RU2494326C1

RU2494326C1 - Cooling tower

Info

Publication number: RU2494326C1
Application number: RU2012105572/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Палей
Original assignee: Алексей Алексеевич Палей
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-09-27
Also published as: RU2012105572A

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: cooling tower includes an open hollow tower located above a water-collecting reservoir and provided with side openings at the bottom, an earthed electroconductive network installed with a gap relative to discharge electrodes connected to a high-voltage power supply source, a cooled water sprayer and a water-collecting device. Earthed electroconductive network is installed in the tower cavity and inclined to horizon not lower than the cooled water sprayer level and has conical shape with a top in the tower cavity centre. Inclined installation of the earthed electroconductive network in the tower cavity not lower than the cooled water sprayer level allows providing downward dripping of drops formed on the network surface and excluding dripping to a discharge gap, which allows providing stable combustion of corona discharge and effective separation of moisture on the earthed network surface.

EFFECT: reducing emission of moisture from a cooling tower to atmosphere.

1 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области энергетики и предназначено для охлаждения воды, циркулирующей в системе оборотного водоснабжения ТЭЦ.The proposed technical solution relates to the field of energy and is intended for cooling water circulating in the recycling water supply system of a thermal power plant.

Известна градирня (см., например, "Теплоизолирующие установки промышленных предприятий", Харьков, издательство Харьковского университета, 1985 г.), содержащая соединенные с входной трубой форсунки, смонтированные внутри полости открытой башни, установленной над водосборным бассейном с отводной трубой, ограждение, выполненное в виде жалюзных деревянных щитков, закрепленных по периметру башни, и оросители, представляющие собой горизонтальные щиты, размещенные в несколько рядов ниже уровня форсунок в полости башни.A well-known cooling tower (see, for example, "Thermal Insulation Installations of Industrial Enterprises", Kharkov, Kharkov University Press, 1985), containing nozzles connected to the inlet pipe mounted inside the cavity of an open tower installed above the catchment basin with a branch pipe, a fence made in the form of louvered wooden shields mounted around the perimeter of the tower, and sprinklers, which are horizontal shields placed in several rows below the level of the nozzles in the cavity of the tower.

В данной градирне горячая вода по входной трубе подается в форсунки и разбрызгивается. Под действием силы тяжести капли воды падают вниз и охлаждаются окружающим воздухом, перемещающимся под влиянием ветра перпендикулярно к направлению движения капель воды, при этом наклонные жалюзи являются препятствием выносу капель воды из полости башни. Продолжая падение, вода стекает по оросителю и охлаждается воздухом, как на щитках оросителя, так и при последующем падении.In this cooling tower, hot water is supplied through the inlet pipe to the nozzles and sprayed. Under the influence of gravity, water droplets fall down and are cooled by ambient air, moving under the influence of wind perpendicular to the direction of movement of the water droplets, while inclined shutters are an obstacle to the removal of water droplets from the tower cavity. Continuing the fall, water flows down the sprinkler and is cooled by air, both on the sprinkler shields and in the subsequent drop.

К существенному недостатку функционирования градирни следует отнести нестабильность интенсивности охлаждения по времени суток из-за изменения скорости набегающего на башню естественного воздушного потока, что ограничивает возможности применения градирни.A significant disadvantage of the functioning of the cooling tower is the instability of the cooling intensity over the time of the day due to a change in the speed of the natural air flow incident on the tower, which limits the possibilities of using the cooling tower.

Известна градирня, содержащая расположенную над водосборным бассейном открытую полую башню с боковыми проемами у основания для прохождения охлаждающего воздуха, разбрызгиватель охлаждаемой воды, водоулавливающее устройство, включающее приспособление над разбрызгивателем (см. патент №656698, МКИ F28С 1/16, 1986 г.).A well-known cooling tower containing an open hollow tower located above the catchment basin with side openings at the base for the passage of cooling air, a chilled water sprinkler, a water catcher device including a device above the sprinkler (see patent No. 656698, MKI F28C 1/16, 1986).

