RU2541622C2 - Fan cooling tower - Google Patents

Fan cooling tower Download PDF

Info

Publication number
RU2541622C2
RU2541622C2 RU2012147372/06A RU2012147372A RU2541622C2 RU 2541622 C2 RU2541622 C2 RU 2541622C2 RU 2012147372/06 A RU2012147372/06 A RU 2012147372/06A RU 2012147372 A RU2012147372 A RU 2012147372A RU 2541622 C2 RU2541622 C2 RU 2541622C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
corrugated sheets
air
width
slots
Prior art date
Application number
RU2012147372/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012147372A (en
Inventor
Владимир Сергеевич Ежов
Виталий Валерьевич Гордеев
Александр Анатльевич Чуменко
Алексей Олегович Алифанов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ)
Priority to RU2012147372/06A priority Critical patent/RU2541622C2/en
Publication of RU2012147372A publication Critical patent/RU2012147372A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2541622C2 publication Critical patent/RU2541622C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: invention relates to heat engineering and may be used for air-cooling of recycled water of CHP, NPP and industrial enterprises. Fan cooling tower includes a housing rectangular in the cross section with air inlet openings at its bottom, the housing is installed on water-collecting basing on which installed is a fan unit containing diffuser in the form of convergent-divergent shell, in which placed is a blade wheel which shaft is connected to a drive of rotation; the housing is provided with water distributing collector with water-spray nozzles, sprayer, designed as several identical units assembled from vertical corrugated sheets, all these devices being arranged successively downwards. At the housing bottom above water surface of water-collecting basing there installed is a surface cooling unit made from corrugated sheets arranged parallel to movement of cooling air, which upper edges are on the same level with lower edges of air-intake openings; width of slots between corrugated sheets of the surface cooling unit is less than width of slots between corrugated sheets of sprayer units, but it is more than width of slots between corrugated sheets of the surface cooling unit upon their flooding, and outer surface of all corrugated sheets is covered with hydrophilic material.
EFFECT: enlargement of area of heat-and-mass transfer between air and cooled air in fan cooling tower.
5 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при воздушном охлаждении оборотной воды ТЭЦ, АЭС и промышленных предприятий.The invention relates to a power system and can be used for air cooling of circulating water from thermal power plants, nuclear power plants and industrial enterprises.

Известна вентиляторная градирня, содержащая корпус с окнами для подвода воздуха, вентилятор, каплеуловитель, воздухораспределитель и ороситель в виде блоков, имеющих равную высоту и равномерно расположенных по всему сечению градирни [Патент РФ №2353880, Мкл F 28 С 1/00, 2009].Known fan cooling tower, comprising a housing with windows for supplying air, a fan, a droplet eliminator, an air distributor and a sprinkler in the form of blocks having equal height and evenly spaced across the entire cross section of the tower [RF Patent No. 2353880, Mkl F 28 C 1/00, 2009].

Недостатками известной градирни являются высокое аэродинамическое сопротивление оросителей и наличие значительного свободного пространства над водным бассейном, что снижает ее эффективность.The disadvantages of the known cooling tower are the high aerodynamic drag of the sprinklers and the presence of significant free space above the water basin, which reduces its effectiveness.

Более близким к предлагаемому изобретению является вентиляторная градирня, содержщая прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховпускными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, при этом в корпусе последовательно, сверху вниз расположены водоуловитель, водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами и выполненный в виде нескольких идентичных блоков ороситель, собранных из вертикальных гофрированных листов, изготовленных из полимерного материала, а сверху на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор в виде конфузорно-диффузорной обечайки и установленного в ней лопаточного колеса, вал которого соединен с приводом вращения. Повышение эффективности работы вентиляторной градирни достигается за счет снижения аэродинамического сопротивления проточной части диффузора вентилятора градирни и более равномерного распределения подачи воды по поперечному сечению корпуса [Патент РФ №2330228, Мкл F28F 25/06, Мкл F28С 1/00, 2008].Closer to the proposed invention is a fan cooling tower containing a rectangular case in cross section with air inlet windows in its lower part mounted on a catchment basin, while in the case there are sequentially, from top to bottom, a water catcher, a water distribution manifold with water-spraying nozzles and made in the form of several identical sprinkler blocks assembled from vertical corrugated sheets made of polymer material, and a vent is installed on top of the housing trimmer comprising a diffuser in the form of convergent-diffuser shell and mounted therein bladed wheel, the shaft of which is connected to a rotary drive. Improving the efficiency of the fan cooling tower is achieved by reducing the aerodynamic resistance of the flow part of the diffuser of the cooling tower fan and more uniform distribution of water supply over the cross section of the casing [RF Patent No. 2330228, Ml F28F 25/06, Ml F28C 1/00, 2008].

