RU2294500C1 - Heat exchanging plant for cooling system of circulating water supply - Google Patents
Heat exchanging plant for cooling system of circulating water supply Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294500C1 RU2294500C1 RU2005122702/06A RU2005122702A RU2294500C1 RU 2294500 C1 RU2294500 C1 RU 2294500C1 RU 2005122702/06 A RU2005122702/06 A RU 2005122702/06A RU 2005122702 A RU2005122702 A RU 2005122702A RU 2294500 C1 RU2294500 C1 RU 2294500C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- nozzle
- tower
- generators
- cooling
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплообменным комплексам для охлаждающей системы оборотного (циркуляционного) водоснабжения промышленных предприятий, преимущественно для понижения температуры оборотной воды, отводящей тепло, например, от конденсаторов паровых турбин на тепловых и атомных электростанциях.The invention relates to a power system, in particular to heat exchange complexes for a cooling system of circulating (circulating) water supply of industrial enterprises, mainly to lower the temperature of circulating water that removes heat, for example, from condensers of steam turbines in thermal and nuclear power plants.
Известен брызгальный бассейн, содержащий водоподводящий трубопровод, подключенный к размещенному над бассейном напорному коллектору с группами разбрызгивающих сопел в виде рядов, разделенных между собой воздушными коридорами, с различными высотами факела, при этом к нижней части напорных коллекторов подключены трубопроводы в виде опускающихся к зеркалу воды стояков с эжекторами, установленными на уровне поверхности воды и ориентированными в сторону ее движения, камера смешения которых связана с атмосферным воздухом при помощи патрубка, установленного в воздушном коридоре, а на внутренней поверхности расширяющейся части эжектора выполнены винтообразные канавки, при этом эжектор установлен на поплавке и посредством гибкой гофрированной вставки соединен со стояком [1].Known spray pool containing a water supply pipe connected to a discharge manifold located above the pool with groups of spray nozzles in the form of rows separated by air corridors with different torch heights, while pipelines are connected to the bottom of the pressure collectors in the form of risers descending to the water mirror with ejectors mounted at the level of the water surface and oriented towards its movement, the mixing chamber of which is connected to the atmospheric air using pat a cage installed in the air corridor, and on the inner surface of the expanding part of the ejector screw-shaped grooves are made, while the ejector is mounted on a float and is connected to the riser by means of a flexible corrugated insert [1].
Недостатком известного брызгального бассейна является то, в нем не реализуется задача понижения температуры оборотной воды путем интенсификации теплового и массового обмена над фронтом ниспадающего потока воды, выбрасываемого из водонапорной распределительной системы, а также не содержатся, например, модули оросителей для дополнительного пленочного охлаждения воды в системе оборотного водоснабжения.A disadvantage of the known spray basin is that it does not realize the task of lowering the temperature of the circulating water by intensifying the heat and mass exchange above the front of the falling water flow discharged from the water distribution system, and also do not contain, for example, irrigation modules for additional film cooling of the water in the system reverse water supply.
Известна градирня, содержащая вертикальную башню с воздухозаборным окном в нижней части, резервуар для сбора охлажденной воды и водораспределительную систему, выполненную в виде расположенного в нижней части воздухозаборного окна кольцевого водоподводящего коллектора с радиальными наклонными патрубками, на которых в несколько ярусов смонтированы разбрызгивающие форсунки, при этом радиальные патрубки установлены с наклоном от центра к периферии башни, сопла форсунок ориентированы к центру башни под разными углами к горизонтальной плоскости, а суммарное проходное сечение и угол наклона сопел форсунок каждого вышерасположенного яруса больше, чем суммарное проходное сечение и угол наклона сопел форсунок нижерасположенного яруса [2].Known cooling tower containing a vertical tower with an intake window in the lower part, a reservoir for collecting chilled water and a water distribution system made in the form of an annular water supply manifold located in the lower part of the air intake window with radial inclined nozzles, on which spray nozzles are mounted in several tiers, while radial nozzles are installed with an inclination from the center to the periphery of the tower, nozzle nozzles are oriented to the center of the tower at different angles to the horizontal flatness, and the total bore and the angle of inclination of the nozzle nozzles of each upper tier is greater than the total bore and the angle of inclination of the nozzle nozzles of the lower tier [2].
В известной градирне диаметр сопел форсунок и (или) их количество на вышерасположенном ярусе больше, чем, соответственно, диаметр сопел форсунок и (или) их количество на нижерасположенном ярусе, а угол наклона сопел форсунок к горизонтальной плоскости равномерно увеличивается от 0° на нижнем ярусе до 45° на верхнем ярусе.In a known cooling tower, the diameter of the nozzle nozzles and (or) their number on the higher tier is larger than, respectively, the diameter of the nozzle nozzles and (or) their number on the lower tier, and the angle of inclination of the nozzle nozzles to the horizontal plane increases uniformly from 0 ° on the lower tier up to 45 ° on the upper tier.
Недостатком известной градирни является то, что в ней не реализуется задача понижения температуры оборотной воды путем интенсификации теплового и массового обмена над фронтом ниспадающего потока воды, выбрасываемого из водонапорной распределительной системы, а также над поверхностью воды в резервуаре для сбора охлажденной воды, при этом в ней не содержатся, например, модули оросителей для дополнительного пленочного охлаждения воды.A disadvantage of the known cooling tower is that it does not realize the task of lowering the temperature of the circulating water by intensifying heat and mass exchange above the front of the falling flow of water discharged from the water distribution system, as well as above the surface of the water in the reservoir for collecting chilled water, while do not contain, for example, irrigation modules for additional film cooling of water.