В известной градирне горячая вода по входной трубе поступает в разбрызгиватель и распыляется над оросителем. Опускаясь в виде пленки или капель, соответственно, на пленочном или капельном оросителе, вода охлаждается воздухом, двигающимся через боковые проемы в полости башни снизу вверх. Движение воздуха осуществляется естественным образом за счет разницы плотности теплого воздуха (в нижней части башни) и холодного (в верхней части башни). Насыщенный влагой нагретый воздух, поднимаясь вверх, проходит через приспособление водоулавливающего устройства, расположенное над разбрызгивателем, где происходит отделение от воздуха значительной части воды. Охлажденная вода стекает в водосборный бассейн, а нагретый воздух, содержащий мелкодисперсную и парообразную влагу, поднимается далее вверх внутри полости башни. По мере перемещения вверх воздух охлаждается, частицы влаги, достигшие размеров, достаточных для их гравитационного выпадения под действием силы тяжести падают вниз.In a known cooling tower, hot water flows through the inlet pipe into the sprayer and is sprayed over the sprinkler. Dropping in the form of a film or drops, respectively, on a film or drip sprinkler, the water is cooled by air moving through the side openings in the cavity of the tower from the bottom up. The movement of air is carried out naturally due to the difference in the density of warm air (in the lower part of the tower) and cold (in the upper part of the tower). The heated air saturated with moisture, rising upward, passes through the device of the water-collecting device located above the sprayer, where a significant part of the water is separated from the air. Chilled water flows into the catchment area, and heated air containing finely divided and vaporous moisture rises further upward inside the tower cavity. As it moves upward, the air cools, moisture particles that have reached sizes sufficient for their gravitational precipitation by gravity fall down.

Известная конструкция градирни может быть выполнена любых сколь угодно больших размеров, исходя из возможностей строительной индустрии, и решить проблему сброса больших объемов тепла.The known design of the cooling tower can be made of any arbitrarily large sizes, based on the capabilities of the construction industry, and solve the problem of discharge of large volumes of heat.

Вместе с тем, скорость проходящего внутри башни воздушного потока определяется естественными природными условиями, ограничена и практически не регулируется. Кроме того, мелкодисперсные капли, образуемые в результате испарения охлаждаемой воды в условиях естественной эволюции, происходящей внутри башни в процессе подъема охлаждающего воздуха вверх, не успевают укрупниться в размере до размера гравитационного осаждение (~20 мкм) и выносятся за пределы градирни. Что приводит к потере охлаждаемой воды в системе оборотного водоснабжения и ухудшению экологической обстановки в прилегающем районе.At the same time, the speed of the air flow passing inside the tower is determined by natural environmental conditions, limited and practically not regulated. In addition, the finely dispersed droplets formed as a result of the evaporation of the cooled water under the conditions of natural evolution occurring inside the tower in the process of raising the cooling air up do not have time to grow larger in size to the size of gravitational deposition (~ 20 μm) and are carried outside the cooling tower. This leads to the loss of chilled water in the circulating water supply system and environmental degradation in the surrounding area.

