RU2582031C1 - Aerodynamic cooling tower with external heat exchange - Google Patents
Aerodynamic cooling tower with external heat exchange Download PDFInfo
- Publication number
- RU2582031C1 RU2582031C1 RU2015122029/06A RU2015122029A RU2582031C1 RU 2582031 C1 RU2582031 C1 RU 2582031C1 RU 2015122029/06 A RU2015122029/06 A RU 2015122029/06A RU 2015122029 A RU2015122029 A RU 2015122029A RU 2582031 C1 RU2582031 C1 RU 2582031C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tower
- water
- base
- distribution system
- cooling tower
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
- F28C1/00—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в испарительных градирнях башенного типа для повышения их тепловой эффективности, а также утилизации низкопотенциальной энергии оборотной воды для выработки электроэнергии.The invention relates to energy and can be used in evaporative cooling towers of a tower type to increase their thermal efficiency, as well as the utilization of low potential energy of circulating water to generate electricity.
Башенные испарительные градирни используются для охлаждения оборотной воды мощных тепловых машин. Они содержат вытяжную башню с воздуховходными окнами в ее основании. Внутри башни создается развитая поверхность оборотной воды, которая, взаимодействуя с воздухом внутри башни, отдает ему тепло в результате теплообмена и испарения. Нагретый воздух поднимется вверх и выходит наружу, образуя внутри башни вертикальный воздушный поток, при этом внутрь башни через воздуховходные окна поступает радиально направленный поток наружного воздуха. Эффективность охлаждения оборотной воды определяется величиной развитой поверхности, а также временем и интенсивностью ее взаимодействия с потоком наружного воздуха, поступающего в воздуховходные окна градирни.Tower evaporative cooling towers are used to cool the circulating water of powerful heat engines. They contain an exhaust tower with air inlets at its base. Inside the tower, a developed surface of circulating water is created, which, interacting with the air inside the tower, gives it heat as a result of heat exchange and evaporation. The heated air rises up and out, forming a vertical air flow inside the tower, while a radially directed stream of external air enters the tower through the air inlets. The cooling efficiency of the circulating water is determined by the size of the developed surface, as well as by the time and intensity of its interaction with the flow of external air entering the air inlet windows of the cooling tower.
Для создания развитой поверхности оборотной воды внутри башни размещается водораспределительная система и ороситель. С помощью водораспределительной системы оборотная вода разбрызгивается на мелкие капли. Для увеличения времени взаимодействия развитой поверхности оборотной воды с потоком наружного воздуха капли падают на ороситель, который, как правило, выполняется из плоских листов, и стекают по ним тонкой пленкой в водосборный бассейн.To create a developed surface of the circulating water, a water distribution system and an irrigator are placed inside the tower. Using a water distribution system, recycled water is sprayed into small drops. To increase the interaction time between the developed surface of the circulating water and the external air flow, the droplets fall on the sprinkler, which, as a rule, is made of flat sheets, and flows down them into the catchment area with a thin film.
Предлагаются различные способы повышения тепловой эффективности башенных градирен.Various methods are proposed for increasing the thermal efficiency of tower towers.
Известна башенная испарительная градирня, названная аэродинамической, в которой, для повышения интенсивности охлаждения оборотной воды внутрь башни у ее основания помещают ветровое колесо с вертикальной осью вращения (патент РФ №2314474, МПК F28C 1/00). Горизонтально направленный поток наружного воздуха, поступающий в воздуховходные окна градирни, ударяется о лопатки ветрового колеса и турбулизируется, увеличивая интенсивность его взаимодействия с развитой поверхностью оборотной воды, что повышает эффективность ее охлаждения. Одновременно с этим ветровой поток заставляет вращаться ветровое колесо и соединенный с ним электрогенератор, вырабатывающий электроэнергию, утилизируя таким образом низкопотенциальное тепло оборотной воды, с помощью которого создается воздушный поток внутри вытяжной башни.Known tower evaporative cooling tower, called aerodynamic, in which, to increase the intensity of cooling of the circulating water, a wind wheel with a vertical axis of rotation is placed inside the tower at its base (RF patent No. 2314474, IPC F28C 1/00). The horizontally directed flow of external air entering the air inlet windows of the tower hits the blades of the wind wheel and is turbulized, increasing the intensity of its interaction with the developed surface of the circulating water, which increases the efficiency of its cooling. At the same time, the wind flow causes the wind wheel to rotate and the electric generator connected to it to generate electricity, thereby utilizing the low-grade heat of the circulating water, which creates an air flow inside the exhaust tower.
