RU40450U1 - Градирня (варианты) - Google Patents

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к теплотехнике, в частности к испаритетельным охладителям-градирням, и может найти применение как на действующих тепловых и атомных электростанциях, так и при строительстве или модернизации градирен, а также на других промышленных объектах, где требуется охлаждение воды или других жидкостей. Задачей заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей предлагаемой градирни, которая в состоянии обеспечить возможность регулирования потока воздуха, что значительно повышает ее производительность и экономичность. Поставленная задача решается за счет того, что известная градирня содержит корпус, антиветровую вертикальную перегородку в средней части градирни, воздухо-входные окна, расположенные по периферии в нижней части корпуса, над которыми внутри корпуса градирни по обе стороны антиветровой перегородки установлен наклонный щит, форсунки, смонтированные на коллекторах водораспределительной системы и водосборный бассейн. Согласно предлагаемому техническому решению воздухо-входные окна снабжены регулируемыми жалюзями, смонтированными в проемах окон с возможностью поворота вокруг оси. Над имеющимися окнами выполнены дополнительные воздухо-входные окна, над которыми вдоль вертикальной стенки градирни внутри ее корпуса прикреплен наклонный к этой стенке щит, высота верхнего ребра которого от уровня зеркала воды в бассейне больше высоты нижнего ребра от упомянутого уровня, причем, форсунки, смонтированные на водораспределительном коллекторе, установлены напротив проем упомянутых дополнительных во воздухо-входных окон (вариант 1). Согласно предлагаемому техническому решению по варианту 2 воздухо-входные окна снабжены регулируемыми жалюзями, смонтированными в проемах окон с возможностью поворота вокруг оси. Над имеющимися окнами, выполнены дополнительные воздухо-входные окна, над которыми вдоль вертикальной стенки градирни снаружи ее корпуса прикреплен перпендикулярный к этой стенке горизонтальный щит, высота установки которого равна высоте дополнительного воздухо-входного окна, причем, форсунки, смонтированные на водораспределительном коллекторе, установлены напротив проем упомянутых дополнительных воздухо-входных окон. Кроме того, упомянутые наклонные и горизонтальные щиты могут быть прикреплены над окнами или дополнительными окнами по любому их сочетанию, а форсунки, расположенные на коллекторах водораспределительной системы напротив дополнительных окон могут быть установлены как внутри, так и снаружи корпуса градирни. Конструкция предлагаемой градирни позволяет обеспечить высокопроизводительную и экономичную работу градирен любых требуемых габаритов, с любым поперечным сечением корпуса, при любых погодных условиях.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к теплотехнике, в частности к испарительным охладителям - градирням, и может найти применение как на действующих тепловых и атомных электростанциях, так и при строительстве или модернизации градирен, а также на других промышленных объектах, где требуется охлаждение воды или других жидкостей.

Известна градирня, содержащая корпус с воздухо-входными окнами в нижней его части, и размещенные группами на водораспределительном коллекторе в проемах окон, водоструйные форсунки, расположенные под углом навстречу друг другу симметрично относительно вертикальной оси градирни со смещением от плоскости окна к центру градирни. Форсунки смонтированы на платформах с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси на угол, обеспечивающий высоту пересечения струй факелов жидкости. Каждая платформа представляет собой поворотный корпус с подвижными фланцами, соединенными с водораспределительной системой. На верхнем фланце каждой поворотной платформы размещены несколько водоструйных форсунок. (Патент Республики Беларусь №3450, МПК F 28 С 1/00, F 28 F 25/06 опубл. 2000).

Недостатком этой градирни является выполнение трубопроводов водораспределительной системы в виде ступенчатой перевернутой пирамиды, у которой периметры для каждого нижнего ряда уменьшаются по отношению к верхнему. Это ведет к уменьшению количества форсунок в каждом нижерасположенном уровне по отношению к вышерасположенному особенно в многогранных градирнях, что уменьшает производительность градирни, а присоединение каждой поворотной платформы к коллектору через отдельные поворотные фланцы значительно усложняет конструкцию за счет увеличения количества фланцевых соединений.

