Эжекторная градирня

 

Использование: на тепловых электростанциях и других промышленных объектах в системах оборотного водоснабжения. Сущность изобретения: градирня содержит прямоугольный корпус с вертикально расположенной эжекционной камерой, по продольной оси входного сечения которой установлен коллектор с равномерно линейно расположенными в один ряд форсунками для распыла охлаждаемой воды и подсасывания охлаждающего воздуха, поворотной камерой для предварительного отделения охлажденной воды от воздуха с установленным в ней водосборником-распределителем, выходной воздушный камерой, в окне которой установлен инерционный сепаратор для отделения капель охлажденной воды от выпускаемого воздуха и установленным в нижней части корпуса резервуаром для сбора охлажденной воды. Форсунки установлены в верхней части эжекционной камеры и обращены вниз, эжекционная и выходная камеры имеют прямые стенки, смежное расположение и образованы боковыми стенками корпуса и расположенной внутри него продольной вертикальной перегородкой при заданных соотношениях, поворотная камера расположена в нижней части корпуса, окно выходной воздушной камеры расположено в верхней части ее внешней стенки, градирня снабжена регулятором уровня воды в резервуаре, водосборник-распределитель расположен на нижнем конце перегородки со стороны эжекционной камеры, а на внутренней поверхности стенки выходной камеры ниже сепаратора установлен дополнительный водосборник-распределитель, причем ширина каждого из водосборников-распределителей составляет 1/30 - 1/20 ширины соответствующей камеры, каждый из низ имеет сплошное дно, боковой борт со стороны открытого пространства соответствующей камеры и по меньшей мере один водоотвод, нижняя кромка которого расположена на отметке не выше заданного нижнего уровня воды в резервуаре. 1 ил.

Изобретение относится к контактным теплообменникам, в частности к эжекторным градирням, и может быть использовано на тепловых электростанциях и других промышленных объектах в системах оборотного водоснабжения.

Известна принимаемая в качестве прототипа эжекторная градирня, содержащая прямоугольный корпус с вертикально расположенной эжекционной камерой, по продольной оси входного сечения которой установлен коллектор с равномерно линейно расположенными в один ряд форсунками для распыла охлаждаемой воды и подсасывания охлаждающего воздуха, поворотной камерой для предварительного отделения охлажденной воды от воздуха с установленным в ней водосборником-распределителем, выходной воздушной камерой, в окне которой установлен инерционный сепаратор для отделения капель охлажденной воды от выпускаемого воздуха и установленным в нижней части корпуса резервуаром для сбора охлажденной воды. В указанной известной градирне эжекционная камера расположена внутри корпуса симметрично относительно его боковых стенок и имеет в продольном сечении профиль сопла Вентури, форсунки размещены в нижней части камеры и направлены вверх, а водосборник-распределитель занимает все поперечное сечение корпуса в пространстве между его стенками и эжекторной камерой. При такой конструкции градирни уменьшается эжекционный эффект за счет встречного по отношению к движению струй направления действия гравитационного поля Земли, а также из-за значительного гидравлического сопротивления, создаваемого водяным потоком вытекающих из водосборника распределителя струй на пути прокачиваемого эжектором воздуха. Кроме того, как показали экспериментальные исследования, профиль сопла Вентури, значительно усложняя конструкцию канала, не является оптимальным с точки зрения создания эжекционного эффекта.