Основным недостатком известной градирни является наличие значительного свободного пространства над поверхностью воды в бассейне, что снижает площадь тепломассообмена между воздухом и охлаждаемой водой и свойства поверхности гофрированных листов оросительных блоков, не способствующие развитию на них свободной поверхности воды, что снижает ее эффективность.The main disadvantage of the known cooling tower is the presence of significant free space above the surface of the water in the pool, which reduces the heat and mass transfer between air and cooled water and the surface properties of corrugated sheets of irrigation blocks that do not contribute to the development of a free surface of water on them, which reduces its effectiveness.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности вентиляторной градирни.The technical result, the solution of which the invention is directed, is to increase the efficiency of the fan cooling tower.

Технический результат достигается тем, что предлагаемая вентиляторная градирня содержит прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховпускными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, на котором установлен вентиляторный узел, содержащий диффузор в виде конфузорно-диффузорной обечайки, в котором помещено лопаточное колесо, вал которого соединен с приводом вращения, при этом в корпусе последовательно, сверху вниз расположены водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами, ороситель, выполненный в виде нескольких идентичных блоков, собранных из вертикальных гофрированных листов, с поверхностью, покрытой гидрофильным материалом, в нижней части корпуса над водной поверхностью водосборного бассейна установлен блок поверхностного охлаждения, выполненный из вертикальных гофрированных листов, размещенных параллельно движению охлаждающего воздуха, верхние кромки которых находятся на одном уровне с нижними кромками воздуховпускных окон, причем ширина щелей между гофрированными листами блока поверхностного охлаждения меньше, чем ширина щелей между гофрированными листами блоков оросителя, но больше, чем ширина щелей между гофрированными листами блока поверхностного охлаждения при их захлебывании, а наружная поверхность всех гофрированных листов покрыта гидрофильным материалом.The technical result is achieved by the fact that the proposed fan cooling tower comprises a rectangular case in cross section with air inlet windows in its lower part, mounted on a catchment basin, on which a fan assembly is installed, containing a diffuser in the form of a confuser-diffuser shell, in which a blade wheel is placed, a shaft which is connected to the rotation drive, while in the case in series, from the top down, there is a water distribution manifold with water-spraying nozzles, an irrigator, made in the form of several identical blocks assembled from vertical corrugated sheets with a surface coated with hydrophilic material, a surface cooling unit is installed in the lower part of the body above the water surface of the catchment basin, made of vertical corrugated sheets placed parallel to the movement of cooling air, the upper edges of which are flush with the lower edges of the air inlets, the width of the slots between the corrugated sheets of the surface cooling unit thinner than the width of the slots between the corrugated sheets of the irrigator blocks, but larger than the width of the cracks between the corrugated sheets of the surface cooling unit when they are flooded, and the outer surface of all corrugated sheets is covered with a hydrophilic material.

Предлагаемая вентиляторная градирня изображена на фиг.1-5 (на фиг.1-3 общий вид и разрезы, на фиг 4, 5 узел блока поверхностного охлаждения).The proposed fan cooling tower is shown in Fig.1-5 (Fig.1-3 General view and sections, Fig.4, node 5 unit surface cooling).

