RU2521182C2

RU2521182C2 - Устройство охлаждающей башни и способ косвенного сухого охлаждения

Info

Publication number: RU2521182C2
Application number: RU2011149206/06A
Authority: RU
Inventors: Янош Бодаш; Балаж ШАГИ; Аттила ШОЙОМ
Original assignee: ЭсПиЭкс КУЛИНГ ТЕХНОЛОДЖИС, ИНК.
Priority date: 2009-05-04
Filing date: 2010-05-04
Publication date: 2014-06-27
Also published as: EP2427703A1; US20100276129A1; US9395127B2; CN102414524B; CN102414524A; EP2427703B1; WO2010129538A1; EP2427703A4; RU2011149206A

Abstract

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в охлаждающих башнях с теплообменниками сухого типа. Теплообменник для охлаждения жидкости, направленный вертикально вдоль продольной оси, включает в себя первую охладительную дельту, установленную в первой точке вдоль продольной оси и содержащую первый впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым подающим магистральным трубопроводом, и первый выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым впускным трубопроводом и первым отводящим магистральным трубопроводом; и вторую охладительную дельту, установленную во второй точке вдоль продольной оси над первой охладительной дельтой, содержащую второй впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым подводящим магистральным трубопроводом, и второй выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым впускным трубопроводом и вторым отводящим магистральным трубопроводом. Технический результат - повышение теплообмена в охладительных дельтах. 5 н.. и 16 з.п. ф-лы, 15 ил.

Description

Область техники

Изобретение относится к охлаждающей башне с теплообменниками сухого типа, работающей на естественной тяге и обеспечивающей теплообмен между двумя текучими средами, например атмосферным воздухом и другой текучей средой, обычно водой.

Уровень техники

Установки непрямого сухого охлаждения обычно включают в себя башни или конструкции, имеющие множество башен, которые предназначены для рассеивания тепла в производственных процессах или от промышленных установок, использующих крупное оборудование, такое как паровые турбины. Например, один тип охлаждающей башни, используемой в указанных установках, представляет собой охлаждающую башню с естественной тягой, типа градирни, в которой боковую стену башни образует тонкая бетонная оболочка. Градирня открыта сверху и поддерживается над поверхностью земли с помощью множества опор, причем пространство между нижним краем указанной оболочки и землей образует входной канал для поступления охлаждающего воздуха в теплообменную башню.

В одной из конструкций охлаждающей башни горячая вода из конденсатора направляется по трубопроводу в теплообменник, расположенный внутри башни, а охлажденная вода поступает обратно в конденсатор по трубопроводу с помощью насоса. Обычно конденсаторы используются для конденсации и охлаждения отработавших газов, выходящих из турбины, затем охлажденная жидкость из конденсатора направляется на питание парогенераторов.

Традиционные теплообменные батареи сухого типа могут иметь оребренные трубы, смонтированные вертикально парами, которые устанавливаются на основание концентрично относительно выходного отверстия. Обычно батареи имеют V-образную форму, поэтому поверхность теплообмена имеет вид зубчатого многоугольника, зубцы которого направлены внутрь башни.

Блок традиционных батарей из теплообменников сухого типа с оребренными трубами располагается горизонтально или с небольшим наклоном в направлении центра днища башни, между верхним концом опорных стоек и верхним концом вертикальных батарей. Обычно опорные стойки расположены внутри башни рядами по окружности вблизи выходного отверстия. Теплообменники смонтированы попарно с образованием V-образной конфигурации, острые вершины которых направлены вверх; каждые два блока соединяются с помощью кронштейнов. В связи с радиальным расположением батарей, установленных выше входа воздуха, между каждой парой батарей имеется открытое пространство в форме сегмента, дуга которого принимает форму периферии градирни. Обычно указанные пространства закрывают пластинами для усиления потока воздуха, проходящего через батареи. Аналогичным образом кольцевое пространство между стенкой и крайней точкой горизонтальных батарей закрывается пластинами. Также треугольными пластинами закрывается открытое пространство между верхним концом вертикального основания и внутренним концом горизонтальных батарей.

Каждый секция теплообменника обычно включает в себя два ряда труб. Каждая секция может быть запитана водой, которая может охлаждаться отдельно или, в качестве альтернативы, с помощью нагревательных камер, в которых соединяются концы труб секций теплообменника. Одни ряды непосредственно подвергаются воздействию холодного воздуха, а другие охлаждаются воздухом, который уже частично нагрет в результате прохождении через первые ряды.

Если подлежащая охлаждению жидкость должна циркулировать в каждом ряду вертикальных и горизонтальных батарей, через которые она протекает, и холодный воздух сначала встречается с восходящим потоком горячей воды, применяется описанная здесь установка.

