Система оборотного водоснабжения

Авторы патента:

F28C1 - Оросительные холодильники непосредственного контакта, например градирни (конструкции сооружений E04H 5/12; холодильные камеры, охлаждаемые орошением F25; конструктивные элементы оросительных холодильников F28F 25/00)

Владельцы патента RU 2484399:

Кочетов Олег Савельевич (RU)
Стареева Мария Олеговна (RU)

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды. Система оборотного водоснабжения, содержащая градирни, имеющие раздельные гидравлические контуры приготовления и потребления воды и содержащие корпус, в нижней части которого расположены, по крайней мере, два бака для сбора воды, которые соединены между собой компенсационной трубой, обеспечивающей гидравлическую независимость контуров приготовления рабочей воды и ее потребления, при этом один бак соединен с насосом, который подает охлажденную в градирне воду потребителю, которая снова поступает через вентиль по трубопроводу во второй бак, из которого нагретая вода насосом через фильтр и вентиль подается по трубопроводу в коллектор с форсунками, размещенными в верхней части корпуса градирни, а на участке между фильтром и вентилем установлена система контроля гидравлического сопротивления фильтра, состоящая из манометра и вентиля. Форсунки состоят из корпуса, который выполнен из двух соосных между собой частей - основания и крышки, жестко скрепленных между собой посредством четырех защелок, а к основанию тангенциально прикреплен входной патрубок, создающий вихревое давление напора в корпусе форсунок, при этом крышка выполнена объемной по эвольвентному профилю с центральным коническим отверстием, с углом конуса при вершине, равным 130°, а основание выполнено фигурным, с центральным обтекателем вихревого потока, образованным конической поверхностью, переходящей в сферу при вершине, направленной в сторону центрального конического отверстия в крышке, а основание конической поверхности плавно сопряжено с тороидальной поверхностью основания. Технический результат - повышение производительности работы градирни. 5 ил.

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является решение по а.с. СССР №435442, С02В 1/10 от 04.07.72 г., включающее систему оборотного водоснабжения с применением градирен, соединенных между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды (прототип).

Недостатком известного способа является сравнительно невысокая эффективность из-за невысокой степени распыла жидкости форсунками и неэкономичность из-за перерасхода воды за счет отсутствия пластинчатого оросителя и каплеуловителя.

Технический результат - повышение производительности работы градирни.

Это достигается тем, что в системе оборотного водоснабжения с применением градирен, соединенных между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды, каждая из соединенных между собой градирен содержит корпус, в нижней части которой расположен бак для сбора воды с системой подпитки воды, затрачиваемой на испарение, который соединен с насосом, подающим охлажденную в градирне воду потребителю через фильтр, причем на участке между фильтром и потребителем установлена система контроля гидравлического сопротивления фильтра, состоящая из манометра и вентиля.

На фиг.1 изображена схема системы оборотного водоснабжения с применением градирен для одного потребителя; на фиг.2 изображена схема системы оборотного водоснабжения с градирнями, имеющими раздельные гидравлические контуры приготовления и потребления воды, на фиг.3 - схема форсунки, на фиг.4 - разрез А-А фиг.3, на фиг.5 - расходная характеристика форсунки при давлении на входе р=0,1 МПа.

Система оборотного водоснабжения с применением градирен содержит градирни, соединенные между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды. Для одного потребителя (фиг.1) система включает в себя корпус 1 градирни, в нижней части которой расположен бак 2 для сбора воды с системой подпитки 3 воды, затрачиваемой на испарение. Бак 2 соединен с насосом 6, который подает охлажденную в градирне воду потребителю 8 через фильтр 7. На участке между фильтром 7 и потребителем 8 установлена система контроля гидравлического сопротивления фильтра, состоящая из манометра 9 и вентиля 10. После нагрева воды в потребителе 8 она снова поступает через вентиль 11 по трубопроводу 4 в коллектор 5 с форсунками, размещенными в верхней части корпуса градирни. Вода охлаждается встречным потоком воздуха, поступающего противотоком снизу, и цикл тепломассообменного процесса повторяется.

Система оборотного водоснабжения с градирнями, имеющими раздельные гидравлические контуры приготовления и потребления воды (фиг.2), включает в себя корпус 1 градирни (возможен вариант с несколькими параллельно соединенными градирнями - на чертеже не показано), в нижней части которой расположены, по крайней мере, два бака для сбора воды: бак 2 и бак 12 с системой подпитки 3 воды, затрачиваемой на испарение. Баки 2 и 12 (емкости) соединены между собой компенсационной трубой, обеспечивающей гидравлическую независимость контуров приготовления рабочей воды и ее потребления.