Достигаемым результатом изобретения является упрощение конструкции градирни и повышение эффективности ее работы. Это обеспечивается тем, что в эжекторной градирне, содержащей прямоугольный корпус с вертикально расположенной эжекционной камерой, по продольной оси входного сечения которой установлен коллектор с равномерно линейно расположенными в один ряд форсунками для распыла охлаждаемой воды и подсасывания охлаждающего воздуха, поворотной камерой для предварительного отделения охлажденной воды от воздуха с установленным в ней водосборнином-распределителем, выходной воздушной камерой, в окне которой установлен инерционный сепаратор для отделения капель охлажденной воды от выпускаемого воздуха и установленным в нижней части корпуса резервуаром для сбора охлажденной воды форсунки установлены в верхней части эжекционной камеры и обращены вниз, эжекционная и выходная камеры имеют прямые стенки, смежное расположение и образованы боковыми стенками корпуса и расположенной внутри него продольной вертикальной перегородкой при соотношениях: F_эж (2400 4000)· Σf B_вых ≥ B_эж B_эж ≅ H ≅ B_вых, где F_эж - площадь поперечного сечения эжекционной камеры, Σf суммарная площадь выходного сечения форсунок, B_эж ширина эжекционной камеры, B_вых ширина выходной камеры, H расстояние от нижней кромки перегородки до заданной максимальной отметки уровня воды в резервуаре, поворотная камера расположена в нижней части корпуса, окно выходной воздушной камеры расположено в верхней части ее внешней стенки, градирня снабжена регулятором уровня воды в резервуаре, водосборник-распределитель расположен на нижнем конце перегородки со стороны эжекционной камеры, а на внутренней поверхности стенки выходной камеры ниже сепаратора установлен дополнительный водосборник-распределитель, причем ширина каждого из водосборников-распределителей составляет 1/30 1/20 ширины соответствующей камеры, каждый из них имеет сплошное дно, боковой борт со стороны открытого пространства соответствующей камеры и по меньшей мере один водоотвод, нижняя кромка которого расположена на отметке не выше заданного нижнего уровня воды в резервуаре.

На чертеже изображена предлагаемая градирня в аксонометрической проекции.

Градирня содержит прямоугольный корпус 1 с вертикально расположенной эжекционной камерой, по продольной оси входного сечения которой установлен коллектор 2 с равномерно линейно расположенными в ряд форсунками 3 для распыла охлаждаемой воды и подсасывания охлаждающего воздуха, поворотной камерой для предварительного отделения охлажденной воды от воздуха с установленным в ней водосборником-распределителем 4, выходной воздушной камерой, в окне которой установлен жалюзийный сепаратор 5 для отделения капель охлажденной воды от выпускаемого воздуха и установленным в нижней части корпуса резервуаром 6 для сбора охлажденной воды. При этом форсунки 3 установлены в верхней части эжекционной камеры и обращены вниз, эжекционная и выходная камеры имеют прямые стенки, смежное расположение и образованы боковыми стенками 7 корпуса и расположенной внутри него продольной вертикальной перегородкой 8 при соотношениях: F_эж (2400 4000) Σf, B_вых ≥ B_эж, B_эж ≅ H ≅ B_вых, где F_эж площадь поперечного сечения эжекционной камеры, Σf суммарная площадь выходного сечения форсунок, B_эж ширина эжекционной камеры, B_вых ширина выходной камеры, H расстояние от нижней кромки перегородки до заданной максимальной отметки уровня воды в резервуаре, поворотная камера расположена в нижней части корпуса, окно выходной воздушной камеры расположено в верхней части ее боковой (внешней) стенки 7, градирня снабжена регулятором 9 уровня воды в резервуаре 6, водосборник-распределитель 4 расположен на нижнем конце перегородки 8 со стороны эжекционной камеры, а на внутренней поверхности стенки 7 выходной камеры ниже сепаратора 5 установлен дополнительный водосборник-распределитель 10, причем ширина каждого водосборников-распределителей 4 и 10 составляет 1/30 1/20 ширины соответствующей камеры, каждый из них имеет сплошное дно, боковой борт со стороны открытого пространства соответствующей камеры и по меньшей мере один водоотвод 11 или 12, нижняя кромка которого расположена на отметке не выше заданного нижнего уровня воды в резервуаре 6. Для подачи охлаждаемой воды в коллектор 2 и отвода охлажденной в градирне воды из резервуара 6 предусмотрены патрубки соответственно 13 и 14, последний из которых снабжен механическим фильтром 15. В верхней части внешней стенки эжекционного камеры предусмотрено окно с поворотным направляющим аппаратом 16 для пропуска в эжекционную камеру подсасываемого воздуха.

