Секционная эжекционная градирня открытого типа

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве охладителя оборотной воды на средних и крупных промышленных объектах, в том числе и в северных широтах. Секционная эжекционная градирня содержит единый корпус, разделенный на секции объемными перегородками обтекаемой формы и расположенными под ними сквозными воздуховодными коридорами, образующими поверхностями которых являются сверху - наклонные водосливы, предназначенные для базирования эжекционных узлов, снизу - сплошной настил технологических площадок, а также систему лестниц, дверей и трапов для удобства технического обслуживания агрегата. Ниже технологических площадок в стенках корпуса по контуру градирни выполнены воздухозаборные окна, в проемах которых вертикально установлены блоки каплеуловителя, продольные стенки воздуховодных коридоров открыты, их входы с обеих сторон снабжены утепленными раздвижными затворами, проемы воздухозаборных окон снаружи имеют утепленные затворы поворотного типа, и в каждой секции между нижними кромками противоположных водосливов на опорную решетку уложен слой оросителя, а в верхней части градирня открыта по всей площади и по периметру ее корпуса смонтирован общий выхлопной канал, имеющий конфузорную форму. Технический результат - повышение охлаждающей способности градирни в летний период, обеспечение надежной работы градирни в зимний период даже при очень низких температурах и снижение капитальных затрат на строительство. 2 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве охладителя оборотной воды на средних и крупных промышленных объектах, включая электростанции типа ТЭС, ГРЭС и АЭС, в том числе и в северных широтах.

Наиболее близкой по техническим решениям, является эжекционная градирня (см. патент RU, №2506512, F28C 1/00, 27.02.2012) - прототип. Градирня имеет единый корпус, разделенный на секции криволинейными перегородками и сквозными воздуховодными тоннелями. В нижней части корпуса расположены рама опорная и водосборный бассейн. В верхней части градирни над каждой секцией устроен выхлопной канал с установленным внутри, каплеуловителем. Ограждающими поверхностями каждого тоннеля являются сверху - водосливы, по бокам - ветровые перегородки, снизу - палуба нижняя. Над входами тоннеля смонтированы завесы. Его внутренний объем поделен на два яруса технологической площадкой. Каждая секция имеет по два водослива с уклоном навстречу друг другу. Под водосливами расположены коллекторы водораспределительной системы. Над ними установлены эжекторы, форсунки которых сориентированы вверх по их осям. В каждом эжекторе обеспечен гидрозатвор между факелом форсунки и стенкой эжекционного канала.

Практика эксплуатации таких градирен выявила следующие их недостатки. Форма и сравнительно малая площадь выхлопных каналов, а также наличие в них каплеуловителя создают существенное аэродинамическое сопротивление, препятствуя выходу паровоздушной смеси. Вследствие этого при работе эжекторов в объеме активной зоны появляется некоторое избыточное давление воздуха. Под действием этого давления наблюдается частичный отток эжектированного воздуха через эжекционные каналы, который увлекает за собой водяную пыль. В зимний период это явление приводит к обледенению эжекционных узлов. Кроме того, указанное повышение давления снижает величину коэффициента эжекции, а следовательно, и охлаждающую способность агрегата.

При лобовом столкновении в верхней части водяных потоков, поступающих с противоположных водосливов, значительная часть воздуха уходит в атмосферу. После чего со струями образовавшегося дождя, свободно падающего в водосборный бассейн, взаимодействует намного меньшее количество воздуха, что также снижает эффективность процесса охлаждения воды.

Конструкция градирни имеет достаточно высокую металлоемкость.

Задачами данного изобретения являются: повышение охлаждающей способности градирни в летний период, обеспечение надежной работы градирни в зимний период даже при очень низких температурах и снижение капитальных затрат.

Для решения этих задач предложена секционная эжекционная градирня открытого типа, имеющая единый корпус, разделенный на секции объемными перегородками обтекаемой формы и расположенными под ними сквозными воздуховодными коридорами. Ниже, в стенках корпуса по контуру градирни выполнены воздухозаборные окна. В каждой секции между нижними кромками противоположных водосливов уложен слой оросителя. В верхней части градирня открыта по всей площади и по периметру ее корпуса смонтирован общий выхлопной канал, имеющий конфузорную форму.

Для удобства технического обслуживания градирня оснащена системой лестниц, дверей и трапов. Градирня может базироваться как над заглубленным железобетонным водосборным бассейном, так и в приподнятом положении.

Принципиальная схема градирни представлена на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 - общий вид градирни. На фиг. 2 - поперечный разрез по фиг. 1.

