RU2133937C1

RU2133937C1 - Cooling tower sprinkler

Info

Publication number: RU2133937C1
Application number: RU98101285/06A
Authority: RU
Inventors: В.А. Богомолов; В.Ф. Федосеев; Г.Г. Абрамова; Ю.И. Арефьев; В.С. Пономаренко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Эко-Сервис К"
Priority date: 1998-01-21
Filing date: 1998-01-21
Publication date: 1999-07-27

Abstract

FIELD: hear-and-mass exchange apparatus. SUBSTANCE: cooling tower sprinkler has rectangular grates positioned in tiers. Grates are provided with bushes installed at their corners. Height of bushes equals that of boss located in center of grate. Tenons are made under bushes, and jumpers are arranged along grate walls at the same space. One of jumpers being the nearest to central jumper in every sector is positioned at a distance which is half as long as space. Jumpers are fitted with convex members on their sides which are staggered relative to members on adjacent jumpers. Grates of adjacent tiers may be turned about through 90 and 180 deg. EFFECT: enhanced intensity of heat-and-mass exchange. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к тепло- массообмену, в частности к конструктивным элементам тепло- массообменных аппаратов, например градирен, и может быть использовано в аппаратах для охлаждения воды в водооборотных циклах промышленных предприятий при непосредственном контактировании сред. The invention relates to heat and mass transfer, in particular to structural elements of heat and mass transfer apparatus, for example cooling towers, and can be used in apparatus for cooling water in water circulating cycles of industrial enterprises with direct contact of media.

Известен элемент насадки градирни, содержащий минимально три диска с отверстиями, образующими решетку. По окружности каждого диска выполнено ребро жесткости, а с осью дисков скреплено кольцо Т-образного сечения [1]. Known element of the nozzle of the cooling tower, containing at least three disks with holes forming a grate. A stiffener is made around the circumference of each disk, and a T-shaped ring is attached to the axis of the disks [1].

Недостатком этого известного элемента насадки является то, что поток воздуха без достаточной степени турбулизации проходит через параллельно расположенные прорези дисков, поэтому интенсивность тепло- массообмена невелика. The disadvantage of this known nozzle element is that the air flow without a sufficient degree of turbulization passes through parallel slotted discs, so the heat and mass transfer is low.

Также известен ороситель градирни, содержащий расположенные с зазором по высоте блоки решеток [2]. Решетки снабжены каплеобразователями, выполненными в виде гребенок с зубьями, закрепленных на ребрах жесткости, причем верхние кромки ребер жесткости выполнены с двусторонними симметричными скосами. Also known is the cooling tower sprinkler containing lattice blocks arranged with a height clearance [2]. The gratings are equipped with droplets made in the form of combs with teeth mounted on stiffeners, and the upper edges of the stiffeners are made with symmetrical bilateral bevels.

Недостатком этого оросителя градирни является то, что в нем преобразуется течение жидкости в капельное, характеризующееся более низкими значениями объемного коэффициента массоотдачи. The disadvantage of this cooling tower sprinkler is that it transforms the fluid flow into a drip, characterized by lower values of the volumetric mass transfer coefficient.

Известным является ороситель, составленный из решеток, установленных ярусами [3]. Решетки прямоугольной формы содержат направленные вдоль сторон решетки ребра жесткости, причем ребра вдоль одной из сторон выполнены в форме эллиптического цилиндра и наклонены к вертикали. Known is the sprinkler, composed of grids installed in tiers [3]. Rectangular lattices contain stiffening ribs directed along the sides of the lattice, and the ribs along one of the sides are made in the form of an elliptical cylinder and are inclined to the vertical.