Ближайшим техническим решением (прототип) является градирня, по патенту Российской Федерации №33637 МПК F 28 С 1/00, опубл. 2003 г. Градирня содержит корпус с воздухо-входными окнами по периферии в нижней его части, форсунки в проемах окон, расположенные на коллекторе водораспределительной системы

и смонтированные под углом навстречу друг другу, симметрично относительно вертикальной оси градирни. В нижней части градирни расположен водосборный бассейн, а в средней ее части - вертикальная антиветровая перегородка, причем над окнами, вдоль вертикальной стенки внутри корпуса градирни по обе стороны антиветровой перегородки, установлен щит, смонтированный наклонно к упомянутой стенке и, образующий вместе с нижним уровнем окон эжекционный трапецеидальный канал (вариант 1). По варианту 2 над окнами, вдоль вертикальной стенки снаружи корпуса градирни установлен щит, смонтированный перпендикулярно к упомянутой стенке и образующий вместе с нижним уровнем окон эжекционный канал прямоугольного сечения.

Однако эффективность работы такой градирни иногда зависит от погодных условий, так как в жаркое и холодное время года необходимо обеспечивать разные режимы охлаждения.

Задачей заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей предлагаемой градирни, которая в состоянии обеспечить возможность регулирования потока воздуха, что значительно повышает ее производительность и экономичность.

Поставленная задача решается за счет того, что известная градирня содержит корпус, антиветровую вертикальную перегородку в средней части градирни, воздухо-входные окна, расположенные по периферии в нижней части корпуса, над которыми внутри корпуса градирни по обе стороны антиветровой перегородки установлен наклонный щит, форсунки, смонтированные на коллекторах водораспределительной системы и водосборный бассейн. Согласно предлагаемому техническому решению воздухо-входные окна градирни снабжены регулируемыми жалюзями, смонтированными в проемах окон с возможностью поворота вокруг оси- Над имеющимися окнами выполнены дополнительные воздухо-входные окна, над которыми вдоль вертикальной стенки градирни внутри ее корпуса прикреплен наклонный к этой стенке щит. Высота верхнего ребра наклонного щита от уровня зеркала воды в бассейне больше высоты нижнего ребра от упомянутого уровня, причем, форсунки, смонтированные на водораспределительных коллекторах, установлены напротив проемов упомянутых дополнительных воздухо-входных окон (вариант 1).

Согласно предлагаемому техническому решению по варианту 2 воздухо-входные окна градирни снабжены регулируемыми жалюзями, смонтированными в проемах окон с возможностью поворота вокруг оси. Над имеющимися окнами, выполнены дополнительные воздухо-входные окна, над которыми вдоль вертикальной стенки градирни снаружи ее корпуса прикреплен перпендикулярный к этой стенке горизонтальный щит, высота установки которого равна высоте дополнительного окна, причем, форсунки, смонтированные на водораспределительных коллекторах, установлены напротив проемов упомянутых дополнительных воздухо-входных окон.

Кроме того, упомянутые наклонные и горизонтальные щиты могут быть прикреплены над окнами или дополнительными окнами по любому их сочетанию, а форсунки, расположенные на коллекторах водораспределительной системы напротив дополнительных окон могут быть установлены как внутри, так и снаружи корпуса градирни.

На фиг.1 показан общий вид градирни с наклонными щитами (вариант 1).

На фиг.2 показан общий вид градирни с горизонтальными щитами (вариант 2).

Градирня содержит корпус 1 в виде вертикального прямоугольного в сечении короба. В нижней части градирни вдоль одной из вертикальных стенок корпуса 1 расположены нижние окна 2, в проемах которых смонтированы с возможностью поворота вокруг оси регулируемые жалюзи 3. Над нижними окнами 2 выполнены верхние дополнительные окна 4, напротив проемов, которых установлены коллекторы 5 водораспределительной системы 6. Коллекторы 5 могут быть установлены как внутри, так и снаружи корпуса 1 градирни. На коллекторах 5 закреплены блоки 7 с форсунками 8. Форсунки 8 могут быть установлены непосредственно на патрубках коллектора 5. Над окнами 2 внутри корпуса 1 вдоль вертикальной стенки градирни наклонно к этой стенке установлен щит 9, а над дополнительными окнами 4 - наклонный щит 10. Высота Н верхнего ребра наклонного щита 10 над окнами 4 от уровня зеркала воды 11 в водосборном бассейне 12 больше высоты H₁ нижнего ребра этого щита от упомянутого уровня. Высота Н₂ верхнего ребра наклонного щита 9 над окнами 2 от уровня зеркала воды 11 в водосборном бассейне 12 больше высоты Н₃ нижнего ребра щита 9 над окнами 2 от упомянутого уровня. В средней части корпуса

