель и каплеотделитель, между которыми расположен коллектор разбрызгивающего устройства с цельнофакельными форсунками, и нижней части, в которой расположен бак для сбора жидкости для сбора охлаждаемой воды с установленным на нем вентилятором.

Недостатком аналога является невысокая степень перераспределения жидкости по поперечному сечению градирни, приводящая к снижению эффективности процесса охлаждения воды.

Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является вентиляторная испарительная градирня с самораспределением жидкости [см. патент RU 193253, F28C 1/00, F28F 25/08, 2019], содержащая корпус, коллектор подвода жидкости, бак для сбора жидкости и вентилятор. Корпус включает в себя ороситель, состоящий из трубчатых элементов, сваренных между собой по торцевым поверхностям. Трубчатые элементы представляют собой гофрированные пластины, расположенные под углом 30-45° к основанию корпуса и установленные симметрично относительно друг друга по всей высоте оросителя. Гофры выполнены в виде округлого профиля с отверстиями круглой формы, расположенными на выступах гофр.

Недостатком аналогов и прототипа является использование огромных объемов химических реагентов в системе оборотного водоснабжения, предназначенных для обеззараживания воды вследствие того, что в градирнях создаются благоприятные условия для развития различных бактерий и микроорганизмов.

Задачей полезной модели является разработка трубчатой испарительной градирни с ультрафиолетовым обеззараживанием воды, в котором устранены недостатки аналогов и прототипа.

Техническим результатом является полное исключение использования химических реагентов за счет подачи основной части охлаждаемой воды в межтрубное пространство трубчатого оросителя, где теплопередача происходит через стенку труб без непосредственного контакта с атмосферным воздухом, при сохранении высокой эффективности охлаждения оборотной воды.

Технический результат достигается тем, что в трубчатой испарительной градирне с ультрафиолетовым обеззараживанием воды, содержащий корпус, коллектор подвода жидкости, бак для сбора жидкости и вентилятор, корпус выключает в себя ороситель, состоящий из трубчатых элементов, установленных по всей высоте оросителя. Согласно настоящей полезной модели коллектор подвода жидкости имеет два штуцера, где основной поток охлаждаемой воды поступает в межтрубное пространство трубчатого оросителя, а второй поток жидкости подается в верхнюю часть на орошение трубчатого оросителя. Он состоит из теплообменных трубок, закрепленных в трубных решетках, приваренных в свою очередь к корпусу, образуя жесткую неподвижную конструкцию. Кроме того, в верхней части корпуса установлен водоуловитель, в нижней части корпуса - воздухозаборные окна, а в баке для сбора жидкости - кварцевые лампы, создающие ультрафиолетовое излучение. Обработанная таким образом вода, перекачивается насосом обратно на орошение градирни, образуя тем самым замкнутый контур циркуляции охлаждающей жидкости.

Сущность полезной модели поясняется следующим чертежом:

- на фиг. 1 изображена предлагаемая трубчатая испарительная градирня с ультрафиолетовым обеззараживанием воды.

Цифрами на чертеже обозначены:

1 - корпус;

2 - ороситель, состоящий из теплообменных труб;

3 - вентилятор;

4 - бак для сбора жидкости;

5 - водоуловитель;

6 - воздухозаборные окна;

7 - кварцевые лампы;

8 - насос;

9 - штуцер ввода основного потока охлаждаемой жидкости;

10 - штуцер вывода основного потока охлаждаемой жидкости;

11 - штуцер ввода охлаждающей жидкости;

12 - штуцер подачи жидкости на орошение трубчатого оросителя;

13 - запорная арматура.

Трубчатая испарительная градирня с ультрафиолетовым обеззараживанием воды содержит корпус 1 с установленным в нем трубчатым оросителем 2, состоящий из теплообменных труб, вентилятор 3, бак 4 для сбора жидкости, коллектор подвода жидкости, имеющий штуцер 9 для подачи основного потока охлаждаемой жидкости в межтрубное пространство трубчатого оросителя и штуцер 12 для подачи жидкости в верхнюю часть на орошение трубчатого оросителя 2. Он состоит из теплообменных трубок, закрепленных в трубных решетках, приваренные в свою очередь к корпусу 1, образуя жесткую неподвижную конструкцию. В верхней части корпуса 1 установлен водоуловитель 5, служащий для улавливания и сепарации капель жидкости, унесенных из трубчатого оросителя 2. Для поступления холодного воздуха в градирню в нижней части корпуса 1 установлены воздухозаборные окна 6. В баке 4 вмонтированы кварцевые лампы 7, создающие ультрафиолетовое излучение и служащие для уничтожения микроорганизмов и бактерий, образующихся в охлажденной воде в результате взаимодействия с атмосферным воздухом внутри теплообменных труб оросителя 2. Вывод основного потока охлаждаемой жидкости из межтрубного пространства оросителя 2 осуществляется через штуцер 10. Подача охлажденной и обеззараженной воды из бака 4 осуществляется насосом 8 через штуцер 11 в верхнюю часть трубчатого оросителя 2. Запорная арматура 13 служит для регулирования величины потока охлаждаемой жидкости, поступающей из коллектора подвода.