Известна градирня (см. патент РФ на изобретение №2137073), содержащая открытую полую башню, расположенную над водосборным бассейном, разбрызгиватель охлаждаемой воды, водоулавливающее устройство, включающее приспособление, размещенной над разбрызгивателем, дополнительное водоулавливающее устройство, выполненное в виде вертикальных и параллельно отстоящих дуг от друга перемычек из электропроводного материала и симметрично установленных между ними и корпусом башни перегородок, составленных по высоте из ряда изолированных от поверхности башни параллельных и разделенных зазорами отрезков проводов с малым радиусом кривизны поверхности, подключенных одним из концов к источнику питания. Перемычки и перегородки в известном устройстве прикреплены к противоположным сторонам корпуса башни, а по периметру поверхности полой башни в пределах высоты перемычек закреплен заземленный электропроводный материал, контактирующий с перемычками. Кроме того, в известном устройстве предусмотрено несколько дополнительных признаков, направленных на усовершенствование его конструкции. В данной конструкции для сокращения выбросов влаги предусмотрено дополнительное водоулавливающее устройство, включающее систему генерации коронного разряда между коронирующими электродами и заземленными вертикальными перемычками из электропроводного материала. Коронный разряд обеспечивает генерацию электрически заряженных частиц в увлажненном газовом потоке, что способствует конденсации парообразной влаги и укрупнению мелкодисперсных капель. Сепарация капель влаги осуществляется по принципу известной схемы электрофильтра, путем осаждения электрически заряженных капель на поверхности вертикально установленных заземленных перемычек. Электрический ветер, генерируемый коронным разрядом, способствует осаждению капель на заземленных перемычках. Вместе с тем, в известном устройстве направление ионного ветра (от коронирующего электрода к заземленной поверхности) направлено поперек движения увлажненного воздушного потока. У поверхности заземленной перемычки ионный ветер тормозится, и движение капель к заземленной поверхности осуществляется практически поперек движущегося потока и только за счет сил электрического поля. Как известно (см., например. Высокоэффективная очистка воздуха. Под ред. Мягкова Б.И. 1967 г., стр.195. http://sc-books.ru/book_cln.php?id=96), скорость дрейфа электрически заряженных частиц пропорциональна их размеру и для мелкодисперсных капель она практически стремиться к нулю. Следовательно, капли, которые не успели укрупниться (мелкодисперсные капли) не смогут достичь поверхности заземленных перемычек и будут выноситься наружу вместе с потоком.Known cooling tower (see RF patent for the invention No. 2137073), containing an open hollow tower located above the catchment basin, a chilled water sprinkler, a water trapping device, including a device located above the sprinkler, an additional water trapping device made in the form of vertical and parallel spaced arcs from other jumpers made of electrically conductive material and symmetrically installed between them and the tower body of the partitions, composed in height of a number of isolated from the surface Tower parallel and separated by gaps of segments of wires with a small radius of curvature, connected with one end to a power source. The jumpers and partitions in the known device are attached to opposite sides of the tower body, and a grounded electrically conductive material in contact with the jumpers is fixed along the perimeter of the surface of the hollow tower within the height of the jumpers. In addition, in the known device provides several additional features aimed at improving its design. In this design, to reduce moisture emissions, an additional water trapping device is provided, including a corona discharge generation system between the corona electrodes and the grounded vertical jumpers made of electrically conductive material. Corona discharge provides the generation of electrically charged particles in a humidified gas stream, which contributes to the condensation of vaporous moisture and the enlargement of fine droplets. The separation of moisture droplets is carried out according to the principle of the known electrostatic precipitator circuit, by deposition of electrically charged droplets on the surface of vertically mounted grounded jumpers. The electric wind generated by the corona discharge promotes the deposition of droplets on grounded jumpers. However, in the known device, the direction of the ionic wind (from the corona electrode to the grounded surface) is directed across the movement of the humidified air stream. At the surface of the grounded bridge, the ionic wind is inhibited, and the droplets move to the grounded surface practically across the moving stream and only due to electric field forces. As is known (see, for example, Highly efficient air purification. Edited by B. Myagkov, 1967, p. 195. http://sc-books.ru/book_cln.php?id=96), the drift velocity is electrically charged particles is proportional to their size and for fine droplets it almost tends to zero. Therefore, drops that did not have time to grow larger (finely divided drops) will not be able to reach the surface of the grounded jumpers and will be carried out together with the flow.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является градирня по патенту РФ №2326321 С1, МПК F28C 1/00, опублик. 10.06.2008, бюл. №16.The closest technical solution to the proposed one is a cooling tower according to the patent of the Russian Federation No. 2226321 C1, IPC F28C 1/00, published. 06/10/2008, bull. No. 16.

Известная градирня содержит расположенную над водосборным бассейном открытую полую башню с боковыми проемами у основания, перекрытыми заземленной электропроводной сеткой, относительно которой с зазором с внешней от башни стороны установлены соединенные с источником высокого напряжения коронирующие электроды, разбрызгиватель охлаждаемой воды и водоулавливающее устройство.The known cooling tower comprises an open hollow tower located above the catchment basin with side openings at the base covered by an earthed conductive grid, relative to which, with a gap from the outside of the tower, corona electrodes connected to a high voltage source, a chilled water sprinkler and a water collecting device are installed.

В данном устройстве заземленный электрод в системе генерации коронного разряда выполнен в виде электропроводной сетки, установленной в боковом проеме башни у ее основания, в месте входа охлаждающего воздушного потока в полость башни. Генерируемый коронным разрядом ионный ветер движет охлаждающий воздушный поток сквозь заземленный электрод в полость башни, увеличивая тем самым скорость, а следовательно и объем воздуха, вовлекаемого в процесс охлаждения воды. Кроме того, электрические заряды, генерируемые в процессе генерации коронного разряда, вместе с воздушным потоком вовлекаются в полость башни, проходят через разбрызгиватель охлаждаемой воды, водоулавливающее устройство и в области движения увлажненного воздушного потока способствуют процессу конденсации паров и укрупнения капель, также как и в устройстве, описанном в патенте на изобретение №2137073. Благодаря совокупности воздействия всех факторов обеспечивается высокая эффективность охлаждения воды и сокращение выбросов влаги.In this device, the grounded electrode in the corona discharge generation system is made in the form of an electrically conductive grid installed in the side opening of the tower at its base, at the place where the cooling air stream enters the tower cavity. The ion wind generated by the corona discharge moves the cooling air flow through the grounded electrode into the cavity of the tower, thereby increasing the speed and, consequently, the volume of air involved in the water cooling process. In addition, the electric charges generated during the generation of the corona discharge, together with the air flow, are drawn into the cavity of the tower, pass through the chilled water sprinkler, a water-collecting device and, in the area of movement of the humidified air flow, facilitate the process of vapor condensation and droplet enlargement, as well as in the device described in the patent for the invention No. 2137073. Thanks to the combination of the effects of all factors, high cooling efficiency of the water and reduction of moisture emissions are ensured.