По схеме корпус градирни, базирующийся над заглубленным железобетонным водосборным бассейном, имеет металлический каркас 1. Корпус разделен на несколько секций объемными перегородками 2 и сквозными воздуховодными коридорами. Перегородки в поперечном сечении имеют обтекаемую грушевидную форму и обшиты снаружи листовыми полимерными материалами. Образующими поверхностями воздуховодных коридоров являются: сверху - наклонные водосливы 3, снизу - технологические площади 4. Продольные стенки воздуховодных коридоров открыты. Водосливы предназначены для базирования эжекционных узлов, на которых сверху устанавливают эжекционные каналы 5, а непосредственно под ними расположена водораспределительная система 6 с форсунками 7 и с запорной арматурой 8 на стояках. Ниже в стояки врезаны боковые отводы с запорной арматурой 9. В объеме каждой секции на уровне нижней кромки водосливов смонтирована опорная решетка 10, на которой уложен слой оросителя 11. Ниже технологических площадок в стенках корпуса по контуру градирни выполнены воздухозаборные окна, в проемах которых вертикально установлены блоки каплеуловителя 12. Входы воздуховодных коридоров с обеих сторон снабжены утепленными раздвижными затворами 13. Проемы воздухозаборных окон снаружи также имеют утепленные затворы 14 поворотного типа. Все раздвижные и поворотные затворы изготовлены из легких полимерных материалов В верхней части градирня открыта по всей площади и по периметру ее корпуса смонтирован общий выхлопной канал 15, имеющий конфузорную форму. Для технического обслуживания конструкций выхлопного канала в градирне предусмотрены два трапа - внутренний 16 и наружный - 17, а также двери 18. Обслуживающий персонал имеет свободный доступ к элементам водораспределительной системы, попадая в воздуховодные коридоры через открытые раздвижные затворы с поверхности нижнего трапа 19. В непосредственной близости от одной из торцевых стенок градирни смонтирована лестничная клеть 20. Для надежной локализации активной зоны и снижения теплопотерь при низких температурах все ограждения градирни 21 выполнены двухслойными из листовых полимерных материалов.

Градирня работает следующим образом. Нагретая вода выталкивается форсунками в эжекционные каналы 5, в которых из объемов воздуховодных коридоров эжектируется необходимое количество воздуха. Охлаждение воды начинается уже в объеме эжекционных каналов, где происходит интенсивный подсос воздуха и потоки движутся с большими скоростями - первая зона активного охлаждения. После эжекционных узлов потоки диспергированной воды, взаимодействуя с воздухом, в режиме интенсивной турбулизации движутся вверх по криволинейным траекториям на высоту до 4-5 м - вторая зона активного охлаждения. В верхней части градирни происходит лобовое столкновение потоков, поступающих с противоположных водосливов. При этом капли многократно дробятся и витают в процессе хаотического движения, как бы зависая в объеме на некоторое время.

Отработавший воздух уходит через выхлопной канал 15 в атмосферу - третья зона активного охлаждения. Затем охлаждаемая вода, увлекая за собой некоторую часть эжектированного воздуха, падает на поверхность оросителя 11 в виде свободного дождя. Здесь водяные потоки опять дробятся, интенсивно перемешиваясь с воздухом в его объеме - четвертая дополнительная зона активного охлаждения. Снижение скорости водяных потоков, а также наличие аэродинамического сопротивления препятствуют сквозному проходу воздуха вниз через слой оросителя. После оросителя охлажденная вода ниспадает в водосборный бассейн. В то же время за счет работы эжекционных узлов через воздуховходные окна градирни и блоки каплеуловителя 12 постоянно идет подсос новых объемов воздуха из атмосферы. Потоки воздуха, поступая в активную зону градирни, прежде чем попасть на всас эжекционных узлов, «просеиваются» сквозь капли и струи падающего дождя, доохлаждая оборотную воду - пятая дополнительная зона активного охлаждения.

Такая схема организации процесса обеспечивает режим интенсивного тепломассообмена теплоносителей практически на всем пути их перемещения в активной зоне градирни. Наличие оросителя не только способствует увеличению времени контакта теплоносителей и повышает эффективность процесса охлаждения, но и решает еще одну важную задачу. При его расположении между водосливами он создает некоторое аэродинамическое сопротивление, препятствуя рециркуляции отработавшего воздуха снова на всас эжекционных узлов.

Многократно увеличенная площадь общего выхлопного канала 15 соответственно уменьшает скорость выхода паровоздушной смеси до уровня много ниже скорости витания капель. Это предотвращает каплеунос даже без монтажа каплеуловителя в площади выхлопного канала и устраняет аэродинамическое сопротивление, препятствующее выходу отработавшего воздуха. Кроме того, отсутствие в активной зоне избыточного давления повышает коэффициент эжекции, а также исключает вынос капельной влаги из эжекционных каналов 5 в объем воздуховодных коридоров.

