RU2115081C1

RU2115081C1 - Mechanical draft tower

Info

Publication number: RU2115081C1
Application number: RU95108629A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Барсуков; А.Н. Малкин
Original assignee: Барсуков Геннадий Васильевич; Малкин Александр Николаевич
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1998-07-10
Also published as: RU95108629A

Abstract

FIELD: any enterprises where cooling of circulating water is required. SUBSTANCE: mechanical-draft tower includes housing, sprinkler, water distributor, drip pan and tray for receiving the cooled water. Water distributor is made in form of basic with many holes above sprinkler. Drip pan is mounted between side wall of basin and inner wall of housing Tray for receiving cooled water has through central hole changing to vertical shaft formed by side surfaces of sprinkler. EFFECT: reduction of overall dimensions due to intensified heat-and-mass exchanger process. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на предприятиях любого профиля, где требуется охлаждение оборотной воды. The invention relates to a power system and can be used in enterprises of any profile where cooling of the circulating water is required.

Охлаждение воды в градирнях в основном осуществляется не за счет теплопередачи между теплоносителями, а за счет частичного испарения воды (особенно в летний период) и уноса влаги с потоками насыщенного воздуха. Water cooling in cooling towers is mainly carried out not due to heat transfer between the heat carriers, but due to partial evaporation of water (especially in the summer period) and the removal of moisture with saturated air flows.

Охлаждение (нагревание) и особенно низкотемпературное испарение - процессы весьма инертные. Для их интенсификации в подобных агрегатах существуют два пути - увеличение площади поверхности испарения при неизменных расходах воды и воздуха либо увеличение времени контакта теплоносителей, чтобы добиться более полного насыщения воздуха. Cooling (heating) and especially low-temperature evaporation are very inert processes. There are two ways to intensify them in such aggregates: increasing the surface area of evaporation at constant flow rates of water and air, or increasing the contact time of coolants to achieve more complete saturation of the air.

Известна вентиляторная градирня, содержащая башню, ороситель с установленным над ним водораспределителем, водоуловитель и водосборный бассейн (Авт. свид. СССР N 15448634 - прототип). Known fan tower containing a tower, a sprinkler with a water distributor installed above it, a water catcher and a catchment basin (Auth. Certificate. USSR N 15448634 - prototype).

Основные недостатки данной градирни и всех существующих аналогичных конструкций следующие. В ней реализован лишь один способ интенсификации тепломассообмена - наличие оросителя с большой поверхностью испарения, который имеет сравнительно небольшую высоту и большие размеры в горизонтальной плоскости. The main disadvantages of this tower and all existing similar structures are as follows. It implements only one way of intensifying heat and mass transfer - the presence of an irrigator with a large evaporation surface, which has a relatively small height and large dimensions in the horizontal plane.

Для эффективной работы форсунок необходимо создавать избыточное давление воды, а также иметь значительное свободное пространство над оросителем для раскрытия факела струи, которая с силой выбрасывается из форсунки и почти мгновенно "простреливает" это свободное пространство. Струи воды, стекающие с оросителя в сборный бассейн, с ускорением силы тяжести быстро пролетают свободное пространство под ним. Таким образом, в объеме градирни существуют как бы три зоны - свободное пространство над оросителем, под ним и собственно ороситель. Эффективно процесс тепломассообмена протекает только в зоне оросителя, так как на его поверхности поток воды замедляет свою скорость, а наличие двух других зон проводит лишь к значительному увеличению габаритов градирни по высоте. Кроме того, такая компоновка основных узлов и организация потоков теплоносителей по принципу противотока позволяет иметь производительность орошаемой поверхности всего 6-10 м³/ч на квадратный метр, что, в свою очередь, приводит к увеличению габаритов в горизонтальной плоскости.For the efficient operation of the nozzles, it is necessary to create excess water pressure, as well as to have significant free space above the sprinkler to open the jet torch, which is ejected from the nozzle with force and almost instantly “shoots” this free space. The jets of water flowing from the sprinkler into the collection basin, with the acceleration of gravity, quickly fly through the free space under it. Thus, in the volume of the tower, there are, as it were, three zones - free space above the irrigator, and below it the irrigator itself. Effectively, heat and mass transfer occurs only in the area of the sprinkler, since on its surface the water flow slows down, and the presence of two other zones only leads to a significant increase in the dimensions of the tower in height. In addition, such an arrangement of the main components and the organization of coolant flows according to the counterflow principle allows having an irrigated surface capacity of only 6-10 m ³ / h per square meter, which, in turn, leads to an increase in dimensions in the horizontal plane.