Бак 2 соединен с насосом 6, который подает охлажденную в градирне воду потребителю 8. На участке между насосом 6 и потребителем 8 установлена система контроля гидравлического сопротивления системы, состоящая из манометра 9 и вентиля 10. После нагрева воды в потребителе 8 она снова поступает через вентиль 11 по трубопроводу 4 во второй бак 12, из которого нагретая вода насосом 13 через фильтр 7 и вентиль 17 подается по трубопроводу 14 в коллектор 5 с форсунками, размещенными в верхней части корпуса градирни.

Вода охлаждается встречным потоком воздуха, поступающего противотоком снизу, и цикл тепломассообменного процесса повторяется. На участке между фильтром 7 и вентилем 17 установлена система контроля гидравлического сопротивления фильтра 7, состоящая из манометра 16 и вентиля 15.

Форсунка для систем испарительного охлаждения воды (фиг.3 и 4) состоит из полого корпуса, выполненного из двух соосных между собой частей: основания 18 и крышки 19, жестко скрепленных между собой посредством четырех защелок 20. К основанию 18 тангенциально прикреплен входной патрубок 22, создающий вихревое давление напора в корпусе форсунки. Крышка 19 выполнена объемной по эвольвентному профилю с центральным коническим отверстием 21, с углом конуса при вершине, равным 130°. Основание 18 выполнено фигурным, с центральным обтекателем вихревого потока, образованным конической поверхностью 23, переходящей в сферу 24 при вершине, направленной в сторону центрального конического отверстия 21 в крышке 19, а основание конической поверхности 23 плавно сопряжено с тороидальной поверхностью 25 основания 18.

Система оборотного водоснабжения с применением градирен работает следующим образом.

Эффект охлаждения в градирне достигается за счет испарения 1% циркулирующей через градирню воды, которая разбрызгивается форсунками 5 и в виде пленки стекает в бак через сложную систему каналов оросителя навстречу потоку охлаждающего воздуха, нагнетаемого вентиляторами (на чертеже не показано). Эффективный каплеотделитель позволяет снизить потери воды в результате капельного уноса. Количество капельной влаги, уносимое потоком воздуха, зависит от плотности орошения и при максимальном значении 25 м³/(час·м²) не превышает 0,1% от величины объемного расхода охлаждаемой воды через градирню.

Одним из важных моментов для наиболее эффективного использования градирен в водооборотной системе является оптимальный выбор схемы гидравлических контуров подключения. Схемы гидравлических контуров могут различаться в зависимости от количества градирен, используемых в одном контуре, а также от характера потребителя. Диапазон регулирования производительности градирни определяется характером потребителя. Самый простой гидравлический контур отдельной градирни, используемый для одного участка обслуживания, приведен на фиг.1. Вода из градирни 1 поступает в бак 2, откуда циркуляционным насосом 6 подается потребителю 8 и далее - в градирню 1. В области промышленного строительства, особенно когда расход воды, циркулирующий через охладитель потребителя заметно меньше расхода воды, циркулирующего через градирни, применяется схема, приведенная на фиг.2. Здесь обратная вода, поступающая от потребителей 8, отстаивается в накопительных (емкостях) баках 2 и 12, объем которых рассчитывается примерно на 5-10 минут работы установки. Из нее насос 13 (насосы) контура приготовления рабочей жидкости откачивают воду на испарительные градирни 1. Из градирни охлажденная вода поступает в аналогичную ванну (бак). Основная отличительная черта такой схемы - гидравлическая независимость контуров приготовления рабочей воды и потребления, обеспечиваемая наличием компенсационной трубы между емкостями (баками). Может использоваться также и одна емкость с перегородкой, обеспечивающей перелив между ее частями. Вследствие этого совершенно не обязательно постоянно регулировать мощность градирен в соответствии с требованиями пользователя. Вентиляторы градирен могут работать в режиме просто "Вкл/Выкл". Кроме этого каждая такая градирня работает всегда с полной нагрузкой и обеспечивает максимально возможное охлаждение воды для данных погодных условий. Обе схемы не чувствительны к заморозкам, поскольку градирни полностью дренируются в накопительные емкости, устанавливаемые в помещении, либо расположенные под землей.

Форсунка для систем испарительного охлаждения воды работает следующим образом.