Предлагаемая трубчатая испарительная градирня с ультрафиолетовым обеззараживанием воды работает следующим образом.

Нагретая в технологическом оборудовании вода, попадая в коллектор подвода жидкости, разбивается на два потока таким образом, что основной поток охлаждаемой жидкости через штуцер 9 поступает в межтрубное пространство трубчатого оросителя 2. Второй поток воды, проходя через Штуцер 12, равномерно распределяется по поперечному сечению градирни и поступает на орошение вовнутрь теплообменных труб оросителя 2. Навстречу стекающей по стенкам труб пленке жидкости движется холодный атмосферный воздух, всасываемый вентилятором 3 через воздухозаборные окна 6, расположенные в нижней части корпуса 1. Охлажденная таким образом, вода, является хладагентом для основного потока охлаждаемой жидкости, движущейся в межтрубном пространстве оросителя 2 снизу вверх по зигзагообразной траектории. Основной поток охлажденной жидкости отводится через штуцер 10.

Капли, срываемые со стекающей пленки жидкости восходящим потоком воздуха, улавливаются и распределяются по верхней трубной решетке благодаря установленному в верхней части корпуса 1 водоуловителю 5. Охлажденный и частично испарившийся хладагент по внутренней стенке теплообменных труб оросителя 2 стекает в бак для сбора жидкости 4, где обрабатывается ультрафиолетовым излучением, которые создают кварцевые лампы 7, установленные вблизи днища бака 4. Таким образом, охлажденная и обеззараженная вода насосом 8 через штуцер 11 подается в верхнюю часть трубчатого оросителя 2.

В предлагаемой трубчатой испарительной градирне с ультрафиолетовым обеззараживанием воды по сравнению с аналогами и прототипом основная часть охлаждаемой жидкости не контактирует с воздухом, при этом различные примеси не поглощаются из него, следовательно, развитие микроорганизмов в среде становится невозможным. Часть жидкости, контактирующая с атмосферным воздухом («он от общего объема охлаждаемой воды), очищается ультрафиолетовым излучением с целью уничтожения микроорганизмов и бактерий, дающие отложения на рабочих поверхностях и затрудняющие теплообмен.

Применение испарительного охлаждения при пленочном течении жидкости по вертикальным теплообменным трубам позволяет увеличить коэффициенты тепло- и массоотдачи в несколько раз по сравнению с капельным орошением. В связи с этим, проведенные экспериментальные исследования по оценке эффективности охлаждения оборотной воды в предлагаемой трубчатой испарительной градирне показывают возможности охлаждения основного потока жидкости на 10-12°С при начальной температуре горячей воды, равной 35-40°С. При этом тепловой КПД градирни с одним трубчатым элементом может достигать 32%, что находится на уровне современных блоков оросителей промышленных градирен, тепловой КПД которых варьируется в диапазоне 25-35%.

Таким образом, использование предлагаемого способа охлаждения оборотной воды за счет подачи основной части охлаждаемой жидкости в межтрубное пространство трубчатого оросителя и обеззараживания ультрафиолетовым излучением другой части жидкости позволяет полностью отказаться от использования химических реагентов в системе оборотного водоснабжения при сохранении высокой эффективности охлаждения воды.

Claims (1)

1. Трубчатая испарительная градирня с ультрафиолетовым обеззараживанием воды, содержащая корпус, коллектор подвода жидкости, бак для сбора жидкости и вентилятор, корпус включает в себя ороситель, состоящий из трубчатых элементов, установленных по всей высоте оросителя, отличающаяся тем, что коллектор подвода жидкости имеет два штуцера, где основной поток охлаждаемой воды поступает в межтрубное пространство трубчатого оросителя, а второй поток жидкости подается в верхнюю часть на орошение трубчатого оросителя, который состоит из теплообменных трубок, закрепленных в трубных решетках, приваренных в свою очередь к корпусу, образуя жесткую неподвижную конструкцию, кроме того, в верхней части корпуса установлен водоуловитель, в нижней части корпуса - воздухозаборные окна, а в баке для сбора жидкости - кварцевые лампы, создающие ультрафиолетовое излучение, обработанная таким образом вода, перекачивается насосом обратно на орошение градирни, образуя тем самым замкнутый контур циркуляции охлаждающей жидкости.

Images