RU2819966C1 - Method of cooling water in cooling tower and sprinkler unit - Google Patents

Method of cooling water in cooling tower and sprinkler unit Download PDF

Info

Publication number
RU2819966C1
RU2819966C1 RU2023132596A RU2023132596A RU2819966C1 RU 2819966 C1 RU2819966 C1 RU 2819966C1 RU 2023132596 A RU2023132596 A RU 2023132596A RU 2023132596 A RU2023132596 A RU 2023132596A RU 2819966 C1 RU2819966 C1 RU 2819966C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sprinkler
air flow
water
cooling
tubular element
Prior art date
Application number
RU2023132596A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Владимирович Чугунков
Галина Анатольевна Сейфельмлюкова
Анна Евгеньевна Герасименко
Original Assignee
Акционерное общество "Дальневосточная генерирующая компания" (АО "ДГК")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Дальневосточная генерирующая компания" (АО "ДГК") filed Critical Акционерное общество "Дальневосточная генерирующая компания" (АО "ДГК")
Application granted granted Critical
Publication of RU2819966C1 publication Critical patent/RU2819966C1/en

Links

Abstract

FIELD: heat power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to heat engineering, particularly to operation of heat power equipment and can be used at thermal and nuclear power plants. Sprinkler unit is made in the form of tubular elements arranged vertically parallel to each other and attached to each other at points of contact of external surfaces. Each tubular element includes swirling and stabilization sections arranged in series in the direction of air flow, wherein helical swirlers are arranged inside every tubular element aligned with its lengthwise axis on the swirling section, while stabilization section length is equal to five equivalent diameters of tubular element flow section.
EFFECT: increasing cooling capacity and efficiency of cooling towers, as well as increasing efficiency of operation of turbine plants due to intensification of heat exchange in sprinklers of cooling towers at thermal and nuclear power plants.
2 cl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области теплоэнергетики, касается, в частности, эксплуатации теплоэнергетического оборудования и может быть использовано на тепловых и атомных электростанциях.The invention relates to the field of thermal power engineering, concerns, in particular, the operation of thermal power equipment and can be used at thermal and nuclear power plants.

Уровень техникиState of the art

Известен способ охлаждения жидкости в градирне (RU 2228501, приоритет от 16.05.2002, МПК F28C 1/00), который включает подачу воды, ее распыление и теплообмен с охлаждающим воздухом, причем охлаждение ведут в активных зонах градирни, образованных потоками охлаждающего воздуха. Потоки охлаждающего воздуха не совпадают по направлению и величине со скоростью частиц распыляемой форсунками жидкости, причем потоки воздуха получают за счет его принудительного удаления из верхней части градирни.There is a known method for cooling liquid in a cooling tower (RU 2228501, priority dated May 16, 2002, IPC F28C 1/00), which includes water supply, its spraying and heat exchange with cooling air, and cooling is carried out in the active zones of the cooling tower formed by cooling air flows. The cooling air flows do not coincide in direction and magnitude with the speed of particles of the liquid sprayed by the nozzles, and the air flows are obtained due to its forced removal from the upper part of the cooling tower.

Недостатком данного способа является необходимость использования принудительного удаления воздуха из верхней части градирни, что обуславливает увеличение затрат на собственные нужды, а также необходимость реконструкции водораспределительной системы с форсунками для подачи и распыления воды в активных зонах.The disadvantage of this method is the need to use forced air removal from the upper part of the cooling tower, which causes an increase in costs for own needs, as well as the need to reconstruct the water distribution system with nozzles for supplying and spraying water in the active zones.

Известна градирня (RU 2256136, приоритет от 03.02.2004, МПК F28C 1/00), содержащая башню с многосекционным закручивающим устройством в виде криволинейных направляющих элементов и трубопровод для подачи воды, криволинейные направляющие элементы выполняют дискретными и переменными по направлению, причем в конце каждого элемента в его нижней части размещают порог для разделения потоков, а с внешней стороны устройство снабжают лотками с разбрызгивающими и переливающими приспособлениями, при этом в верхней части каждого лотка располагают окно, соединенное с порогом, а в нижней части - перфорированная пластина, соединенная с криволинейным направляющим элементом, причем в верхней части трубопровода размещают разбрызгивающее устройство.A cooling tower is known (RU 2256136, priority dated 02/03/2004, IPC F28C 1/00), containing a tower with a multi-section twisting device in the form of curved guide elements and a pipeline for water supply, the curved guide elements are discrete and variable in direction, and at the end of each element, a threshold is placed in its lower part to separate the flows, and on the outside of the device is equipped with trays with spraying and overflowing devices, while in the upper part of each tray there is a window connected to the threshold, and in the lower part there is a perforated plate connected to a curved guide element, and a spray device is placed in the upper part of the pipeline.

