Брызгательный бассейн

 

Изобретение относится к водоохладителям циркуляционных систем тепловых и атомных электростанций. Брызгательный бассейн содержит напорный коллектор с группами разбрызгивающих сопел в виде рядов, в нижней части которого подключены трубопроводы с эжекторами, на внутренней поверхности расширяющейся части каждого из которых выполнены винтообразные канавки, а сам эжектор установлен на поплавке и посредством гибкой гофрированной вставки соединен со стояком, кроме того, эжектор своей камерой смешивания соединен с пульсатором, а на дне бассейна установлены резонаторы Т-образной формы, состоящие из вертикальной упругой пластины, в нижней части закрепленной к постаменту, а в верхней части подвижно соединенной с пропеллером-поплавком, выполненным в виде спиралевидного вибратора. Изобретение позволяет повысить эффективность тепломассообмена как между поверхностью охлаждаемой воды и атмосферным воздухом, так и по всему объему брызгательного бассейна. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике, в частности к водоохладителям циркуляционных систем тепловых и атомных электростанций, и может быть использовано для охлаждения горячей воды на промышленных предприятиях.

Известен брызгательный бассейн (см. а.с. N 1286896 МКИ, F 28 C 1/00, 1987, Бюл. N 4), содержащий водоподводящий трубопровод, подключенный к размещенным над бассейном напорным коллекторам с группами разбрызгивающих сопел в виде рядов, разделенных между собой воздушными коридорами, с различными высотами факела.

Недостатком брызгательного бассейна является низкая эффективность охлаждения воды из-за снижения тепломассообмена над поверхностью бассейна, так как на пограничный слой, насыщенный парами в месте контакта поверхности воды бассейна и атмосферного воздуха, из сопел разбрызгивается дисперсная масса теплой воды.

Известен брызгательный бассейн (см. а.с. N 2128317, МПК 6 F 28 C 1/00, 1990, Бюл. N 9), содержащий водоподводящий трубопровод, подключенный к размещенному над бассейном напорному коллектору с группами разбрызгивающих сопел в виде рядов, разделенных между собой воздушными коридорами, с различными высотами факела, в нижней части напорных коллекторов подключены трубопроводы с эжекторами, на внутренней поверхности расширяющейся части каждого из которых выполнены винтообразные канавки, а сам эжектор установлен на поплавке и посредством гибкой гофрированной вставки соединен со стояком.

Недостатком брызгательного бассейна является недостаточная эффективность охлаждения воды из-за снижения тепломассообмена над поверхностью и в объеме воды бассейна, обусловленного сравнительно быстрым затуханием волн, увеличивающих поверхность теплообмена лишь в зоне нахождения расширяющейся части эжектора. Кроме того по объему бассейна, обусловленному его глубиной, наблюдается наличие застойных зон, в которых практически не осуществляется тепломассообмен из-за отсутствия перемещения относительно друг друга слоев жидкости.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности тепломассообмена как между поверхностью охлаждаемой воды и атмосферным воздухом, так и по всему объему брызгательного бассейна, что достигается увеличением площади контакта охлаждаемой воды с воздухом и обеспечением интенсификации перемещения слоев воды по глубине бассейна.

Поставленная задача решается тем, что брызгательный бассейн содержит подводящий трубопровод охлаждаемой воды, подключенный к размещенному над бассейном напорному коллектору с разбрызгивающими соплами в виде рядов, разделенных между собой воздушными коридорами, с различными высотами факела, в нижней части напорных коллекторов подключены трубопроводы с эжекторами, на внутренней поверхности расширяющейся части каждого из которых выполнены винтообразные канавки, а сам эжектор установлен на поплавке и посредством гибкой гофрированной вставки соединен со стояком, при этом эжектор своей камерой смешивания соединен с пульсатором, а на дне бассейна установлены устройства - резонаторы Т-образной формы, состоящие из вертикальной упругой пластины, закрепленной нижним концом на постаменте и в верхней части соединенной горизонтальной пластиной, выполненной в виде спиралевидного вибратора, обеспечивающего создание резонанса на поверхности контакта атмосферного воздуха и зеркала охлаждаемой воды.

На фиг. 1 схематически изображен фрагмент брызгательного бассейна, на фиг. 2 - принципиальная схема резонатора Т-образной формы.