Обычно горячая вода подается в башню по трубопроводу и накапливается в круговой части, образующей коллектор горячей воды. Коллектор расположен под прямым углом к вертикальной батарее и соединен с циркуляционным насосом. Обычно рядом с указанным коллектором расположен второй круговой коллектор, соединенный с трубопроводом для отвода охлажденной воды. Отверстие в нижней водяной камере ряда батарей соединяется с коллектором горячей воды, а отверстие в верхней водяной камере ряда батарей с помощью трубопровода соединяется с отверстием водяной камеры ряда батарей, которая находится дальше в башне. С помощью трубопровода отверстие водяной камеры ряда батарей, которая находится дальше в башне, соединяется с отверстием в верхней водяной камере ряда батарей. Путем блокирования внутренних перегородок водяных камер батарей, которые наиболее удалены от башни, ряды каждой горизонтальной батареи входят в соединение между собой. Отверстие нижней водяной камеры ряда соединяется с коллектором холодной воды.

Поскольку водяные камеры батарей являются общими для обоих рядов, вода автоматически циркулирует от места входа горячей воды в направлении трубной обвязки для удаления холодной воды с последовательным прохождением рядов, как только сифон будет залит насосом низкой производительности при более высоком манометрическом напоре, чем в циркуляционном насосе.

Кроме того, оборудование может включать трубную обвязку меньшего диаметра, соединенную с наивысшей точкой каждой батареи. С помощью трубопроводов газ, содержащийся в батареях, откачивается во время заполнения батарей, а в момент опорожнения батарей газ вводится в них. Указанным газом является либо атмосферный воздух, возможно осушенный, либо инертный газ, такой как азот, при этом давление газа обычно превышает атмосферное.

Для защиты от сильного ветра во время шторма и снижения до минимума возмущений при распределении воздуха внутри башни в указанных выше башнях сухого типа обычно имеются ветровые экраны, аналогичные тем, что используются в так называемых башнях мокрого типа. Ветровой экран выполнен в виде плоской вертикальной стенки, которая направлена от периферии башни до крайних точек батарей, расположенных в этом случае перекрестно для разделения охлаждающей системы на четыре части.

Горизонтальные батареи опираются непосредственно на вертикальные батареи и поддерживаются отдельным рядом свай, установленных по кругу и закрепленных балками. Балки могут быть заменены каминной перемычкой, или подходящей конструкцией любого типа. Обычно два мостика обеспечивают проход для специалистов, ответственных за обследование и техническое обслуживание системы.

С увеличением производительности паровых турбин необходимо, чтобы соответственно повышалась интенсивность теплообмена в традиционных установках непрямого сухого охлаждения. Это требование привело к использованию очень высоких вертикально установленных охладительных дельт, в некоторых случаях до 30 метров. Обычно охладительная дельта включает в себя пару теплообменных трубных пучков, соединенных под углом друг к другу. Охладительная дельта имеет треугольное поперечное сечение (то есть, Δ-форма или дельта форма), с углом при вершине приблизительно 60°, при этом две наклонные стороны представляют собой два трубных пучка, а горизонтальная сторона представляет собой вентиляционную решетку для регулирования потока воздуха, проходящего через охладительную дельту. Охладительная дельта поставляется в сборе с устойчивой опорной призматической стальной конструкцией.

С целью повышения интенсивности теплообмена были предложены другие решения, например теплообменник однократного прохода. Однако он характеризуется невысокой степенью теплообмена. Другим примером является использование трубопровода большего диаметра, однако это приводит к слишком высокому перепаду давления охлаждаемой жидкости, когда возрастает перепад давления со стороны воздуха. Для повышения теплообмена в охладительных дельтах предпочтительным является противоточный режим, который может быть осуществлен при использовании двух патрубков на водной стороне. Однако вода должна проходить по трубам длиной 60 м, что приводит к высоким потерям напора на водной стороне.

С учетом изложенного существует необходимость в разработке башни непрямого сухого охлаждения, которая имеет высокий коэффициент теплоотдачи при низком перепаде давления.

Раскрытие изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения преимущественно относятся к башне непрямого сухого охлаждения, которая обеспечивает хороший теплообмен и низкий перепад давления.

Первым объектом изобретения является теплообменник для охлаждения жидкости, направленный вертикально вдоль продольной оси.

Данный теплообменник включает в себя:

первую охладительную дельту, установленную в первой точке вдоль продольной оси и включающую в себя первый впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым подающим магистральным трубопроводом, и первый выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым впускным трубопроводом и первым отводящим магистральным трубопроводом;

вторую охладительную дельту, установленную во второй точке вдоль продольной оси над первой охладительной дельтой и включающую в себя второй впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым подводящим магистральным трубопроводом, и второй выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым впускным трубопроводом и вторым отводящим магистральным трубопроводом.

Другим объектом изобретения является способ охлаждения жидкости, заключающийся в том, что пропускают первую порцию подлежащей охлаждению жидкости через первую охладительную дельту, пропускают вторую порцию подлежащей охлаждению жидкости через вторую охладительную дельту, расположенную над первой охладительной дельтой, а также пропускают воздух через первую и вторую охладительные дельты.