Вместе с тем, в данном устройстве электрические заряды генерируются в поток охлаждающего воздуха до его контакта с охлаждаемой водой (в сухой воздух, поступающий из окружающего пространства). Значительная часть генерируемых коронным разрядом электрических зарядов увлекаются каплями охлажденной воды в области разбрызгивателя, водоулавливающего устройства и не участвует в микрофизических процессах, происходящих в увлажненном воздушном потоке. Кроме того, в систему оборотного водоснабжения возвращаются лишь только те капли воды, которые в процессе движения в полости башни укрупнились до размеров, обеспечивающих их гравитационное выпадение. Мелкодисперсные же капли выносятся из полости градирни в окружающее пространство.At the same time, in this device, electric charges are generated in the flow of cooling air before it comes in contact with the cooled water (in dry air coming from the surrounding space). A significant part of the electric charges generated by the corona discharge are carried away by drops of chilled water in the area of the sprinkler, water trapping device and are not involved in microphysical processes occurring in a humidified air stream. In addition, only those water droplets that, in the process of moving in the cavity of the tower, have enlarged to the size that ensures their gravitational precipitation, return to the water recycling system. Finely dispersed drops are carried out from the cavity of the tower into the surrounding space.

Техническим результатом, который обеспечивается изобретением, является сокращение выброса влаги из градирни в окружающее пространство.The technical result, which is provided by the invention, is to reduce the release of moisture from the tower into the surrounding space.

Технический результат достигается в градирне, содержащей расположенную над водосборным бассейном открытую полую башню с боковыми проемами у основания, заземленную электропроводную сетку, установленную с зазором относительно соединенных с высоковольтным источником питания коронирующих электродов, разбрызгиватель охлаждаемой воды и водоулавливающее устройство, причем заземленная электропроводная сетка установлена в полости башни наклонно к горизонту не ниже уровня разбрызгивателя охлаждаемой воды и выполнена конической формы с вершиной в центре полости башни.The technical result is achieved in a cooling tower comprising an open hollow tower located above the drainage basin with side openings at the base, an earthed conductive grid installed with a gap relative to the corona electrodes connected to the high-voltage power supply, a chilled water sprinkler and a water trap, and the grounded conductive grid is installed in the cavity towers are inclined to the horizon not lower than the level of the spray of cooled water and made conical in shape rshinoy in the center of the cavity of the tower.

В предпочтительном варианте исполнения градирни заземленная электропроводная сетка выполнена в виде гладких прутьев, установленных с зазором друг относительно друга.In a preferred embodiment of the cooling tower, a grounded electrically conductive grid is made in the form of smooth rods installed with a gap relative to each other.

В предпочтительном варианте исполнения градирни в корпусе градирни над заземленной сеткой установлены отражатели, выполненные в виде пластин, установленных под углом β к поверхности заземленной сетки, и значение угла Р выбирают из условий β ~ (45°+α/2), где α - угол наклона заземленной электропроводной сетки к горизонту.In a preferred embodiment of the cooling tower, reflectors are installed in the tower housing above the grounded grid, made in the form of plates mounted at an angle β to the surface of the grounded grid, and the angle P is selected from the conditions β ~ (45 ° + α / 2), where α is the angle tilt the grounded conductive grid to the horizon.

Предлагаемая конструкция градирни обеспечивает совмещение скорости движения ионного ветра со скоростью движения охлаждающего воздушного потока, т.к. ионный ветер практически беспрепятственно проходит через пространство между заземленными элементами конструкции заземленной сетки. Обеспечивается более интенсивное инициирование процессов конденсации и укрупнения капель, так как генерации электрически заряженных частиц осуществляется коронным разрядом в воздушном потоке, прошедшем через разбрызгиватель охлаждаемой воды, то есть непосредственно в увлажненном воздушном потоке, и в процесс конденсации паров воды и укрупнения капель вовлекаются практически все электрические заряды, генерируемые коронным разрядом.The proposed design of the cooling tower provides a combination of the ion wind speed with the cooling air flow, the ionic wind passes almost unhindered through the space between the grounded structural elements of the grounded mesh. Provides a more intensive initiation of the processes of condensation and coarsening of drops, since the generation of electrically charged particles is carried out by corona discharge in the air stream passing through a spray of cooled water, that is, directly in a humidified air stream, and almost all electrical particles are involved in the process of condensation of water vapor and coarsening of droplets charges generated by corona discharge.

На фиг.1 представлена условная схема предлагаемой градирни.Figure 1 presents the conditional diagram of the proposed cooling tower.