Недостатком изобретения является то, что его реализация потребует существенных затрат на реконструкцию внутреннего оборудования существующих градирен.The disadvantage of the invention is that its implementation will require significant costs for the reconstruction of the internal equipment of existing cooling towers.

Известна градирня (RU 2295099, приоритет от 15.12.2004, МПК F28C 1/00), содержащая корпус с воздухоподающими соплами, проемы в кожухе и дополнительные проемы, водовоздушный эжектор, отличающаяся тем, что каждое водоподающее сопло размещено внутри введенной в корпус трубной оболочки, водовоздушные эжекторы образованы указанными воздухоподающими соплами и трубными оболочками, при этом зазоры между воздухоподающими соплами и трубными оболочками заполнены воздухом, а дополнительные проемы образованы указанными зазорами, при этом водоподающие сопла и трубные оболочки размещены внутри кожуха градирни так, что их входные торцы расположены вблизи проемов в кожухе.A cooling tower is known (RU 2295099, priority dated December 15, 2004, IPC F28C 1/00), containing a housing with air supply nozzles, openings in the casing and additional openings, a water-air ejector, characterized in that each water supply nozzle is located inside a pipe shell inserted into the housing, water-air ejectors are formed by the specified air supply nozzles and pipe shells, while the gaps between the air supply nozzles and pipe shells are filled with air, and additional openings are formed by the specified gaps, while the water supply nozzles and pipe shells are placed inside the cooling tower casing so that their inlet ends are located near the openings in casing.

Недостатком данной градирни является увеличение аэродинамического сопротивления вследствие увеличения скорости движения воздушных потоков, что может снизить производительность.The disadvantage of this cooling tower is the increase in aerodynamic resistance due to an increase in the speed of air flow, which can reduce productivity.

Известна градирня (RU №2535903, приоритет от 07.06.2013, МПК F28C 1/00), содержащая башню, в нижней части которой расположено окно с установленными в нем щитами под углом 60-75° к касательной, проведенной к окружности основания башни, водоразбрызгивающую и оросительную системы, отличающаяся тем, что щиты выполнены в виде трубчатых элементов, установленных с шагом не более длины трубчатого элемента, причем трубчатые элементы связаны между собой трубопроводом от водоразбрызгивающей системы, а по нижней поверхности трубчатых элементов равномерно расположены отверстия для распыла воды с образованием тангенциальных воздуховходных каналов, при этом по периметру градирни под углом 10-15° образована наклонная поверхность.A cooling tower is known (RU No. 2535903, priority dated 06/07/2013, IPC F28C 1/00), containing a tower, in the lower part of which there is a window with shields installed in it at an angle of 60-75° to the tangent drawn to the circumference of the base of the tower, spraying water and an irrigation system, characterized in that the shields are made in the form of tubular elements installed in increments of no more than the length of the tubular element, and the tubular elements are interconnected by a pipeline from the water-spraying system, and along the lower surface of the tubular elements there are holes for spraying water evenly spaced to form tangential air inlet channels, while an inclined surface is formed along the perimeter of the cooling tower at an angle of 10-15°.

Недостатком данного технического решения является низкая эффективность охлаждения воды в градирне, поскольку закрутка воздушного потока происходит на входе, а не в оросительной системе, где происходит основной теплообмен между водой и охлаждающим воздухом.The disadvantage of this technical solution is the low efficiency of cooling water in the cooling tower, since the air flow swirls at the inlet, and not in the irrigation system, where the main heat exchange occurs between water and cooling air.

Известен воздуховвод башенной испарительной градирни с турбулизацией вихревого потока (RU 2196947, приоритет от 22.03.2001, МПК F28C 1/00, Е04Н 5/12), содержащий ветронаправляющие щиты, расположенные в подветренных входных окнах башни градирни по касательной к окружности, вписанной в ее основание, для создания в подоросительном пространстве турбулентного вихревого течения воздушных масс, отличающийся тем, что на поверхности ветронаправляющих щитов создается шероховатость с различными высотой и густотой выступов.An air inlet for an evaporative cooling tower with vortex flow turbulization is known (RU 2196947, priority dated March 22, 2001, IPC F28C 1/00, E04N 5/12), containing wind guide shields located in the leeward entrance windows of the cooling tower tangentially to a circle inscribed in its a base for creating a turbulent vortex flow of air masses in the sprinkling space, characterized in that roughness with different heights and densities of protrusions is created on the surface of the wind guide shields.

Недостатком данного технического решения является низкая интенсификация теплообмена, поскольку турбулентное вихревое течение воздушных масс реализуется в подоросительном пространстве, а не в оросительной системе, где происходит основной теплообмен между водой и охлаждающим воздухом.The disadvantage of this technical solution is the low intensification of heat exchange, since the turbulent vortex flow of air masses is realized in the irrigation space, and not in the irrigation system, where the main heat exchange occurs between water and cooling air.