Еще одним объектом изобретения является устройство для охлаждения жидкости, включающее в себя средство для пропускания первой порции подлежащей охлаждению жидкости через первую охладительную дельту, средство для пропускания второй порции подлежащей охлаждению жидкости через вторую охладительную дельту, расположенную над первой охладительной дельтой, и средство для пропускания воздуха через первую и вторую охладительные дельты.

Другим объектом изобретения является теплообменник для охлаждения жидкости, направленный вертикально вдоль продольной оси и включающий в себя первую охладительную дельту, установленную в первой точке вдоль продольной оси и содержащую первый впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с подающим магистральным трубопроводом, и первый выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым впускным трубопроводом и отводящим магистральным трубопроводом; и вторую охладительную дельту, установленную во второй точке вдоль продольной оси над первой охладительной дельтой и содержащую второй впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с подводящим магистральным трубопроводом, и второй выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым впускным трубопроводом и отводящим магистральным трубопроводом.

Объектом изобретения является также охлаждающая башня непрямого сухого охлаждения, включающая в себя дельта-башню, содержащую первую охладительную дельту, установленную в первой точке вдоль продольной оси, причем первая охладительная дельта содержит первый впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым подающим магистральным трубопроводом, и первый выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым впускным трубопроводом и первым отводящим магистральным трубопроводом; и вторую охладительную дельту, установленную во второй точке вдоль продольной оси над первой охладительной дельтой и включающую в себя второй впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым подающим магистральным трубопроводом, и второй выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым впускным трубопроводом и вторым отводящим магистральным трубопроводом.

Таким образом, в самых общих чертах описаны некоторые варианты осуществления изобретения для того, чтобы можно было лучше понять приведенное далее подробное описание изобретения и оценить вклад настоящего изобретения в уровень техники. Конечно, существуют дополнительные варианты осуществления изобретения, которые будут описаны ниже и которые будут отражены в формуле изобретения.

Перед подробным описанием по меньшей мере одного варианта осуществления изобретения следует отметить, что изобретение не ограничивается детальной конструкцией и расположением компонентов, указанных в дальнейшем описании или показанных на чертежах. Изобретение допускает различные варианты осуществления, кроме описанных и реализованных с использованием различных способов. Кроме того, следует отметить, что используемая фразеология и терминология необходимы только для описания изобретения и не должны рассматриваться как ограничивающие сущность изобретения.

По существу специалисты в данной области техники могут признать, что концепцию, лежащую в основе настоящего изобретения, можно легко использовать в качестве основы для проектирования других конструкций, способов и систем для реализации разных назначений. Важно, чтобы формула изобретения рассматривалась как включающая такие эквивалентные конструкции, которые не отклоняются от сущности и объема настоящего изобретения.

Указанные и другие особенности и преимущества изобретения станут более понятны из описания различных вариантов его осуществления со ссылкой на чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематично показана башня косвенного сухого охлаждения согласно одному из вариантов осуществления изобретения, вид сбоку;

на фиг.2 схематично показаны расположение и конструкции охладительных дельт, расположенных внутри охлаждающей башни согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на фиг.3 схематично показаны расположение и конструкции охладительных дельт, расположенных внутри охлаждающей башни согласно другому варианту осуществления изобретения;

на фиг.4 схематично показаны расположение и конструкции трубопроводов внутри охлаждающей башни согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на фиг.5А показана система очистки для охлаждающей башни согласно одному из вариантов осуществления изобретения, вид сверху;

на фиг.5В - то же, вид сбоку;

на фиг.6 показано множество охладительных дельт согласно одному из вариантов осуществления изобретения, общий вид;

на фиг.7 - то же, вид в разрезе;

на фиг.8 показана охладительная дельта согласно одному из вариантов осуществления изобретения, общий вид;

на фиг.9а схематично показана охлаждающая система согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

на фиг.9b показана система автоматического регулирования распределения охлаждаемой воды между нижним и верхним уровнями;

на фиг.10 схематично показана охлаждающая система согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на фиг.11А-11C схематично показана охлаждающая дельта-башня согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

В дальнейшем подробном описании сделаны ссылки на чертежи, которые являются частью изобретения и иллюстрируют конкретные варианты осуществления изобретения. Эти варианты описаны достаточно подробно для того, чтобы специалисты в этой области техники могли практически осуществить изобретение, при этом следует понимать, что могут быть использованы другие варианты осуществления изобретения, и что могут быть выполнены конструктивные, логические, технологические, и электрические изменения. Следует отметить, что любой перечень материалов или расположений элементов приведен только в качестве примера и ни в коей мере не является исчерпывающим. Описанная последовательность технологических стадий приведена в качестве примера;

однако последовательность стадий не ограничивается тем, что приведено в изобретении, и может быть изменена с учетом уровня техники, за исключением обязательных стадий, выполняемых в определенном порядке.