Задача изобретения - уменьшение габаритов градирни за счет интенсификации процесса тепломассообмена. The objective of the invention is to reduce the size of the tower due to the intensification of the process of heat and mass transfer.

В предлагаемой вентиляторной градирне, содержащей корпус, ороситель, водораспределитель, каплеуловитель, согласно изобретению водораспределитель выполнен в виде бассейна с множеством отверстий в днище над оросителем. Между боковой стенкой бассейна и внутренней стеной корпуса установлен каплеуловитель. Водосборный поддон имеет сквозное отверстие, переходящее в вертикальную шахту, сформированную боковыми поверхностями оросителя. В нижней части градирни под шахтой установлен вентилятор. Стенки корпуса градирни выполнены двухслойными, при этом внутренний слой опущен в водосборный поддон. In the proposed fan cooling tower comprising a housing, a sprinkler, a water distributor, a droplet eliminator, according to the invention, the water distributor is made in the form of a pool with many holes in the bottom above the irrigator. A drop eliminator is installed between the side wall of the pool and the inner wall of the housing. The drainage pan has a through hole passing into a vertical shaft formed by the lateral surfaces of the irrigator. A fan is installed at the bottom of the cooling tower under the shaft. The walls of the tower body are made two-layer, while the inner layer is lowered into the drainage pan.

На фиг. 1 представлена градирня, главный вид; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А по фиг. 1. In FIG. 1 shows a cooling tower, the main view; in FIG. 2 is a transverse section aa of FIG. one.

Градирня имеет опорную металлоконструкцию 1, на которой установлен водосборный поддон 2. В центральной части поддона выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в вертикальную шахту 3, обеспечивающую проход воздуха. Для подачи воздуха использован высокопроизводительный осевой вентилятор 4, установленный на собственном фундаменте под шахтой. Каркас 5 градирни выполнен из нержавеющих труб и имеет форму многогранной призмы или цилиндрическую. По наружной части каркаса закреплено ограждение 6, состоящее из двух слоев профильных полимерных листов. Нижние концы внутреннего слоя ограждения опущены в поддон 2 и затоплены водой, создавая гидрозамок и предотвращая выход воздуха. Внутренняя часть каркаса 5, имеющего также форму многогранника, расположена симметрично оси градирни и выполнена в виде пространственной конструкции, имеющей три яруса, на каждом из которых уложен ороситель 7, формируя при этом стенки шахты. Конструкция каркаса 5 такова, что между внутренней его частью и ограждением создан технологический проход по всему периметру для выхода воздуха и технического обслуживания градирни. Ороситель 7 сформован из полимерных элементов, хорошо продуваемых в любом направлении. В верхней части градирни установлен бассейн 8, имеющий в днище множество отверстий. В перекрытии бассейна 8 выполнены люки 9 для его технического обслуживания. Между боковой стенкой бассейна и наружным ограждением расположен каплеуловитель 10. The cooling tower has a supporting metal structure 1, on which a catchment pan 2 is installed. A cylindrical hole is made in the central part of the pallet, passing into a vertical shaft 3, which provides air passage. For air supply, a high-performance axial fan 4 was used, installed on its own foundation under the shaft. The frame 5 of the cooling tower is made of stainless pipes and has the shape of a multifaceted prism or cylindrical. On the outer part of the frame, a fence 6 is fixed, consisting of two layers of profile polymer sheets. The lower ends of the inner layer of the fence are lowered into the pallet 2 and flooded with water, creating a water lock and preventing the escape of air. The inner part of the frame 5, which also has the shape of a polyhedron, is located symmetrically to the axis of the tower and is made in the form of a spatial structure having three tiers, on each of which a sprinkler 7 is laid, forming the walls of the shaft. The design of the frame 5 is such that between its inner part and the fence, a technological passage is created along the entire perimeter for air outlet and maintenance of the cooling tower. Sprinkler 7 is molded from polymer elements, well blown in any direction. In the upper part of the tower there is a pool 8, which has many holes in the bottom. In the overlap of the pool 8, hatches 9 are made for its maintenance. A drop eliminator 10 is located between the side wall of the pool and the outer guard.