Известен ороситель градирни (RU 2141617, приоритет от 18.08.1997, МПК F28F 25/08), который выполнен в виде модуля из слоев полимерных ячеистых цилиндрических труб, размещенных во всех слоях параллельно друг другу, сваренных между собой по торцам модуля в местах соприкосновения. Трубы в смежных слоях могут быть размещены в шахматном порядке относительно друг друга.A cooling tower sprinkler is known (RU 2141617, priority dated 08/18/1997, IPC F28F 25/08), which is made in the form of a module made of layers of polymer cellular cylindrical pipes placed in all layers parallel to each other, welded together at the ends of the module at the points of contact. Pipes in adjacent layers can be staggered relative to each other.

Недостатком данного технического решения является низкая интенсификация теплообмена.The disadvantage of this technical solution is the low intensification of heat transfer.

Известно применение оросителя градирни в качестве водоуловителя градирен (RU 2337296, приоритет от 19.03.2007, МПК F28F 25/04), при этом ороситель представлен в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, размещенных во всех слоях параллельно друг другу и сваренных по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, причем по торцам модуля перед процессом сварки концевым участкам полимерных ячеистых труб придается форма конического диффузора высотой 0,2-0,5 их диаметра и углом 30-60° относительно их центральной оси в качестве водоуловителя градирен.It is known to use a cooling tower sprinkler as a water catcher for cooling towers (RU 2337296, priority dated March 19, 2007, IPC F28F 25/04), while the sprinkler is presented in the form of a module made of layers of polymer cellular pipes placed in all layers parallel to each other and welded at the ends of the module each other at points of contact, and at the ends of the module, before the welding process, the end sections of the polymer cellular pipes are given the shape of a conical diffuser with a height of 0.2-0.5 of their diameter and an angle of 30-60° relative to their central axis as a water trap for cooling towers.

Недостатком данного технического решения является сложность конструкции оросителя, что увеличивает его себестоимость.The disadvantage of this technical solution is the complexity of the sprinkler design, which increases its cost.

Известна аэродинамическая градирня (RU 2516986, приоритет от 20.12.2012, МПК F28C 1/00), содержащая вытяжную башню с воздухонаправляющими щитами у входных окон и расположенное в башне ветровое колесо, соединенное с генератором, отличающаяся тем, что в нее введен ороситель с наклонными плоскостями, образующий с ветровым колесом единую конструкцию.An aerodynamic cooling tower is known (RU 2516986, priority dated 12/20/2012, IPC F28C 1/00), containing an exhaust tower with air guide panels at the entrance windows and a wind wheel located in the tower connected to a generator, characterized in that a sprinkler with inclined planes, forming a single structure with the wind wheel.

Недостатком данного технического решения является низкая эффективность охлаждения воды в градирне, поскольку закрутка воздушного потока происходит на входе, а не в оросительной системе, где происходит основной теплообмен между водой и охлаждающим воздухом.The disadvantage of this technical solution is the low efficiency of cooling water in the cooling tower, since the air flow swirls at the inlet, and not in the irrigation system, where the main heat exchange occurs between water and cooling air.

Известна тепломассобменная насадка градирен (RU 100207, приоритет от 25.05.2010, МПК F28F 25/08), которая выполнена в виде модуля из слоев полимерных сетчатых оболочек, выполненных цилиндрическими, размещенных во всех вертикальных слоях параллельно друг другу и сваренных по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, причем на нижней поверхности модуля установлены дистанцирующие вставки. Также каждая дистанцирующия вставка может быть выполнена в виде лопастного завихрителя, представляющего собой полимерный цилиндр с лопатками на внутренней или внешней поверхности.A known heat and mass transfer nozzle for cooling towers (RU 100207, priority dated 05/25/2010, IPC F28F 25/08), which is made in the form of a module from layers of polymer mesh shells, made cylindrical, placed in all vertical layers parallel to each other and welded at the ends of the module to each other at points of contact, with spacer inserts installed on the bottom surface of the module. Also, each spacer insert can be made in the form of a blade swirler, which is a polymer cylinder with blades on the inner or outer surface.

Недостатком данного технического решения является его низкая эксплуатационная эффективность.The disadvantage of this technical solution is its low operational efficiency.

Известен ороситель градирни (RU 219808, приоритет от 24.01.2023, МПК F28F 25/08) в виде модуля, выполненного из слоев цилиндрических полимерных сетчатых оболочек, размещенных во всех вертикальных слоях параллельно друг другу и прочно сваренных по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, отличающийся тем, что для создания пленочного режима течения охлаждаемой жидкости, при котором коэффициент тепломассоотдачи имеет максимальное значение, ячейки сетчатых оболочек оросителя имеют размеры, обеспечивающие соотношение a/L=0,3÷0,8 (а - ширина ячейки, L - длина ячейки).A cooling tower sprinkler is known (RU 219808, priority dated January 24, 2023, IPC F28F 25/08) in the form of a module made of layers of cylindrical polymer mesh shells placed in all vertical layers parallel to each other and firmly welded at the ends of the module to each other at points of contact , characterized in that in order to create a film mode of flow of the cooled liquid, in which the heat and mass transfer coefficient has a maximum value, the cells of the mesh shells of the sprinkler have dimensions that provide the ratio a/L=0.3÷0.8 (a is the cell width, L is the length cells).