Недостатком аэродинамической градирни является низкая тепловая эффективность, обусловленная малым временем взаимодействия развитой поверхности оборотной воды с потоком наружного воздуха, поскольку в установке отсутствует ороситель, поэтому время взаимодействия определяется только временем падения капель.The disadvantage of the aerodynamic cooling tower is its low thermal efficiency, due to the short time of interaction of the developed surface of the circulating water with the flow of external air, since there is no irrigation in the installation, so the interaction time is determined only by the time of droplet dropping.
Наиболее близкой, принятой за прототип является аэродинамическая градирня, в которую введен ороситель (патент РФ №2516986, МПК F28C 1/00).The closest adopted for the prototype is the aerodynamic cooling tower into which the sprinkler is introduced (RF patent No. 2516986, IPC F28C 1/00).
Установка содержит вытяжную башню с воздуховходными окнами в ее основании и водосборный бассейн. Около воздуховходных окон снаружи под углом к радиусу основания башни расположены воздухонаправляющие щиты. Внутри башни у ее основания находится ветровое колесо, соединенное с электрогенератором. Над ветровым колесом расположена водораспределительная система. Установка содержит ороситель с наклонными плоскостями, составляющий единую конструкцию с ветровым колесом.The installation comprises an exhaust tower with air inlet windows at its base and a catchment basin. Near the air inlet windows outside, at an angle to the radius of the base of the tower are air guide shields. Inside the tower at its base is a wind wheel connected to an electric generator. A water distribution system is located above the wind wheel. The installation contains a sprinkler with inclined planes, making up a single design with a wind wheel.
Аэродинамическая градирня работает следующим образом. С помощью водораспределительной системы теплая оборотная вода разбрызгивается в виде мелких капель внутри вытяжной башни. Капли падают на наклонные плоскости оросителя и стекают с них тонкой пленкой в водосборный бассейн, отдавая тепло поступающему в башню наружному воздуху. Теплый воздух поднимается вверх и выходит через верхний конец вытяжной башни, при этом в воздуховходные окна поступает поток наружного воздуха. Воздухонаправляющие щиты придают входящему воздушному потоку тангенциальную составляющую скорости за счет их углового расположения по отношению к входным окнам. Поступающий в башню поток наружного воздуха ударяется в лопатки ветрового колеса и вращает единую конструкцию ветрового колеса и оросителя, а также соединенный с ним электрогенератор, который вырабатывает электроэнергию.Aerodynamic cooling tower operates as follows. With the help of a water distribution system, warm circulating water is sprayed in the form of small droplets inside the exhaust tower. Drops fall on the inclined planes of the irrigator and flow from them with a thin film into the catchment basin, giving off heat to the outside air entering the tower. Warm air rises and exits through the upper end of the exhaust tower, while outside air flows into the air inlets. The air guide shields give the incoming air flow a tangential component of speed due to their angular arrangement with respect to the inlet windows. The external air flowing into the tower strikes the blades of the wind wheel and rotates the single structure of the wind wheel and sprinkler, as well as the electric generator connected to it, which generates electricity.
Недостатком установки является низкая тепловая эффективность, обусловленная тем, что различные области развитой поверхности оборотной воды находятся в неравных условиях по отношению к входящему потоку наружного воздуха. Области, находящиеся у входных окон, взаимодействуют с холодным потоком наружного воздуха с низкой влажностью, тогда как области, находящиеся в центральной части башни взаимодействуют с потоком воздуха, температура и влажность которого выше, поэтому эффективность теплообмена у этих областей меньше.The disadvantage of the installation is the low thermal efficiency, due to the fact that different areas of the developed surface of the circulating water are in unequal conditions with respect to the incoming external air flow. The areas located at the entrance windows interact with the cold stream of outdoor air with low humidity, while the areas located in the central part of the tower interact with the stream of air, the temperature and humidity of which are higher, therefore, the heat transfer efficiency of these areas is less.
