RU2418250C1

RU2418250C1 - Mechanical-draft tower by kochetov

Info

Publication number: RU2418250C1
Application number: RU2010101687/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-05-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: mechanical-draft tower consists of case, of sprinkling device, of liquid-collecting tank and of fan. The case is composed of two parts - of an upper one including a sprinkler and a knock-out drum with whole torch sprayers and of a lower part wherein there is arranged the cooled water collecting tank with a fan mounted on it. Also, the fan is made out of sheet stainless steel. A diffuser is installed into the collecting tank. The diffuser corresponds to a part of the case connected with the fan. The fan is equipped with a plastic working wheel and a multi-speed electric engine. Depending on weather conditions during operation the engine changes output of the tower due to change of air consumption. The sprinkler consists of stacked in layers parallel tubular elements out of thermo-plastic material with a lattice wall. On ends the tubular elements are connected by welding. They have triangle crosswise section. Between each layer of the tubular elements across the tubular elements along each of their ends there is laid a strip out of thermo-plastic material. The strip is welded with tubular elements in points of their contact with the strip. During welding the end sections of the tubular elements and of the strips laid between them are fused thus forming solid end walls of a unit. Cavities of each tubular element and tube space are filled with hollow polymer balls. Diametre of the balls is at 5-10 % bigger, than maximal dimension of a mesh of the lattice wall of the tubular elements.

EFFECT: raised efficiency of mechanical-draft tower operation.

3 dwg

Description

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням.The invention relates to contact coolers, in particular to cooling towers.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является градирня по а.с. СССР №435442, С02В 1/10 от 04.07.72 г., содержащая корпус, разбрызгивающее устройство, бак для сбора жидкости и вентилятор (прототип).The closest technical solution to the claimed facility is a cooling tower on.with. USSR No. 435442, С02В 1/10 of 07/04/72, containing a housing, a spray device, a tank for collecting liquid and a fan (prototype).

Недостатком градирни является сравнительно невысокая эффективность из-за невысокой степени распыла жидкости форсунками и неэкономичность из-за перерасхода воды за счет отсутствия пластинчатого оросителя и каплеуловителя.The disadvantage of the cooling tower is the relatively low efficiency due to the low degree of spraying liquid with nozzles and uneconomical due to water overruns due to the absence of a plate sprinkler and a droplet eliminator.

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

Это достигается тем, что в градирне вентиляторной, содержащей корпус, разбрызгивающее устройство, бак для сбора жидкости и вентилятор, корпус состоит из двух частей - верхней части, включающей ороситель и каплеотделитель, между которыми расположен коллектор разбрызгивающего устройства с цельнофакельными форсунками, и нижней части, в которой расположен бак-водосборник для сбора охлаждаемой воды с установленным на нем вентилятором, причем корпус изготовлен из тонколистовой нержавеющей стали, а в баке-водосборнике имеется диффузор, который представляет собой часть корпуса и соединен с вентилятором, выполненным с пластиковым рабочим колесом и многоскоростным электродвигателем, позволяющим в процессе работы, в зависимости от погодных условий, изменять производительность градирни за счет изменения расхода воздуха, а ороситель содержит сложенные слоями параллельно друг другу трубчатые элементы из термопластичного материала с решетчатой стенкой, причем по торцам трубчатые элементы сварены между собой, трубчатые элементы выполнены с треугольным поперечным сечением и между каждым слоем трубчатых элементов поперек трубчатых элементов вдоль каждого их торца проложена полоса из термопластичного материала, сваренная с трубчатыми элементами в местах их соприкосновения с полосой, причем в процессе сварки оплавляют торцевые участки трубчатых элементов и проложенных между ними полос и формируют в процессе оплавления монолитные торцевые стенки блока, причем полости каждого из трубчатых элементов и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки решетчатой стенки трубчатых элементов.This is achieved by the fact that in a fan cooling tower containing a housing, a spray device, a liquid collection tank and a fan, the housing consists of two parts - the upper part, including an irrigator and a droplet separator, between which there is a collector of the spray device with solid nozzles, and the lower part, in which there is a catchment tank for collecting cooled water with a fan installed on it, the casing is made of stainless steel sheet, and there is a diffuser in the catchment tank, which представляет represents a part of the casing and is connected to a fan made with a plastic impeller and a multi-speed electric motor, which allows, depending on weather conditions, to change the cooling tower performance due to changes in air flow, and the sprinkler contains tubular elements made of layers parallel to each other from thermoplastic material with a lattice wall, and at the ends of the tubular elements are welded together, the tubular elements are made with a triangular cross section and between a strip of thermoplastic material is welded to each layer of tubular elements across the tubular elements, welded with the tubular elements at the points of contact with the strip, and in the process of welding, the end sections of the tubular elements and the strips between them are melted and form monolithic end faces during the fusion process the walls of the block, and the cavities of each of the tubular elements and the annulus are filled with hollow polymer balls, and the diameter of the balls is 5 ÷ 10% more than the maximum cell size of the lattice wall of tubular elements.