Известна градирня, содержащая вытяжную башню с входными для воздуха окнами, выполненными по кольцу в нижней ее части, размещенный в башне, выше окон, ороситель с водораспределительной системой и водоструйные эжекторы, при этом эжекторы установлены в центральной зоне градирни, ограниченной диаметром, равным 0,2...0,25 диаметра оросителя, и выходными торцами обращены к оросителю, а раздающий воду коллектор размещен внутри башни [3].Known cooling tower containing an exhaust tower with windows for air inlet, made in a ring in its lower part, located in the tower, above the windows, a sprinkler with a water distribution system and water-jet ejectors, while the ejectors are installed in the Central zone of the tower, limited by a diameter equal to 0, 2 ... 0.25 of the diameter of the sprinkler, and the outlet ends face the sprinkler, and the water-distributing collector is located inside the tower [3].
Недостатком известной градирни является то, что в ней не реализуется задача интенсификации теплового и массового обмена над фронтом ниспадающего потока воды, выбрасываемого из водонапорной распределительной системы, а также задача интенсификации процессов теплового и массового обмена между испаряющей поверхностью воды и воздушными восходящими потоками.A disadvantage of the known cooling tower is that it does not realize the task of intensifying heat and mass exchange above the front of a falling flow of water discharged from the water distribution system, as well as the task of intensifying the processes of heat and mass exchange between the evaporating surface of water and air flow.
Так, например, недостатки известной градирни объясняются тем, что оросители 3 расположены выше по потоку над водоструйными эжекторами 5, а также тем, что эжекторы 5 установлены в центральной зоне градирни, ограниченной диаметром, равным 0,2...0,25 диаметра оросителя. Применяемые в настоящее время оросители, например БОВ-30 или ТПВВ, выполненные из поливинилхлорида, имеют объемный коэффициент массоотдачи 0,85...0,759, коэффициент аэродинамического сопротивления сухого оросителя 7,9...10,2 при высоте слоя оросителя 470...700 мм.So, for example, the disadvantages of the known cooling tower are explained by the fact that the sprinklers 3 are located upstream above the water-jet ejectors 5, as well as the fact that the ejectors 5 are installed in the central zone of the tower, limited by a diameter equal to 0.2 ... 0.25 of the diameter of the sprinkler . The sprinklers currently used, for example, BOV-30 or TPVV, made of polyvinyl chloride, have a volumetric mass transfer coefficient of 0.85 ... 0.759, aerodynamic drag coefficient of a dry sprinkler of 7.9 ... 10.2 with an irrigation layer height of 470 .. .700 mm.
При этом направление потоков воды, выбрасываемых из водоструйных эжекторов 5 (снизу вверх), а также направление течения пленок в модулях оросителя 3 (сверху вниз, под действием силы тяжести) противоположны друг другу, вследствие этого ослабляется эжектирующий эффект, создаваемый этими водоструйными эжекторами, а область с пониженным давлением, куда должен устремляться поток воздуха из входных окон вытяжной башни, практически не образуется, причем воздух устремляется вверх вдоль стенок вытяжной башни, минуя модули оросителей.In this case, the direction of the water flows ejected from the water-jet ejectors 5 (from the bottom up), as well as the direction of the flow of the films in the sprinkler modules 3 (from top to bottom, under the action of gravity) are opposite to each other, as a result, the ejection effect created by these water-jet ejectors is weakened the area with reduced pressure, where the air flow from the inlet windows of the exhaust tower should rush, practically does not form, and the air rushes up along the walls of the exhaust tower, bypassing the irrigation modules.
Наиболее близкой к заявляемой конструкции и принятой за прототип является башенная градирня, содержащая установленные внутри башни водораспределительную систему и размещенный над ней каплеуловитель, при этом каплеуловитель выполнен в виде размещенных по периметру башни устройств для возбуждения низкочастотных (в диапазоне от 300 до 3000 Гц) акустических колебаний с патрубком для входа и соплом для выхода сжатого воздуха [4].Closest to the claimed design and adopted for the prototype is a tower cooling tower containing a water distribution system installed inside the tower and a drop eliminator placed above it, while the drop eliminator is made in the form of devices for exciting low-frequency (in the range from 300 to 3000 Hz) acoustic vibrations with a nozzle for entry and a nozzle for the exit of compressed air [4].
В известной башенной градирне устройство для возбуждения низкочастотных акустических колебаний выполнено в виде установленного на патрубке для входа сжатого воздуха сопла и размещенного напротив него резонатора или выполнено в виде расположенных на входе в сопло для выхода сжатого воздуха вращающегося и неподвижного дисков с отверстиями.In the known tower cooling tower, the device for exciting low-frequency acoustic vibrations is made in the form of a nozzle mounted on the nozzle for compressed air inlet and a resonator placed opposite it, or made in the form of rotating and stationary disks with holes located at the nozzle inlet for compressed air to exit.