Вода через отверстия в бассейне 8 сразу же попадает на поверхность оросителя 7, заполняющего весь объем между поддоном 2 и бассейном 8, по которой довольно длительное время стекает в поддон 2, так как высота слоя оросителя 7 значительно выше, чем в существующих типовых конструкциях. При этом стекающая пленка воды обдувается потоком воздуха. Поскольку в градирне реализован поперечный ток теплоносителей, сухой атмосферный воздух продувается как через нижние, так и через верхние слои оросителя 7, что способствует его интенсивному насыщению испаряемой влагой по всей высоте оросителя. Кроме того, потоки воздуха, двигаясь от центра градирни к периферии, значительно замедляют свою скорость, так как площадь сечения В-В в несколько раз больше площади сечения Б-Б (фиг. 2), что также увеличивает время контакта теплоносителей и способствует более эффективному охлаждению воды. Water through the holes in the pool 8 immediately falls on the surface of the sprinkler 7, filling the entire volume between the pan 2 and the pool 8, through which it flows for a rather long time into the pan 2, since the height of the layer of the sprinkler 7 is much higher than in existing standard designs. In this case, the flowing film of water is blown by a stream of air. Since the transverse flow of coolants is implemented in the tower, dry atmospheric air is blown through both the lower and upper layers of the sprinkler 7, which contributes to its intense saturation with evaporated moisture over the entire height of the sprinkler. In addition, air flows moving from the center of the tower to the periphery, significantly slow down their speed, since the cross-sectional area BB is several times larger than the cross-sectional area BB (Fig. 2), which also increases the contact time of the coolants and contributes to a more efficient water cooling.

Такая конструкция основных узлов и их компоновка обеспечивает градирне целый ряд преимуществ. Увеличена производительность одного квадратного метра орошаемой поверхности до 24 м³/ч, что позволило значительно сократить габариты конструкции как по высоте, так и в плане. Установка вентилятора снизу под шахтой обеспечивает благоприятные условия для его работы и технического обслуживания, так как при этом он нагнетает сухой атмосферный воздух в объем градирни и смонтирован в легкодоступном месте на нулевой высотной отметке, что упрощает монтаж и последующую эксплуатацию агрегата.This design of the main units and their layout provides the cooling tower with a number of advantages. The productivity of one square meter of irrigated surface was increased to 24 m ³ / h, which allowed to significantly reduce the dimensions of the structure both in height and in plan. Installing a fan below the shaft provides favorable conditions for its operation and maintenance, since it pumps dry atmospheric air into the volume of the tower and is mounted in an easily accessible place at zero elevation, which simplifies installation and subsequent operation of the unit.

Claims

1. A fan cooling tower comprising a housing, a sprinkler, a water distributor, a droplet separator and a water collector, characterized in that the water distributor is made in the form of a pool with many holes in the bottom above the irrigator and a droplet separator is installed between the side wall of the pool and the housing wall, and the pallet has a through a central hole turning into a vertical shaft, formed by the lateral surfaces of the irrigator, while the fan is installed in the lower part of the tower under the shaft.

2. The cooling tower according to claim 1, characterized in that the walls of the body are made of two layers, while the inner layer is lowered into the drainage pan.