Вентиляторная градирня содержит прямоугольный в поперечном сечении корпус 1 с воздуховпускными окнами 2 в его нижней части, установленный на водосборном бассейне 3, на котором установлен вентиляторный узел 4, содержащий диффузор 5 в виде конфузорно-диффузорной обечайки, в котором помещено лопаточное колесо 6, соединенное с приводом вращения 7, при этом в корпусе 1 последовательно, сверху вниз расположены водоуловитель 8, водораспределительный коллектор 9 с водоразбрызгивающими соплами 10, ороситель 11, выполненный в виде нескольких идентичных блоков 12, собранных из гофрированных листов 13, над водной поверхностью бассейна 3 установлен блок поверхностного охлаждения 14, собранный из вертикальных гофрированных листов 15, размещенных параллельно движению охлаждающего воздуха, верхние кромки которых находятся на одном уровне с нижними кромками воздуховпускных окон 2, причем ширина щелей Δмакс между гофрированными листами 15 блока поверхностного охлаждения 14 меньше, чем ширина щелей Δмин между гофрированными листами 13 блоков оросителя 11, но больше, чем ширина щелей Δмии между гофрированными листами 15 блока поверхностного охлаждения 14 при их захлебывании (т.е. варианте, когда все пространство щелей между гофрированными листами 13 заполнено водой при максимальной нагрузке градирни), а наружная поверхность всех гофрированных листов 13 и 15 блоков 12 и 14 покрыта гидрофильным материалом 16.The fan tower contains a rectangular body in cross section 1 with air inlets 2 in its lower part, mounted on a drainage basin 3, on which a fan assembly 4 is installed, containing a diffuser 5 in the form of a confuser-diffuser shell, in which a blade wheel 6 connected to a rotation drive 7, while in the housing 1, a water trap 8, a water distribution manifold 9 with water-spraying nozzles 10, a sprinkler 11, made in the form of several identical blocks 12, assembled from corrugated sheets 13, above the water surface of the pool 3 mounted surface cooling unit 14, assembled from vertical corrugated sheets 15 placed parallel to the movement of cooling air, the upper edges of which are flush with the lower edges of the inlet windows 2, the width of the slots Δ max between the corrugated sheets 15 of the surface cooling unit 14 is less than the width of the slots Δ min between the corrugated sheets 13 of the blocks of the sprinkler 11, but more than the width of the slots Δ of the mission between the corrugations coated sheets 15 of surface cooling unit 14 during flooding (i.e. variant, when the entire gap space between the corrugated sheets 13 is filled with water at the maximum load of the tower), and the outer surface of all corrugated sheets 13 and 15 of the blocks 12 and 14 is covered with hydrophilic material 16.

В основе повышения эффективности работы предлагаемой вентиляторной градирни лежат сродство гидрофильных поверхностей к воде, в результате чего вода быстро и полностью покрывает их [Щукин Е.Д. и др. Коллоидная химия. - М., 2004, 445 с.] и эффект снижения температуры воды при образовании ею свободной поверхности в результате снижения ее внутренней энергии, израсходованной на адсорбцию на поверхности какого-либо тела [Мелвин-Хыоз Э.А. Физическая химия, кн. II. М., 1962, 1150 с.].The affinity of hydrophilic surfaces to water is the basis for increasing the efficiency of the proposed fan tower, as a result of which water quickly and completely covers them [E. Schukin. and other colloid chemistry. - M., 2004, 445 pp.] And the effect of lowering the temperature of water when it forms a free surface as a result of a decrease in its internal energy spent on adsorption on the surface of a body [Melvin-Khuoz E.A. Physical chemistry, Prince II. M., 1962, 1150 pp.].

Предлагаемая вентиляторная градирня работает следующим образом. Нагретая оборотная вода поступает в верхнюю часть градирни через водораспределительный коллектор 9, разбрызгивается по всему поперечному сечению корпуса 1 водоразбрызгивающими соплами 10, двигаясь сверху вниз, а охлаждающий воздух за счет тяги, создаваемой вентиляторным узлом 4, поступает через воздуховпускные окна 2 в нижнюю часть градирни и движется снизу вверх. Нагретая вода распределяется по поверхности гофрированных листов 13 блоков 12 оросителя 11, контактирует при этом с встречным потоком воздуха и охлаждается при этом за счет процессов тепло-массообмена с ним и дополнительно охлаждается за счет затраты своей внутренней энергии на образование свободной поверхности воды на гидрофильной поверхности гофрированных листов 13, гидрофильные свойства которой способствую ее образованию, после чего вода поступает на поверхность листов 15 блока поверхностного охлаждения 14. Так как количество листов 15 из-за малой ширины щелей А между ними в блоке поверхностного охлаждения 14 значительно больше, чем в блоке оросителя 11, соответственно, их наружная поверхность имеет значительную величину. Гидрофильная поверхность вертикальных гофрированных листов 15, как и в листах 13 при падании на них воды из оросителя 11 способствует образованию на них свободной поверхности, в результате чего снижается температура этой воды. При этом снижение температуры воды в блоке поверхностного охлаждения происходит, в основном, только за счет образования свободной поверхности, т.к. поток воздуха, поступающего из окон 2, лишь касается верхних кромок гофрированных листов 15. Последнее обстоятельство позволяет добиться снижения температуры оборотной воды без увеличения расхода воздуха и увеличения аэродинамического сопротивления градирни.The proposed fan cooling tower operates as follows. Heated circulating water enters the upper part of the tower through the water distribution manifold 9, is sprayed over the entire cross section of the housing 1 with water-spraying nozzles 10, moving from top to bottom, and the cooling air, due to the draft created by the fan unit 4, enters through the inlet windows 2 to the lower part of the tower and moves from bottom to top. Heated water is distributed over the surface of the corrugated sheets 13 of the blocks 12 of the irrigator 11, is in contact with the oncoming air flow and is cooled by heat and mass transfer with it and is additionally cooled due to the expenditure of its internal energy on the formation of the free surface of the water on the hydrophilic surface of the corrugated sheets 13, the hydrophilic properties of which contribute to its formation, after which water enters the surface of the sheets 15 of the surface cooling unit 14. Since the number of sheets 15 of the small-width gaps between them A surface cooling block 14 is considerably greater than the fill block 11, respectively, of the outer surface has a significant value. The hydrophilic surface of the vertical corrugated sheets 15, as in the sheets 13, when water from the sprinkler 11 falls on them, promotes the formation of a free surface on them, as a result of which the temperature of this water decreases. In this case, the decrease in water temperature in the surface cooling unit occurs mainly due to the formation of a free surface, because the air flow coming from the windows 2, only touches the upper edges of the corrugated sheets 15. The latter circumstance allows to reduce the temperature of the circulating water without increasing air flow and increasing the aerodynamic resistance of the tower.

