Короткослоевой ороситель градирни

Авторы патента:

Пушнов Александр Сергеевич (RU)

Лозовая Наталья Петровна (RU)

Лагуткин Михаил Георгиевич (RU)

F28F25/08 - разбрызгивающие планки или решетки, например для собирания капель жидкости в жидкостные пленки; фильтры или фильтрующие слои для увеличения площади контактирующей поверхности (элементы насадок как таковые B01J 19/30,B01J 19/32)

Владельцы патента RU 2450231:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет инженерной экологии" (RU)

Изобретение относится к контактным устройствам для осуществления процессов тепло- и массообмена. Короткослоевой ороситель градирни состоит из собранных в пакеты гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с разнонаправленными гофрами на соседних листах, листы с косорасположенными гофрами чередуются с листами с пряморасположенными гофрами, причем высота пакетов оросителя находится в пределах, определяемых соотношением H=m·d_e, где Н - высота пакетов оросителя, m - коэффициент, равный m=3÷6, d_e - эквивалентный диаметр канала оросителя, равный d_e=4F/П, F - площадь живого сечения отверстия канала оросителя, П - периметр отверстия канала оросителя. В каждом последующем листе с пряморасположенными гофрами направление гофр изменяется на 90°. Пряморасположенные гофры выполнены трапециевидной формой сечения. Косорасположенные гофры на листах выполнены с углом наклона α=65÷85° по отношению к горизонтальной кромке листа. В каждом последующем листе с косорасположенными гофрами угол наклона гофр изменяется на противоположный. Косорасположенные гофры выполнены треугольной формой сечения. Пакеты оросителя в градирне уложены в несколько слоев, причем располагаются пакеты относительно друг друга с поворотом на 60÷90°. Изобретение направлено на интенсификацию процессов тепло- и массообмена при одновременном снижении гидравлического сопротивления. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к контактным устройствам для осуществления процессов тепло- и массообмена и может быть использовано в теплоэнергетике для охлаждения оборотной воды на промышленных предприятиях и электростанциях.

Известен ороситель градирни (патент SU №1354027, МКИ F28F 25/08, 1987 г.), содержащий блок, выполненный из скрученного спиралью гофрированного листа с прямыми гофрами, с размещенными между витками спирали прокладками из полимерного материала.

Недостатками этого оросителя являются повышенное гидравлическое сопротивление и большие габаритные размеры, а также его низкая надежность при эксплуатации в зимних условиях из-за частого разрушения полимерных прокладок и раскручивания спиралей.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов, которая применяется в качестве оросителя градирен (патент РФ №2188706, МПК 7 B01J 19/32, B01F 3/04 от 10.09.02), состоящая из собранных в пакеты гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с наклоном гофр соседних листов под углом к горизонту в противоположные стороны, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом и образующих между собой свободные каналы сложной геометрической формы.

К недостаткам этой конструкции относятся повышенное гидравлическое сопротивление и большие габаритные размеры, что затрудняет ее использование в современных малогабаритных вентиляторных градирнях, а также недостаточно интенсивная турбулизация потоков внутри пакета насадки, обусловленная геометрической формой каналов, и, следовательно, несущественное повышение эффективности тепло- и массообменных процессов.

Задача предлагаемого изобретения - уменьшение габаритных размеров пакета оросителя при одновременном снижении гидравлического сопротивления и сохранении высокой эффективности теплообмена.

Технический результат, который может быть получен при использовании данного изобретения, заключается в снижении гидравлического сопротивления и сохранении высокой эффективности теплообмена.

Указанный технический результат достигается тем, что в короткослоевом оросителе градирни, состоящем из собранных в пакеты гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с разнонаправленными гофрами на соседних листах, согласно изобретению листы с косорасположенными гофрами чередуются с листами с пряморасположенными гофрами. Высота пакетов оросителя находится в пределах, определяемых соотношением H=m·d_e, где Н - высота пакетов оросителя, m - коэффициент, равный m=3÷6, d_e - эквивалентный диаметр канала оросителя, равный d_e=4F/П, F - площадь живого сечения отверстия канала оросителя, П - периметр отверстия канала оросителя.

В каждом последующем листе с пряморасположенными гофрами направление гофр изменяется на 90°. Пряморасположенные гофры выполнены трапециевидной формой сечения.

Косорасположенные гофры на листах выполнены с углом наклона α=65÷85° по отношению к горизонтальной кромке листа. В каждом последующем листе с косорасположенными гофрами угол наклона гофр изменяется на противоположный. Косорасположенные гофры выполнены треугольной формой сечения.

Пакеты оросителя в градирне уложены в несколько слоев с поворотом относительно друг друга на 60÷90°.