На фиг.1 изображена схема пленочной вентиляторной градирни, на фиг.2 - вид сбоку на вентиляторную градирню, на фиг.3 - блок оросителя.Figure 1 shows a diagram of a film fan cooling tower, figure 2 is a side view of a fan cooling tower, figure 3 is a sprinkler unit.

Вентиляторная градирня (фиг.1 и 2) пленочного типа представляет собой испарительную градирню открытого типа и при весьма умеренном энергопотреблении обеспечивает приготовление воды, используемой в целях охлаждения с температурой на 5°С ниже температуры наружного воздуха по сухому термометру. Градирня состоит из двух частей: верхней части, состоящей из корпуса 2, в нижней части которого находится ороситель 6, в верхней - каплеотделитель 7, а между ними расположены коллекторы 8 разбрызгивающего устройства с цельнофакельными форсунками. В нижней части градирни на основании 1 расположен бак-водосборник 4 для сбора охлаждаемой воды с установленным на нем вентилятором 3.The film-type fan cooling tower (FIGS. 1 and 2) is an open type evaporative cooling tower and, with very moderate energy consumption, provides the preparation of water used for cooling with a temperature of 5 ° C below the outdoor temperature using a dry thermometer. The cooling tower consists of two parts: the upper part, consisting of a casing 2, in the lower part of which there is an irrigator 6, in the upper part, a droplet separator 7, and between them there are collectors 8 of the spraying device with solid torch nozzles. In the lower part of the cooling tower, on the base 1, there is a catchment tank 4 for collecting cooled water with a fan 3 installed on it.

Корпус изготовлен из тонколистовой нержавеющей стали, что обеспечивает надежную многолетнюю эксплуатацию градирни, небольшой вес и, как следствие, возможность установки градирни на крышах производственных зданий. В конструкции бака 4 предусмотрен диффузор, который представляет собой часть корпуса и соединен с вентилятором, а также сливной патрубок 5.The casing is made of stainless steel sheet, which ensures reliable long-term operation of the cooling tower, low weight and, as a result, the possibility of installing the cooling tower on the roofs of industrial buildings. The design of the tank 4 provides a diffuser, which is part of the housing and is connected to the fan, as well as a drain pipe 5.

Коллектор 8 разбрызгивающего устройства расположен в верхней части корпуса 2 и представляет собой систему параллельно соединенных труб с отверстиями, на которых в шахматном порядке закреплены посредством хомутов с замками цельнофакельные форсунки.The collector 8 of the spraying device is located in the upper part of the housing 2 and is a system of pipes connected in parallel with holes, on which all-torch nozzles are secured in a checkerboard pattern with clamps with locks.

Ороситель 6 и каплеотделитель 7 изготавливаются из пластика ПВХ (поливинилхлорид) с добавкой, обеспечивающей высокопрочный, химически стойкий пластик, не поддерживающий горения и сохраняющий свои эксплуатационные свойства при температуре наружного воздуха от -60°С до +55°С.Sprinkler 6 and droplet separator 7 are made of PVC plastic (polyvinyl chloride) with an additive that provides high-strength, chemically resistant plastic that does not support combustion and maintains its operational properties at an outdoor temperature of -60 ° C to + 55 ° C.

Ороситель 6 (фиг.3), используемый в градирне, представляет собой сложенные слоями параллельно друг другу трубчатые элементы 9 из термопластичного материала с решетчатой стенкой. По торцам 10 трубчатые элементы 9 сварены между собой, выполнены с треугольным поперечным сечением и между каждым слоем трубчатых элементов 9 поперек трубчатых элементов 9 вдоль каждого их торцов 10 проложена полоса 11 из термопластичного материала, сваренная с трубчатыми элементами 9 в местах их соприкосновения с полосой 11, причем в процессе сварки оплавляют торцевые участки трубчатых элементов 9 и проложенных между ними полос 11 и формируют в процессе оплавления монолитные торцевые стенки блока. Полости каждого из трубчатых элементов 9 и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами 12, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки решетчатой стенки трубчатых элементов 9.Sprinkler 6 (figure 3) used in the tower is a tubular element 9 made of layers parallel to each other of thermoplastic material with a lattice wall. At the ends 10, the tubular elements 9 are welded together, made with a triangular cross-section, and between each layer of the tubular elements 9 across the tubular elements 9, a strip 11 of thermoplastic material is laid along each of their ends 10, welded with the tubular elements 9 at the points of contact with the strip 11 moreover, during the welding process, the end sections of the tubular elements 9 and the strips 11 laid between them are melted and monolithic end walls of the block are formed during the reflow process. The cavities of each of the tubular elements 9 and the annular space are filled with hollow polymer balls 12, and the diameter of the balls is 5 ÷ 10% larger than the maximum cell size of the lattice wall of the tubular elements 9.