Задачей изобретения является повышение тепловой эффективности аэродинамических градирен.The objective of the invention is to increase the thermal efficiency of aerodynamic cooling towers.
Техническим результатом является повышение тепловой эффективности аэродинамических градирен.The technical result is to increase the thermal efficiency of aerodynamic cooling towers.
Технический результат достигается тем, что в аэродинамической градирне, содержащей вытяжную башню с воздуховходными окнами в ее основании, водосборный бассейн, водораспределительную систему, ороситель с наклонными плоскостями и ветровое колесо, соединенное с электрогенератором, водораспределительная система и наклонные плоскости оросителя вынесены из вытяжной башни наружу и установлены на кольцевом основании, а сверху закрыты крышей, установленной над воздуховходными окнами, при этом кольцевое основание выполнено с наклоном в сторону водосборного бассейна, а его площадь равна площади основания башни, а водораспределительная система выполнена в виде кольцевой трубы с патрубками, расположенными внизу у наклонных плоскостей оросителя под углом к радиусу основания градирни, при этом на них установлены разбрызгиватели воды, направленные так, чтобы капли воды падали сверху на наклонные плоскости оросителя, расположенные у воздуховходных окон под тем же углом к радиусу основания башни градирни, что и патрубки кольцевой водораспределительной системы.The technical result is achieved by the fact that in an aerodynamic cooling tower containing an exhaust tower with air inlet windows at its base, a catchment basin, a water distribution system, an irrigator with inclined planes and a wind wheel connected to an electric generator, the water distribution system and inclined planes of the irrigator are brought out and mounted on an annular base, and on top covered by a roof installed above the air intake windows, while the annular base is made with an inclination towards well, the drainage basin, and its area is equal to the area of the base of the tower, and the water distribution system is made in the form of an annular pipe with nozzles located below the inclined planes of the irrigator at an angle to the radius of the base of the tower, with water sprinklers mounted on them so that water drops fell from above onto the inclined planes of the sprinkler located at the air inlet windows at the same angle to the radius of the tower base of the tower as the nozzles of the annular water distribution system.
Вынесение водораспределительной системы и наклонных плоскостей оросителя из вытяжной башни позволяет создать равные условия взаимодействия развитой поверхности оборотной воды с потоком наружного воздуха в зоне теплообмена, что увеличивает тепловую эффективность аэродинамической градирни.The removal of the water distribution system and the inclined planes of the irrigator from the exhaust tower makes it possible to create equal conditions for the interaction of the developed surface of the circulating water with the flow of external air in the heat exchange zone, which increases the thermal efficiency of the aerodynamic cooling tower.
Расположение водораспределительной системы внизу у наклонных плоскостей оросителя позволяет увеличить время взаимодействия развитой поверхности воды с потоком наружного воздуха, что также увеличивает тепловую эффективность градирни.The location of the water distribution system below the inclined planes of the irrigator allows you to increase the interaction time of the developed surface of the water with the flow of external air, which also increases the thermal efficiency of the cooling tower.
Изобретение поясняется схемой аэродинамической градирни с внешним теплообменом, представленной на фиг. 1.The invention is illustrated by the scheme of an aerodynamic cooling tower with external heat transfer, shown in FIG. one.