Жидкость под давлением поступает со стороны тангенциально расположенного к основанию 18 входного патрубка 22 в форсунку и создается вихревое давление напора в корпусе форсунки. Затем поток раскручивается вокруг центрального обтекателя вихревого потока, образованного конической поверхностью 23, переходящей в сферу 24 при вершине, направленной в сторону центрального конического отверстия 21 в крышке 19, и выходит из отверстия 21 в крышке 19 вращающимся по объемному эвольвентному профилю, что способствует увеличению дальности полета капель как по горизонтали, так и по вертикали, что изображено на опытных характеристиках, представленных на фиг.5.

Рекомендуемый диапазон давлений для предлагаемой форсунки от 0,1 МПа до 0,01 МПа. При данном диапазоне давлений обеспечивается полное раскрытие и заполнение факела форсунки капельной влагой. При давлении ниже указанного раскрытие факела не происходит, а при давлениях выше рекомендуемого может наблюдаться повышение капельного уноса воды. Превышение давления перед форсунками обычно свидетельствует о их засорении и необходимости их очистки.

В зимнее время эксплуатация градирен может усложняться из-за обмерзания их конструкций, особенно это относится к градирням, расположенным в суровых климатических условиях. Обмерзание градирен может привести к аварийному состоянию, вызывая деформации и обрушение оросителя из-за дополнительных нагрузок от образовавшегося на нем льда. Поэтому в зимний период не следует допускать колебаний тепловой и гидравлической нагрузок, необходимо обеспечивать равномерное распределение охлаждаемой воды по площади оросителя и не допускать понижения плотности орошения на отдельных участках.

Система оборотного водоснабжения, содержащая градирни, имеющие раздельные гидравлические контуры приготовления и потребления воды и содержащие корпус, в нижней части которого расположены, по крайней мере, два бака для сбора воды, которые соединены между собой компенсационной трубой, обеспечивающей гидравлическую независимость контуров приготовления рабочей воды и ее потребления, при этом один бак соединен с насосом, который подает охлажденную в градирне воду потребителю, которая снова поступает через вентиль по трубопроводу во второй бак, из которого нагретая вода насосом через фильтр и вентиль подается по трубопроводу в коллектор с форсунками, размещенными в верхней части корпуса градирни, а на участке между фильтром и вентилем установлена система контроля гидравлического сопротивления фильтра, состоящая из манометра и вентиля, отличающаяся тем, что форсунки состоят из корпуса, который выполнен из двух соосных между собой частей - основания и крышки, жестко скрепленных между собой посредством четырех защелок, а к основанию тангенциально прикреплен входной патрубок, создающий вихревое давление напора в корпусе форсунок, при этом крышка выполнена объемной по эвольвентному профилю с центральным коническим отверстием, с углом конуса при вершине, равным 130°, а основание выполнено фигурным, с центральным обтекателем вихревого потока, образованным конической поверхностью, переходящей в сферу при вершине, направленной в сторону центрального конического отверстия в крышке, а основание конической поверхности плавно сопряжено с тороидальной поверхностью основания.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к водооборотным системам тепловыделяющих объектов, в частности водооборотным системам герметичных стендов для испытаний насосов, преимущественно, крупных, например нефтяных магистральных насосов.

Система оборотного водоснабжения // 2482409

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к системам оборотного водоснабжения промышленных предприятий. .

Тепломассообменный аппарат с комбинированной схемой взаимодействия потоков газа и жидкости // 2480699

Изобретение относится к тепломассообменному аппарату с комбинированной схемой взаимодействия потоков газа и жидкости, содержащий корпус, водораспределительную систему, в основании которой установлены трубки для подачи жидкости в каналы непосредственного взаимодействия потоков газа и жидкости в прямотоке регулярной насадки.

Вентиляторная градирня кочетова // 2477432

Градирня вентиляторная кочетова // 2477431

Теплообменное устройство для охлаждения шахтной вентиляционной струи // 2476798

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплообменным устройствам, предназначенным для передачи тепла от теплоносителя к потребителю тепла, имеющему температуру более низкую, чем температура теплоносителя, и обеспечивающим таким образом охлаждение последнего.

Многоконтурная эжекционная градирня // 2473855

Изобретение относится к теплоэнергетике. .

Способ кочетова испарительного охлаждения воды // 2473033

Вентиляторная градирня кочетова // 2473032

Тепловая электростанция кочетова // 2472948

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. .