Градирня содержит открытую полую башню 1, расположенную над водосборным бассейном 2, разбрызгиватель охлаждаемой воды 3, смонтированный над оросителем 4, водоулавливающее устройство, включающее приспособление 5, расположенное над разбрызгивателем 3. Внутри полости башни 1, на кронштейнах 6, не ниже уровня разбрызгивателя охлаждаемой воды, над водоулавливающим устройством 5 смонтирована заземленная сетка 7, которая установлена под углом α к горизонту. Обычно поперечное сечение полости башни выполнено круглым. Для обеспечения угла α наклона поверхности сетки к горизонту и удобства выполнения монтажных работ сетка 7 может быть выполнена конической формы с вершиной в центре полости башни. Угол наклона α сетки к горизонту выбирается исходя из конструктивных особенностей сетки и свойств материала сетки. Чем меньше угол наклона α сетки к горизонту, тем меньше сопротивление движению потока. Вместе с тем, при уменьшении угла α наклона сетки уменьшается площадь коронирующего пространства, а самое главное, сепарируемые на сетке капли при уменьшении угла α сетки к горизонту срываются с поверхности сетки и попадают в разрядное пространство, что вызывает пробой разрядного промежутка и выход системы генерации коронного разряда на нерасчетный режим. Для исключения попадания капель в разрядный промежуток необходимо угол α увеличивать до значений, обеспечивающих удержание капель на поверхности сетки и отекание их под действием сил тяжести вдоль поверхности сетки к корпусу башни. Немаловажное значение здесь также играет и конструкция сетки. Желательно внутренние элементы образующей конуса сетки делать таким образом, чтобы обеспечить беспрепятственное скольжение капель вниз к корпусу башни. Например, изготавливать их в виде гладких прутьев, установленных с зазором относительно друг друга.The cooling tower contains an open hollow tower 1 located above the catchment basin 2, a chilled water sprinkler 3 mounted above the sprinkler 4, a water trapping device including a device 5 located above the sprinkler 3. Inside the cavity of the tower 1, on the brackets 6, not lower than the level of the chilled water sprinkler , above the water-catching device 5, a grounded grid 7 is mounted, which is installed at an angle α to the horizontal. Usually the cross section of the cavity of the tower is made round. To ensure the angle α of the inclination of the grid surface to the horizon and the convenience of installation work, the grid 7 can be made conical in shape with a vertex in the center of the tower cavity. The angle of inclination of the α mesh to the horizon is selected based on the design features of the mesh and the properties of the mesh material. The smaller the angle of inclination α of the grid to the horizon, the lower the resistance to flow movement. At the same time, with a decrease in the angle of inclination of the grid, the area of the corona space decreases, and most importantly, droplets separated on the grid with a decrease in the angle α of the grid to the horizon break off from the surface of the grid and fall into the discharge space, which causes a breakdown of the discharge gap and the output of the corona discharge to off-design mode. To prevent droplets from entering the discharge gap, it is necessary to increase the angle α to values that ensure that the droplets are retained on the surface of the mesh and swell under gravity along the surface of the mesh to the tower body. Equally important here is the design of the grid. It is desirable to make the internal elements of the generatrix of the mesh cone in such a way as to ensure unhindered sliding of the drops down to the tower body. For example, to make them in the form of smooth rods installed with a gap relative to each other.

С зазором δ относительно заземленной сетки 7, на изоляторах 8 установлены коронирующие электроды 9, которые могут быть выполнены либо из проводов малого диаметра, натянутых на каркасе 10, либо могут быть использованы коронирующие электроды на базе известных технических решений. См., например, Г.М.А. Алиев, А.Е. Гоник «Электрооборудование и режимы питания электрофильтров». Энергия, М., 1971. Как показали расчеты и экспериментальные исследования для эффективного воздействия на атмосферу значение зазора 8 между коронирующими электродами и заземленной сеткой измеряется порядком 10 см (см. Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 269 http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2010/021.pdf. «Новые возможности совместного использования «электрического ветра» и электрофильтров для рассеяния теплых туманов». Лапшин Б.В., Иванов В.Н., Ераньков В.Г., Палей А. А., Романов Н.П., Савченко А.В., Толпыгин Л.И., Швырев Ю.Н.).With a gap δ relative to the grounded grid 7, corona electrodes 9 are installed on insulators 8, which can be made of either small-diameter wires stretched on the frame 10, or corona electrodes based on known technical solutions can be used. See, for example, G.M.A. Aliev, A.E. Gonik "Electrical equipment and power modes of electrostatic precipitators." Energy, M., 1971. As calculations and experimental studies have shown for effective exposure to the atmosphere, the value of the gap 8 between the corona electrodes and the grounded grid is measured in the order of 10 cm (see the electronic scientific journal “RESEARCHED IN RUSSIA” 269 http: //zhumal.ape .relam.ru / articles / 2010 / 021.pdf. “New possibilities for the joint use of“ electric wind ”and electrostatic precipitators for scattering warm mists.” Lapshin BV, Ivanov VN, Erankov VG, Paley A A., Romanov N.P., Savchenko A.V., Tolpygin L.I., Shvyrev Yu.N.).