Недостатком известной башенной градирни является то, что установленные внутри башни водораспределительная система и размещенный над ней каплеуловитель, выполненный в виде размещенных по периметру башни устройств для возбуждения низкочастотных (в диапазоне от 300 до 3000 Гц) акустических колебаний с патрубком для входа и соплом для выхода сжатого воздуха, по существу, снижают потери воды с испарением и уносом в атмосферу, не уменьшая при этом температуру воды в теплообменном комплексе (в резервуаре для сбора охлажденной воды).A disadvantage of the known tower cooling tower is that the water distribution system installed inside the tower and a drop eliminator located above it are made in the form of devices for exciting low-frequency (in the range from 300 to 3000 Hz) acoustic vibrations with an input pipe and a nozzle for compressed output air, essentially, reduce water loss with evaporation and entrainment into the atmosphere, without reducing the temperature of the water in the heat exchange complex (in the reservoir for collecting chilled water).
Это объясняется тем, что над зоной орошения на поток воздуха воздействуют низкочастотными акустическими колебаниями. При этом под воздействием низкочастотных (в диапазоне от 300 до 3000 Гц) акустических колебаний происходит процесс сближения и укрупнения взвешенных в воздухе мелких капель, в результате чего часть воды, в виде капель, под действием силы тяжести возвращается в резервуар для сбора охлажденной воды.This is explained by the fact that low-frequency acoustic vibrations act on the air flow above the irrigation zone. In this case, under the influence of low-frequency (in the range from 300 to 3000 Hz) acoustic vibrations, the process of rapprochement and coarsening of small droplets suspended in the air occurs, as a result of which part of the water, in the form of droplets, is returned to the reservoir to collect chilled water under the action of gravity.
Техническим результатом изобретения является понижение температуры оборотной воды в теплообменном комплексе (в резервуаре для сбора охлажденной воды) путем интенсификации теплового и массового обмена над модулями оросителей и (или) над поверхностью воды в резервуаре для сбора охлажденной воды и (или) над фронтом ниспадающего потока воды, выбрасываемого из водонапорной распределительной системы за счет высокочастотного акустического резонансного воздействия на пленки воды на модулях оросителя и (или) на поверхность воды в резервуаре для сбора охлажденной воды и (или) на капли воды брызгального устройства.The technical result of the invention is to lower the temperature of the circulating water in the heat exchange complex (in the chilled water collecting tank) by intensifying the heat and mass exchange above the irrigation modules and (or) above the water surface in the chilled water collecting tank and (or) above the front of the falling water stream ejected from the water distribution system due to the high-frequency acoustic resonance action on the water films on the irrigation modules and (or) on the surface of the water in the tank To collect the cooled water and (or) water-droplet spray device.
Сущность технического решения заключается в том, что в теплообменном комплексе для охлаждающей системы оборотного водоснабжения, характеризующемся воздействием потоков воздуха на испаряемую поверхность воды, например в башенной градирне, содержащем установленные, например, внутри вытяжной башни, водонапорную распределительную систему с разбрызгивающими устройствами, модули оросителей, а также резервуар для сбора охлажденной воды, согласно изобретению он содержит многоярусные воздухонапорные коллекторы с размещенными на них генераторами высокочастотных акустических колебаний с частотой волн, например, 25 кГц, расположенными над модулями оросителей и (или) над поверхностью воды в резервуаре для сбора охлажденной воды и (или) над фронтом ниспадающего потока воды, выбрасываемого из разбрызгивающих устройств водонапорной распределительной системы.The essence of the technical solution lies in the fact that in a heat exchange complex for a cooling system of circulating water supply, characterized by the influence of air flows on the evaporated surface of the water, for example, in a tower cooling tower containing, for example, installed inside the exhaust tower, a water distribution system with spray devices, irrigation modules, and also a reservoir for collecting chilled water, according to the invention it contains multi-tiered air-pressure collectors with a generator placed on them tori high-frequency acoustic oscillations with frequency waves, e.g., 25 kHz disposed over modules irrigators and (or) above the water surface in the tank for collecting cooled water and (or) of the front pull-down water flow discharged from the water spray devices of the distribution system.
По меньшей мере, часть генераторов высокочастотных акустических колебаний, расположенных над модулями оросителей, выполнена в виде пневматического модуля: патрубка для входа сжатого воздуха, конфузорно-диффузорного или конфузорного сопла, закрепленного в патрубке, резонаторного корпуса и винта с резонаторной кольцевой канавкой, размещенного ниже по потоку от выхода сопла.At least a part of the generators of high-frequency acoustic vibrations located above the sprinkler modules is made in the form of a pneumatic module: a nozzle for compressed air inlet, a diffuser or confuser nozzle fixed in the nozzle, a resonator housing and a screw with a resonant ring groove located below flow from the nozzle exit.
По меньшей мере, часть генераторов высокочастотных акустических колебаний, расположенных над поверхностью воды в резервуаре для сбора охлажденной воды, выполнена в виде пневматического модуля: трубчатого штуцера с перфорацией в средней части для входа сжатого воздуха, скрепленных со штуцером резьбового патрубка и резьбовой втулки, образующих между собой конфузорно-диффузорное сопло, а также резонаторной втулки и отражающей тарели, скрепленных со штуцером и размещенных ниже по потоку от выхода сопла.At least a part of the generators of high-frequency acoustic vibrations located above the water surface in the chilled water collecting tank is made in the form of a pneumatic module: a tubular nozzle with perforation in the middle part for compressed air inlet, fastened to the threaded pipe fitting and the threaded sleeve forming between a confuser-diffuser nozzle, as well as a resonator sleeve and a reflective plate, fastened with a fitting and placed downstream of the nozzle exit.