Работа градирни происходит следующим образом. Вода, попадая в форсунки через подводящий патрубок 13 и коллектор 2, распыляется в виде факелов, направленных вертикально вниз в прямоугольную щель эжекциоонной камеры, выполняющую роль проточной части струйного аппарата (камеры смешения и диффузора), что обеспечивает эжекцию необходимого для охлаждения воды расхода воздуха. Как показали результаты экспериментальных исследований, максимальный эжектирующий эффект достигается при неизменяющемся по длине эжекционной камеры ее поперечном сечении и при отмеченных выше соотношениях между площадью последнего и суммарной площадью выходного сечения форсунок, а также между шириной B_эж и B_вых эжекционной и выходной камер и расстоянием H от нижней кромки перегородки 8 до заданной максимальной отметки уровня воды в резервуаре 6. Одновременно в аппарате происходит повышение давления эжектрируемого воздуха, достаточное для преодоления им гидравлического сопротивления выхлопного тракта, который имеет два основных местных сопротивления: поворот на 180^o при переходе из эжекционной и выходную камеру и сепаратор-каплеуловитель 5. В процессе контакта мелкодисперсных капель в факелах форсунок с потоком эжектируемого из атмосферы воздуха между ними происходит интенсивный теплообмен, сопровождающийся частичным испарением воды и ее охлаждение до температуры, определяемой входной температурой воздуха и парциальным давлением паров воды воздухе на входе в эжекционную камеру. При повороте в нижней части аппарата из воздушно-капельного потока происходит основная сепарация капельной влаги. Вода скапливается в сборнике охлажденной воды и через патрубок 14 и фильтр 15 подается во внешний теплообменник (на чертеже не показан) в качестве охлаждающего агента. Некоторая часть капельной влаги уносится восходящим потоком после его поворота на 180^oC и дополнительному повороту на 90^o к жалюзийному сепаратору 5, в котором осуществляется ее окончательное отделение от потока. Наличие водосборников-распределителей 4 и 10 с водоотводами, которые могут быть выполнены в виде установленных по торцам сборника желобов 11 или ограниченного числа водосточных труб12, исключает пересечение воздушно-капельного потока с потоками отсепарированной влаги, стекающими вниз перегородке 8 и вдоль внешней стенки 7 выходной камеры, что снижает гидравлическое сопротивление аппарата.

Формула изобретения

Эжекторная градирня, содержащая прямоугольный корпус с вертикально расположенной эжекционной камерой, по продольной оси входного сечения которой установлен коллектор с равномерно линейно расположенными в один ряд форсунками для распыла охлаждаемой воды и подсасывания охлаждающего воздуха, поворотной камерой для предварительного отделения охлажденной воды от воздуха с установленным в ней водосборником-распределителем, выходной воздушной камерой, в окне которой установлен инерционный сепаратор для отделения капель охлажденной воды от выпускаемого воздуха, и установленным в нижней части корпуса резервуаром для сбора охлажденной воды, отличающаяся тем, что форсунки установлены в верхней части эжекционной камеры и обращены вниз, эжекционная и выходная камеры имеют прямые стенки, смежное расположение и образованы боковыми станками корпуса и расположенной внутри него продольной вертикальной перегородкой при соотношениях F_эж = (2400 - 4000)·Σf, B_вых ≥ B_эж, B_эж ≅ H ≅ B_вых, где F_эж площадь поперечного сечения эжекционной камеры; Σf - суммарная площадь выходного сечения форсунок; B_эж ширина эжекционной камеры; B_вых ширина выходной камеры; H расстояние от нижней кромки перегородки по заданной максимальной отметки уровня воды в резервуаре, поворотная камера расположена в нижней части корпуса, окно выходной воздушной камеры расположено в верхней части ее внешней стенки, градирня снабжена регулятором уровня воды в резервуаре, водосборник-распределитель расположен на нижнем конце перегородки со стороны эжекционной камеры, а на внутренней поверхности стенки выходной камеры ниже сепаратора установлен дополнительный водосборник-распределитель, причем ширина каждого из водосборников-распределителей составляет 1/30 1/20 ширины соответствующей камеры, каждый из них имеет сплошное дно, боковой борт со стороны открытого пространства соответствующей камеры и по меньшей мере один водоотвод, нижняя кромка которого расположена на отметке не выше заданного нижнего уровня воды в резервуаре.

РИСУНКИ

Рисунок 1