Аэродинамическая градирня с внешним теплообменом содержит вытяжную башню 1, в основании которой находятся воздуховходные окна 2 и водосборный бассейн 3. Внутри башни 1 у ее основания находится ветровое колесо 4 с вертикальной осью вращения, соединенное с электрогенератором 5. На кольцевом основании 6, расположенном снаружи вытяжной башни 1, установлены водораспределительная система 7 и наклонные плоскости 8 оросителя, которые сверху закрыты крышей 9, расположенной над воздуховходными окнами 2. Кольцевое основание 6 выполнено с наклоном в сторону водосборного бассейна 3, при этом его площадь равна площади основания башни. Водораспределительная система 7 выполнена в виде кольцевой трубы с патрубками 10, расположенными внизу у наклонных плоскостей 8 оросителя. Патрубки 10 расположены под углом порядка 45 угловых градусов к радиусу основания градирни, при этом на них установлены разбрызгиватели воды, направленные так, чтобы капли воды падали на наклонные плоскости 8 оросителя, расположенные у воздуховходных окон под тем же углом к радиусу основания градирни, что и патрубки 10 кольцевой водораспределительной системы 7. Пространство между кольцевым основанием 6 и крышей 9 образует зону внешнего теплообмена между развитой поверхностью оборотной воды и потоком наружного воздуха, при этом площадь орошения внешней зоны теплообмена равна прежней площади орошения градирни. Схема водораспределительной системы 7 с патрубками 10 представлена на фиг. 2а, расположение патрубков 10 водораспределительной системы 7 и наклонных плоскостей 8 оросителя, а также схема разбрызгивания оборотной воды представлены на фиг. 2б.An aerodynamic cooling tower with external heat exchange contains an
Аэродинамическая градирня с внешним теплообменом работает следующим образом. С помощью разбрызгивателей, установленных на патрубках 10 распределительной системы 7, оборотная вода разбрызгивается в виде мелких капель, которые падают на наклонные плоскости 8 оросителя и стекают по ним тонкой пленкой на кольцевое основание 6, а затем в водосборный бассейн 3. Теплая вода в бассейне 3 нагревает находящийся в вытяжной башне 1 воздух, который поднимается вверх и выходит через верхний конец вытяжной башни 1, при этом через воздуховходные окна 2 внутрь башни начинает поступать наружный воздух, проходя при этом через зону теплообмена, расположенную между кольцевым основанием 6 и крышей 9. В зоне теплообмена развитая поверхность оборотной воды представлена в виде капель, создающихся с помощью разбрызгивателей воды, и тонкой пленки, стекающей с наклонных плоскостей 8 оросителя. Скорость стекания пленки воды зависит от угла наклона плоскостей оросителя к вертикали, который определяется экспериментально. В зоне теплообмена, вынесенной из вытяжной башни, условия взаимодействия развитой поверхности оборотной воды с потоком наружного воздуха оказываются одинаковыми во всей зоне. Наклонные плоскости 8 оросителя, расположенные под углом к радиусу основания градирни, увеличивают путь пробега наружного воздуха в зоне теплообмена, а следовательно, и время контакта потока наружного воздуха с развитой поверхностью оборотной воды. Заходя внутрь баши 1 через воздуховходные окна 2, поток наружного воздуха ударяется в лопатки ветрового колеса 4 и вращает его и соединенный с ним электрогенератор 5, вырабатывающий электричество, после чего нагретый наружный воздух поднимается вверх и выходит через верхний конец вытяжной башни 1.Aerodynamic cooling tower with external heat exchange operates as follows. Using sprinklers installed on the
Был построен макет аэродинамической градирни с внешним теплообменом. Проведенные эксперименты показали работоспособность и эффективность предложенной конструкции аэродинамической градирни.A model of an aerodynamic cooling tower with external heat exchange was built. The experiments showed the efficiency and effectiveness of the proposed design of the aerodynamic cooling tower.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122029/06A RU2582031C1 (en) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | Aerodynamic cooling tower with external heat exchange |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122029/06A RU2582031C1 (en) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | Aerodynamic cooling tower with external heat exchange |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2582031C1 true RU2582031C1 (en) | 2016-04-20 |
Family