По меньшей мере, часть генераторов высокочастотных акустических колебаний, расположенных над фронтом ниспадающего потока воды, выбрасываемого из разбрызгивающих устройств водонапорной распределительной системы, выполнена в виде пневматического модуля: патрубка для входа сжатого воздуха, конфузорно-диффузорного сопла, закрепленного в патрубке, а также отражающей тарели и винта с резонаторной кольцевой канавкой, размещенных ниже по потоку от выхода сопла.At least a part of the generators of high-frequency acoustic vibrations located above the front of the falling water stream ejected from the spraying devices of the water distribution system is made in the form of a pneumatic module: a nozzle for compressed air inlet, a confuser-diffuser nozzle fixed in the nozzle, and also a reflective plate and a screw with a resonator ring groove located downstream of the nozzle exit.
Выполнение теплообменного комплекса для охлаждающей системы оборотного водоснабжения, характеризующегося воздействием потоков воздуха на испаряемую поверхность воды, например в башенной градирне, содержащего установленные, например, внутри вытяжной башни, водонапорную распределительную систему с разбрызгивающими устройствами, модули оросителей, а также резервуар для сбора охлажденной воды, таким образом, что он содержит многоярусные воздухонапорные коллекторы с размещенными на них генераторами высокочастотных акустических колебаний с частотой волн, например, 25 кГц, расположенными над модулями оросителей и (или) над поверхностью воды в резервуаре для сбора охлажденной воды и (или) над фронтом ниспадающего потока воды, выбрасываемого из разбрызгивающих устройств водонапорной распределительной системы, позволяет понижать температуру оборотной воды в теплообменном комплексе (в резервуаре для сбора охлажденной воды) путем интенсификации теплового и массового обмена на межмолекулярном уровне в вихревых воздушно-капельных потоках над модулями оросителей и (или) над поверхностью воды в резервуаре для сбора охлажденной воды и (или) над фронтом ниспадающего потока воды, выбрасываемого из водонапорной распределительной системы за счет высокочастотного акустического резонансного воздействия на пленки воды на модулях оросителя и (или) на поверхность воды в резервуаре для сбора охлажденной воды и (или) на капли воды брызгального устройства.Implementation of a heat exchange complex for a cooling system of circulating water supply, characterized by the influence of air flows on the evaporated surface of the water, for example, in a tower cooling tower, containing, for example, inside an exhaust tower, a water distribution system with spraying devices, irrigation modules, and also a reservoir for collecting chilled water, so that it contains multi-tiered air-pressure collectors with generators of high-frequency acoustic waves placed on them with a wave frequency, for example, 25 kHz, located above the irrigation modules and (or) above the surface of the water in the reservoir for collecting chilled water and (or) above the front of the falling flow of water discharged from the spraying devices of the water distribution system, it allows lowering the temperature of the circulating water in a heat exchange complex (in a reservoir for collecting chilled water) by intensifying heat and mass exchange at the intermolecular level in vortex air-droplet flows above the irrigation modules and (or) above the surface of the water in the reservoir for collecting chilled water and (or) above the front of the falling flow of water discharged from the water distribution system due to the high-frequency acoustic resonance effect on the water films on the irrigation modules and (or) on the surface of the water in the reservoir for collecting chilled water and ( or) drop of water on the spray device.
Кроме того, такое выполнение теплообменного комплекса для охлаждающей системы оборотного водоснабжения сдвигает зоны сепарации воздушно-капельного потока вверх, к периферии башни, и уменьшает отрицательное влияние нагретого потока воздуха на охлаждающую эффективность контактного теплового и массового обмена.In addition, this embodiment of the heat exchange complex for the cooling water recycling system shifts the separation zones of the air-drop stream up to the periphery of the tower and reduces the negative effect of the heated air flow on the cooling efficiency of contact heat and mass exchange.
Выполнение теплообменного комплекса для охлаждающей системы оборотного водоснабжения, например, в башенной градирне, содержащего установленные, например, внутри вытяжной башни водонапорную распределительную систему с разбрызгивающими устройствами, модули оросителей, а также резервуар для сбора охлажденной воды, таким образом, что, по меньшей мере, часть генераторов высокочастотных акустических колебаний, расположенных над модулями оросителей, выполнена в виде пневматического модуля: патрубка для входа сжатого воздуха, конфузорно-диффузорного или конфузорного сопла, закрепленного в патрубке, резонаторного корпуса и винта с резонаторной кольцевой канавкой, размещенного ниже по потоку от выхода сопла, позволяет интенсифицировать тепловой и массовый обмен на межмолекулярном уровне в воздушно-капельных потоках над модулями оросителей за счет высокочастотного акустического резонансного воздействия на поверхности пленок воды. При этом отрыв молекул воды с поверхности пленок охлаждаемой воды возрастает, вследствие этого происходит усиленный тепловой и массовый обмен между водой и атмосферным воздухом.Implementation of a heat exchange complex for a cooling water recycling system, for example, in a tower cooling tower, containing, for example, a water distribution system with spray devices installed inside the exhaust tower, sprinkler modules, and also a reservoir for collecting chilled water, so that at least part of the generators of high-frequency acoustic vibrations located above the irrigation modules is made in the form of a pneumatic module: a nozzle for compressed air inlet, confuser a fuser or confuser nozzle fixed in the nozzle, the resonator body and the screw with the resonator ring groove located downstream of the nozzle exit, allows intensifying the heat and mass exchange at the intermolecular level in the airborne droplets above the irrigation modules due to the high-frequency acoustic resonant effect on surface water films. In this case, the separation of water molecules from the surface of the films of cooled water increases, as a result of which there is an enhanced thermal and mass exchange between water and atmospheric air.