1 установлена вертикальная антиветровая перегородка 13, по обе стороны которой расположены нижние окна 2 и дополнительные окна 4.

На чертежах (фиг.1 и 2) показаны струи факелов 14, вытекающих из форсунок 8, которые пересекаются, как над антиветровой перегородкой 13, так и по обе стороны последней, и зоны 15 пересечения струй факелов 14. Стрелками 16 показано направление движения охлаждающего воздуха поступающего в градирню.

Между нижней поверхностью наклонного щита 9 и уровнем зеркала воды 11 образуется канал 17 трапециидального сечения в который через жалюзи 3, установленные под определенным углом поступает охлаждающий воздух за счет разряжения, создаваемого струями факелов 14. Между нижней поверхностью наклонного щита 10 и верхней поверхностью наклонного щита 9 образуется эжекционный канал 18 трапецеидального сечения (вариант 1).

По варианту 2 над нижними окнами 2 снаружи корпуса 1 вдоль вертикальной стенки градирни перпендикулярно к ней установлен горизонтальный щит 19, а над дополнительными окнами 4 - горизонтальный щит 20.

Между нижней поверхностью горизонтального щита 19 и уровнем зеркала воды 11 образуется канал 21 прямоугольного сечения в который через жалюзи 3, установленные под определенным углом поступает охлаждающий воздух за счет разряжения, создаваемого струями факелов 14. Между нижней поверхностью горизонтального щита 20 и верхней поверхностью горизонтального щита 19 образуется эжекционный канал 22 прямоугольного сечения.

Ширина эжекционных каналов 18 и 22 равна ширине дополнительных окон 4, а ширина каналов 17 и 21 - соответственно ширине окна 2. Количество же эжекционных каналов 18 и 22, и каналов 17 и 21 равно соответственно количеству окон 4 и 2.

Возможны различные комбинации установки щитов. Наклонные щиты 9 и 10 внутри градирни могут устанавливаться не только совместно, но и раздельно. Аналогично могут устанавливаться горизонтальные щиты 19 и 20 снаружи градирни. Установка упомянутых щитов зависит от конкретных условий и технологических требований.

Градирня работает следующим образом.

Охлаждаемая вода через водораспределительную систему 6 с коллекторами 5, на которых установлены форсунки 8, или их блоки 7 подается внутрь градирни.

При жарких погодных условиях жалюзи 3 открыты, и воздух, проходя между открытыми жалюзями 3, поступает в нижнюю часть градирни, охлаждая оборотную воду. При морозных погодных условиях жалюзи 3 закрыты, во избежание покрытия льдом водораспределительной системы. Оборотная вода из форсунок 8 в верхней части градирни, падает в водосборный бассейн 12. Размер капель (усредненный объемно-поверхностный диаметр капель), охлажденной в верхней части градирни воды на порядок меньше, чем размер капель в нижней части градирни. В этом случае значительно увеличивается площадь контакта охлаждаемой воды с воздухом, что повышает эффективность ее охлаждения.

Такое выполнение конструкции градирни позволяет значительно увеличить ее производительность за счет разности температурных напоров внутри и снаружи градирни и создания разрежения в верхней части градирни факелами распыла форсунок 8. По существу предлагаемая градирня представляет собой комплексное решение в виде двух, установленных в одном корпусе, одна над другой градирен, где в верхней части расположена эжекционная градирня, а в нижней части - брызгальная.

