RU2350871C1

RU2350871C1 - Cooling tower

Info

Publication number: RU2350871C1
Application number: RU2007129716/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Владимировна Голубева (RU); Мария Владимировна Голубева; Лиди Владимировна Колаева (RU); Лидия Владимировна Колаева; Екатерина Олеговна Боброва (RU); Екатерина Олеговна Боброва; Елена Владимировна Духанина (RU); Елена Владимировна Духанина; Надежда Игоревна Горнушкина (RU); Надежда Игоревна Горнушкина; Дарь Олеговна Павлова (RU); Дарья Олеговна Павлова; Ольга Юрьевна Дорушенкова (RU); Ольга Юрьевна Дорушенкова; Анастаси Витальевна Костылева (RU); Анастасия Витальевна Костылева; Ирина Юрьевна Зубова (RU); Ирина Юрьевна Зубова
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Владимировна Голубева
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2009-03-27

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention deals with design of contact coolers (such as cooler towers) and may be of relevance in view of providing for the recooling needs of thermal power stations. The cooling tower consists of a stack with air inlet windows arranged on the side surface fitted with coolant air injection nozzles. In the windows there are louvers arranged slanting in the tower inside direction. The louvers form tiered ducts with the nozzles positioned before the ducts entrances. The nozzles are of the acoustic type; each of them consists of a body containing an acoustic oscillation generator composed of a nosepiece, a resonant element and tubes for supply of air and liquid. The body is represented by a vertically positioned cylindrical barrel. In the barrel upper part the air supply tube is mounted with the liquid supply tube positioned perpendicular to its axis. The body contains a bushing with a top and a bottom flanges that is rigidly fixed coaxial with the body proper. The bottom flange is rigidly fixed in the body groove. The bushing contains a ring-shaped resonant element aligned coaxial with the bushing containing it. The resonant element is represented by a taper-shaped cup pressed onto the resonant element rod (diameter=d), its tail end locking disks represented by elastic blades interact with the bushing inner surface. The bottom flange has at least one nosepiece positioned at the angle to the resonant element axis, the angle magnitude varying within the range of 20°÷40°. The nosepiece axis extension lies on a circumference arranged in the central part of the resonant element tapered surface. The ratio of h₁ (height of the ring-shaped resonant element) to h (distance between the tapered surface upper base and the body bottom butt surface) belongs to the optimum interval of values: h₁/h=1÷3; the ratio of d₁ (resonant element cup inner diameter) to d₂ (resonant element outer surface diameter) belongs to the optimum interval of values: d₁/d₂=0.7÷0.9; the ratio of d₁ (resonant element cup inner diameter) to d (resonant element rod diameter) belongs to the optimum interval of values: d₁/d=1÷3; the ratio of d₁ (resonant element cup inner diameter) to h₁ (height of the ring-shaped resonant element) belongs to the optimum interval of values: d₁/h₁=1÷2.

EFFECT: cooling tower performance improvement.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды.The invention relates to contact coolers, in particular to cooling towers, and can be used at thermal power plants for cooling circulating water.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является градирня по авт.св. СССР №435442, С 02 В 1/10 от 04.07.72, содержащая башню, на боковой поверхности которой расположены воздуховходные окна с форсунками для эжекции охлаждающего воздуха, причем в окнах установлены наклоненные внутрь градирни жалюзи, образующие расположенные ярусами каналы, а форсунки размещены перед входными горловинами последних (прототип).The closest technical solution to the claimed facility is a cooling tower on avt.sv. USSR No. 435442, С 02 В 1/10 dated 07/04/72, containing a tower, on the lateral surface of which there are air inlet windows with nozzles for ejecting cooling air, and the windows have louvres tilted into the cooling tower, forming channels arranged in tiers, and the nozzles are located in front of input necks of the latter (prototype).

Недостатком градирни является сравнительно невысокая эффективность из-за невысокой степени распыла жидкости форсунками.The disadvantage of the cooling tower is the relatively low efficiency due to the low degree of atomization of the liquid nozzles.

Технический результат - повышение производительности работы градирни.The technical result is an increase in the performance of the tower.

