RU2805346C1

RU2805346C1 - Operation method of evaporation-type cooling tower and device for its implementation (water distribution)

Info

Publication number: RU2805346C1
Application number: RU2022132714A
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Калатузов
Original assignee: Владимир Анатольевич Калатузов
Filing date: 2022-12-14
Publication date: 2023-10-16

Abstract

FIELD: heat engineering.

SUBSTANCE: invention can be used in circulating service water supply systems of various industrial enterprises and power plants. The claimed invention consists in turning off the upper collector of the peripheral irrigation zone and distributing the entire volume of water between the upper and lower headers of the water distribution of the central irrigation zone located inside the perimeter of the annular partition, whereas spray nozzles 7 of the lower header are located directly under the sprinkler at a distance that allows the sprayed water to irrigate the lower surface of the sprinkler and penetrate dynamic drip flows into the sprinkler, the upper level consists of independent water distribution circuits: central 8 and peripheral 9 irrigation zones, the headers of the central zone are separated from the header of peripheral zone 9 by vertical annular partition 10 around the perimeter, and the lower water distribution header is located under the central sprinkler irrigation zones.

EFFECT: prevention of icing of cooling tower structures and provision of cooling efficiency.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для охлаждения воды и предназначено для использования в оборотных системах технического водоснабжения различных промышленных предприятий и электростанций.The invention relates to devices for cooling water and is intended for use in circulating technical water supply systems of various industrial enterprises and power plants.

Известен способ работы испарительной градирни, предусматривающий поступление охлаждаемой воды в систему водораспределения с разбрызгивающими соплами, расположенную над оросительным устройством, и охлаждение разбрызгиваемой по всей площади градирни воды поступающим через воздуховходные окна в нее атмосферным воздухом. Устройство для осуществления способа, содержит башню или каркас с воздуховходными окнами, внутри которых размещены водораспределение с разбрызгивающими соплами, ороситель, водоуловитель. [1]. Нагретая в теплообменном оборудовании вода, под давлением подается в водораспределительное устройство с разбызгивающими соплами расположенные над оросительным устройством (оросителем) и разбрызгивается по всей площади орошения оросителя градирни, охлаждаясь стекает по нему в чашу водосборного бассейна.A known method of operating an evaporative cooling tower involves the flow of cooled water into a water distribution system with spray nozzles located above the irrigation device, and cooling of the water sprayed over the entire area of the cooling tower by atmospheric air entering it through the air inlet windows. The device for implementing the method contains a tower or frame with air inlet windows, inside of which there is a water distribution with spray nozzles, a sprinkler, and a water trap. [1]. Water heated in the heat exchange equipment is supplied under pressure to a water distribution device with spray nozzles located above the irrigation device (sprinkler) and is sprayed over the entire irrigation area of the cooling tower sprinkler, cooling down and flowing down it into the basin bowl.

Недостатком данного способа и устройства является ухудшение работы градирни в зимний период, образование обледенений, вынос воды через воздуховходные окна, отсутствие возможности регулировать распределение воды, тепловой нагрузки и охлаждающего воздуха по площади орошения в зависимости от изменений тепловых и гидравлических нагрузок градирни, температуры и влажности атмосферного воздуха, что приводит к обледенению несущих и внутренних конструкций градирни при отрицательных температурах атмосферного воздуха, их разрушению, ухудшению эффективности охлаждения воды и снижению надежности.The disadvantage of this method and device is the deterioration of the operation of the cooling tower in winter, the formation of icing, the removal of water through the air inlet windows, the inability to regulate the distribution of water, heat load and cooling air over the irrigation area depending on changes in the thermal and hydraulic loads of the cooling tower, the temperature and humidity of the atmosphere air, which leads to icing of the load-bearing and internal structures of the cooling tower at negative atmospheric temperatures, their destruction, deterioration in the efficiency of water cooling and reduced reliability.

Наиболее близким является способ работы градирни, предусматривающий подачу 20% охлаждаемой воды в обогревающий коллектор с разбрызгивающими соплами, расположенный верхней части воздуховходного окна градирни.The closest is the method of operation of the cooling tower, which involves supplying 20% of the cooled water to a heating manifold with spray nozzles located at the top of the air inlet window of the cooling tower.