Придание гидрофильных свойств поверхности листов 13 и 15 создается покрытием их наружной поверхности слоем гидрофильного материала или изготовлением их целиком из него. Ширину щелей А между листами 15 в блоке поверхностного охлаждения 14 определяют расчетным путем при максимальной нагрузке градирни.Giving hydrophilic surface properties of sheets 13 and 15 is created by coating their outer surface with a layer of hydrophilic material or by making them entirely from it. The width of the slots A between the sheets 15 in the surface cooling unit 14 is determined by calculation at the maximum load of the tower.

Таким образом, конструкция предлагаемой вентиляторной градирни позволяет за счет установки блока поверхностного охлаждения в нижней зоне градирни и покрытия гидрофильным слоем поверхности листов блоков оросителя и поверхностного охлаждения снизить температуру охлаждаемой оборотной воды без увеличения аэродинамического сопротивления градирни и расхода охлаждающего воздуха и, таким образом, повысить ее эффективность.Thus, the design of the proposed fan cooling tower allows, by installing a surface cooling unit in the lower zone of the tower and covering the surface of the sheets of the sprinkler units with a hydrophilic layer, lowering the temperature of the cooled circulating water without increasing the aerodynamic resistance of the cooling tower and the flow rate of cooling air and, thus, increasing it efficiency.

Claims (1)

Вентиляторная градирня, содержащая прямоугольный в поперечном сечении корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, установленный на водосборном бассейне, на котором установлен вентиляторный узел, содержащий диффузор в виде конфузорно-диффузорной обечайки, в котором помещено лопаточное колесо, вал которого соединен с приводом вращения, в корпусе последовательно, сверху вниз расположены водораспределительный коллектор с водоразбрызгивающими соплами, ороситель, выполненный в виде нескольких идентичных блоков, собранных из гофрированных листов, отличающаяся тем, что в нижней части корпуса над водной поверхностью водосборного бассейна установлен блок поверхностного охлаждения, выполненный из гофрированных листов, размещенных параллельно движению охлаждающего воздуха, верхние кромки которых находятся на одном уровне с нижними кромками воздуховпускных окон, причем ширина щелей между гофрированными листами блока поверхностного охлаждения меньше, чем ширина щелей между гофрированными листами блоков оросителя, но больше, чем ширина щелей между гофрированными листами блока поверхностного охлаждения при их захлебывании, а наружная поверхность всех гофрированных листов покрыта гидрофильным материалом. A fan tower, comprising a rectangular case in cross section with air inlets in its lower part, mounted on a catchment basin, on which a fan assembly is installed, containing a diffuser in the form of a confuser-diffuser shell, in which a blade wheel is mounted, the shaft of which is connected to the rotation drive, in the housing, a water distribution manifold with water-spraying nozzles is arranged sequentially, from top to bottom, an irrigator made in the form of several identical blocks assembled from corrugations of sheets, characterized in that in the lower part of the housing above the water surface of the drainage basin there is a surface cooling unit made of corrugated sheets placed parallel to the movement of cooling air, the upper edges of which are flush with the lower edges of the air inlets, the width of the slots between the corrugated the sheets of the surface cooling unit are smaller than the width of the slots between the corrugated sheets of the irrigator blocks, but larger than the width of the cracks between the corrugated the surface cooling unit during flooding, and the outer surface of all corrugated sheets is covered with a hydrophilic material.
RU2012147372/06A 2012-11-07 2012-11-07 Fan cooling tower RU2541622C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147372/06A RU2541622C2 (en) 2012-11-07 2012-11-07 Fan cooling tower