Недостатком данного технического решения является также низкая интенсификация теплообмена.The disadvantage of this technical solution is also the low intensification of heat transfer.

Наиболее близкими к заявленному изобретению является градирня (варианты) (BY 12539, приоритет от 24.04.2007, МПК F28C 1/00), содержащая основание и корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, ороситель, расположенный над водосборным бассейном, водоразбрызгивающую систему, расположенную над оросителем, и расположенное в воздуховходных окнах устройство для закрутки воздушного потока, входящего в градирню, отличающаяся тем, что центральная часть основания, расположенная над уровнем воды в водосборном бассейне, выполнена в виде конуса с криволинейной образующей либо в виде усеченного конуса с криволинейной образующей, на поверхности которого установлено устройство для закрутки воздушного потока в виде не менее 5 криволинейных пластин, а высота оросителя выполнена переменной, изменяющейся по радиусу оросителя, и охарактеризована следующей функциональной зависимостью:The closest to the claimed invention is a cooling tower (variants) (BY 12539, priority dated April 24, 2007, IPC F28C 1/00), containing a base and a housing with air inlet windows in its lower part, a sprinkler located above the drainage basin, a water spray system located above the sprinkler, and a device located in the air inlet windows for swirling the air flow entering the cooling tower, characterized in that the central part of the base, located above the water level in the drainage basin, is made in the form of a cone with a curved generatrix or in the form of a truncated cone with a curved generatrix, on the surface of which there is a device for swirling the air flow in the form of at least 5 curved plates, and the height of the sprinkler is made variable, varying along the radius of the sprinkler, and is characterized by the following functional relationship:

где R - переменная координата по радиусу оросителя, изменяющаяся от 0 до Rop;where R is a variable coordinate along the radius of the sprinkler, varying from 0 to R op ;

Rop - максимальное значение радиуса оросителя;R op - maximum value of the radius of the sprinkler;

h(R/Rop) - высота оросителя на относительном расстоянии R/Rop, отсчитываемом по радиусу от центра оросителя;h(R/R op ) is the height of the sprinkler at the relative distance R/R op , measured along the radius from the center of the sprinkler;

hop - высота оросителя при R, равной Rop, определяемая из условия: объем, занимаемый оросителем радиуса Rop с переменной высотой h(R), равен объему, занимаемому оросителем такого же радиуса Rop, но с одинаковой высотой по его радиусу.h op is the height of the sprinkler at R equal to R op , determined from the condition: the volume occupied by a sprinkler of radius R op with a variable height h(R) is equal to the volume occupied by a sprinkler of the same radius R op , but with the same height along its radius.

Градирня, содержащая основание и корпус с воздуховходными окнами в его нижней части, ороситель, расположенный над водосборным бассейном, водоразбрызгивающую систему, расположенную над оросителем, и расположенное в воздуховходных окнах устройство для закрутки воздушного потока, входящего в градирню, отличающаяся тем, что центральная часть основания, расположенная над уровнем воды в водосборном бассейне, выполнена в виде конуса с криволинейной образующей либо в виде усеченного конуса с криволинейной образующей, на поверхности которого установлено устройство для закрутки воздушного потока в виде не менее 5 криволинейных пластин, а ороситель в ней выполнен в виде не менее 3 кольцевых секций, причем высота оросителя в каждой кольцевой секции постоянна, а значение высоты оросителя для каждой секции определено из следующей функциональной зависимости:A cooling tower containing a base and a housing with air inlet windows in its lower part, a sprinkler located above a drainage basin, a water spray system located above the sprinkler, and a device located in the air inlet windows for swirling the air flow entering the cooling tower, characterized in that the central part of the base , located above the water level in the drainage basin, is made in the form of a cone with a curved generatrix or in the form of a truncated cone with a curved generatrix, on the surface of which a device for swirling the air flow is installed in the form of at least 5 curved plates, and the sprinkler in it is made in the form of less than 3 ring sections, and the height of the sprinkler in each ring section is constant, and the value of the sprinkler height for each section is determined from the following functional relationship:

где i - номер кольцевой секции в оросителе;where i is the number of the ring section in the sprinkler;

Ri - координата по радиусу оросителя, отсчитываемая от центра оросителя и соответствующая внешней границе i-ой кольцевой секции;R i - coordinate along the radius of the sprinkler, measured from the center of the sprinkler and corresponding to the outer boundary of the i-th ring section;

Rop - максимальное значение радиуса оросителя;R op - maximum value of the radius of the sprinkler;

hi(Ri/Rop) - высота оросителя в i-ой кольцевой секции оросителя;h i (R i /R op ) - height of the sprinkler in the i-th ring section of the sprinkler;

hop - высота оросителя в самой удаленной от центра оросителя кольцевой секции (при Ri, равной Rop), определенная из условия: объем, занимаемый указанным секционированным оросителем радиуса Rop, равен объему, занимаемому оросителем такого же радиуса Rop, но с одинаковой высотой по его радиусу.h op is the height of the sprinkler in the ring section furthest from the center of the sprinkler (with Ri equal to R op ), determined from the condition: the volume occupied by the specified sectioned sprinkler of radius R op is equal to the volume occupied by the sprinkler of the same radius R op , but with the same height along its radius.