Источник высокого напряжения 11 может быть установлен на кронштейне 12, закрепленном на корпусе башни 1. Между высоковольтным источником 11 и коронирующими электродами 9 установлен высоковольтный кабель 13. Для снижения аэродинамического сопротивления движения охлаждающего воздуха в корпусе градирни над заземленной сеткой установлены отражатели 14. Отражатели 14 могут быть выполнены как в виде пластин, установленных под углом β к поверхности заземленной сетки, так и в виде аэродинамических лопаток, выполненных по правилам аэродинамики. Значение угла β выбирают из условий поворота потока от электрического ветра коронного разряда вдоль оси полости башни, и составляет β ~(45°+α/2). Значение угла β определяется из условия, что угол направления скорости отраженного воздушного потока равен углу падения воздушного потока на отражатель 14. Данное соотношение справедливо при условии малых значений потерь энергии движения на трение воздушного потока о поверхность отражателя. Учитывая, что скорости движения воздушного потока внутри полости башни незначительны и измеряются единицами м/сек, такое допущение приемлемо. Для повышения эффективности подобные направляющие могут быть установлены также и перед коронирующими электродами (на фиг.1 не показаны).A high voltage source 11 can be mounted on a bracket 12 mounted on the tower housing 1. A high voltage cable 13 is installed between the high voltage source 11 and the corona electrodes 9. Reflectors 14 are installed in the tower casing above the grounded grid to reduce aerodynamic drag of the cooling air. to be made both in the form of plates installed at an angle β to the surface of the grounded mesh, and in the form of aerodynamic blades made according to the rules of aerodynamics. The value of the angle β is selected from the conditions of rotation of the flow from the electric wind of the corona discharge along the axis of the cavity of the tower, and is β ~ (45 ° + α / 2). The value of the angle β is determined from the condition that the angle of the direction of speed of the reflected air flow is equal to the angle of incidence of the air flow on the reflector 14. This ratio is valid provided that the values of the energy loss of motion due to friction of the air flow on the reflector surface are small. Given that the speed of air flow inside the cavity of the tower is negligible and is measured in units of m / s, this assumption is acceptable. To increase efficiency, such guides can also be installed in front of the corona electrodes (not shown in FIG. 1).