Недостатком оросителя из решеток данной конструкции состоит в том, что интенсивность процесса тепло- массообмена невысока вследствие того, что поток воздуха проходит вдоль параллельных каналов, образуемых телом хорошо обтекаемой формы (эллиптический цилиндр), без заметной турбулизации. A drawback of the grating of this design is that the intensity of the heat and mass transfer process is low due to the fact that the air flow passes along parallel channels formed by a body with a streamlined shape (elliptical cylinder), without noticeable turbulization.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ороситель градирни [4], содержащий поярусно установленные на подвеске горизонтально расположенные решетки прямоугольной формы, снабженные перемычками, чередующимися со щелями. Решетки снабжены размещенными по диагонали ребрами жесткости, а перемычки расположены параллельно одному из них с равномерным шагом. Кроме того, перемычки смежных ярусов установлены параллельно со смещением или перпендикулярно, а ребра жесткости выполнены с увеличивающейся к центру высотой. Closest to the technical nature of the invention is the cooling tower sprinkler [4], comprising horizontally arranged rectangular lattices mounted on the suspension, equipped with jumpers alternating with slots. The grilles are equipped with diagonally stiffened ribs, and the jumpers are parallel to one of them with a uniform pitch. In addition, the jumpers of adjacent tiers are installed in parallel with the offset or perpendicular, and the stiffeners are made with increasing height to the center.

Практика эксплуатации такого оросителя показала, что при обмерзании оросителя происходит прогиб углов решетки и смерзание с углами решетки нижележащего яруса, что искажает картину обтекания их водой и воздухом. В теплое время года решетки теряют жесткость и под динамическим воздействием воды и высокой ее температуры углы решеток также прогибаются вниз и "слипаются", что отрицательно сказывается на эффективности охлаждения воды. The practice of operating such an irrigator has shown that when freezing the irrigator, the lattice angles are deflected and the underlying tier freezes with the lattice angles, which distorts the picture of the flow of water and air around them. In the warm season, gratings lose their rigidity and under the dynamic influence of water and its high temperature, the angles of the gratings also bend down and “stick together”, which negatively affects the efficiency of water cooling.

Техническим результатом изобретения является повышение интенсивности тепло- массообмена и увеличение жесткости конструкции оросителя. The technical result of the invention is to increase the intensity of heat and mass transfer and increase the rigidity of the design of the sprinkler.

Применение изобретения позволит достигнуть более глубокого охлаждения оборотной воды и повысить жесткость конструкции оросителя, необходимую как при его работе, так и при монтаже в градирне. The application of the invention will allow to achieve a deeper cooling of the circulating water and increase the rigidity of the sprinkler design, necessary both during its operation and during installation in the cooling tower.

Для достижения технического результата, согласно изобретению, решетки оросителя дополнительно снабжены размещенными по углам втулками высотой, равной высоте ступицы в центре решетки, под которыми выполнены шипы, а перемычки расположены вдоль сторон решетки с одинаковым шагом, причем одна из ближайших к центральной перемычке в каждом секторе установлена на расстоянии вдвое меньшем шага и, кроме того, перемычки сбоку снабжены выпуклыми элементами в шахматном порядке по отношению к элементам на соседних перемычках. При этом решетки смежных ярусов могут быть повернуты вокруг оси на 90, 180 ^o.To achieve a technical result, according to the invention, the irrigation gratings are additionally equipped with bushings placed at the corners of a height equal to the height of the hub in the center of the grate, under which spikes are made, and the jumpers are located along the sides of the grate with the same pitch, one of which is closest to the central jumper in each sector installed at a distance of half the step and, in addition, the jumpers on the side are provided with convex elements in a checkerboard pattern with respect to the elements on adjacent jumpers. In this case, the lattices of adjacent tiers can be rotated around the axis by 90, 180 ^o .