Недостатком данного технического решения является низкая интенсификация теплообмена.The disadvantage of this technical solution is the low intensification of heat transfer.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Технической задачей изобретения является повышение интенсификации теплообмена.The technical objective of the invention is to increase the intensification of heat transfer.

Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение охлаждающей способности и производительности градирен, а также повышение экономичности работы турбоустановок за счет интенсификации теплообмена в оросителях градирен на тепловых и атомных электростанциях.The technical result of the claimed invention is an increase in the cooling capacity and productivity of cooling towers, as well as an increase in the efficiency of operation of turbine units due to the intensification of heat exchange in the sprinklers of cooling towers at thermal and nuclear power plants.

Технический результат достигается тем, что используют способ охлаждения воды в башенной градирне, в котором подают от конденсатора турбоагрегата, распределяют и разбрызгивают охлаждаемую воду, противопотоком подают и закручивают поток воздуха, а охлажденную воду направляют в конденсатор турбоагрегата, при этом поток воздуха подают снизу блока оросителя, внутри блока оросителя охлаждают воду тем, что поток воздуха закручивают, после чего стабилизируют и спрямленный поток воздуха выводят сверху блока оросителя.The technical result is achieved by using a method of cooling water in a tower cooling tower, in which the cooled water is supplied from the condenser of the turbine unit, the cooled water is distributed and sprayed, the air flow is supplied and swirled in a counterflow, and the cooled water is directed to the condenser of the turbine unit, while the air flow is supplied from the bottom of the sprinkler block , inside the sprinkler block the water is cooled by swirling the air flow, after which it is stabilized and the straightened air flow is discharged from above the sprinkler block.

Технический результат достигается тем, что используют блок оросителя, выполненным в виде трубчатых элементов, размещенных вертикально параллельно друг другу и скрепленных между собой в местах соприкосновения наружных поверхностей, при этом каждый трубчатый элемент включает в себя расположенные последовательно по ходу движения потока воздуха участки завихрения и стабилизации, а внутри каждого трубчатого элемента соосно его продольной оси на участке завихрения установлены винтообразные завихрители, причем длина участка стабилизации равна пяти эквивалентным диаметрам проходного сечения трубчатого элемента.The technical result is achieved by using a sprinkler block made in the form of tubular elements placed vertically parallel to each other and fastened together at the points of contact of the outer surfaces, with each tubular element including turbulence and stabilization areas located sequentially along the direction of the air flow , and inside each tubular element, coaxially with its longitudinal axis, helical swirlers are installed in the swirl section, and the length of the stabilization section is equal to five equivalent diameters of the flow section of the tubular element.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

На фиг. 1 показан ороситель башенной градирни.In fig. Figure 1 shows the sprinkler of a cooling tower.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:In fig. 1 the following designations are adopted:

1 - блок оросителя;1 - sprinkler block;

2 - трубчатый элемент оросителя.2 - tubular element of the sprinkler.

На фиг. 2 показана схема закручивания потока в оросителе башенной градирни.In fig. Figure 2 shows a diagram of the swirling flow in the sprinkler of a cooling tower.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:In fig. 2 the following notations are adopted:

1 - блок оросителя;1 - sprinkler block;

2 - трубчатый элемент оросителя;2 - tubular element of the sprinkler;

3 - участок завихрения;3 - vortex section;

4 - участок стабилизации;4 - stabilization section;

5 - завихритель;5 - swirler;

6 - траектория движения потока воздуха.6 - trajectory of air flow.

На фиг. 3 показана принципиальная схема системы оборотного водоснабжения с реализацией способа закручивания потока в оросителе башенной градирни.In fig. Figure 3 shows a schematic diagram of a circulating water supply system with the implementation of a method of swirling the flow in the sprinkler of a cooling tower.