На фиг.1 показана охлаждающая башня 100 непрямого сухого охлаждения общей высоты 101, снабженная охлаждающей дельта-башней 110. Охлаждающая дельта-башня 110 включает в себя пару трубных пучков 820 и 830 (фиг.8), соединенных в виде треугольника (т.е. Δ-образной формы), с углом при вершине приблизительно 40-60°. Две наклонные стороны представляют собой два трубных пучка, а третья сторона - вентиляционную решетку 810 для регулирования потока воздуха. Охлаждающая дельта-башня может иметь решетчатый каркас 840 (фиг.8), например устойчивую призматическую стальную ферму.

Охлаждающая дельта-башня 110 (фиг.1) включает в себя две одинаковые укороченные охладительные дельты 104 и 105 на стороне воды, которые монтируются вертикально одна над другой вдоль вертикальной оси, образуя нижний уровень 106 и верхний уровень 107. Охладительные дельты 104 и 105 могут быть установлены вертикально по периферии охлаждающей башни 100. Нижний и верхний уровни 106 и 107 охлаждающей дельта-башни 110 соединяются параллельно на стороне воды. За счет такого расположения поток воды в укороченных охладительных дельтах 104 и 105, например нижний и верхний уровни 106 и 107 будут составлять половину от потока и высоты в традиционных охладительных дельтах, и длина труб (при сохранении двухходового, поперечно-противоточного характера потока) также составляет половину от длины труб в традиционных высоких охладительных дельтах. Разделение традиционной охладительной дельты на две части и компоновка охлаждающей дельта-башни 110 в виде двух укороченных охладительных дельт 104 и 105, расположенных на двух уровнях 106 и 107, могут существенно снизить потерю напора на стороне воды и потребление энергии насосами охлаждающей воды (ОВ). Разделение охладительной дельты на две укороченные охладительные дельты уменьшает требуемый расход воды для каждой укороченной охладительной дельты до половины расхода воды в длинной охладительной дельте, также снижается и скорость потока воды. Более того, указанное выше уменьшение высоты снижает требуемую скорость потока воды в два раза. Как известно специалистам в этой области техники, потеря напора приблизительно пропорциональна квадрату скорости, поэтому снижение скорости уменьшает потерю напора.

Для описанной выше двухуровневой компоновки эффективная высота охлаждающей башни (высота, которая обеспечивает тягу в башне) от нижнего уровня 102 отличается от высоты башни от верхнего уровня 103. Повышенная эффективная высота башни от нижнего уровня 102 обеспечивает увеличение тяги и потока воздуха через охладительную дельту нижнего уровня. Например, в случае прохождения одинакового потока воды на обоих уровнях температура выходящей воды из охладительной дельты 104 нижнего уровня обычно ниже, чем температура воды с верхнего уровня. Поскольку температуры воды, выходящей из нижнего и верхнего уровней охлаждающего устройства, могут различаться, то возможно возникновение термодинамических проблем, так как смешивание водных потоков различной температуры повышает энтропию, что приводит к понижению эффективности процесса. Для достижения максимальной эффективности процесса предпочтительно, чтобы температура выходящей с обоих уровней воды была бы одинаковой. Для достижения близкой или одинаковой температуры отходящей воды, поток охлажденной воды из охладительной дельты 105 верхнего уровня регулируется (дросселируется) относительно потока охлажденной воды из охладительной дельты 104 нижнего уровня. Таким образом, в вариантах осуществления изобретения предусмотрено дросселирующее устройство для регулирования потока воды верхнего уровня. Указанное дросселирующее устройство может быть клапаном, поворотной заслонкой или запорным клапаном, дросселирующей диафрагмой, или другим подходящим дросселирующим или управляющим устройством. Более подробно такое дросселирующее устройство описано ниже.

На фиг.2 показан вариант осуществления изобретения, где охлаждающая башня 200 включает в себя отводящий и подающий 201а, 201b магистральные трубопроводы для отвода и подачи воды на нижний уровень, и отводящий и подающий 202а, 202b магистральные трубопроводы для отвода и подачи воды на верхний уровень. Кроме того, охлаждающая башня 200 включает в себя охладительную дельту 203 нижнего уровня, охладительную дельту 204 верхнего уровня, расположенную по вертикальной оси выше охладительной дельты 203 нижнего уровня, нижние коллекторы 205а, 205b нижнего уровня, нижние коллекторы 206а, 206b верхнего уровня, верхний коллектор 207 нижнего уровня и верхний коллектор 208 верхнего уровня. Один нижний коллектор 205b нижнего уровня и один нижний коллектор 206b верхнего уровня являются впускными трубопроводами для впуска потока жидкости. Другой нижний коллектор 205а нижнего уровня и другой нижний коллектор 206а верхнего уровня являются выпускными трубопроводами для выпуска потока жидкости. Кроме того, охлаждающая башня 200 содержит первый соединительный трубопровод 210, который расположен между подающими магистральными трубопроводами 201b, 202b нижнего и верхнего уровней, например уровней 106, 107, второй соединительный трубопровод 211, который расположен между отводящими магистральными трубопроводами 201а, 202а нижнего и верхнего уровней, например уровней 106, 107, и дросселирующий клапан 212, регулирующий поток охлажденной воды из охладительной дельты 204 верхнего уровня. На фиг.2 стрелки показывают направление потока жидкости, например воды, в охладительных дельтах. На фиг.2 также видно, что корпус 213 охлаждающей башни расположен выше верхнего коллектора 208. Каждый из соединительных трубопроводов 210, 211 может иметь большой диаметр трубы, обеспечивающий подачу охлаждаемой воды для ряда охлаждающих башен 200. Соединительные трубопроводы 210, 211 могут представлять собой пучки труб малого диаметра, для которых может потребоваться меньший напор, чем для одной трубы большого диаметра.