Выполнение втулок по углам решетки высотой, равной высоте ступицы-втулки в центре решетки, способствует повышению жесткости конструкции оросителя, т. к. для решеток выполнены дополнительные опорные точки. Кроме того, наличие шипов под втулками обеспечивает дополнительную жесткость конструкции оросителя, т.к. втулки нижележащего яруса входят в контакт с шипами вышележащего яруса. The execution of the bushings at the corners of the lattice with a height equal to the height of the hub-hub in the center of the lattice, increases the rigidity of the sprinkler structure, since additional reference points are made for the lattices. In addition, the presence of spikes under the bushings provides additional rigidity to the design of the sprinkler, because the lower layer bushings come into contact with the spikes of the upper layer.

Изготовление крайних перемычек к центральной с шагом вдвое меньшем, чем шаг остальных перемычек в каждом секторе, способствует при повороте решеток на 90, 180 ^o перекрытию пространства щелей перемычками и обеспечению высокой степени турбулизации потока воздуха. Этому способствует выполнение выпуклых элементов в шахматном порядке на перемычках в направлении потока воздуха от яруса к ярусу. В результате взаимодействия турбулизированного потока воздуха с многочисленными каплями воды на выпуклых элементах перемычек повышается интенсивность процессов тепло- массообмена. Кроме того, выполнение под ребрами жесткости перетекателей струй плохо обтекаемой формы способствует задержанию пленок воды на решетках, более длительному их охлаждению, что также повышает степень охлаждения оборотной воды.The manufacturing of the outermost jumpers to the central one with a step two times smaller than the step of the other jumpers in each sector, contributes to the overlapping of the gap space by jumpers when the gratings are rotated 90, 180 ^o and ensure a high degree of turbulization of the air flow. This contributes to the implementation of convex elements in a checkerboard pattern on the jumpers in the direction of air flow from tier to tier. As a result of the interaction of a turbulent air flow with numerous drops of water on the convex elements of the bridges, the intensity of heat and mass transfer processes increases. In addition, the execution of poorly streamlined jets under the stiffening ribs contributes to the retention of water films on the gratings, their longer cooling, which also increases the degree of cooling of the circulating water.

Наличие втулок в центре и в углах решетки содействует появлению на них пленок жидкости, непрерывно взаимодействующих с потоком воздуха, что дополнительно повышает интенсивность тепло- массообменна. The presence of bushings in the center and in the corners of the lattice promotes the appearance of liquid films on them, continuously interacting with the air flow, which additionally increases the intensity of heat and mass transfer.

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показана решетка оросителя в плане;
на фиг. 2 показано расположение решеток в ярусах оросителя, диагональный разрез А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 поперечный разрез ребра жесткости Б-Б на фиг. 1.In FIG. 1 shows a sprinkler grid in plan;
in FIG. 2 shows the location of the gratings in the irrigation tiers, a diagonal section AA in FIG. 1;
in FIG. 3 is a cross section of stiffener BB in FIG. 1.

Ороситель градирни содержит горизонтальные решетки 1, имеющие в плане прямоугольную форму, закрепленные ярусами 2-6 на подвеске 7. Решетки выполнены с перемычками 8, чередующимися с определенным шагом со щелями 9. По диагоналям решетки выполнены ребра жесткости 10. Перемычки 8 расположены параллельно сторонам решетки и пересекаются на ребрах жесткости 10. Кроме того, перемычки содержат выпуклые элементы 11 с определенным шагом. В каждом секторе решетки выпуклые элементы 11 на соседних перемычках 8 выполнены в шахматном порядке. Ребра жесткости 10 выполнены переменной высоты, увеличивающейся к центру их пересечения 12, и снабжены перетекателями струй воды в виде вертикальных пластин 13 плохо обтекаемой формы. В углах решетки выполнены втулки 14, в отверстия которых входят шипы 15 в решетках вышележащего яруса. Решетки нанизываются посредством отверстий в ступицах 16 на трубку или трос и опираются в собранном оросителе втулками 1 и шипами 15 по углам и ступицами 16 в центре каждой решетки. The tower sprinkler contains horizontal lattices 1, having a rectangular plan in plan, fixed by tiers 2-6 on the suspension 7. The lattices are made with jumpers 8, alternating with a certain step with slots 9. Rigidity ribs are made along the diagonals of the lattice 10. The jumpers 8 are parallel to the sides of the lattice and intersect at stiffeners 10. In addition, the jumpers contain convex elements 11 with a certain step. In each sector of the lattice, the convex elements 11 on adjacent lintels 8 are staggered. The stiffening ribs 10 are made of variable height, increasing toward the center of their intersection 12, and are equipped with flow jets of water in the form of vertical plates 13 of a poorly streamlined shape. In the corners of the lattice, bushings 14 are made, in the openings of which spikes 15 enter in the lattices of the overlying tier. The gratings are threaded through holes in the hubs 16 onto a tube or cable and are supported in the assembled sprinkler with bushings 1 and spikes 15 at the corners and hubs 16 in the center of each grate.