На фиг. 3 приняты следующие обозначения:In fig. 3 the following notations are adopted:

I - блок оросителя;I - sprinkler block;

7 - конденсатор турбоагрегата;7 - turbine unit condenser;

8 - градирня башенного типа;8 - tower-type cooling tower;

9 - циркуляционные насосы;9 - circulation pumps;

10 - циркуляционные водоводы;10 - circulation water lines;

11 - форсунки водораспределительной системы;11 - nozzles of the water distribution system;

12 - воздухорегулирующее устройство.12 - air control device.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Блок оросителя 1 (фиг. 1 и 3) выполнен из трубчатых элементов 2 (фиг. 1 и 2), которые могут быть изготовлены, например, из полимерных материалов с помощью экструзии - процесса постоянного формирования полимерного изделия посредством продавливания расплава через формующую головку. Трубчатые элементы 2 (фиг. 1 и 2) размещают вертикально параллельно друг другу и скрепляют между собой в местах соприкосновения наружных поверхностей, например, приклеиванием при нагреве поверхностей из полимерных материалов в местах контакта. Каждый трубчатый элемент 2 (фиг. 1 и 2), включает в себя расположенные последовательно по ходу движения потока воздуха участки завихрения 3 (фиг. 2) и участок стабилизации 4 (фиг. 4), при этом внутри каждого трубчатого элемента 2 (фиг. 1 и 2) соосно его продольной оси на участке завихрения 3 (фиг. 2) установлены винтообразные завихрители 5 (фиг. 2), а длина завихрителя 5 (фиг. 2) эквивалентна длине участка завихрения 3 (фиг. 1 и 2) и определяется функциональным назначением участка завихрения 3 (фиг. 2). Длина участка стабилизации 5 (фиг. 2) равна пяти эквивалентным диаметрам проходного сечения трубчатого элемента 2 (фиг. 2). Экспериментально доказано, что именно такое соотношение является необходимым и достаточным для стабилизации потока. Завихрители 5 (фиг. 2), которые, например, также изготавливаются из полимерных материалов с помощью экструзии, устанавливают на участке завихрения 3 (фиг. 2) и закрепляют, например, с помощью сил трения при натяге.The sprinkler block 1 (Figs. 1 and 3) is made of tubular elements 2 (Figs. 1 and 2), which can be made, for example, from polymer materials using extrusion - the process of constantly forming a polymer product by pressing the melt through a molding head. Tubular elements 2 (Figs. 1 and 2) are placed vertically parallel to each other and fastened together at the points of contact of the outer surfaces, for example, by gluing surfaces made of polymeric materials at the points of contact when heated. Each tubular element 2 (Fig. 1 and 2) includes vortex sections 3 (Fig. 2) and a stabilization section 4 (Fig. 4) located sequentially along the direction of air flow, while inside each tubular element 2 (Fig. 1 and 2) coaxially with its longitudinal axis in the swirl section 3 (Fig. 2), helical swirlers 5 (Fig. 2) are installed, and the length of the swirler 5 (Fig. 2) is equivalent to the length of the swirl section 3 (Fig. 1 and 2) and is determined the functional purpose of the vortex section 3 (Fig. 2). The length of the stabilization section 5 (Fig. 2) is equal to five equivalent diameters of the flow section of the tubular element 2 (Fig. 2). It has been experimentally proven that precisely this ratio is necessary and sufficient to stabilize the flow. Swirlers 5 (Fig. 2), which, for example, are also made of polymer materials using extrusion, are installed in the swirl section 3 (Fig. 2) and secured, for example, using friction forces during tension.

Способ охлаждения воды в башенной градирне реализуют следующим образом:The method of cooling water in a cooling tower is implemented as follows:

- подают от конденсатора турбоагрегата 7 (фиг. 3) охлаждаемую воду в башенную градирню (фиг. 3);- cooled water is supplied from the condenser of the turbine unit 7 (Fig. 3) to the cooling tower (Fig. 3);

- распределяют и разбрызгивают охлаждаемую воду, например, с помощью форсунок 11 (фиг. 3) водораспределительной системы сверху блока оросителя 1 (фиг. 1-3);- cooled water is distributed and sprayed, for example, using nozzles 11 (Fig. 3) of the water distribution system on top of the sprinkler block 1 (Fig. 1-3);

- через воздухорегулирующее устройство 12 (фиг. 3) снизу блока оросителя 1 (фиг. 1-3) противопотоком охлаждаемой воде подают поток воздуха;- through the air control device 12 (Fig. 3) from the bottom of the sprinkler block 1 (Fig. 1-3), a counterflow of cooled water is supplied with an air flow;

- в блоке оросителя 1 (фиг. 1-3) с помощью завихрителей 5 (фиг. 2) обеспечивают закручивание поднимающегося вверх потока воздуха и охлаждение падающей вниз воды;- in the sprinkler block 1 (Fig. 1-3) with the help of swirlers 5 (Fig. 2) they provide swirling of the rising air flow and cooling of the falling water;

- стабилизируют поток воздуха на участке стабилизации 4 (фиг. 2);- stabilize the air flow in the stabilization section 4 (Fig. 2);

- спрямленный поток воздуха выводят сверху блока оросителя 1 (фиг. 1-3) без вращательного движения;- the straightened air flow is discharged from above the sprinkler block 1 (Fig. 1-3) without rotational movement;

- охлажденную воду направляют в конденсатор турбоагрегата.- cooled water is sent to the condenser of the turbine unit.