Кроме того, в блоке насадки в поперечном сечении все трубчатые элементы 9 могут иметь одинаковое поперечное сечение и могут быть выполнены в форме равностороннего или равнобедренного треугольника. Трубчатые элементы 9 в слоях могут быть уложены таким образом, что в поперечном сечении трубчатые элементы 9 расположены один под другим или трубчатые элементы 9 в слоях могут быть уложены таким образом, что в поперечном сечении в соседних слоях трубчатые элементы 9 одного слоя расположены между трубчатыми элементами 9 соседнего слоя.In addition, in the nozzle block in cross section, all tubular elements 9 can have the same cross section and can be made in the form of an equilateral or isosceles triangle. The tubular elements 9 in the layers can be stacked so that in the cross section the tubular elements 9 are located one below the other or the tubular elements 9 in the layers can be stacked so that in a cross section in the adjacent layers the tubular elements 9 of the same layer are located between the tubular elements 9 adjacent layer.

При использовании блока насадки в качестве оросителя воду, подлежащую охлаждению в градирне, разбрызгивают на ороситель, а затем она стекает по поверхности трубчатых элементов 9 и охлаждается встречным потоком воздуха, при этом в процессе эксплуатации жесткая конструкция блоков позволяет сохранять исходную конфигурацию собранного блока, что позволяет повысить эффективность процесса тепломассообмена в градирне.When using the nozzle block as a sprinkler, the water to be cooled in the tower is sprayed onto the sprinkler, and then it flows down the surface of the tubular elements 9 and is cooled by an oncoming air flow, while during operation, the rigid structure of the blocks allows you to maintain the original configuration of the assembled block, which allows to increase the efficiency of heat and mass transfer in the cooling tower.

При использовании блока насадки в качестве водоуловителя капли воды, которые уносятся вместе с воздушным потоком, при проходе нескольких слоев трубчатых элементов 9 оседают на поверхности последних, собираются в большие капли и стекают обратно в бассейн градирни. Таким образом предотвращается потеря воды с капельным уносом.When using the nozzle block as a water trap, drops of water that are carried away with the air stream, when several layers of tubular elements 9 pass, settle on the surface of the latter, collect in large drops and flow back to the cooling tower pool. This prevents the loss of water with a drip.

Градирня вентиляторная работает следующим образом.The cooling tower operates as follows.

Эффект охлаждения в градирне достигается за счет испарения - 1% циркулирующей через градирню воды, которая разбрызгивается форсунками и в виде пленки стекает в бак 4 через сложную систему каналов оросителя 6 навстречу потоку охлаждающего воздуха, нагнетаемого вентилятором 3. Эффективный каплеотделитель 7 позволяет снизить потери воды в результате капельного уноса. Количество капельной влаги, уносимое потоком воздуха, зависит от плотности орошения и при максимальном значении - 25 м³/(час×м²) не превышает 0,1% от величины объемного расхода охлаждаемой воды через градирню.The cooling effect in the tower is achieved by evaporation - 1% of the water circulating through the tower, which is sprayed by nozzles and flows into the tank 4 in the form of a film through a complex system of irrigation channels 6 towards the flow of cooling air pumped by fan 3. Effective drop separator 7 allows to reduce water loss in the result of drip entrainment. The amount of droplet moisture carried away by the air flow depends on the density of irrigation and at a maximum value of 25 m ³ / (hour × m ² ) does not exceed 0.1% of the volumetric flow rate of the cooled water through the cooling tower.

Claims

A fan tower comprising a housing, a spray device, a fluid collection tank and a fan, characterized in that the housing consists of two parts - an upper part including an irrigator and a droplet separator, between which there is a manifold of a spray device with solid nozzles, and a lower part in which there is a catchment tank for collecting cooled water with a fan installed on it, and the case is made of stainless steel sheet, and there is a diffuser in the catchment tank, which It is a part of the casing and connected to a fan made with a plastic impeller and a multi-speed electric motor, which allows, depending on weather conditions, to change the cooling tower performance due to changes in air flow, and the sprinkler contains thermoplastic tubular elements stacked in parallel with each other material with a lattice wall, and at the ends of the tubular elements are welded together, the tubular elements are made with a triangular cross section and between each layer of tubular elements across each tubular element has a strip of thermoplastic material welded with tubular elements at the points of contact with the strip, and during the welding process the end sections of the tubular elements and the strip between them are melted and form monolithic end walls during reflow block, and the cavities of each of the tubular elements and the annulus are filled with hollow polymer balls, and the diameter of the balls is 5 ÷ 10% more than the maximum size Hera cell lattice wall of the tubular elements.