Предложенная конструкция градирни обеспечивает широкий диапазон регулирования агрегата при изменении климатических условий и тепловой нагрузки.

В летний период для того, чтобы обеспечить полное взаимодействие вновь поступающего атмосферного воздуха, раздвижные затворы 13 закрывают, а поворотные затворы 14 полностью открывают. Другие режимы работы градирни возможны, если обеспечить сообщение воздуховодных коридоров непосредственно с атмосферой, при частично открытых раздвижных затворах. В этом случае воздушный поток из объема активной зоны под оросителем уменьшится, но на всас эжекторов будет поступать больше воздуха с меньшей относительной влажностью.

В зимний период раздвижные затворы 13 всегда плотно закрыты. А поворотные затворы 14 в диапазоне умеренных температур частично или полностью открыты. При этом поступающий атмосферный воздух, «просеиваясь» через теплый дождь, ощутимо нагревается. В результате в объемах воздуховодных коридоров под водосливами создается «парниковая» зона за счет теплоты охлаждаемой воды.

При очень низких температурах в зависимости от тепловой нагрузки градирни поворотные затворы 14 частично открывают либо полностью закрывают, прекращая подачу холодного воздуха. При этом охлаждение воды осуществляется за счет ее конвективного теплообмена с холодным воздухом через выхлопной канал 15 градирни.

При экстремально низких температурах все затворы полностью закрыты. Запорную арматуру 8 на стояках закрывают, а 9 на боковых отводах открывают, и нагретая вода подается непосредственно в водосборный бассейн, минуя эжекционные узлы. При этом теплообмен с окружающей средой осуществляется только через выхлопной канал 15 со свободной поверхности воды в бассейне.

Технологическая схема процесса охлаждения и предлагаемая конструкция градирни позволяют получить следующие технические результаты.

Многократное увеличение площади выхлопного канала устраняет аэродинамическое сопротивление на выходе образовавшейся паровоздушной смеси и повышает коэффициент эжекции. Наличие оросителя улучшает тепломассообмен и предотвращает рециркуляцию отработавшего воздуха снова на всас эжекционных узлов. Атмосферный воздух поступает к эжекторам, «просеиваясь» через струи ниспадающего дождя, увеличивая время контакта теплоносителей. Все это повышает охлаждающую способность градирни.

Предложенная схема процесса тепломассообмена, наличие системы затворов, а также обогрев воздуховодных коридоров теплотой из активной зоны градирни гарантированно предотвращают обмерзание эжекционных узлов в зимний период.

Отсутствие у градирни кровли, а также второго яруса в конструкции воздуховодных коридоров существенно сокращает металлоемкость агрегата, а следовательно, и величину капитальных затрат на его строительство.

Секционная эжекционная градирня, содержащая единый корпус, разделенный на секции объемными перегородками обтекаемой формы и расположенными под ними сквозными воздуховодными коридорами, образующими поверхностями которых являются сверху - наклонные водосливы, предназначенные для базирования эжекционных узлов, снизу - сплошной настил технологических площадок, а также систему лестниц, дверей и трапов для удобства технического обслуживания агрегата, отличающаяся тем, что ниже технологических площадок в стенках корпуса по контуру градирни выполнены воздухозаборные окна, в проемах которых вертикально установлены блоки каплеуловителя, продольные стенки воздуховодных коридоров открыты, их входы с обеих сторон снабжены утепленными раздвижными затворами, проемы воздухозаборных окон снаружи имеют утепленные затворы поворотного типа, и в каждой секции между нижними кромками противоположных водосливов на опорную решетку уложен слой оросителя, а в верхней части градирня открыта по всей площади и по периметру ее корпуса смонтирован общий выхлопной канал, имеющий конфузорную форму.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды. Способ оборотного водоснабжения с применением градирен включает соединение между собой нескольких градирен 1 гидравлическими контурами приготовления и потребления воды.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к системам оборотного водоснабжения промышленных предприятий. Система оборотного водоснабжения содержит теплообменники, подключаемые прямой и обратной магистралями воды к бассейну-смесителю, снабженному охладителем, подключенным к прямой магистрали соединительным трубопроводом с регулятором расхода и эжектором, камера смешивания которого подключена к обратной магистрали воды с регулятором давления, а сопловая часть эжектора на внутренней поверхности имеет винтообразные канавки, связанные с кольцевой канавкой, подключенной к сборнику загрязнений, при этом охладитель включает вертикальный корпус, боковые стенки которого и установленные в нем секционные перегородки выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке, кроме того, регулятор расхода снабжен задвижкой с приводом регулятора скорости в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а на прямой магистрали воды установлен датчик температуры, подключенный к регулятору температуры, который содержит блок сравнения и блок задания, при этом блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, кроме того, выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, выход которого подключен к регулятору скорости привода задвижки, причем перегородки диффузоров и конфузоров выполнены из биметалла, при этом внутренний материал диффузоров имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности внутреннего материала конфузоров, при этом теплообменники снабжены термоэлектрическим генератором, выполненным в виде корпуса с двумя проходными каналами для горячей и охлажденной воды с комплектом дифференциальных термопар, «горячие» концы которых расположены внутри проходного канала для горячей воды, а их «холодные» концы расположены в проходном канале для охлажденной воды, причем вход проходного канала для горячей воды соединен через трехходовой клапан с обратной магистралью после теплообменников, а его выход соединен с обратной магистралью перед бассейном-смесителем, кроме того, вход проходного канала для охлажденной воды соединен с прямой напорной магистралью перед регулятором давления, а его выход соединен через трехходовой клапан с бассейном-смесителем, причем наружная поверхность каждого из теплообменников покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом, выполненным в виде витых пучков, продольно вытянутых от прямой магистрали перед теплообменниками до обратной магистрали после теплообменников.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам распределения воды вентиляторных градирен систем оборотного водоснабжения промышленных предприятий и электростанций.