Конденсационная паротурбинная электростанция с акустической кабиной для оператора // 2484400

Изобретение относится к теплоэнергетике

Система оборотного водоснабжения с применением градирен // 2486422

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды

Комбинированная градирня // 2488058

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплообменным аппаратам, и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения тепловых электростанций и промышленных предприятий, где применяются башенные и/или вентиляторные градирни

Способ кочетова испарительного охлаждения воды // 2488059

Градирня вентиляторная // 2489662

Система оборотного водоснабжения // 2493520

Изобретение относится к контактным охладителям. Система оборотного водоснабжения с применением градирен содержит градирни, соединенные между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды, при этом градирни имеют раздельные гидравлические контуры приготовления и потребления воды, каждая из соединенных между собой градирен содержит корпус, в нижней части которого расположены, по крайней мере, два бака для сбора воды, которые соединены между собой компенсационной трубой, обеспечивающей гидравлическую независимость контуров приготовления рабочей воды и ее потребления, при этом один бак соединен с насосом, который подает охлажденную в градирне воду потребителю, которая снова поступает через вентиль по трубопроводу во второй бак, из которого нагретая вода насосом через фильтр и вентиль подается по трубопроводу в коллектор с форсунками, размещенными в верхней части корпуса градирни, а на участке между фильтром и вентилем установлена система контроля гидравлического сопротивления фильтра, состоящая из манометра и вентиля, корпус каждой из форсунок выполнен в виде подводящего штуцера с отверстием для подвода жидкости из магистрали, и соосно соединенной с ним цилиндрической гильзой, а соосно корпусу, в его нижней части, подсоединено сопло, выполненное в виде центробежного завихрителя в виде глухой цилиндрической вставки с, по крайней мере, тремя тангенциальными вводами в виде цилиндрических отверстий, при этом в торцевой поверхности центробежного завихрителя выполнены последовательно соединенные соосные между собой и корпусом осевые коническое и цилиндрическое дроссельные отверстия, а центробежный завихритель установлен в цилиндрической камере корпуса с образованием кольцевой цилиндрической камеры для подвода жидкости к тангенциальным вводам центробежного завихрителя и соединен с тремя камерами, установленными последовательно и соосно ему: конической, цилиндрической, диффузорной выходной камерой, причем камеры установлены таким образом, что выход одной камеры является входом для другой, при этом тангенциальные вводы выполнены в виде каналов, тангенциально расположенных к внутренней поверхности вставки. Технический результат - повышение производительности работы контактных охладителей. 2 ил.

Система кочетова оборотного водоснабжения // 2493521

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды. Система оборотного водоснабжения с применением градирен содержит градирни, соединенные между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды, каждая из соединенных между собой градирен содержит корпус, в нижней части которого расположен бак для сбора воды с системой подпитки воды, затрачиваемой на испарение, а в верхней - коллектор с форсунками, причем бак соединен с насосом, подающим охлажденную в градирне воду потребителю через фильтр, причем на участке между фильтром и потребителем установлена система контроля гидравлического сопротивления фильтра, состоящая из манометра и вентиля, корпус каждой из форсунок выполнен в виде подводящего штуцера с отверстием для подвода жидкости из магистрали, и соосно соединенной с ним цилиндрической гильзой, а соосно корпусу, в его нижней части подсоединено сопло, выполненное в виде центробежного завихрителя в виде глухой цилиндрической вставки с по крайней мере тремя тангенциальными вводами в виде цилиндрических отверстий, при этом в торцевой поверхности центробежного завихрителя выполнены последовательно соединенные, соосные между собой и корпусом осевые коническое и цилиндрическое дроссельные отверстия, а центробежный завихритель установлен в цилиндрической камере корпуса с образованием кольцевой цилиндрической камеры для подвода жидкости к тангенциальным вводам центробежного завихрителя и соединен с тремя камерами, установленными последовательно и соосно ему: конической, цилиндрической, диффузорной выходной камерой, причем камеры установлены таким образом, что выход одной камеры является входом для другой, при этом тангенциальные вводы выполнены в виде каналов, тангенциально расположенных к внутренней поверхности вставки. Технический результат - повышение производительности работы градирни. 2 ил.