Ороситель градирни работает следующим образом. The sprinkler of the cooling tower operates as follows.

Воду, подлежащую охлаждению, разбрызгивают на ороситель. Ударяясь о поверхность перемычек 8 и ребер 10 жесткости верхнего яруса 2 решеток 1, брызги разбиваются на капли, которые падают на перемычки 8 и ребра 10 жесткости нижележащих ярусов 3, 4,..., подвергаясь многократному дроблению и перемешиванию. Кроме того, выступающие элементы 11 в шахматном порядке также способствуют многократному дроблению капель воды. Падающие капли воды подвергаются воздействию подаваемого снизу воздуха, проходящего через щели 9 и омываемого перемычки 8, ребра 10 жесткости и выступающие элементы 11. Перекрытие щелей решеток в ярусах в направлении потока воздуха обеспечивает интенсивную турбулизацию теплообменивающихся сред. Water to be cooled is sprayed onto the sprinkler. Hitting the surface of the lintels 8 and stiffening ribs 10 of the upper tier 2 of the grilles 1, the spray splits into droplets that fall on the lintels 8 and stiffening ribs 10 of the underlying tiers 3, 4, ..., undergoing repeated crushing and mixing. In addition, the protruding elements 11 in a checkerboard pattern also contribute to the repeated crushing of water droplets. Falling droplets of water are exposed to the air supplied from below, passing through the slots 9 and washed by the bridge 8, stiffeners 10 and protruding elements 11. Overlapping the slots of the gratings in the tiers in the direction of air flow provides intensive turbulization of heat-exchanging media.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1206604, F 28 F 25/08, 1986, бюл. N 3.Sources of information:
1. USSR author's certificate N 1206604, F 28 F 25/08, 1986, bull. N 3.

2. Авторское свидетельство СССР N 1334042, F 28 F 25/08, 1987, бюл. N 32. 2. Copyright certificate of the USSR N 1334042, F 28 F 25/08, 1987, bull. N 32.

3. Авторское свидетельство Болгарии N 36147, F 28 F 25/08, 1964. 3. Copyright certificate of Bulgaria N 36147, F 28 F 25/08, 1964.

4. Авторское свидетельство СССР N 1455221, F 28 F 25/02, 1989, бюл. N 4. 4. Copyright certificate of the USSR N 1455221, F 28 F 25/02, 1989, bull. N 4.

Claims

1. The sprinkler of the cooling tower, containing horizontally arranged rectangular lattices mounted on the suspension, equipped with jumpers alternating with slots, characterized in that the lattices are additionally equipped with bushings placed at the corners with a height equal to the height of the hub in the center of the lattice, under which the spikes are coaxially made, and jumpers are located along the sides of the grating with the same pitch, and one of the closest to the central jumper in each sector is installed at a distance of half the step, in addition, the jumper ki on the side contain convex elements in a checkerboard pattern with respect to elements on adjacent jumpers
2. The sprinkler of the tower according to claim 1, characterized in that the gratings of adjacent tiers are rotated around an axis by 90, 180 ^o .