Выполнение теплообменного комплекса для охлаждающей системы оборотного водоснабжения, например, в башенной градирне, содержащего установленные, например, внутри вытяжной башни водонапорную распределительную систему с разбрызгивающими устройствами, модули оросителей, а также резервуар для сбора охлажденной воды, таким образом, что, по меньшей мере, часть генераторов высокочастотных акустических колебаний, расположенных над поверхностью воды в резервуаре для сбора охлажденной воды, выполнена в виде пневматического модуля: трубчатого штуцера с перфорацией в средней части для входа сжатого воздуха, скрепленных со штуцером резьбового патрубка и резьбовой втулки, образующих между собой конфузорно-диффузорное сопло, а также резонаторной втулки и отражающей тарели, скрепленных со штуцером и размещенных ниже по потоку от выхода сопла, позволяет интенсифицировать тепловой и массовый обмен на межмолекулярном уровне над поверхностью воды в резервуаре для сбора охлажденной воды за счет высокочастотного акустического резонансного воздействия на капли воды в турбулентном волнообразном слое на поверхности воды в резервуаре для сбора охлажденной воды. При этом поверхность воды в турбулентном волнообразном слое в резервуаре для сбора охлажденной воды возрастает, происходит усиленный отрыв молекул воды с поверхности охлаждаемой воды, вследствие этого происходит усиленный тепловой и массовый обмен между водой и атмосферным воздухом.Implementation of a heat exchange complex for a cooling water recycling system, for example, in a tower cooling tower, comprising, for example, a water distribution system with spray devices installed inside the exhaust tower, sprinkler modules, and also a reservoir for collecting chilled water, so that at least part of the generators of high-frequency acoustic vibrations located above the surface of the water in the reservoir for collecting chilled water, made in the form of a pneumatic module: tubular the nozzle with perforation in the middle part for compressed air inlet, fastened to the threaded nozzle and threaded sleeve fitting, forming a confuser-diffuser nozzle, as well as the resonator sleeve and reflective plate, fastened to the nozzle and located downstream of the nozzle exit, allows intensifying thermal and mass exchange at the intermolecular level above the surface of the water in the reservoir for collecting chilled water due to high-frequency acoustic resonance action on water droplets in turbulent water a uniform layer on the surface of the water in the reservoir for collecting chilled water. In this case, the surface of the water in the turbulent wave-like layer in the reservoir for collecting chilled water increases, there is an enhanced separation of water molecules from the surface of the cooled water, as a result of which there is an enhanced thermal and mass exchange between water and atmospheric air.
Выполнение теплообменного комплекса для охлаждающей системы оборотного водоснабжения, например, в башенной градирне, содержащего установленные, например, внутри вытяжной башни водонапорную распределительную систему с разбрызгивающими устройствами, модули оросителей, а также резервуар для сбора охлажденной воды, таким образом, что, по меньшей мере, часть генераторов высокочастотных акустических колебаний, расположенных над фронтом ниспадающего потока воды, выбрасываемого из разбрызгивающих устройств водонапорной распределительной системы, выполнена в виде пневматического модуля: патрубка для входа сжатого воздуха, конфузорно-диффузорного сопла, закрепленного в патрубке, а также отражающей тарели и винта с резонаторной кольцевой канавкой, размещенных ниже по потоку от выхода сопла, позволяет интенсифицировать тепловой и массовый обмен на межмолекулярном уровне в вихревых воздушно-капельных потоках над фронтом ниспадающего потока воды, выбрасываемого из разбрызгивающих устройств водонапорной распределительной системы за счет высокочастотного акустического резонансного воздействия на капли воды в вихревом потоке. При этом отрыв молекул воды с поверхности капель фронта ниспадающего потока воды возрастает, происходит усиленный тепловой и массовый обмен между водой и атмосферным воздухом.Implementation of a heat exchange complex for a cooling water recycling system, for example, in a tower cooling tower, containing, for example, a water distribution system with spray devices installed inside the exhaust tower, sprinkler modules, and also a reservoir for collecting chilled water, so that at least part of the generators of high-frequency acoustic vibrations located above the front of the falling flow of water ejected from the spraying devices of the water distribution head of the system, made in the form of a pneumatic module: a nozzle for compressed air inlet, a confuser-diffuser nozzle fixed in the nozzle, as well as a reflector plate and a screw with a resonator ring groove located downstream of the nozzle exit, allows intensifying heat and mass exchange on the intermolecular level in vortex airborne droplets above the front of the falling water flow ejected from the spraying devices of the water distribution system due to the high-frequency acoustic resonant effect on the water droplets in the vortex flow. In this case, the separation of water molecules from the surface of the droplets of the front of the falling flow of water increases, there is an enhanced thermal and mass exchange between water and atmospheric air.
Ниже представлен лучший вариант осуществления теплообменного комплекса для охлаждающей системы оборотного водоснабжения в башенной градирне тепловой электростанции с конденсатором паровой турбины.Below is the best embodiment of a heat exchange complex for a cooling water recycling system in a tower cooling tower of a thermal power plant with a steam turbine condenser.
На фиг.1 изображен теплообменный комплекс для охлаждающей системы оборотного водоснабжения в башенной градирне в продольном разрезе.Figure 1 shows a heat exchange complex for a cooling water recycling system in a tower cooling tower in longitudinal section.
На фиг.2 изображена схема теплообменного комплекса для охлаждающей системы оборотного водоснабжения в башенной градирне.Figure 2 shows a diagram of a heat exchange complex for a cooling water recycling system in a tower cooling tower.