Реализация заявленного способа с использованием блока оросителя показана на следующем примере.The implementation of the claimed method using a sprinkler unit is shown in the following example.

Блок оросителя 1 (фиг. 3) устанавливают в градирню башенного типа 8 (фиг. 3), сверху блока оросителя 1 (фиг. 3) с помощью форсунок 11 водораспределительной системы (фиг. 3) разбрызгивают охлаждаемую воду, подаваемую по циркуляционным водоводам 10 (фиг. 3) после конденсатора турбоагрегата 7 (фиг. 3) с помощью циркуляционных насосов 9 (фиг. 3), снизу блоков оросителя 1 (фиг. 3) самотягой подают воздушный поток через воздухорегулирующее устройство 12 (фиг. 3) в направлении, противоположном направлению движения потока охлаждаемой воды, в блоках оросителя 1 (фиг. 1-3) с помощью завихрителей 5 (фиг. 2) обеспечивают закручивание потока воздуха, поднимающегося вверх, и охлаждение падающей вниз воды из форсунок 11 водораспределительной системы (фиг. 3), охлажденную воду после градирни башенного типа 8 (фиг. 3) снова подают по циркуляционным водоводам 10 (фиг. 3) в конденсатор турбоагрегата 7 (фиг. 3) с помощью циркуляционных насосов 9 (фиг. 3).The sprinkler block 1 (Fig. 3) is installed in a tower-type cooling tower 8 (Fig. 3), on top of the sprinkler block 1 (Fig. 3) with the help of nozzles 11 of the water distribution system (Fig. 3) spray cooled water supplied through circulation conduits 10 ( Fig. 3) after the condenser of the turbine unit 7 (Fig. 3) with the help of circulation pumps 9 (Fig. 3), from the bottom of the sprinkler blocks 1 (Fig. 3) the air flow is supplied by gravity through the air control device 12 (Fig. 3) in the opposite direction in the direction of movement of the flow of cooled water, in the sprinkler blocks 1 (Fig. 1-3) with the help of swirlers 5 (Fig. 2) they provide swirling of the air flow rising upward and cooling of the water falling down from the nozzles 11 of the water distribution system (Fig. 3), the cooled water after the tower-type cooling tower 8 (Fig. 3) is again supplied through circulation water lines 10 (Fig. 3) to the condenser of the turbine unit 7 (Fig. 3) using circulation pumps 9 (Fig. 3).

За счет установки винтообразных завихрителей 5 (фиг. 2) внутри трубчатых элементов 2 (фиг. 1 и 2) на участке завихрения 3 (фиг. 2) каждого трубчатого элемента 2 (фиг. 1 и 2) оросителя 1 (фиг. 1-3) создается равномерное поступательно-вращательное движение потока воздуха. За счет этого увеличивается время взаимодействия сред путем удлинения пути воздушного потока, движущегося по поступательно-вращательной траектории, что ведет к интенсификации теплообмена. После участка завихрения 3 (фиг. 2) на участке стабилизации 4 (фиг. 2), длина которого составляет пять эквивалентных диаметров проходного сечения трубчатого элемента 2 (фиг. 1 и 2), по мере движения воздушного потока обеспечивается его спрямление для уменьшения аэродинамического сопротивления в надоросительном пространстве. Таким образом, увеличивается охлаждающая способность и производительность градирен, повышается экономичность работы турбоустановок.Due to the installation of helical swirlers 5 (Fig. 2) inside the tubular elements 2 (Fig. 1 and 2) in the swirl section 3 (Fig. 2) of each tubular element 2 (Fig. 1 and 2) of the sprinkler 1 (Fig. 1-3 ) a uniform translational-rotational movement of air flow is created. Due to this, the interaction time of the media increases by lengthening the path of the air flow moving along a translational-rotational trajectory, which leads to intensified heat transfer. After the vortex section 3 (Fig. 2) in the stabilization section 4 (Fig. 2), the length of which is five equivalent diameters of the flow section of the tubular element 2 (Figs. 1 and 2), as the air flow moves, it is straightened to reduce aerodynamic drag in the supernatural space. Thus, the cooling capacity and productivity of cooling towers increases, and the operating efficiency of turbine units increases.

Использование заявленного изобретения позволяет увеличить охлаждающую способность и производительность градирен, а также повысить экономичность работы турбоустановок за счет интенсификации теплообмена в оросителях градирен на тепловых и атомных электростанциях.The use of the claimed invention makes it possible to increase the cooling capacity and productivity of cooling towers, as well as to increase the efficiency of operation of turbine units due to the intensification of heat exchange in the sprinklers of cooling towers at thermal and nuclear power plants.