Это достигается тем, что в градирне, содержащей башню, на боковой поверхности которой расположены воздуховходные окна с форсунками для эжекции охлаждающего воздуха, причем в окнах установлены наклоненные внутрь градирни жалюзи, образующие расположенные ярусами каналы, а форсунки размещены перед входными горловинами последних, форсунки выполнены акустическими, каждая из которых содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, причем внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, при этом нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, а в нижнем фланце расположено по крайней мере одно сопло под углом к оси резонатора, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора.This is achieved by the fact that in the cooling tower containing the tower, on the lateral surface of which there are air inlet windows with nozzles for ejecting cooling air, moreover, the windows have louvres tilted into the cooling tower and forming channels arranged in tiers, and the nozzles are placed in front of the mouths of the latter, the nozzles are made of acoustic , each of which contains a housing with an acoustic oscillator located inside the nozzle and resonator, tubes for supplying air and liquid, the housing is made in the form e vertically located cylindrical sleeve, in the upper part of which there is a tube for supplying air, and perpendicular to its axis there is a tube for supplying liquid, and inside the case, coaxially to it, a sleeve with upper and lower flanges is rigidly fixed, while the lower flange is rigidly fixed in the groove made in the body, and inside the sleeve, coaxially to it, is located an annular volume resonator made in the form of a cup with a conical surface, while the cup is pressed onto a rod with a diameter d of the resonator, and in its tail of the new part, fixing discs are made in the form of elastic petals interacting with the inner surface of the sleeve, and at least one nozzle is located in the lower flange at an angle to the axis of the resonator, while the continuation of the axis of the nozzle lies on a circle located in the middle of the conical surface of the resonator .

На фиг.1 изображена схема градирни, на фиг.2 - общий вид акустической форсунки для распыливания жидкости.Figure 1 shows a diagram of a cooling tower, figure 2 is a General view of an acoustic nozzle for spraying liquid.

Градирня содержит башню 1, имеющую в поперечном сечении трапецию. На боковой поверхности башни расположены воздуховходные окна, в которых установлены наклоненные внутрь градирни жалюзи 2, образующие прямоугольные каналы 3. Перед входными горловинами каналов 3 размещены коллекторы 4 для подачи охлажденной жидкости через форсунки 5, а для сбора воды служит короб 6.The cooling tower comprises a tower 1 having a trapezoid in cross section. On the side surface of the tower there are air inlets in which the louvers 2, inclined into the cooling tower, are installed, forming rectangular channels 3. In front of the inlet necks of the channels 3, collectors 4 are placed for supplying cooled liquid through the nozzles 5, and a box 6 is used to collect water.

Акустическая форсунка содержит корпус 7 с размещенным внутри генератором звуковых колебаний ультразвукового частотного диапазона в виде сопла 9 и кольцевого объемного резонатора 11. Корпус 7 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 13 для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка 14 для подвода жидкости. Внутри корпуса 7, соосно ему, жестко закреплена втулка 20 с фланцами верхним 8 и нижним 12, причем нижний фланец 12 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 7.The acoustic nozzle contains a housing 7 with an ultrasonic frequency range sound generator placed in the form of a nozzle 9 and an annular volume resonator 11. The housing 7 is made in the form of a vertically arranged cylindrical sleeve, in the upper part of which there is a tube 13 for supplying air, and is perpendicular to its axis tube 14 for supplying fluid. Inside the housing 7, coaxially to it, a sleeve 20 is rigidly fixed with flanges upper 8 and lower 12, and the lower flange 12 is rigidly fixed in the groove made in the housing 7.

Внутри втулки 8, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор 11, выполненный в виде чашки 15 с конической поверхностью 17. Чашка 15 запрессована на стержне диаметром d резонатора 11, а в его хвостовой части 10 расположены фиксирующие диски 18 и 19, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 20. В нижнем фланце 12 расположено по крайней мере одно сопло 16 под углом к оси резонатора 11, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20÷40°, причем продолжение оси сопла 16 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 17. На внутренней поверхности втулки 20 выполнены соосные коническое 21 и цилиндрическое 22 отверстия.Inside the sleeve 8, coaxially to it, there is an annular volume resonator 11, made in the form of a cup 15 with a conical surface 17. The cup 15 is pressed onto a rod with a diameter d of the resonator 11, and in its tail part 10 are fixed discs 18 and 19 made in the form of elastic the petals interacting with the inner surface of the sleeve 20. At least one nozzle 16 is located in the lower flange 12 at an angle to the axis of the resonator 11, the value of which lies in the following range of values: 20 ÷ 40 °, and the continuation of the axis of the nozzle 16 lies on a circle, finding This is in the middle part of the conical surface 17. On the inner surface of the sleeve 20, coaxial conical 21 and cylindrical 22 holes are made.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров.For optimal operation of the nozzle, the following ratios of its parameters must be observed.

Отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 11 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 17 и нижней торцевой поверхностью корпуса 7 лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3.The ratio of the height h _{1 of the} annular volume resonator 11 to the distance h between the upper base of the conical surface 17 and the lower end surface of the housing 7 lies in the optimal range of values: h ₁ / h = 1 ÷ 3.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 15 резонатора 11 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9.The ratio of the inner diameter d _{1 of the} cup 15 of the resonator 11 to the diameter d _{2 of} its outer cylindrical surface lies in the optimal range of values: d ₁ / d ₂ = 0.7 ÷ 0.9.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 15 резонатора 11 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3.The ratio of the inner diameter d _{1 of the} cup 15 of the resonator 11 to the diameter d of its rod lies in the optimal range of values: d ₁ / d = 1 ÷ 3.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 15 резонатора 11 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора 11 лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.The ratio of the inner diameter d _{1 of the} cup 15 of the resonator 11 to the height h _{1 of the} annular volume resonator 11 lies in the optimal range of values: d ₁ / h ₁ = 1 ÷ 2.

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

Охлаждающий воздух эжектируется подаваемой водой сначала в каналах, образованных жалюзи 2, а затем в башне 1 происходит тепло- и массообмен между воздухом и охлаждаемой водой. Применение акустических форсунок 5 с равномерным распылом жидкости позволяет получить высокие коэффициенты эжекции. Сепарация влаги из воздуха происходит в башне 1 трапецеидальной формы за счет постепенного уменьшения скорости воздуха на выходе.The cooling air is ejected by the supplied water, first in the channels formed by the blinds 2, and then in the tower 1 there is heat and mass transfer between the air and the cooled water. The use of acoustic nozzles 5 with a uniform spray of liquid allows to obtain high ejection coefficients. The separation of moisture from the air takes place in a trapezoidal tower 1 due to a gradual decrease in the air velocity at the outlet.

Акустическая форсунка работает следующим образом.The acoustic nozzle operates as follows.

Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 13, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 11. В результате прохождения резонатора 11 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию жидкости, подаваемой через трубку 14 в сопла 16. откуда она попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхности 17 резонатора 11, затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 17 резонатора 11.A spraying agent, for example air, is supplied through a tube 13, where it encounters an annular volume resonator 11. In the latter, pressure pulsations occur in the latter, creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. The acoustic vibrations of the spraying agent contribute to a finer atomization of the liquid supplied through the tube 14 to the nozzles 16. from where it falls onto a circle located in the middle of the conical surface 17 of the resonator 11, then it crushes under the influence of acoustic air vibrations into small droplets, resulting in a torch spray solution with air, the root angle of which is determined by the angle of inclination of the conical surface 17 of the resonator 11.

Claims

1. A cooling tower comprising a tower, on the lateral surface of which there are air inlets with nozzles for ejecting cooling air, the windows having louvres tilted inward of the cooling tower and forming channels arranged in tiers, and the nozzles are placed in front of the mouths of the latter, characterized in that the nozzles are made of acoustic each of which contains a housing with an acoustic oscillator located inside the nozzle and resonator, tubes for supplying air and liquid, the housing being made in the form of a vertically arranged cylindrical sleeve, in the upper part of which there is a tube for supplying air, and a pipe for supplying liquid is perpendicular to its axis, and inside the case, coaxially to it, a sleeve with upper and lower flanges is rigidly fixed, while the lower flange is rigidly fixed in the groove made in the housing, and inside the sleeve, coaxially to it, is located an annular volume resonator made in the form of a cup with a conical surface, while the cup is pressed onto a rod with a diameter d of the resonator, and in it on the eastern part are fixing discs made in the form of elastic petals interacting with the inner surface of the sleeve, and at least one nozzle is located in the lower flange at an angle to the axis of the resonator, the value of which lies in the following range of values: 20–40 °, this continuation of the axis of the nozzle lies on a circle located in the middle of the conical surface of the resonator.

2. The cooling tower according to claim 1, characterized in that the ratio of the height h _{1 of the} annular volume resonator to the distance h between the upper base of the conical surface and the lower end surface of the housing lies in the optimal range of values of h ₁ / h = 1 ÷ 3; the ratio of the inner diameter d _{1 of the} resonator cup to the diameter d _{2 of} its outer cylindrical surface lies in the optimal range of values of d ₁ / d ₂ = 0.7 ÷ 0.9; the ratio of the inner diameter d _{1 of the} resonator cup to the diameter d of its rod lies in the optimal range of d ₁ / d = 1 ÷ 3; the ratio of the inner diameter d _{1 of the} resonator cup to the height h _{1 of the} annular volume resonator lies in the optimal range of d ₁ / h ₁ = 1 ÷ 2.