RU2431099C1

RU2431099C1 - Kochetov system of reverse water supply

Info

Publication number: RU2431099C1
Application number: RU2010129609/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева (RU); Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2010-07-19
Filing date: 2010-07-19
Publication date: 2011-10-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: system of reverse water supply with implementation of cooling towers consists of cooling towers interconnected with hydraulic circuits of water preparation and water consumption; each interconnected cooling tower has a case in lower section of which there is installed tank for water collection with system of make-up of water spent for evaporation. The tank is connected to a pump supplying water cooled in the cooling tower to a consumer through a filter. At the section between the filter and a consumer there is installed a system of control of filter hydraulic resistance consisting of a pressure gauge and a valve. Each sprayer has a hollow case axisymmetrical axis of which is perpendicular to axis of an orifice of the collector pipe. By shape the case is made in form of a rotation body generated with curve of the second order, for example spherical in form of truncated ellipsoid or paraboloid of rotation. A strengthening element made in form of a ring equipped with a central bush is installed from the side of a flow through orifice of collector pipe in the sprayer. At least three radial blades connected to the case of the sprayer are also rigidly connected to the central bush. The case is made with two opposite perpendicular to sprayer axis ledges by means of which the sprayer is secured on the collector with yokes with locks. At a lower section of the sprayer case there is made a conic throttle orifice connected to a mixing chamber positioned between the throttle orifice and the strengthening element. Screw-like grooves are made on internal surface of the mixing chamber.

EFFECT: raised efficiency of cooling tower operation.

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 решение по а.с. СССР №435442, С02В 1/10 от 04.07.72 г., включающее систему оборотного водоснабжения с применением градирен, соединенных между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a solution for A. with. USSR No. 435442, С02В 1/10 of 07/04/72, including a water recycling system using cooling towers interconnected by hydraulic circuits for the preparation and consumption of water (prototype).

Недостатком известного способа 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 this method is the relatively low efficiency due to the low degree of atomization of the liquid by 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 системе оборотного водоснабжения с применением градирен, соединенных между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды, каждая из соединенных между собой градирен содержит корпус, в нижней части которой расположен бак для сбора воды с системой подпитки воды, затрачиваемой на испарение, который соединен с насосом, подающим охлажденную в градирне воду потребителю через фильтр, причем на участке между фильтром и потребителем установлена система контроля гидравлического сопротивления фильтра, состоящая из манометра и вентиля.This is achieved by the fact that in a recycled water supply system using cooling towers interconnected by hydraulic circuits for preparing and consuming water, each of the interconnected cooling towers contains a housing, in the lower part of which there is a tank for collecting water with a water recharge system for evaporation, which is connected to a pump supplying water cooled in the cooling tower to the consumer through the filter, and in the area between the filter and the consumer, a filter hydraulic resistance control system is installed RA consisting of pressure gauge and valve.

На фиг.1 изображена схема системы оборотного водоснабжения с применением градирен для одного потребителя; на фиг.2 изображена схема форсунки.Figure 1 shows a diagram of a circulating water supply system using cooling towers for one consumer; figure 2 shows a diagram of the nozzle.

Система оборотного водоснабжения с применением градирен содержит градирни, соединенные между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды. Для одного потребителя (фиг.1) система включает в себя корпус 1 градирни, в нижней части которой расположен бак 2 для сбора воды с системой подпитки 3 воды, затрачиваемой на испарение. Бак 2 соединен с насосом 6, который подает охлажденную в градирне воду потребителю 8 через фильтр 7. На участке между фильтром 7 и потребителем 8 установлена система контроля гидравлического сопротивления фильтра, состоящая из манометра 9 и вентиля 10. После нагрева воды в потребителе 8 она снова поступает через вентиль 11 по трубопроводу 4 в коллектор с форсунками 5, размещенными в верхней части корпуса градирни. Вода охлаждается встречным потоком воздуха, поступающего противотоком снизу, и цикл тепломассообменного процесса повторяется.The recycled water supply system using cooling towers contains cooling towers interconnected by hydraulic circuits for the preparation and consumption of water. For one consumer (Fig. 1), the system includes a cooling tower housing 1, in the lower part of which there is a tank 2 for collecting water with a recharge system 3 of water used for evaporation. The tank 2 is connected to the pump 6, which supplies the water cooled in the cooling tower to the consumer 8 through the filter 7. In the area between the filter 7 and the consumer 8, a filter hydraulic resistance control system is installed, consisting of a pressure gauge 9 and a valve 10. After heating the water in the consumer 8, it again enters through valve 11 through pipeline 4 to the manifold with nozzles 5 located in the upper part of the tower body. The water is cooled by a counter flow of air coming in counterflow from below, and the cycle of the heat and mass transfer process is repeated.