Градирня работает следующим образом. Охлаждаемая вода по входной трубе подается в разбрызгиватель 3. Опускаясь вниз, вода в виде пленок на пленочном оросителе 4 или в виде капель на капельном оросителе 4 охлаждается потоком воздуха. Насыщенный влагой нагретый воздух за счет сил плавучести поднимается вверх, проходит через приспособление 5 водоулавливающего устройства, где отделяется часть капель воды. Охлажденная вода стекает в водосборный бассейн 2, откуда снова поступает в систему оборотного водоснабжения. Нагретый воздух, содержащий влагу в виде пара и мелкодисперсных капель, продолжает подниматься вверх внутри корпуса полой башни к устройству генерации коронного разряда, включающего заземленную электропроводную сетку 7 и коронирующие электроды 9. В процессе движения влаги вверх за счет передачи части тепла через стенки башни атмосферному воздуху часть пересыщенной парообразной влаги конденсируется, часть мелкодисперсных капелек воды укрупнится, и те из них, которые достигнут размеров, достаточных для гравитационного выпадения, падают вниз в водосборный бассейн, захватывая на своем пути мелкие капельки. На коронирующие электроды 9 подается от источника питания 11 по высоковольтному кабелю 13 высокое напряжение, достаточное для устойчивого горения коронного разряда между коронирующими электродами 9 и заземленной сеткой 7. Значение высокого напряжения определяется из общих условий, см, например. Физика газового разряда. Ю.П. Райзер Издательский дом «Интеллект», 2009. Вследствие генерации коронного разряда возникает ионный ветер, который ускоряет движение движущегося в полости башни 1 увлажненного воздушного потока. Как показывает анализ литературных источников (см., например, Кулешов П.С. «Экспериментальное изучение взаимодействия коронного разряда и испарения воды http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2005/227.pdf, И.А. Рогов и др. «Моделирование процесса движения капли конденсата влажного воздуха в электрическом поле» http://www.holodilshchik.ru/index_holodilshchik_best_article_issue_10_2005.htm) и результатов проведенных с участием автора предполагаемого изобретения, путем генерации коронного разряда можно сформировать ветровой поток от коронирующего электрода к электропроводной сетке со скоростью порядка 1 м/сек. Ионный ветер увеличивает значение расхода охлаждающего воздуха, проходящего через полость башни, и увеличивает эффективность работы градирни. Увеличение объема потока воздуха, проходящего через внутреннюю полость башни, способствует увеличению интенсивности охлаждения внутри полости башни, и выпадению крупных сконденсированных капель при прохождении охлаждающего потока внутри полости башни. Кроме того, электрические заряды генерируемые коронного разрядом практически все увлекаются увлажненным потоком и способствуют интенсификации микрофизических процессов (конденсации паров воды и коагуляции мелкодисперсных капель), приводящие к образованию крупных электрически заряженных капель. В экспериментах, проведенных с участием автора предполагаемого изобретения, в увлажненном газовом потоке выхлопных газов автомобиля коронный разряд инициировал образование капель видимого размера. См. Лапшин В.Б и др. Метод очистки газовых потоков от природных и техногенных аэрозолей, включающих субмикронные составляющие. Электронный журнал исследование в России, 28, 275-280, 2007. http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2007/028.pdf. Укрупненные электрически заряженные капли, проходя через ячейку заземленной сетки, увлекаются силами электростатического взаимодействия к поверхности ее конструкции и сепарируются от потока. В экспериментах, проведенных с участием автора, собиралось до 80% капель (см. Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 271 http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2010/021.pdf). Собранные на заземленной сетке капли воды укрупняются и, достигнув размеров, вес которых превышает значение сил сопротивления скольжения по поверхности сетки, стекают по ее поверхности вниз к корпусу башни, и далее отводятся в водосборный бассейн. Конструктивное выполнение заземленной сетки, размеры ячеек сетки, ее размеры выбираются исходя из величины подаваемого на коронирующие электроды высоковольтного напряжения и параметров коронирующих электродов. Для предотвращения замерзания влаги, собираемой на электропроводной сетке, в ячейки сетки может быть вмонтирован электрообогревающий кабель. Либо отдельные элементы сетки заменяются на электрообогревающий кабель. Тип кабеля, мощность его и количество определяются расчетным путем (исходя из условия не замерзания влаги на сетке при климатических условиях эксплуатации градирни) и из конструктивных соображений.The cooling tower works as follows. Cooled water is supplied through the inlet pipe to the sprayer 3. As it descends, the water in the form of films on a film sprayer 4 or in the form of drops on a drip sprayer 4 is cooled by an air stream. The heated air saturated with moisture due to buoyancy rises, passes through the device 5 of the water-collecting device, where a part of the water drops are separated. Chilled water flows into the catchment basin 2, from where it again enters the water recycling system. Heated air containing moisture in the form of steam and fine droplets continues to rise upward inside the hollow tower body to the corona discharge generating device, including a grounded electrically conductive grid 7 and corona electrodes 9. During the movement of moisture upward due to the transfer of some heat through the walls of the tower to atmospheric air part of the supersaturated vaporous moisture condenses, part of the finely divided water droplets coarsens, and those that reach sizes sufficient for gravitational precipitation fall down into the catchment, capturing small droplets in its path. A high voltage sufficient for stable burning of the corona discharge between the corona electrodes 9 and the grounded grid 7 is supplied to the corona electrodes 9 from the power source 11 via a high-voltage cable 13. The value of the high voltage is determined from general conditions, see, for example. Physics of gas discharge. Yu.P. Riser Intellect Publishing House, 2009. Due to the generation of a corona discharge, an ionic wind arises that accelerates the movement of humidified air flow moving in the cavity of tower 1. As an analysis of literary sources shows (see, for example, Kuleshov P.S. “An experimental study of the interaction of corona discharge and water evaporation http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2005/227.pdf, I. A. Rogov et al. “Modeling the process of the movement of a droplet of moist air condensate in an electric field” http://www.holodilshchik.ru/index_holodilshchik_best_article_issue_10_2005.htm) and the results carried out with the participation of the author of the proposed invention, by generating a corona discharge, it is possible to form a wind flow from the corona electrode to electrically conductive grid at yadka 1 m / s. Ionic wind increases the flow rate of cooling air passing through the cavity of the tower, and increases the efficiency of the tower. An increase in the volume of air flow passing through the internal cavity of the tower contributes to an increase in the cooling rate inside the cavity of the tower, and the precipitation of large condensed droplets during the passage of the cooling stream inside the cavity of the tower. In addition, almost all electric charges generated by a corona discharge are carried away by a humidified flow and contribute to the intensification of microphysical processes (condensation of water vapor and coagulation of fine droplets), leading to the formation of large electrically charged droplets. In experiments conducted with the participation of the author of the proposed invention, a corona discharge in the humidified gas flow of exhaust gases from an automobile initiated the formation of droplets of a visible size. See Lapshin VB and others. A method for cleaning gas flows from natural and man-made aerosols, including submicron components. Electronic Journal of Research in Russia, 28, 275-280, 2007. http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2007/028.pdf. Large electrically charged droplets, passing through a cell of an earthed grid, are carried away by the forces of electrostatic interaction to the surface of its structure and are separated from the flow. In experiments conducted with the participation of the author, up to 80% drops were collected (see the electronic scientific journal “RESEARCH IN RUSSIA” 271 http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2010/021.pdf). The water droplets collected on an earthed grid are enlarged and, having reached sizes whose weight exceeds the value of the sliding resistance forces on the surface of the grid, flow down its surface down to the tower body, and then are discharged to the drainage basin. The design of the grounded grid, the mesh cell sizes, its sizes are selected based on the magnitude of the high voltage supplied to the corona electrodes and the parameters of the corona electrodes. To prevent freezing of moisture collected on the electrically conductive grid, an electric heating cable can be mounted in the grid cells. Or, individual elements of the grid are replaced by an electric heating cable. The type of cable, its power and quantity are determined by calculation (based on the condition of non-freezing of moisture on the grid under the climatic conditions of operation of the tower) and from structural considerations.