Вентиляторная градирня // 2493522

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды. Вентиляторная градирня содержит корпус, разбрызгивающее устройство, бак для сбора жидкости и вентилятор, корпус состоит из двух частей - верхней части, включающей ороситель и каплеотделитель, между которыми расположен коллектор разбрызгивающего устройства с форсунками, и нижней части, в которой расположен бак-водосборник для сбора охлаждаемой воды с установленным на нем вентилятором, причем корпус изготовлен из тонколистовой нержавеющей стали, а в баке-водосборнике имеется диффузор, который представляет собой часть корпуса и соединен с вентилятором, выполненным с пластиковым рабочим колесом и многоскоростным электродвигателем. Форсунка содержит корпус, штуцер и соосно расположенную с ними вставку-завихритель, а в штуцере выполнен расширяющийся канал для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, которое выполнено осесимметрично корпусу и плавно переходит в соосное с ним фигурное отверстие, выполненное в форме сопла Лаваля, а в цилиндрическом отверстии корпуса осесимметрично ему установлена цилиндрическая вставка-завихритель, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы, причем по оси вставки-завихрителя выполнено центральное осевое отверстие с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов, при этом вставка-завихритель устанавливается в корпусе через упругие прокладки и поджимается штуцером посредством резьбового соединения корпус-штуцер, ороситель содержит сложенные слоями параллельно друг другу трубчатые элементы из термопластичного материала с решетчатой стенкой, причем по торцам трубчатые элементы сварены между собой, трубчатые элементы выполнены с треугольным поперечным сечением и между каждым слоем трубчатых элементов поперек трубчатых элементов вдоль каждого их торца проложена полоса из термопластичного материала, сваренная с трубчатыми элементами в местах их соприкосновения с полосой, причем в процессе сварки оплавляют торцевые участки трубчатых элементов и проложенных между ними полос и формируют в процессе оплавления монолитные торцевые стенки блока, причем полости каждого из трубчатых элементов и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами, причем диаметр шаров на 5-10% больше максимального размера ячейки решетчатой стенки трубчатых элементов. Технический результат - повышение производительности работы градирни. 4 ил.

Градирня // 2494326

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для снижения температуры воды, отводящей тепло от теплообменных аппаратов в основном крупных электростанций. Техническим результатом, который обеспечивается изобретением, является сокращение выброса влаги из градирни в окружающее пространство. Технический результат достигается в градирне, содержащей расположенную над водосборным бассейном открытую полую башню с боковыми проемами у основания, заземленную электропроводную сетку, установленную с зазором относительно соединенных с высоковольтным источником питания коронирующих электродов, разбрызгиватель охлаждаемой воды и водоулавливающее устройство, причем заземленная электропроводная сетка установлена в полости башни наклонно к горизонту не ниже уровня разбрызгивателя охлаждаемой воды и выполнена конической формы с вершиной в центре полости башни. Установка заземленной сетки наклонно в полости башни не ниже уровня разбрызгивателя охлаждаемой воды позволяет обеспечить отекание образуемых капель по поверхности сетки вниз и исключить падение капель в разрядный промежуток, что позволяет обеспечить устойчивое горение коронного разряда и эффективную сепарацию влаги на поверхности заземленной сетки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Вентиляторная градирня кочетова // 2494327

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды. Вентиляторная градирня содержит корпус, разбрызгивающее устройство, бак для сбора жидкости и вентилятор, корпус состоит из двух частей - верхней части, включающей ороситель и каплеотделитель, между которыми расположен коллектор разбрызгивающего устройства с форсунками, и нижней части, в которой расположен бак-водосборник для сбора охлаждаемой воды с установленным на нем вентилятором, причем корпус изготовлен из тонколистовой нержавеющей стали, а в баке-водосборнике имеется диффузор, который представляет собой часть корпуса и соединен с вентилятором, выполненным с пластиковым рабочим колесом и многоскоростным электродвигателем, позволяющим в процессе работы, в зависимости от погодных условий, изменять производительность градирни за счет изменения расхода воздуха, а каплеотделитель выполнен с тройным рифлением, где поток воздуха три раза изменяет направление движения и за счет этого достигается значительное уменьшение каплеуноса. Каждая из форсунок разбрызгивающего устройства содержит корпус, штуцер и соосно расположенную с ними вставку-завихритель, а в штуцере выполнен расширяющийся канал для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, которое выполнено осесимметрично корпусу и плавно переходит в соосное с ним фигурное отверстие, выполненное в форме сопла Лаваля, а в цилиндрическом отверстии корпуса, осесимметрично ему, установлена цилиндрическая вставка-завихритель, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы, причем по оси вставки-завихрителя выполнено центральное осевое отверстие с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов, при этом вставка-завихритель устанавливается в корпусе через упругие прокладки и поджимается штуцером посредством резьбового соединения корпус-штуцер. Технический результат - повышение производительности работы градирни. 3 ил.