На фиг.3 изображен элемент I на фиг.1 одного из генераторов высокочастотных акустических колебаний, расположенных над модулями оросителей.Figure 3 shows element I in figure 1 of one of the generators of high-frequency acoustic vibrations located above the sprinkler modules.
На фиг.4 изображен элемент II на фиг.1 генераторов высокочастотных акустических колебаний, расположенных над поверхностью воды в резервуаре для сбора охлажденной воды.Figure 4 shows element II of figure 1 generators of high-frequency acoustic vibrations located above the surface of the water in the reservoir for collecting chilled water.
На фиг.5 изображен элемент III на фиг.1 одного из генераторов высокочастотных акустических колебаний, расположенных над фронтом ниспадающего потока воды.Figure 5 shows element III in figure 1 of one of the generators of high-frequency acoustic vibrations located above the front of the falling flow of water.
Башенные градирни работают по принципу создания тяги воздуха за счет естественной конвекции, создавая противоток ниспадающему потоку воды (free coling). Охлаждение происходит, в основном, за счет противотока воздуха через модули оросителей и испарения части воды, стекающей по модулям оросителей в виде пленок или капель под действием силы тяжести, при этом испарение 1% воды понижает ее температуру примерно на 6°С.Tower cooling towers work on the principle of creating air draft due to natural convection, creating a countercurrent to the flowing water flow (free coling). Cooling occurs mainly due to counterflow of air through the irrigation modules and the evaporation of part of the water flowing through the irrigation modules in the form of films or drops under the action of gravity, while the evaporation of 1% of the water lowers its temperature by about 6 ° C.
Теплообменный комплекс для охлаждающей системы оборотного водоснабжения, характеризующийся воздействием потоков воздуха на испаряемую поверхность воды, например в башенной градирне, содержит установленные внутри вытяжной башни 1 водонапорную распределительную систему 2 с разбрызгивающими устройствами 3, модули оросителей 4, а также резервуар 5 для сбора охлажденной воды 6, как показано на фиг.1.The heat exchange complex for a cooling water recycling system, characterized by the influence of air flows on the evaporated water surface, for example, in a tower cooling tower, contains a water distribution system 2 with spray devices 3 installed inside the exhaust tower 1, irrigation modules 4, and also a reservoir 5 for collecting chilled water 6 as shown in FIG.
Теплообменный комплекс для охлаждающей системы оборотного водоснабжения содержит многоярусные воздухонапорные коллекторы 7, 8, 9 с размещенными на них генераторами высокочастотных акустических колебаний 10, 11, 12 с частотой волн, например, 25 кГц, расположенными соответственно над модулями оросителей 4, над поверхностью воды 13 в резервуаре 5 для сбора охлажденной воды 6, а также над фронтом ниспадающего потока воды, выбрасываемого из разбрызгивающих устройств 3 водонапорной распределительной системы 2, как показано на фиг.1.The heat exchange complex for a cooling water recycling system contains multi-level air-
Теплообменный комплекс для охлаждающей системы оборотного водоснабжения содержит также средства пневматической автоматизации 14, 15, 16, 17, 18, 19: баллонные рампы для сжатого воздуха, электропневматические пропорциональные клапаны, регуляторы давления и регуляторы расхода воздуха, отсечные электромагнитные клапаны, подключенные к программируемому компьютеру, как показано на фиг.2.The heat exchange complex for the cooling water recycling system also contains pneumatic automation means 14, 15, 16, 17, 18, 19: balloon ramps for compressed air, electro-pneumatic proportional valves, pressure regulators and air flow regulators, shut-off electromagnetic valves connected to the programmable computer, as shown in figure 2.
По меньшей мере, часть генераторов 10 высокочастотных акустических колебаний, расположенных над модулями оросителей 4, выполнена в виде пневматического модуля: патрубка 20 для входа сжатого воздуха 21, конфузорно-диффузорного или конфузорного сопла 22, закрепленного в патрубке 20, а также размещенного ниже по потоку от выхода 23 сопла 22 резонаторного корпуса 24 и винта 25 с резонаторной кольцевой канавкой 26, как показано на фиг.3.At least a part of the
По меньшей мере, часть генераторов 11 высокочастотных акустических колебаний, расположенных над поверхностью воды 13 в резервуаре 5 для сбора охлажденной воды 6, выполнена в виде пневматического модуля: трубчатого (с перфорацией в средней части) штуцера 27 для входа сжатого воздуха 21, скрепленных со штуцером резьбового патрубка 28 и резьбовой втулки 29, образующих между собой конфузорно-диффузорное сопло 30, а также скрепленных со штуцером 27 и размещенных ниже по потоку от выхода сопла 30 резонаторной втулки 31 и отражающей тарели 32, как показано на фиг.4.At least a part of the
По меньшей мере, часть генераторов 12 высокочастотных акустических колебаний, расположенных над фронтом ниспадающего потока воды 33, выбрасываемого из разбрызгивающих устройств 3 водонапорной распределительной системы 2, выполнена в виде пневматического модуля: патрубка 34 для входа сжатого воздуха 21, конфузорно-диффузорного сопла 35, закрепленного в патрубке 34, а также размещенных ниже по потоку от выхода 36 сопла 35 отражающей тарели 37 и винта 38 с резонаторной кольцевой канавкой 39, как показано на фиг.5.At least a part of the
Кроме того, на фиг.1 показано: поз.40 - поток воздуха, поступающий через окна 41 в нижней части вытяжной башни 1; поз.42 - восходящие потоки воздуха внутри вытяжной башни 1.In addition, Fig. 1 shows: Pos. 40 - air flow entering through windows 41 in the lower part of the exhaust tower 1; Pos. 42 - ascending air flows inside the exhaust tower 1.