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147372/06A RU2541622C2 (en) 2012-11-07 2012-11-07 Fan cooling tower

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012147372A RU2012147372A (en) 2014-05-20
RU2541622C2 true RU2541622C2 (en) 2015-02-20

Family

ID=50695391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012147372/06A RU2541622C2 (en) 2012-11-07 2012-11-07 Fan cooling tower

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2541622C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610369C1 (en) * 2015-10-28 2017-02-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Cooling tower using surface cooling
RU2617040C1 (en) * 2016-03-18 2017-04-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" Cold accumulative cooling tower

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1636677A1 (en) * 1988-06-27 1991-03-23 Ленинградское высшее военное инженерное строительное училище им.генерала армии А.Н.Комаровского Spray-type heat exchanger
RU2294500C1 (en) * 2005-07-18 2007-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Промтехинвест" Heat exchanging plant for cooling system of circulating water supply
RU2330228C1 (en) * 2007-02-05 2008-07-27 Феликс Мубаракович Давлетшин Ventilator cooling stack
RU2335722C2 (en) * 2006-09-29 2008-10-10 Сергей Витальевич Ардамаков Cooling tower
RU2471134C2 (en) * 2007-02-02 2012-12-27 Сименс Акциенгезелльшафт Evaporative cooler and its use, as well as gas-turbine plant with evaporative cooler

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1636677A1 (en) * 1988-06-27 1991-03-23 Ленинградское высшее военное инженерное строительное училище им.генерала армии А.Н.Комаровского Spray-type heat exchanger
RU2294500C1 (en) * 2005-07-18 2007-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Промтехинвест" Heat exchanging plant for cooling system of circulating water supply
RU2335722C2 (en) * 2006-09-29 2008-10-10 Сергей Витальевич Ардамаков Cooling tower
RU2471134C2 (en) * 2007-02-02 2012-12-27 Сименс Акциенгезелльшафт Evaporative cooler and its use, as well as gas-turbine plant with evaporative cooler
RU2330228C1 (en) * 2007-02-05 2008-07-27 Феликс Мубаракович Давлетшин Ventilator cooling stack

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610369C1 (en) * 2015-10-28 2017-02-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Cooling tower using surface cooling
RU2617040C1 (en) * 2016-03-18 2017-04-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" Cold accumulative cooling tower

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012147372A (en) 2014-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2445563C1 (en) Combined cooling tower with rational system of water reuse
RU2541622C2 (en) Fan cooling tower
RU2527799C1 (en) Natural draught evaporation cooling tower with external heat exchange
RU2582031C1 (en) Aerodynamic cooling tower with external heat exchange
RU2306513C1 (en) Combination cooling tower
RU2672541C1 (en) Tower-shaped evaporative cooling tower with different areas of heat exchange and aerodynamics
RU2425313C2 (en) Fan cooling tower
CN206300515U (en) One kind water saving fog dispersal cooling tower
RU2489662C2 (en) Ventilator cooling tower
RU2334930C1 (en) Mechanical-draft tower
RU2473032C2 (en) Ventilation cooling tower by kochetov
CN107976087A (en) Adverse current no-arbitrary pricing double-curve cooling column
RU2330228C1 (en) Ventilator cooling stack
RU2511851C1 (en) Combined cooling tower with rational system of water reuse
CN206146237U (en) Crossflow cooling tower of layering heat transfer
RU2610369C1 (en) Cooling tower using surface cooling
CN103851951A (en) Circulating cooling water dispersing structure and cooling tower with same
CN204495162U (en) Automatic rotation water-locator used for cooling tower
CN210292911U (en) Fog-eliminating cooling tower for heating module
RU2455602C1 (en) Combined cooling tower
CN208042815U (en) A kind of cooling tower
CN203798241U (en) Circulating cooling water dispersing structure and cooling tower with same
CN203857833U (en) Countercurrent type filler cooling tower
RU51186U1 (en) SECTIONAL COOLING TOWER
RU2596076C2 (en) Spray grid for dropping zones or spraying

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150403