В охлаждающей башне 100 регулирование или дросселирование потока охлажденной воды из охладительной дельты 204 верхнего уровня может быть выполнено за счет снабжения нижнего и верхнего уровней 106, 107 башни 100 отводящими и подводящими магистральными трубопроводами 201а, 20 1b, 202a, 202b. Соответственно, определенное количество охладительных дельт, например укороченных охладительных дельт 104, 105, подключаются к этим магистральным трубопроводам 201а, 201b, 202a, 202b, причем дросселирующее устройство 212 встраивается в соединительный трубопровод 211, расположенный между отводящими магистральными трубопроводами 201а, 202a. Указанное дросселирующее устройство 212 может быть поворотной заслонкой или запорным клапаном, дросселирующей диафрагмой или другим подходящим дросселирующим или управляющим устройством.

В процессе эксплуатации нагретая жидкость, например вода, подается из подающего магистрального трубопровода 201b (фиг.2) нижнего уровня в первый соединительный трубопровод 210, и из первого соединительного трубопровода 210 - в подающий магистральный трубопровод 202b верхнего уровня. Часть нагретой воды направляется в верхнюю охладительную дельту 204, а оставшаяся вода направляется в нижнюю охладительную дельту 203. В каждой охладительной дельте 203, 204 нагретая вода течет вверх, как показано стрелками, а затем вниз, при этом вода косвенно контактирует с воздухом, который охлаждает ее до выхода из охладительных дельт 203, 204. Для поддержания одинаковой температуры потоков, выходящих из обеих охладительных дельт 203, 204, вода во втором соединительном трубопроводе 211 может дросселироваться для замедления потока посредством дросселирующего устройства 212, такого как клапан или т.п.

Большие охлаждающие башни с естественной тягой, аналогичные рассмотренным выше башням 100, 200, могут быть разделены на четыре-двенадцать аналогичных секторов, которые обеспечивают легкое и безопасное осуществление операций заполнения и опорожнения. Индивидуальные охлаждающие сектора с естественной тягой могут заполняться, опорожняться и эксплуатироваться независимо друг от друга.

Может использоваться термометр (на чертежах не показан) или аналогичный датчик температуры, обеспечивающий регистрацию температуры жидкости, что помогает осуществлять регулирование потока с помощью дросселирующего устройства 212 таким образом, чтобы температура жидкости, выходящей с верхнего уровня 105, была приблизительно равна температуре жидкости, выходящей с нижнего уровня 104. Один термометр или датчик температуры может быть установлен в отводящем магистральном трубопроводе 201а нижнего уровня, а другой термометр - в отводящем магистральном трубопроводе 202a верхнего уровня, причем эти термометры соединяются с электронным (или другого типа) устройством управления.

На фиг.3 показан другой вариант осуществления изобретения, согласно которому охлаждающая башня 300 включает в себя отводящий и подающий магистральные трубопроводы 301а, 301b нижнего уровня, охладительную дельту 302 нижнего уровня, охладительную дельту 303 верхнего уровня, расположенную по вертикальной оси выше охладительной дельты 302 нижнего уровня, нижние коллекторы 304а, 304b нижнего уровня, нижние коллекторы 305а, 305b верхнего уровня, верхний коллектор 306 нижнего уровня и верхний коллектор 307 верхнего уровня. Кроме того, охлаждающая башня 300 включает в себя соединительный трубопровод 309, который соединяет подающий магистральный трубопровод 301b нижнего уровня с нижним коллектором 305b верхнего уровня. Указанная охлаждающая башня 300 также может иметь соединительный трубопровод 310, который соединяет отводящий магистральный трубопровод 301а нижнего уровня с нижним коллектором 305а охладительной дельты верхнего уровня. Кроме того, в соединительном трубопроводе 310 может быть расположена дроссельная диафрагма 311, что не является обязательным. На фиг.3 стрелками показано направление потока жидкости, например воды? в охладительных дельтах. Корпус 312 охлаждающей башни расположен выше верхнего коллектора 307. Каждый из соединительных трубопроводов 309, 310 может представлять собой трубу большого диаметра или пучок небольших трубок, для которых может потребоваться меньший напор, чем для одной трубы большого диаметра. Предпочтительно каждый из соединительных трубопроводов 309, 310 представляет собой трубопровод из пары труб малого диаметра, которые связаны с каждой из охладительных дельт 302, 303 нижнего и верхнего уровня, причем каждая труба отдельно питает охладительную дельту 303 верхнего уровня. Режим работы указанной конструкции может быть такой же, как режим работы башни 200, описанной со ссылкой на фиг.2.