Теплообменный комплекс для охлаждающей системы оборотного водоснабжения, характеризующийся воздействием потоков воздуха на испаряемую поверхность воды в башенной градирне, работает следующим образом. Подаваемая в установленную внутри вытяжной башни 1 водонапорную распределительную систему 2 теплая вода с температурой около 40...50°С через разбрызгивающие устройства 3 равномерно разбрызгивается вверх, в направлении к выходу вытяжной башни 1, и от взаимодействия с воздухом частично охлаждается.The heat exchange complex for a cooling system of circulating water supply, characterized by the influence of air flows on the evaporated surface of the water in the tower tower, operates as follows. The warm water supplied to the installed inside the exhaust tower 1 water distribution system 2 with a temperature of about 40 ... 50 ° C through the spraying device 3 is uniformly sprayed upward, towards the outlet of the exhaust tower 1, and partially cools from interaction with air.
Поток воздуха 40, поступающий через окна 41 в нижней части вытяжной башни 1, за счет естественной тяги, усиленной подогревом воздуха в результате теплового обмена его в контактирующих поверхностях с водой, и вследствие отбора части тепловой энергии от теплой воды устремляется вверх, образуя восходящие потоки воздуха 42 внутри вытяжной башни 1, как показано на фиг.1.The air stream 40 entering through the windows 41 in the lower part of the exhaust tower 1, due to natural draft, enhanced by heating the air as a result of heat exchange in contacting surfaces with water, and rises upward due to the selection of part of the thermal energy from the warm water, forming ascending air currents 42 inside the exhaust tower 1, as shown in FIG.
В результате контактного высокочастотного взаимодействия акустических колебаний, возбуждаемых генераторами высокочастотных акустических колебаний 10, 11, 12 с частотой волн, например, 25 кГц, размещенными на многоярусных, напорных для сжатого воздуха 21 коллекторах 7, 8, 9, с поверхностью капель воды фронта 33 ниспадающего потока воды, выбрасываемого из разбрызгивающих устройств 3 водонапорной распределительной системы 2, а также в результате контактного взаимодействия с пленками воды в модулях оросителей 4, а также в результате контактного взаимодействия с поверхностью воды 13 в резервуаре 5 для сбора охлажденной воды 6 увеличивается отрыв молекул воды с ее поверхностей и тем самым происходит охлаждение воды и воздушного потока, наполненного "оторванными" молекулами воды, который, в свою очередь, посредством теплового обмена на контактирующих поверхностях с водой дополнительно охлаждает воду 6, возвращаемую в резервуар 5, как показано на фиг.1.As a result of contact high-frequency interaction of acoustic vibrations excited by generators of high-frequency
При этом средства пневматической автоматизации 14, 15, 16, 17, 18, 19: баллонные рампы для сжатого воздуха, электропневматические пропорциональные клапаны, регуляторы давления и регуляторы расхода воздуха, отсечные электромагнитные клапаны, подключенные к программируемому компьютеру, позволяют осуществлять контактное высокочастотное взаимодействие акустических колебаний, возбуждаемых генераторами высокочастотных акустических колебаний 10, 11, 12 с частотой волн, например, 25 кГц, размещаемых на многоярусных, напорных для сжатого воздуха 21 коллекторах 7, 8, 9, с поверхностью капель воды фронта 33 ниспадающего потока воды, выбрасываемого из разбрызгивающих устройств 3 водонапорной распределительной системы 2, а также контактное взаимодействие с пленками воды в модулях оросителей 4, а также контактное взаимодействие на поверхность воды 13 в резервуаре 5 для сбора охлажденной воды 6 с определенным уровнем интенсивности в тангенциальном и фронтальном направлениях, например ≥125 дБ и соответственно ≥145 дБ.At the same time, means of
Предлагаемый теплообменный комплекс для охлаждающей системы оборотного водоснабжения понижает температуру оборотной воды в резервуаре для сбора охлажденной воды путем интенсификации теплового и массового обмена над модулями оросителей и (или) над поверхностью воды в резервуаре для сбора охлажденной воды и (или) над фронтом ниспадающего потока воды, выбрасываемого из водонапорной распределительной системы за счет высокочастотного акустического резонансного воздействия на пленки воды на модулях оросителя и (или) на поверхность воды в резервуаре для сбора охлажденной воды и (или) на капли воды брызгального устройства.The proposed heat exchange complex for a cooling circulating water supply system lowers the temperature of the circulating water in the chilled water collecting tank by intensifying heat and mass exchange above the irrigation modules and (or) above the water surface in the chilled water collecting tank and (or) above the front of the falling water flow, ejected from the water distribution system due to the high-frequency acoustic resonance action on the water films on the irrigation modules and (or) on the water surface in a reservoir for collecting chilled water and (or) droplets of water spray device.