Claims (2)

1. Способ охлаждения воды в башенной градирне, в котором подают от конденсатора турбоагрегата, распределяют и разбрызгивают охлаждаемую воду, противопотоком подают и закручивают поток воздуха, а охлажденную воду направляют в конденсатор турбоагрегата, отличающийся тем, что поток воздуха подают снизу блока оросителя, внутри блока оросителя охлаждают воду тем, что поток воздуха закручивают, после чего стабилизируют и спрямленный поток воздуха выводят сверху блока оросителя.1. A method for cooling water in a tower cooling tower, in which the cooled water is supplied from the condenser of the turbine unit, the cooled water is distributed and sprayed, the air flow is supplied and swirled in countercurrent, and the cooled water is directed to the condenser of the turbine unit, characterized in that the air flow is supplied from the bottom of the sprinkler block, inside the block sprinklers cool the water by swirling the air flow, after which they stabilize and the straightened air flow is discharged from above the sprinkler block. 2. Блок оросителя, выполненный в виде трубчатых элементов, размещенных вертикально параллельно друг другу и скрепленных между собой в местах соприкосновения наружных поверхностей, отличающийся тем, что каждый трубчатый элемент включает в себя расположенные последовательно по ходу движения потока воздуха участки завихрения и стабилизации, при этом внутри каждого трубчатого элемента соосно его продольной оси на участке завихрения установлены винтообразные завихрители, а длина участка стабилизации равна пяти эквивалентным диаметрам проходного сечения трубчатого элемента.2. A sprinkler block made in the form of tubular elements placed vertically parallel to each other and fastened together at the points of contact of the outer surfaces, characterized in that each tubular element includes vortex and stabilization areas located sequentially along the direction of the air flow, while Inside each tubular element, helical swirlers are installed coaxially with its longitudinal axis in the swirl section, and the length of the stabilization section is equal to five equivalent diameters of the flow section of the tubular element.
RU2023132596A 2023-12-11 Method of cooling water in cooling tower and sprinkler unit RU2819966C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2819966C1 true RU2819966C1 (en) 2024-05-28

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1761174A1 (en) * 1990-02-27 1992-09-15 Сибирский технологический институт Liquid film attachment
RU2295685C1 (en) * 2005-11-28 2007-03-20 Сергей Петрович Иванов Sprinkling device of the water cooling tower
RU64334U1 (en) * 2007-02-02 2007-06-27 Евгений Владимирович Боев WATER catcher
RU70355U1 (en) * 2007-09-18 2008-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" COMBINED WATERING COOLER
RU2335724C1 (en) * 2007-03-05 2008-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Cooling tower sprinkler
RU2472086C1 (en) * 2011-11-10 2013-01-10 Олег Савельевич Кочетов Thermal power plant

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1761174A1 (en) * 1990-02-27 1992-09-15 Сибирский технологический институт Liquid film attachment
RU2295685C1 (en) * 2005-11-28 2007-03-20 Сергей Петрович Иванов Sprinkling device of the water cooling tower
RU64334U1 (en) * 2007-02-02 2007-06-27 Евгений Владимирович Боев WATER catcher
RU2335724C1 (en) * 2007-03-05 2008-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Cooling tower sprinkler
RU70355U1 (en) * 2007-09-18 2008-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" COMBINED WATERING COOLER
RU2472086C1 (en) * 2011-11-10 2013-01-10 Олег Савельевич Кочетов Thermal power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4085171A (en) Spray cooling system
RU2819966C1 (en) Method of cooling water in cooling tower and sprinkler unit
SK9742000A3 (en) Method and apparatus for forming granulate from a melt of chemical products
RU2610629C1 (en) Combined cooling tower with rational water recycling system
RU193253U1 (en) SELF-DISTRIBUTED LIQUID VAPOR COOLING FAN
US3854523A (en) Liquid heat exchange system
US3533607A (en) Cooling tower with new liquid distribution and draft inducing means
RU2511851C1 (en) Combined cooling tower with rational system of water reuse
CN112414161B (en) Wet cooling tower
CN108800980A (en) A kind of power plant's humidification type double-curve cooling column
RU140850U1 (en) FRAME TWO-CIRCUIT EJECTION COOLING COOL
CN109999619B (en) Winding tube type heat exchanger for gas absorption
JPH04231897A (en) Boiling water reactor whose steam separating system is improved
RU2493521C1 (en) Water reuse system by kochetov
RU2511815C1 (en) Heat exchanger reactor
RU2411437C2 (en) Fan cooling tower
RU33637U1 (en) Cooling tower (options)
RU2132029C1 (en) Cooling tower
RU2431099C1 (en) Kochetov system of reverse water supply
CN218764830U (en) High efficiency counter-flow cooling tower for pharmacy
CN220322090U (en) Steam drainage collection device
RU201790U1 (en) SMALL COOLING TOWER
RU2166163C2 (en) Ejection cooling tower
CN115501751B (en) Wet desulfurization oxidation air system
RU33636U1 (en) Cooling tower