ID=56195125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015122029/06A RU2582031C1 (en) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | Aerodynamic cooling tower with external heat exchange |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2582031C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105783572A (en) * | 2016-04-21 | 2016-07-20 | 华能国际电力股份有限公司 | Air guiding device for air cooling tower of indirect air cooling unit |
CN108359813A (en) * | 2018-02-09 | 2018-08-03 | 陕西省膜分离技术研究院有限公司 | A kind of energy-saving and environment-friendly salt lake bittern puies forward lithium technique |
RU2689062C1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Chimney-type cooling tower |
CN113279821A (en) * | 2021-05-29 | 2021-08-20 | 袁宏昊 | Tower type comprehensive energy utilization system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4397793A (en) * | 1978-06-08 | 1983-08-09 | Stillman Gerald I | Confined vortex cooling tower |
RU2002187C1 (en) * | 1991-05-14 | 1993-10-30 | Василий Гаврилович Говоров | Cooling tower |
RU2314474C1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-01-10 | Александр Алексеевич Соловьев | Aerodynamic cooling tower |
RU2516986C1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Aerodynamic cooling tower |
RU2527799C1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-09-10 | Александр Алексеевич Соловьев | Natural draught evaporation cooling tower with external heat exchange |
-
2015
- 2015-06-09 RU RU2015122029/06A patent/RU2582031C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4397793A (en) * | 1978-06-08 | 1983-08-09 | Stillman Gerald I | Confined vortex cooling tower |
RU2002187C1 (en) * | 1991-05-14 | 1993-10-30 | Василий Гаврилович Говоров | Cooling tower |
RU2314474C1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-01-10 | Александр Алексеевич Соловьев | Aerodynamic cooling tower |
RU2516986C1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Aerodynamic cooling tower |
RU2527799C1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-09-10 | Александр Алексеевич Соловьев | Natural draught evaporation cooling tower with external heat exchange |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105783572A (en) * | 2016-04-21 | 2016-07-20 | 华能国际电力股份有限公司 | Air guiding device for air cooling tower of indirect air cooling unit |
CN108359813A (en) * | 2018-02-09 | 2018-08-03 | 陕西省膜分离技术研究院有限公司 | A kind of energy-saving and environment-friendly salt lake bittern puies forward lithium technique |
RU2689062C1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Chimney-type cooling tower |
CN113279821A (en) * | 2021-05-29 | 2021-08-20 | 袁宏昊 | Tower type comprehensive energy utilization system |
CN113279821B (en) * | 2021-05-29 | 2023-04-25 | 袁宏昊 | Tower type comprehensive energy utilization system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2582031C1 (en) | Aerodynamic cooling tower with external heat exchange | |
RU2672541C1 (en) | Tower-shaped evaporative cooling tower with different areas of heat exchange and aerodynamics | |
RU2527799C1 (en) | Natural draught evaporation cooling tower with external heat exchange | |
RU2415297C1 (en) | Aerodynamic plant | |
US10378519B1 (en) | Method for generating electrical power using a solar chimney having an inflatable fresnel lens | |
JP2011240241A (en) | Spray type raw water desalination device | |
RU170061U1 (en) | SMALL COOLING TOWER | |
RU2306513C1 (en) | Combination cooling tower | |
CN107976087A (en) | Adverse current no-arbitrary pricing double-curve cooling column | |
CN102865753A (en) | Spraying mass transfer type condenser | |
CN108613566A (en) | A kind of internal-circulation type environment protection water cooling tower | |
CN110455114A (en) | A kind of hollow rotatable spray nozzle device of centrifugal rotational flow | |
RU2618714C1 (en) | Device for the transformation of low-potential geothermal heat into electricity | |
CN207907731U (en) | Adverse current non-filling double-curve cooling column | |
RU2516986C1 (en) | Aerodynamic cooling tower | |
RU2541622C2 (en) | Fan cooling tower | |
CN208042815U (en) | A kind of cooling tower | |
RU2335722C2 (en) | Cooling tower | |
RU2517981C1 (en) | Aerodynamic assembly with heat pump | |
RU2132029C1 (en) | Cooling tower | |
RU2635727C1 (en) | Water cooling unit of water circulation system | |
RU2099662C1 (en) | Water-cooling tower | |
RU2435121C1 (en) | Aerodynamic plant | |
CN207907728U (en) | Rotary jet | |
CN103691587B (en) | Liquid distribution sprayer and desalinization spray equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170610 |