Устройство для осуществления способа, содержит башню или каркас с воздуховходными окнами, внутри которых размещены водораспределение с разбрызгивающими соплами над оросителем и кольцевой обогревающий трубопровод с разбрызгивающими соплами, по периметру градирни над воздуховходным окном, разбрызгивающий 20% оборотной воды градирни в зимний период. [2]The device for implementing the method contains a tower or frame with air inlet windows, inside of which there is a water distribution with spray nozzles above the sprinkler and a ring heating pipeline with spray nozzles along the perimeter of the cooling tower above the air inlet window, spraying 20% of the circulating water of the cooling tower in the winter. [2]

Недостатком данного способа и устройства является уменьшение плотности орошения водораспределительной системой градирни по всей площади градирни на 20% при отводе части воды через обогревающий коллектор, увеличение выноса от разбрызгиваемой обогревающим коллектором воды, обледенение и разрушение конструкций, ухудшение эффективности работы градирни.The disadvantage of this method and device is a decrease in the density of irrigation by the water distribution system of the cooling tower over the entire area of the cooling tower by 20% when part of the water is diverted through the heating manifold, an increase in the removal of water sprayed by the heating manifold, icing and destruction of structures, and deterioration in the efficiency of the cooling tower.

Технический результат изобретения достигается тем, что внутри башни градирни водораспределительная система представляет собой два уровня коллекторов распределения и разбрызгивания воды разбрызгивающими соплами: верхний над оросителем и нижний под оросителем, при этом разбрызгивающие сопла нижнего коллектора располагаются непосредственно под оросителем на расстоянии, позволяющем разбрызгиваемой воде орошать нижнюю поверхность оросителя и проникать динамическим капельным потокам внутрь оросителя, верхний уровень состоит из независимых контуров водораспределения: центральной и периферийной зон орошения отделенных друг от друга вертикальной кольцевой перегородкой, при этом нижний коллектор распределения располагается под оросителем центральной зоны орошения.The technical result of the invention is achieved by the fact that inside the cooling tower, the water distribution system consists of two levels of collectors for distributing and spraying water with spray nozzles: the upper one above the sprinkler and the lower one below the sprinkler, while the spray nozzles of the lower collector are located directly below the sprinkler at a distance allowing the sprayed water to irrigate the lower one. surface of the sprinkler and dynamic drip flows penetrate into the sprinkler, the upper level consists of independent water distribution circuits: central and peripheral irrigation zones separated from each other by a vertical annular partition, while the lower distribution collector is located under the sprinkler of the central irrigation zone.

Устройство работает следующим образом, при снижении тепловой и/или гидравлической нагрузок градирни и/или ее работы в условиях с отрицательными температурами атмосферного воздуха верхний коллектор периферийной зоны орошения отключается и весь его объем воды распределяется между верхним и нижним коллекторами водораспределения центральной зоны орошения, расположенных внутри периметра кольцевой перегородки, за счет этого увеличивается плотность орошения центральной зоны орошения, на периферийную зону вода не поступает и она выключается из процесса тепломассообмена - охлаждения воды, разбрызгиваемая под оросителем вода омывает нижнюю поверхность оросителя, проникает внутрь оросителя, где встречается с встречными потоками воды разбрызгиваемой верхним коллектором, тем самым исключается обледенение конструкций градирни и обеспечивается эффективность охлаждения, при этом возможно полное отключение верхнего коллектора водораспределения и использование только нижнего коллектора.The device operates as follows: when the thermal and/or hydraulic loads of the cooling tower are reduced and/or its operation in conditions with negative atmospheric air temperatures, the upper collector of the peripheral irrigation zone is turned off and its entire volume of water is distributed between the upper and lower water distribution collectors of the central irrigation zone, located inside the perimeter of the annular partition, due to this the irrigation density of the central irrigation zone increases, water does not flow to the peripheral zone and it is switched off from the process of heat and mass transfer - water cooling, the water sprayed under the sprinkler washes the lower surface of the sprinkler, penetrates inside the sprinkler, where it meets counter flows of sprayed water the upper collector, thereby eliminating icing of the cooling tower structures and ensuring cooling efficiency, while it is possible to completely turn off the upper water distribution collector and use only the lower collector.