Как показано на фиг.3, регулирование или дросселирование потока жидкости может быть осуществлено и при нахождении отводящего и подающего магистральных трубопроводов 301а, 301b только на нижнем уровне, например, для охладительной дельты 302. В указанной конструкции охладительная дельта 303 верхнего уровня имеет подающий (впускной) и отводящий (выпускной) охлажденную воду трубопроводы 309, 310, например соединительные трубопроводы. Диаметр указанных трубопроводов 309, 310 можно подобрать, например, расчетным путем, чтобы обеспечить необходимый дросселирующий эффект. Трубопроводы 309, 310 могут состоять, но необязательно, из множества трубок малого диаметра. Кроме того, охладительная дельта 302 нижнего уровня может заполняться жидкостью из магистральных трубопроводов 301а, 301b с помощью дополнительных соединительных трубопроводов, аналогичных трубопроводам 309, 310, которые также могут состоять из трубок малого диаметра. Как вариант, дросселирующие диафрагмы 311 могут быть установлены в любом или во всех отводящих трубопроводах 310 охладительной дельты 303 верхнего уровня.

На фиг.4 изображена охлаждающая башня 400, в которой верхняя и нижняя охладительные дельты 401, 402 подключены к сектору распределяющего и отводящего охлажденную воду трубопроводов 421а и 421b, соответственно. Например, подлежащая охлаждению жидкость закачивается в охладительные дельты 401, 402 по впускному трубопроводу 404. Охлажденная вода отводится или возвращается посредством выпускного трубопровода 405 в трубчатый конденсатор 406. Стрелками показано направление потока воды. Датчик температуры, например термометр 407, может регистрировать температуру окружающей среды, чтобы осуществлять регулирование с учетом ожидаемой скорости охлаждения. Нагретая вода может поступать из секционного коллектора 408 в конденсаторе 406 с помощью насоса 409 для охлаждаемой воды в каждую охладительную дельту 401, 402. Охлажденная вода возвращается по обратному трубопроводу 410 в коллектор 408 в конденсаторе 406. Каждый сектор 420-427 охладительных дельт может иметь соответствующую пару охладительных дельт 401, 402 верхнюю и нижнюю, каждая из которых подсоединена к соответствующему сектору распределяющего и отводящего охлажденную воду трубопроводов 421а и 421b, соответственно. Охлаждающая башня 400 может иметь множество таких секторов. Указанная башня 400 может иметь отдельно подсоединенную систему трубопроводов (410а и 410b), связывающих вход нагретой воды из насоса 409 для охлаждаемой воды через трубопровод 410а и назад в обратный трубопровод 410.

На фиг.5А-5В показана очищающая система 500 для пары охладительных дельт 505, 510, в которой опрыскивателем 515 в охладительные дельты 505, 510 распыляется вода или другое моющее средство. Моющее средство может подаваться в опрыскиватель 515 с помощью насосной системы 520. Может быть использовано множество опрыскивателей 515 по длине охладительных дельт 505, 510. Указанная очищающая система 500 удаляет загрязнения из охлаждающей башни, например из башен 100, 200, 300, 400, чтобы обеспечить лучшее поступление воздуха в охладительные дельты.

На фиг.6 показано множество 600 охлаждающих дельта-башен 610 в кольцевой компоновке. Каждая охлаждающая дельта-башня 610 включает в себя верхнюю охладительную дельту 620 и нижнюю охладительную дельту 630. Каждая охлаждающая дельта-башня может находиться в секторе, таком как секторы 420-427 охлаждающей башни 400. На фиг.7 показана часть 700 охлаждающих дельта-башен из указанного множества 600. Можно видеть, что каждая верхняя и нижняя охладительная дельта 710, 720 включает в себя соответствующий комплект 730 жалюзи и пару теплообменных трубных пучков 740, 750, расположенных в виде треугольника с углом при вершине 60° (отсюда название «дельта»). На фиг.8 детально показана охладительная дельта 800, которая может быть верхней или нижней охладительной дельтой, например верхней или нижней охладительной дельтой 710, 720. Указанная охладительная дельта 800 включает в себя комплект 810 жалюзи и пару теплообменных трубных пучков 820, 830, расположенных в виде треугольника. Каркас 840, который может быть свободно опирающимся призматическим каркасом и изготовлен, например, из стали, поддерживает теплообменные трубные пучки 820, 830.

На фиг.9а показана охлаждающая система 900, включающая паровую турбину 901, трубчатый конденсатор 902, насос 903 для охлаждаемой воды (ОВ), трубопровод для подачи воды 904, обратный трубопровод 905а для охлажденной воды, подающий ОВ трубопровод 906, обратную кольцевую магистраль 907 башни, подающую кольцевую магистраль 908 башни, обратный трубопровод 909 сектора, подающий трубопровод 910 сектора, и охлаждающую дельта-башню 911. Охлаждающая дельта-башня 911 может содержать общий стальной каркас 912, выпускной трубопровод 913 ОВ охладительной дельты, впускной трубопровод 914 ОВ охладительной дельты, нижнюю охладительную дельту 915, верхнюю охладительную дельту 916, нижний распределительный коллектор 917, и воздушный клапан 918.