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

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

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам охлаждения и распределения воды вентиляторных градирен систем оборотного водоснабжения промышленных предприятий и электростанций.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Надувная башенная градирня содержит металлический каркас, водоуловитель, кольцевой водораспределитель, снабженный разбрызгивателями, ороситель, опорное кольцо, воздуховпускные окна, в которых установлены на вертикальных осях заслонки, причем оболочка башни состоит из тороидальных колец, заполненных воздухом и поделенных по окружности перегородками на секции, выполненных из гибкого, герметичного, коррозионно-стойкого материала, установленных друг на друга и соединенных между собой по кольцевому основанию, нижнее тороидальное кольцо установлено на опорное кольцо и прикреплено к нему, компрессор, соединенный с трубопроводом, выполненным также из гибкого, герметичного, коррозионно-стойкого материала и состоящим из вертикальной подающей магистрали, соединенной с секциями каждого тороидального кольца через распределительные патрубки, соединенные с кольцевыми коллекторами, которые в свою очередь соединены с каждой секцией секционными патрубками, снабженными на входе в секции обратными клапанами.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при воздушном охлаждении оборотной воды в башенных градирнях с диаметром диффузора 20…30…40 м, применяемых в ТЭЦ, АЭС и промышленных предприятиях.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения технологического оборудования, охлаждаемого водой.

Изобретение относится к вентиляторам и может быть использовано, например, в промышленной энергетике, в частности в градирнях и предположительно в авиации для регулирования подъемной силы летательных аппаратов. Особенностью вновь предложенного вентилятора является то, что опорная часть снабжена турбинными венцами, состоящими из двух рядов лопаток прямого и обратного хода и содержит сопловые устройства, закрепленные на опорной части, причем сопловые устройства снабжены поворотными втулками и окнами. 3 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве охладителя оборотной воды на средних и крупных промышленных объектах, в том числе и в северных широтах. Секционная эжекционная градирня содержит единый корпус, разделенный на секции объемными перегородками обтекаемой формы и расположенными под ними сквозными воздуховодными коридорами, образующими поверхностями которых являются сверху - наклонные водосливы, предназначенные для базирования эжекционных узлов, снизу - сплошной настил технологических площадок, а также систему лестниц, дверей и трапов для удобства технического обслуживания агрегата. Ниже технологических площадок в стенках корпуса по контуру градирни выполнены воздухозаборные окна, в проемах которых вертикально установлены блоки каплеуловителя, продольные стенки воздуховодных коридоров открыты, их входы с обеих сторон снабжены утепленными раздвижными затворами, проемы воздухозаборных окон снаружи имеют утепленные затворы поворотного типа, и в каждой секции между нижними кромками противоположных водосливов на опорную решетку уложен слой оросителя, а в верхней части градирня открыта по всей площади и по периметру ее корпуса смонтирован общий выхлопной канал, имеющий конфузорную форму. Технический результат - повышение охлаждающей способности градирни в летний период, обеспечение надежной работы градирни в зимний период даже при очень низких температурах и снижение капитальных затрат на строительство. 2 ил.

Наверх