Устройство для осуществления способа, содержащее башню или каркас 1 с воздуховходными окнами 2 над водосборным бассейном 3, внутри которых размещены водоуловитель, водораспределение с разбрызгивающими соплами, обогревающий коллектор, ороситель, отличается тем, что внутри башни градирни с воздуховходными окнами водораспределительная система представляет собой два уровня коллекторов распределения и разбрызгивания воды: верхний 4 над оросителем 5 и нижний 6 под оросителем, при этом разбрызгивающие сопла 7 нижнего коллектора располагаются непосредственно под оросителем на расстоянии, позволяющем разбрызгиваемой воде орошать нижнюю поверхность оросителя и проникать динамическим капельным потокам внутрь оросителя, верхний уровень состоит из независимых контуров водораспределения: центральной 8 и периферийной 9 зон орошения, при этом коллекторы центральной зоны отделены от коллектора периферийной зоны 9 вертикальной по периметру кольцевой перегородкой 10, при этом нижний коллектор водораспределения располагается под оросителем центральной зоны орошения.A device for implementing the method, containing a tower or frame 1 with air inlet windows 2 above the drainage basin 3, inside of which a water trap, water distribution with spray nozzles, a heating manifold, and a sprinkler are located, characterized in that inside the cooling tower with air inlet windows the water distribution system consists of two levels water distribution and spraying collectors: upper 4 above the sprinkler 5 and lower 6 below the sprinkler, while the spray nozzles 7 of the lower collector are located directly below the sprinkler at a distance allowing sprayed water to irrigate the lower surface of the sprinkler and penetrate dynamic droplet flows inside the sprinkler, the upper level consists of independent water distribution contours: central 8 and peripheral 9 irrigation zones, while the collectors of the central zone are separated from the collector of the peripheral zone 9 by a vertical ring partition 10 along the perimeter, while the lower water distribution collector is located under the sprinkler of the central irrigation zone.

Реализация способа описана при описании работы устройства в техническом результате изобретения.The implementation of the method is described in the description of the operation of the device in the technical result of the invention.

На Рис. 1 показан общий вид устройства.In Fig. 1 shows a general view of the device.

Claims

1. A method of operation of a cooling tower, providing for cooling of circulating water in the cooling tower by spraying water over an irrigation device, with the possibility of diverting 20% of the water into the heating manifold in the upper part of the air inlet window with its spraying during the winter period of operation, characterized in that with a decrease in thermal and/ or hydraulic loads of the cooling tower and/or its operation in winter conditions and with negative atmospheric temperatures, the upper collector of the peripheral irrigation zone is turned off and its entire volume of water is distributed between the upper and lower water distribution collectors of the central irrigation zone, located inside the perimeter of the annular partition, due to this the irrigation density of the central irrigation zone increases, water does not flow to the peripheral zone and it is switched off from the process of heat and mass transfer - water cooling, water sprayed under the sprinkler washes the lower surface of the sprinkler, penetrates inside the sprinkler, where it meets counter flows of water sprayed by the upper collector, thereby eliminating icing of cooling tower structures and ensures cooling efficiency, while it is possible to completely turn off the upper water distribution collector and use only the lower collector.

2. A device for implementing the method according to claim 1, containing a tower or frame (1) with air inlet windows (2) above the drainage basin (3), inside of which there is a water catcher, water distribution with spray nozzles, a heating collector, a sprinkler, characterized in that inside the cooling tower with air inlet windows, the water distribution system consists of two levels of water distribution and spraying collectors: the upper (4) above the sprinkler (5) and the lower (6) below the sprinkler, while the spray nozzles (7) of the lower collector are located directly below the sprinkler at a distance , allowing sprayed water to irrigate the lower surface of the sprinkler and penetrate dynamic drip flows inside the sprinkler, the upper level consists of independent water distribution circuits: central (8) and peripheral (9) irrigation zones, while the collectors of the central zone are separated from the collector of the peripheral zone (9) vertical along the perimeter with an annular partition (10), while the lower water distribution collector is located under the sprinkler of the central irrigation zone.