В зависимости от погодных условий жалюзи 3 открывают или прикрывают на определенный угол (от полного открытия в жаркую погоду, до полного их закрытия в морозную погоду) и тем самым регулируют температуру и объемы поступающего в градирню воздуха, что позволяет уменьшить количество циклов оборотной воды, и тем самым снизить энергетические затраты.

В результате мелкодисперсного распыла оборотной воды в несколько раз увеличивается площадь контакта капель с охлаждающим воздухом, за счет дополнительного дробления капель охлаждаемой жидкости при их взаимном пересечении, При этом образуется кипящий слой в виде мелкодисперсных капель жидкости и охлаждающего воздуха, и происходит интенсивный тепломассобмен с дополнительным охлаждением оборотной воды в нижней части градирни. Охлаждаемая в результате контактного взаимодействия и отсепарированная из капельно-воздушного потока вода собирается в водосборном бассейне 12, а отработавший нагретый воздух отводится наружу через верхний срез корпуса градирни. Значительное увеличение

воздуха создает благоприятные условия для эффективного охлаждения оборотной воды.

Конструкция предлагаемой градирни позволяет обеспечить высокопроизводительную и экономичную работу градирен любых требуемых габаритов, с любым поперечным сечением корпуса при любых погодных условиях.

Источники информации.

1. Патент РБ №3450, МПК F 28 С 1/00, F 28 F 25/06 опубл. 2000

2. Патент РФ №2166163, МПК F 28 C 1/00 опубл. 2001.

3. Патент Республики Беларусь №1307, МПК F 28 C 1/00, опубл. 2004 (прототип).

Claims (6)

1. Градирня, содержащая корпус, антиветровую вертикальную перегородку в средней части корпуса, воздухо-входные окна, расположенные продольно вдоль вертикальных стенок корпуса в нижней его части, наклонный щит над окнами внутри градирни по обе стороны антиветровой перегородки, форсунки, смонтированные на коллекторах водораспределительной системы, и водосборный бассейн, отличающаяся тем, что воздухо-входные окна снабжены регулируемыми жалюзями, установленными в проемах окон с возможностью поворота вокруг оси, над окнами выполнены дополнительные воздухо-входные окна, над которыми внутри корпуса градирни прикреплен наклонный щит, высота верхнего ребра которого от уровня зеркала воды в бассейне больше высоты нижнего ребра от упомянутого уровня, причем форсунки, смонтированные на водораспределительных коллекторах, установлены напротив проемов упомянутых дополнительных воздухо-входных окон.

2. Градирня по п.1, отличающаяся тем, что наклонные щиты прикреплены над воздухо-входными окнами и дополнительньми воздухо-входными окнами по любому их сочетанию.

3. Градирня по п.1 или 2, отличающаяся тем, что форсунки, расположенные на коллекторах водораспределительной системы напротив дополнительных окон, могут быть установлены как внутри, так и снаружи корпуса градирни.

4. Градирня, содержащая корпус, антиветровую вертикальную перегородку в средней части корпуса, воздухо-входные окна, расположенные продольно вдоль вертикальных стенок корпуса в нижней его части, щит над окнами по обе стороны антиветровой перегородки, установленный перпендикулярно наружной стенке градирни, форсунки, смонтированные на коллекторах водораспределительной системы, и водосборный бассейн, отличающаяся тем, что воздухо-входные окна снабжены регулируемыми жалюзями, установленными в проемах окон с возможностью поворота вокруг оси, над окнами выполнены дополнительные воздухо-входные окна, над которыми перпендикулярно наружной стенке корпуса прикреплен горизонтальный щит, высота которого от нижнего уровня дополнительного окна равна высоте окна, причем форсунки, смонтированные на водораспределительных коллекторах, установлены напротив проемов упомянутых дополнительных воздухо-входных окон.

5. Градирня по п.4, отличающаяся тем, что горизонтальные щиты прикреплены над воздухо-входными окнами и дополнительными воздухо-входными окнами по любому их сочетанию.

6. Градирня по п.4 или 5, отличающаяся тем, что форсунки, расположенные на коллекторах водораспределительной системы напротив дополнительных окон, могут быть установлены как внутри, так и снаружи корпуса градирни.