Предлагаемый теплообменный комплекс для охлаждающей системы оборотного водоснабжения понижает температуру оборотной воды в резервуаре для сбора охлажденной воды, по существу, от температуры около 40...50°С до температуры 22...28°С, что эффективнее на 3...7°С, чем в известных башенных градирнях, например, на территории Российской Федерации, при этом он обеспечивает также лучший вариант осуществления, например, в башенных градирнях тепловых и атомных электростанций, расположенных в тропических странах с влажным климатом, например, при температуре окружающей среды до 45°С и относительной влажности, приближающейся к 100%, где для понижения температуры оборотной воды, отводящей тепло, например, от конденсаторов паровых турбин, используются градирни, преимущественно, с воздуховытяжной (вентиляторной) системой.The proposed heat exchange complex for a cooling circulating water supply system lowers the temperature of the circulating water in the reservoir for collecting chilled water, essentially, from a temperature of about 40 ... 50 ° C to a temperature of 22 ... 28 ° C, which is more effective by 3 ... 7 ° C than in well-known tower cooling towers, for example, on the territory of the Russian Federation, while it also provides a better option, for example, in tower cooling towers of thermal and nuclear power plants located in tropical countries with a humid climate, for example, at e ambient to 45 ° C and a relative humidity approaching 100%, wherein the circulating water to lower the temperature of the escaping heat, e.g., steam turbine condensers, cooling towers are used advantageously with vozduhovytyazhnoy (fan) system.
Источники информацииInformation sources
1. RU 2128317, F 28 C 1/00, 27.03.1999.1. RU 2128317, F 28 C 1/00, 03/27/1999.
2. RU 2099662, F 28 C 1/00, 20.12.1997.2. RU 2099662, F 28 C 1/00, 12.20.1997.
3. SU 1158845, F 28 C 1/00, 30.05.1985.3. SU 1158845, F 28 C 1/00, 05/30/1985.
4. SU 794351, F 28 C 1/00, 07.01.1981 - прототип.4. SU 794351, F 28 C 1/00, 01/07/1981 - prototype.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005122702/06A RU2294500C1 (en) | 2005-07-18 | 2005-07-18 | Heat exchanging plant for cooling system of circulating water supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005122702/06A RU2294500C1 (en) | 2005-07-18 | 2005-07-18 | Heat exchanging plant for cooling system of circulating water supply |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2294500C1 true RU2294500C1 (en) | 2007-02-27 |
Family
ID=37990750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005122702/06A RU2294500C1 (en) | 2005-07-18 | 2005-07-18 | Heat exchanging plant for cooling system of circulating water supply |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2294500C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494328C1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-09-27 | Алексей Алексеевич Палей | Cooling tower |
| RU2494326C1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-09-27 | Алексей Алексеевич Палей | Cooling tower |
| RU2541622C2 (en) * | 2012-11-07 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | Fan cooling tower |
| CN105627781A (en) * | 2016-02-25 | 2016-06-01 | 茹咪娜 | Packing cooling tower |
| RU2797726C1 (en) * | 2022-12-06 | 2023-06-08 | Акционерное общество "Дальневосточная генерирующая компания" АО "ДГК" | Method of acoustic impact on condensing equipment |
-
2005
- 2005-07-18 RU RU2005122702/06A patent/RU2294500C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494326C1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-09-27 | Алексей Алексеевич Палей | Cooling tower |
| RU2494328C1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-09-27 | Алексей Алексеевич Палей | Cooling tower |
| RU2541622C2 (en) * | 2012-11-07 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | Fan cooling tower |
| CN105627781A (en) * | 2016-02-25 | 2016-06-01 | 茹咪娜 | Packing cooling tower |
| CN105627781B (en) * | 2016-02-25 | 2017-07-25 | 章俊 | Packing type cooling tower |
| RU2797726C1 (en) * | 2022-12-06 | 2023-06-08 | Акционерное общество "Дальневосточная генерирующая компания" АО "ДГК" | Method of acoustic impact on condensing equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3833173A (en) | Apparatus and process for spraying liquids | |
| RU2443480C1 (en) | Spraying system, system to increase engine power output with spraying system, and method of air humidification | |
| US20050056313A1 (en) | Method and apparatus for mixing fluids | |
| RU2319093C1 (en) | Utilizer of the heat with the boiling layer | |
| RU2294500C1 (en) | Heat exchanging plant for cooling system of circulating water supply | |
| US3998389A (en) | Apparatus for gas treatment of liquids | |
| US4085171A (en) | Spray cooling system | |
| US3608274A (en) | Apparatus and method for pumping and cleaning a fluid | |
| RU193253U1 (en) | SELF-DISTRIBUTED LIQUID VAPOR COOLING FAN | |
| US3533607A (en) | Cooling tower with new liquid distribution and draft inducing means | |
| RU2330228C1 (en) | Ventilator cooling stack | |
| GB2230849A (en) | Air-cooled heat exchanger | |
| RU2500964C2 (en) | Ventilation cooling tower | |
| RU2132029C1 (en) | Cooling tower | |
| RU2335722C2 (en) | Cooling tower | |
| RU2671697C1 (en) | Heat recovery unit with fluidized bed | |
| RU2128317C1 (en) | Spray cooling pond | |
| RU2614638C1 (en) | Heat recovery fluidized bed | |
| RU2669175C1 (en) | Heat recovery unit with boiling bed of inert head | |
| KR20210026492A (en) | Apparatus for reducing fine dust | |
| SU1158845A1 (en) | Cooling tower | |
| RU2511903C1 (en) | Kochetov fan cooling tower | |
| RU2701303C1 (en) | Artificial snow production line for agriculture needs | |
| RU2653460C1 (en) | Heat recovery unit with boiling bed of inert head | |
| RU2228501C2 (en) | Process cooling liquid in water-cooling tower |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080719 |