На фиг.9b показано автоматическое регулирование распределения охлаждаемой воды между верхним и нижним уровнями охлаждающей системы, которая может включать регулятор 921, устройство 922 для измерения температуры охладительной дельты 924 на верхнем уровне, устройство 923 для измерения температуры охладительной дельты 925 на нижнем уровне, охладительную дельту 924 верхнего уровня, охладительную дельту 925 нижнего уровня, дросселирующий клапан 926, отводящий магистральный трубопровод 927 сектора на верхнем уровне, подающий магистральный трубопровод 928 сектора на верхнем уровне, отводящий магистральный трубопровод 929 сектора на нижнем уровне, подающий магистральный трубопровод 930 сектора на нижнем уровне, обратную кольцевую магистраль 931 башни, подающую кольцевую магистраль 932 башни, запорный клапан 933 сектора в отводящем трубопроводе и запорный клапан 934 сектора в подающем трубопроводе.

На фиг.10 показана охлаждающая система 1000, которая может включать в себя паровую турбину 1001, струйный конденсатор 1002, насос 1003а охлаждаемой воды, рекуперационную турбину 1003b, трубопровод для подачи воды 1004, обратный трубопровод 1005а для возврата ОВ, подающий ОВ трубопровод 1006, обратную кольцевую магистраль 1007 башни, подающую кольцевую магистраль 1008 башни, отводящий магистральный трубопровод 1009 сектора, подающий магистральный трубопровод 1010 сектора и охлаждающую дельта-башню 1011. Указанная охлаждающая дельта-башня 1011 может содержать общий стальной каркас 1012, выпускной трубопровод 1013 охлажденной воды охладительной дельты, впускной трубопровод 1014 ОВ охладительной дельты, нижнюю охладительную дельту 1015, верхнюю охладительную дельту 1016, нижний распределительный коллектор 1017 и воздушный клапан 1018.

На фиг.11А-11С показаны различные виды охлаждающей дельта-башни 1100. На фиг.11А изображена охлаждающая дельта-башня 1100, которая может включать в себя верхнюю охладительную дельту 1105, нижнюю охладительную дельту 1110, жалюзи 1115 и стальной каркас 1120. Верхняя охладительная дельта 1105 может включать в себя верхний коллектор 1125 и нижний коллектор 1130. Нижняя охладительная дельта 1110 может включать в себя нижний коллектор 1135 и верхний коллектор (например, 207, 306). На фиг.11В дополнительно показан трубный пучок 1135 на одной стороне охлаждающей дельта-башни 1100. На фиг.11С дополнительно показан впускной патрубок 1145 для подачи подлежащей охлаждению воды и выпускной патрубок 1150 для отвода охлажденной воды. Оба патрубка 1145, 1150 могут быть расположены между верхней 1105 и нижней 1110 охладительными дельтами.

Приведенные в описании и показанные на чертежах способ и устройства являются примерами вариантов осуществления изобретения, в которых решается поставленная задача, и реализуются особенности и преимущества изобретения. Таким образом, варианты осуществления изобретения не ограниченны вышеизложенным описанием, они ограничены только формулой изобретения. Любой пункт формулы изобретения или признак могут комбинироваться с любым другим пунктом или признаком в пределах объема изобретения.

Особенности и преимущества изобретения являются очевидными из подробного описания, а формула изобретения предназначается для защиты всех таких особенностей и преимуществ изобретения, которые подпадают под идею и объем изобретения. Кроме того, поскольку специалисты в этой области техники могут легко осуществить многочисленные модификации и вариации, нежелательно ограничивать изобретение описанными конструкциями и процессами. Соответственно все подходящие модификации и эквиваленты могут подпадать под объем изобретения.

Claims

1. Теплообменник для охлаждения жидкости, направленный вертикально вдоль продольной оси, включающий в себя первую охладительную дельту, установленную в первой точке вдоль продольной оси и содержащую первый впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым подающим магистральным трубопроводом, и первый выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым впускным трубопроводом и первым отводящим магистральным трубопроводом; и вторую охладительную дельту, установленную во второй точке вдоль продольной оси над первой охладительной дельтой, содержащую второй впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым подающим магистральным трубопроводом, и второй выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым впускным трубопроводом и вторым отводящим магистральным трубопроводом.

2. Теплообменник по п.1, дополнительно содержащий первый соединительный трубопровод, соединенный по текучей среде с первым и вторым подающими магистральными трубопроводами, и второй соединительный трубопровод, соединенный по текучей среде с первым и вторым отводящими магистральными трубопроводами.

3. Теплообменник по п.1, дополнительно содержащий дросселирующее устройство, выполненное с возможностью регулирования потока жидкости, выходящей из второй охладительной дельты во второй отводящий магистральный трубопровод.