Установка заземленной сетки внутри полости башни над водоулавливающим устройством обеспечивает непосредственное воздействие коронного разряда на увлажненный воздушный поток, что увеличивает эффективность воздействия электрических зарядов на протекающие в увлажненном воздушном потоке микрофизические процессы. Интенсивность укрупнения капель увеличивается. Кроме того, мелкодисперсные капли, попадающие в область генерации коронного разряда, увлекаются ионным ветром вместе с увлажненным воздушным потоком к поверхности заземленной электропроводной сетки. При прохождении через ячейки сетки, электрически заряженные капли, в том числе и субмикронные, осаждаются на их заземленной поверхности и сепарируются от потока. Установка сетки под углом к горизонту позволяет исключить падение вниз сепарируемых капель после их укрупнения, и обеспечить стекание их по поверхности сетки вниз, что позволяет исключить попадание капель в разрядный промежуток и обеспечить устойчивое горение коронного разряда.The installation of a grounded mesh inside the cavity of the tower above the water trapping device provides a direct effect of the corona discharge on the humidified air flow, which increases the efficiency of the effect of electric charges on microphysical processes occurring in the humidified air flow. The intensity of the enlargement of the drops increases. In addition, finely dispersed droplets falling into the corona discharge generation region are carried away by the ionic wind along with moistened air flow to the surface of the grounded electrically conductive grid. When passing through the mesh cells, electrically charged droplets, including submicron droplets, are deposited on their grounded surface and are separated from the flow. The installation of the grid at an angle to the horizon allows to exclude falling down of the separated droplets after their enlargement, and to ensure that they flow down the grid surface down, which eliminates dropping into the discharge gap and ensures stable burning of the corona discharge.

Таким образом, предложенное устройство, благодаря новым отличительным признакам в совокупности с известными признаками, позволяет более эффективно сепарировать влагу из проходящего воздушного потока, т.е. сократить объем выброса влаги из градирни в окружающее пространство, и достичь цели предлагаемого изобретения.Thus, the proposed device, thanks to new distinctive features in combination with the known features, allows more efficient to separate moisture from the passing air stream, i.e. reduce the amount of moisture released from the tower into the surrounding space, and achieve the goal of the invention.

Claims

1. A cooling tower comprising an open hollow tower located above the drainage basin with side openings at the base, an earthed conductive grid installed with a gap relative to the corona electrodes connected to the high-voltage power supply, a chilled water sprinkler and a water trapping device, characterized in that the grounded conductive grid is installed in the cavity of the tower is inclined to the horizon not lower than the level of the sprinkler of the cooled water and is made conical in shape with a peak in the center of STI tower.

2. The cooling tower according to claim 1, characterized in that the grounded electrically conductive grid is made in the form of smooth rods installed with a gap relative to each other.

3. The cooling tower according to claim 1, characterized in that reflectors made in the form of plates mounted at an angle β to the surface of the grounded mesh are installed in the tower housing above the grounded grid, and the value of the angle β is selected from the conditions β ~ (45 ° + α / 2), where α is the angle of inclination of the grounded electrically conductive grid to the horizon.