Форсунка 5 для распыливания жидкостей расположена на коллекторе, соединенном с трубопроводом 4, и имеющем проточное отверстие 12. Каждая из форсунок (фиг.2) выполнена в виде полого, осесимметричного корпуса 13, ось которого перпендикулярна оси коллектора, а по форме корпус выполнен в виде тела вращения, образованного кривой второго порядка, например сферическим, в виде усеченного эллипсоида или параболоида вращения и др. Со стороны проточного отверстия 12 трубопровода в форсунке установлен спрямляющий элемент 17, который демпфирует турбулентность потока жидкости, идущей от трубопровода к форсунке. Спрямляющий элемент выполнен в виде кольца, имеющего центральную втулку 17, с которой жестко соединены, радиально расположенные, по крайней мере, три лопасти 18, соединенные с корпусом 13 форсунки. Корпус 13 выполнен с двумя, противоположно расположенными, перпендикулярно оси форсунки, уступами 16, посредством которых через хомуты 14 с замками 15 форсунка закрепляется на коллекторе. В нижней части корпуса 13 форсунки выполнено коническое калиброванное дроссельное отверстие 20, соединенное с камерой смешения 19, которая расположена между отверстием 20 и спрямляющим элементом. Камера смешения 19 предназначена для образования вихревого турбулентного потока, формировавшегося на выходе из отверстия 20 форсунки. Для этой цели на внутренней поверхности камеры смешения имеются винтообразные канавки (не показано), которые могут быть образованы токарной обработкой по копиру, или получены литьевым способом. В результате этого на выходе из форсунки образуется мелкодисперсный и равномерный факел распыла жидкости.The nozzle 5 for spraying liquids is located on the manifold connected to the pipe 4 and having a flowing hole 12. Each of the nozzles (figure 2) is made in the form of a hollow, axisymmetric body 13, the axis of which is perpendicular to the axis of the collector, and the shape of the body is made in the form a rotation body formed by a second-order curve, for example spherical, in the form of a truncated ellipsoid or rotation paraboloid, etc. On the side of the flowing hole 12 of the pipeline, a straightening element 17 is installed in the nozzle, which damps turbulently the flow of fluid from the pipeline to the nozzle. The straightening element is made in the form of a ring having a central sleeve 17 with which at least three blades 18 are radially spaced and connected to the nozzle body 13. The housing 13 is made with two, opposite, perpendicular to the axis of the nozzle, ledges 16, through which through the clamps 14 with locks 15 the nozzle is fixed to the manifold. In the lower part of the nozzle body 13, a conical calibrated throttle hole 20 is made, connected to the mixing chamber 19, which is located between the hole 20 and the straightening element. The mixing chamber 19 is intended to form a vortex turbulent flow formed at the outlet of the nozzle opening 20. For this purpose, there are helical grooves (not shown) on the inner surface of the mixing chamber, which can be formed by turning by copying, or obtained by injection molding. As a result of this, a finely dispersed and uniform jet of liquid is formed at the outlet of the nozzle.

Система оборотного водоснабжения с применением градирен работает следующим образом.The water recycling system using cooling towers works as follows.

Эффект охлаждения в градирне достигается за счет испарения 1% циркулирующей через градирню воды, которая разбрызгивается форсунками 5 и в виде пленки стекает в бак через сложную систему каналов оросителя навстречу потоку охлаждающего воздуха, нагнетаемого вентиляторами (не показано). Эффективный каплеотделитель 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 evaporating 1% of the water circulating through the tower, which is sprayed by nozzles 5 and flows into the tank in the form of a film through a complex system of irrigation channels to meet the flow of cooling air pumped by fans (not shown). An effective droplet separator reduces water loss due to 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 / (h · m ² ) does not exceed 0.1% of the volumetric flow rate of the cooled water through the cooling tower.