На фиг.1 изображен короткослоевой ороситель градирни, состоящий из собранных в пакет 1 гофрированных листов. На фиг.2 изображен в плане пакет оросителя. На фиг.3 изображены гофрированные листы в пакете. На фиг.4 показано формирование входного участка гидродинамической стабилизации потока (изменение потери напора - ΔР и коэффициента теплоотдачи - α по длине канала).

Короткослоевой ороситель градирни состоит из собранных в пакет 1 гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с разнонаправленными гофрами на соседних листах, согласно изобретению листы с пряморасположенными гофрами 2, 3 чередуются с листами с косорасположенными гофрами 4, 5. Высота пакетов оросителя находится в пределах, определяемых соотношением H=m·d_e, где Н - высота пакетов оросителя, m - коэффициент, равный m=3÷6, d_e - эквивалентный диаметр канала оросителя, равный d_e=4F/П, F - площадь живого сечения отверстия канала оросителя, П - периметр отверстия канала оросителя.

Пакеты оросителя в градирне уложены в несколько слоев с поворотом относительно друг друга на 60÷90°.

Короткослоевой ороситель работает следующим образом. Вода подается на верхний торец пакета 1, собранного из гофрированных листов 2÷5, и стекает по их поверхности в виде тонкой пленки, контактируя с восходящими по свободным каналам пакета 1, образованным взаиморасположением гофрированных листов 2÷5, потоками воздуха. Таким образом, массообмен между водой и воздухом происходит в пленочном режиме. Расположение гофр на листах 2÷5 под углом к горизонтальной плоскости обеспечивает рациональное использование рабочего объема градирни вследствие увеличения пути прохождения воды. Кроме того, такое выполнение гофрированных листов 2÷5 обеспечивает более равномерный в поперечном сечении градирни слив с них охлаждаемой воды и тем самым позволяет предотвратить нежелательный односторонний слив воды с оросителя и возможное обледенение нижней части оросителя в зимний период эксплуатации. При этом обеспечивается дополнительное увеличение глубины охлаждения оборотной воды в градирне.

Выполнение листов с косорасположенными гофрами с углом наклона гофр α=65÷85° по отношению к горизонту обеспечивает наибольшую эффективность теплообмена при наименьшем приросте гидравлического сопротивления. При величине угла α<65° резко возрастает гидравлическое сопротивление, а при величине α>85° эффективность теплообмена практически не увеличивается. Изменение угла наклона гофр в каждом последующем листе с косорасположенными гофрами на противоположный позволяет обеспечить выравнивание поля скоростей потока воздуха перед пакетом оросителя в противоточных градирнях с боковым подводом охлаждающего воздуха.

Выполнение листов с пряморасположенными гофрами горизонтально и вертикально, чередующихся через один лист с пряморасположенными гофрами, позволяет повысить турбулентность контактирующих потоков внутри пакета оросителя и, как следствие, повысить эффективность тепло- и массообменных процессов.

Расположение пакетов оросителя в градирне в несколько слоев с поворотом относительно друг друга на 60÷90° позволяет разорвать и обновить пленку жидкости и тем самым интенсифицировать процесс тепло- и массообмена в оросителе.

Предлагаемое изобретение позволяет получить максимальный эффект интенсификации процессов тепло- и массообмена за счет оптимизации высоты оросителя градирен с учетом эффектов входного участка гидродинамической стабилизации потока, где пограничные слои еще не сомкнулись после входа в канал - зона «Z» (см. фиг.4). В этой зоне «Z» происходят экстремальные изменения параметров потока. Перестроение потока связано с повышенным гидравлическим сопротивлением по отношению к следующей части канала. Указанная трансформация потока имеет своим следствием увеличение локальной турбулентности. Интенсификация процесса происходит за счет турбулизации потока. Величиной этой зоны целесообразно ограничить высоту пакетов регулярной насадки в градирне. При этом оказывается возможным обеспечить большую эффективность тепло- и массообмена при меньшей высоте слоя оросителя.

Выполнение оптимальной высоты пакета оросителя градирен позволяет получить максимальный эффект интенсификации процессов тепло- и массообмена, а также уменьшить при этом габариты градирен.

Предлагаемое устройство обеспечивает:

- снижение гидравлического сопротивления в оросительных устройствах градирен;

- уменьшение габаритов градирен и снижение капитальных затрат при их строительстве;

- высокую эффективность тепло- и массообменных процессов за счет выбора оптимальной высоты оросителя градирен.

1. Короткослоевой ороситель градирни, состоящий из собранных в пакеты гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с разнонаправленными гофрами на соседних листах, отличающийся тем, что листы с косорасположенными гофрами чередуются с листами с пряморасположенными гофрами, причем высота пакетов оросителя находится в пределах, определяемых соотношением
H=m·d_e,
где Н - высота пакетов оросителя;
m - коэффициент, равный m=3÷6;
d_e - эквивалентный диаметр канала оросителя, равный d_e=4F/П;
F - площадь живого сечения отверстия канала оросителя;
П - периметр отверстия канала оросителя.

2. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что в каждом последующем листе с пряморасположенными гофрами направление гофр изменяется на 90°.

3. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что пряморасположенные гофры выполнены трапециевидной формой сечения.

4. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что косорасположенные гофры на листах выполнены с углом наклона α=65÷85° по отношению к горизонтальной кромке листа.

5. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что в каждом последующем листе с косорасположенными гофрами угол наклона гофр изменяется на противоположный.

6. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что косорасположенные гофры выполнены треугольной формой сечения.

7. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что пакеты оросителя в градирне уложены в несколько слоев, причем располагаются пакеты относительно друг друга с поворотом на 60÷90°.

Похожие патенты:

Ороситель градирни // 2445567

Изобретение относится к тепломассообмену в теплоэнергетике и химической технологии, в частности к конструктивным элементам, например, градирен, в водооборотных циклах промышленных предприятий, в сооружениях биологической очистки сточных вод.

Блок оросителя градирни // 2428645

Регулярная насадка // 2425317

Изобретение относится к тепло - и массообменным устройствам и может быть использовано для осуществления процесса испарительного охлаждения оборотной воды в градирнях энергетических и других промышленных предприятий, например, на электростанциях.

Ороситель градирни // 2418256

Блок насадки градирни // 2418255

Лист оросителя шевронной структуры и блок оросителя градирни (варианты) // 2418254

Вентиляторная градирня кочетова // 2418250

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

Ороситель градирни // 2416777

Изобретение относится к оросителям градирен и может быть использовано для охлаждения оборотной воды в градирнях энергетических и других промышленных предприятий, например на теплоэлектростанциях (ТЭЦ) и атомных электростанций (АЭС).

Полимерный капельно-пленочный ороситель градирен // 2414663

Изобретение относится к энергетике и химической промышленности и может быть использовано как составная часть тепломассообменного оборудования при непосредственном контакте между газом и жидкостью, в частности в промышленных градирнях для охлаждения оборотной воды.

Ороситель градирен // 2414662

Изобретение относится к энергетике и химической промышленности, может быть использовано как составная часть тепломассообменного оборудования при непосредственном контакте между газом и жидкостью, в частности в промышленных градирнях для охлаждения оборотной воды, и направлено на повышение эффективности тепломассообменного процесса.

Ороситель градирни // 2477433

Ороситель градирни (варианты) // 2490578

Труба полимерная оросителя градирни // 2491488

Полимерная труба оросителя градирни // 2493528

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами. Полимерная труба оросителя градирни содержит плоские сплошные стенки и выполнена в поперечном сечении в виде прямоугольника или квадрата, на стенках трубы выполнены последовательно чередующиеся ряды выступов или впадин, причем каждый выступ или впадина расположены под углом к поперечному сечению трубы от 30° до 45°, причем прямоугольная или квадратная в поперечном сечении труба выполнена с закругленными углами, в продольном направлении полимерная труба разделена поперечными выпуклыми узкими и широкими гофрами на секции, при этом узкие и широкие поперечные гофры поочередно чередуются, в каждой секции выполнены или, по крайней мере, один ряд выступов или, по крайней мере, один ряд впадин, причем выступы выполнены в два раза шире впадин, а вдоль трубы выполнено последовательно одна секция с выступами, две секции с впадинами, две секции с выступами и одна секция с впадинами. В результате достигается повышение интенсивности тепломассообмена при повышении надежности работы оросителя градирни, собранного из этих труб. 1 ил.

Ороситель градирни кочетова // 2494331

Изобретение относится к энергетике и предназначено для проведения тепломассообменных процессов между газом и жидкостью при их непосредственном контакте, в частности в вентиляторных и башенных градирнях, и позволяет повысить охлаждающую способность оросителя и снизить материалоемкость. Ороситель градирни в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, трубы выполнены цилиндрическими, размещены во всех слоях параллельно друг другу и сварены по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки труб, а каждая из труб по внешней поверхности обмотана взаимопересекающимися нитями. Технический результат - повышение охлаждающей способности оросителя и снижение материалоемкости. 4 ил.