4. Теплообменник по п.3, в котором расход жидкости, выходящей из первой охладительной дельты, превышает расход жидкости, выходящей из второй охладительной дельты.

5. Теплообменник по п.3, в котором дросселирующее устройство представляет собой дросселирующий клапан, установленный по меньшей мере в первом или втором соединительном трубопроводе.

6. Теплообменник по п.5, в котором первый и второй соединительные трубопроводы состоят из множества труб.

7. Способ охлаждения жидкости, заключающийся в том, что пропускают первую порцию подлежащей охлаждению жидкости через первую охладительную дельту, пропускают вторую порцию подлежащей охлаждению жидкости через вторую охладительную дельту, расположенную над первой охладительной дельтой, и пропускают воздух через первую и вторую охладительные дельты.

8. Способ по п.7, в котором дополнительно регулируют расход второй порции подлежащей охлаждению жидкости с помощью дросселирующего устройства.

9. Способ по п.7, в котором первая охладительная дельта содержит первый впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым нижним участком первой охладительной дельты, и первый выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым нижним участком первой охладительной дельты; а вторая охладительная дельта содержит второй впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым нижним участком второй охладительной дельты, и второй выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым нижним участком второй охладительной дельты.

10. Способ по п.9, дополнительно содержащий первый подающий магистральный трубопровод, соединенный с первым впускным трубопроводом, и первый отводящий магистральный трубопровод, соединенный с первым выпускным трубопроводом.

11. Способ по п.10, дополнительно содержащий второй подающий магистральный трубопровод, соединенный по текучей среде со вторым впускным трубопроводом, и второй отводящий магистральный трубопровод, соединенный по текучей среде со вторым выпускным трубопроводом.

12. Способ по п.11, дополнительно содержащий первое соединение, обеспечивающее соединение по текучей среде первого и второго подающих магистральных трубопроводов посредством первого соединительного трубопровода, и второе соединение, обеспечивающее соединение по текучей среде первого и второго отводящих магистральных трубопроводов посредством второго соединительного трубопровода.

13. Способ по п.12, в котором дополнительно регулируют поток жидкости из второй охладительной дельты с помощью дросселирующего устройства, представляющего собой дросселирующий клапан, расположенный по меньшей мере в первом или во втором соединительных трубопроводах.

14. Способ по п.11, в котором дополнительно соединяют по текучей среде второй впускной трубопровод с первым подающим магистральным трубопроводом посредством первого соединительного трубопровода, а также соединяют по текучей среде второй выпускной трубопровод со вторым отводящим магистральным трубопроводом посредством второго соединительного трубопровода.

15. Способ по п.14, в котором дополнительно регулируют поток жидкости из второй охладительной дельты с помощью дросселирующего устройства, представляющего собой дросселирующий клапан, расположенный по меньшей мере в первом или втором соединительном трубопроводе.

16. Устройство для охлаждения жидкости, включающее в себя средство для пропускания первой порции подлежащей охлаждению жидкости через первую охладительную дельту, средство для пропускания второй порции подлежащей охлаждению жидкости через вторую охладительную дельту, расположенную над первой охладительной дельтой, и средство для пропускания воздуха через первую и вторую охладительные дельты.

17. Теплообменник для охлаждения жидкости, направленный вертикально вдоль продольной оси, включающий в себя первую охладительную дельту, установленную в первой точке вдоль продольной оси и содержащую первый впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с подающим магистральным трубопроводом, и первый выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым впускным трубопроводом и отводящим магистральным трубопроводом; и вторую охладительную дельту, установленную во второй точке вдоль продольной оси над первой охладительной дельтой, содержащую второй впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с подводящим магистральным трубопроводом, и второй выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым впускным трубопроводом и отводящим магистральным трубопроводом.

18. Устройство по п.16, дополнительно включающее в себя первый соединительный трубопровод, соединяющий по текучей среде второй впускной трубопровод с первым подающим магистральным трубопроводом, и второй соединительный трубопровод, соединяющий по текучей среде второй выпускной трубопровод со вторым подающим магистральным трубопроводом.

19. Устройство по п.17, дополнительно включающее в себя дросселирующее устройство, выполненное с возможностью регулирования потока жидкости из второй охладительной дельты.

20. Охлаждающая башня для охлаждения жидкости, включающая в себя охлаждающую дельта-башню, содержащую первую охладительную дельту, установленную в первой точке вдоль продольной оси и включающую в себя первый впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым подающим магистральным трубопроводом, и первый выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде с первым впускным трубопроводом и первым отводящим магистральным трубопроводом; и вторую охладительную дельту, установленную во второй точке вдоль продольной оси над первой охладительной дельтой и включающую в себя второй впускной трубопровод для впуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым подающим магистральным трубопроводом, и второй выпускной трубопровод для выпуска потока жидкости, соединенный по текучей среде со вторым впускным трубопроводом и вторым отводящим магистральным трубопроводом.

21. Охлаждающая башня по п.20, в которой охлаждающая дельта-башня содержит множество охладительных дельта-башен.