Брызгательный бассейн 1 состоит из водоподводящего трубопровода 2, размещенного над бассейном напорного коллектора 3 с разбрызгивающими соплами 4, трубопроводов в виде стояков 5, эжекторов 6, камеры смешения 7, которая соединена с атмосферой при помощи патрубка 8, на расширяющейся части 9 эжектора 6 на внутренней ее поверхности выполнены винтообразные канавки 10, эжектор 6, установленный на поплавке 11 и имеющий гибкую гофрированную вставку 12, соединяющую эжектор 6 со стояком 5. Над патрубком 8 установлен пульсатор 13, а на дне бассейна установлен резонатор Т-образной формы 14, состоящий из вертикальной упругой пластины 15, закрепленной нижним концом на постаменте 15, а в верхней части установлен пропеллер-поплавок спиралевидной формы 17 с изменяющимся уровнем перемещения по вертикали между упорами 18 и 19.

Брызгательный бассейн работает следующим образом. Охлаждаемая вода насосами (не показано) подается в брызгательный бассейн 1 по водоподводящему трубопроводу 2 напорным коллектором 3 через размещенные на них разбрызгивающие сопла 4 и, контактируя с атмосферным воздухом, образует факелы различной высоты и при этом охлаждается. Часть охлаждаемой воды по трубопроводу, присоединенному к напорному коллектору 3, выполненному в виде вертикальных опускающихся вниз стояков 5, подводится к эжекторам 6, которые установлены на уровне поверхности воды и сориентированы в сторону ее движения. Камера смешивания 7 эжектора 6 через патрубок и пульсатор 13 импульсно засасывает холодный атмосферный воздух за счет образуемого вакуума, создаваемого гидродинамическими силами при выходе охлаждаемой воды из эжектора 6.

Водоотводящая эмульсия, образованная в камере смешивания 7, выбрасывается в расширяющуюся часть 9 эжектора 6, где перемещаясь по винтообразным канавкам 10, закручивается и в виде завихренного потока импульсно выбрасывается в брызгательный бассейн, создавая волны на зеркале воды. В процессе перемещения образованных волн по зеркалу воды брызгательного бассейна 1, они соприкасаются с резонатором 14, воздействуя на пропеллер-поплавок спиралевидной формы 17, который непрерывно колеблется между упорами 18 и 19. Наложение волн, образованных пульсирующим завихренным потоком и колебательно-вращательным движением пропеллера-поплавка, приводит к резонансу, устранению их затухания по мере удаления от эжектора 6. При этом поверхность зеркала воды в бассейне возрастает по сравнению с известной конструкцией, благодаря чему происходит усиленный тепломассообмен между водой и атмосферным воздухом. Кроме того, колебательное движение пропеллера-поплавка передается упругой пластине 15, жестко укрепленной на постаменте 16, и упругая пластина 15 начинает также колебаться, улучшая перемещение слоев жидкости по объему брызгательного бассейна. В результате наблюдается интенсификация процесса массообмена охлаждаемой и холодной воды по толщине жидкости. Наряду с этим, по пути движения воды в бассейне 1 в сторону водоотвода засасываемый эжектором 6 холодный атмосферный воздух выделяется из волн, находящихся в резонансном колебании, более длительное, по сравнению с известными решениями, время в виде пузырьков, которые уносят часть тепла, забираемого из охлаждаемой воды в процессе испарения.

Оригинальность технического решения заключается в повышении эффективности комплексного использования охлаждения горячей воды как при контакте с атмосферным воздухом, так и с массой холодной воды по всему объему брызгательного бассейна, обеспечивается возрастанием площади тепломассообмена, достигаемой увеличением размеров волн, образованных пульсирующим воздействием закрученного потока на зеркало бассейна и находящихся в режиме резонанса. Кроме того возрастает конвективная составляющая передачи тепла по толщине воды в бассейне за счет интенсификации перемешивания слоев жидкости при колебании вертикальной упругой пластины резонатора.

Формула изобретения

Брызгательный бассейн, содержащий водоподводящий трубопровод, подключенный к размещенному над бассейном напорному коллектору с группами разбрызгивающих сопел в виде рядов, разделенных между собой воздушными коридорами, с различными высотами факела, в нижней части напорных коллекторов подключены трубопроводы с эжекторами, на внутренней поверхности расширяющейся части каждого из которых выполнены винтообразные канавки, а сам эжектор установлен на поплавке и посредством гибкой гофрированной вставки соединен со стояком, отличающийся тем, что эжектор своей камерой смешивания соединен с пульсатором, а на дне бассейна установлены резонаторы Т-образной формы, состоящие из вертикальной упругой пластины, в нижней части закрепленной к постаменту, а в верхней части подвижно соединенной с пропеллером-поплавком, выполненным в виде спиралевидного вибратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2