Труба полимерная оросителя градирни // 2509282

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами. Труба полимерная оросителя градирни содержит плоские сплошные стенки и выполнена в поперечном сечении в виде прямоугольника или квадрата, причем на стенках трубы выполнены ряды выступов, каждый выступ расположен под углом к поперечному сечению трубы, а прямоугольная или квадратная в поперечном сечении труба выполнена с закругленными углами, в продольном направлении труба разделена поперечными выпуклыми гофрами равной ширины на секции, при этом гофры выполнены с наклоненными под тупым углом к поверхности трубы боковыми стенками и плоской вершиной вдоль боковых стенок трубы, на которой выполнены четыре наклонных выступа с плоским верхом, вертикальной плоской боковой стенкой и закругленными торцевыми стенками, причем наклонные выступы расположены на равном расстоянии относительно друг друга и наклонены к горизонтали при вертикальном положении трубы под углом от 30° до 40°, а гофры соединены между собой косыми выступами, высота которых равна высоте поперечных выпуклых гофров, причем косые выступы выполнены с плоской вершиной, вертикальными боковыми стенками и наклонены к горизонтали при вертикальном положении трубы под углом от 50° до 70°. В результате достигается повышение интенсивности тепломассообмена при повышении надежности работы оросителя градирни, собранного из этих труб. 2 ил.

Насадка для тепломассообменного аппарата // 2564727

Изобретение относится к теплоэнергетике, металлургии, нефтепереработке, нефтехимии и другим отраслям промышленности, применяющим оборотное водоснабжение. Насадка для тепломассообменного аппарата содержит длинномерный решетчатый элемент, наружный контур жесткости и каркас. Из длинномерного решетчатого элемента внутри наружного контура жесткости образована центральная замкнутая продольная оболочка и окружающая ее произвольная спираль, или спираль Архимеда, или спираль Ферма, или их сочетание. Изобретение позволяет повысить эффективность охлаждения оборотной воды и снизить трудоемкость изготовления насадки. 1 ил., 3 з.п. ф-лы.

Регулярная насадка для осуществления процессов тепло- и массообмена // 2586037

Изобретение относится к области машиностроения, точнее к конструкции регулярных насадок, которые применяются в различных отраслях промышленности при осуществлении процессов тепло- и массообмена, в частности в разнообразных градирнях. Регулярная насадка состоит из полых с решетчатой поверхностью длинномерных элементов 1, выполненных в виде трехгранных призм, которые сгруппированы в каждом пласте в модули 2 таким образом, что каждый модуль образован четырьмя длинномерными элементами, размещенными с попарным противолежанием так, что они имеют одну общую вершину в центре модуля и прилегают друг к другу соседними боковыми гранями. При этом каждый пласт состоит из n - числа таких модулей и в стопе пласты с продольной укладкой модулей чередуются с пластами с поперечной их укладкой. В результате достигнуто повышение эффективности процесса тепло- и массообмена при непосредственном контакте газ - жидкость за счет увеличения активной поверхности насадки и увеличения времени пребывания капель жидкости на поверхности насадки. 5 ил.

Брызгальные решетки для зон каплепадения или разбрызгивания // 2596076

Изобретение относится к области энергетики. Брызгальная решетка включает узел опорной рамы и несколько в общем параллельных элементов, опирающихся на узел рамы, причем каждый из элементов имеет поперечный размер в виде в плане, не превышающий 3 мм, и расстояние между ними на виде в плане, не превышающее 10 мм. Элементы выполнены из пластика, полученного литьем под давлением, и, по выбору, образуют одно целое с кромкой, которая формирует узел опорной рамы или прикреплена к узлу опорной рамы. Элементы представляют собой отдельно изготовленную нить или шнур, опирающийся на кромку, которая образует узел опорной рамы или прикреплена к узлу опорной рамы. Элементы расположены в шахматном порядке в вертикальном направлении. В брызгальной решетке или сборке брызгальных решеток предусмотрены зазоры для прохождения более крупных объектов через брызгальную решетку или сборку брызгальных решеток без захвата решеткой или закупоривания решетки. Изобретение позволяет улучшить тепловые эксплуатационные характеристики градирни. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Ороситель градирни (варианты) // 2607438

Изобретение относится к энергетике и предназначено для проведения тепломассообменных процессов между газом и жидкостью при их непосредственном контакте, в частности, в вентиляторных и башенных градирнях. Ороситель градирни в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, трубы выполнены цилиндрическими, размещены во всех слоях параллельно друг другу и сварены по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнены насадкой, при этом трубы в модуле расположены наклонно, или выполнены извилистыми, или структура каналов труб может состоять из следующих комбинаций: прямая-извилистая, прямая-наклонная, извилистая-наклонная. Насадка выполнена по форме в виде цилиндрического кольца, на боковых, внутренней и наружной поверхностях которого выполнена винтовая нарезка, или в виде шара, на поверхности которого выполнены несквозные отверстия полусферической формы, или в виде цилиндрического кольца, на боковой, внутренней поверхности которого закреплены перегородки в виде перпендикулярных оси кольца шайб с отверстиями, оси которых асимметричны оси кольца, или в виде вписываемого в окружность блока, состоящего из семи связанных между собой боковыми гранями шестигранных параллелепипедов без верхнего и нижнего оснований. Технический результат - повышение охлаждающей способности оросителя и снижение за счет этого материалоемкости. 8 ил.