Форсунка разбрызгивающего устройства работает следующим образом.The nozzle of the spray device operates as follows.

Жидкость под давлением поступает со стороны проточного отверстия 12 коллектора в форсунку и встречает на своем пути спрямляющий элемент 17, который демпфирует турбулентность потока жидкости, идущей от коллектора к форсунке. Камера смешения 19 предназначена для образования вихревого турбулентного потока, формировавшегося на выходе из отверстия 20 форсунки, в результате чего на выходе из форсунки образуется мелкодисперсный и равномерный факел распыла жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.Liquid under pressure enters from the side of the collector's flow through hole 12 into the nozzle and encounters a straightening element 17, which dampens the turbulence of the fluid flow from the collector to the nozzle. The mixing chamber 19 is designed to form a vortex turbulent flow formed at the outlet of the nozzle orifice 20, as a result of which a finely dispersed and uniform liquid spray is formed at the nozzle exit. The nozzle is easy to manufacture and maintain.

Одним из важных моментов для наиболее эффективного использования градирен в водооборотной системе является оптимальный выбор схемы гидравлических контуров подключения. Схемы гидравлических контуров могут различаться в зависимости от количества градирен, используемых в одном контуре, а также от характера потребителя. Диапазон регулирования производительности градирни определяется характером потребителя. Самый простой гидравлический контур отдельной градирни, используемый для одного участка обслуживания, приведен на фиг.1. Вода из градирни 1 поступает в бак 2, откуда циркуляционным насосом 6 подается потребителю 8 и далее в градирню 1. В зимнее время эксплуатация градирен может усложняться из-за обмерзания их конструкций, особенно это относится к градирням, расположенным в суровых климатических условиях. Обмерзание градирен может привести к аварийному состоянию, вызывая деформации и обрушение оросителя из-за дополнительных нагрузок от образовавшегося на нем льда. Поэтому в зимний период не следует допускать колебаний тепловой и гидравлической нагрузок, необходимо обеспечивать равномерное распределение охлаждаемой воды по площади оросителя и не допускать понижения плотности орошения на отдельных участках.One of the important points for the most efficient use of cooling towers in a water circulation system is the optimal choice of hydraulic connection circuit diagrams. Hydraulic circuit diagrams may vary depending on the number of cooling towers used in one circuit, as well as on the nature of the consumer. The range of regulation of cooling tower performance is determined by the nature of the consumer. The simplest hydraulic circuit of a single tower used for one service site is shown in FIG. Water from cooling tower 1 enters tank 2, from where it is supplied to consumer 8 by a circulation pump 6 and then to cooling tower 1. In winter, the operation of cooling towers can be complicated due to the freezing of their structures, especially this applies to cooling towers located in harsh climatic conditions. Freezing of cooling towers can lead to an emergency state, causing deformation and collapse of the irrigator due to additional loads from the ice formed on it. Therefore, in the winter period one should not allow fluctuations in thermal and hydraulic loads, it is necessary to ensure an even distribution of the cooled water over the irrigated area and not to allow a decrease in the density of irrigation in individual areas.

Claims

A recycled water supply system using cooling towers, containing cooling towers interconnected by hydraulic circuits for preparing and consuming water, characterized in that each of the interconnected cooling towers contains a housing, in the lower part of which there is a tank for collecting water with a water recharge system used for evaporation , which is connected to a pump supplying water cooled in the cooling tower to the consumer through the filter, and a hydraulic control system is installed between the filter and the consumer filter rotation, consisting of a pressure gauge and a valve, each of the nozzles contains a housing that is hollow, axisymmetric, whose axis is perpendicular to the axis of the manifold pipe hole, and in shape the housing is made in the form of a body of revolution formed by a second-order curve, for example spherical, in in the form of a truncated ellipsoid or paraboloid of revolution, and on the side of the flowing hole of the manifold pipe, a straightening element is installed in the nozzle, made in the form of a ring having a central sleeve to which it is rigidly connected at least three blades are radially located, connected to the nozzle body, the body being made with two ledges opposite to the nozzle axis perpendicular to the nozzle axis, by means of which the nozzle is fixed to the manifold through clamps with locks, and a conical throttle hole is made in the lower part of the nozzle body, connected to the mixing chamber, which is located between the throttle hole and the straightening element, and on the inner surface of the mixing chamber there are helical grooves.