Комбинированная эжекционно-башенная градирня

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах водооборотного охлаждения крупных потребителей. Комбинированная эжекционно-башенная градирня содержит вытяжную башню с воздуховходными окнами, установленную над заглубленным водосборным бассейном, в периферийной части которой расположены ороситель и над ним водораспределительная система. В центральной части градирни, где нет направленного движения воздуха, создаваемого самотягой башни, смонтирован эжекционный блок в форме правильного многогранника симметрично оси градирни, имеющий в основании технологическую площадку, над которой в пределах каждого сектора расположены эжекционные узлы, каждый из которых имеет по периметру эжекционный канал и систему наклонных плечевых коллекторов с рядами форсунок с эжектирующим факелом, направленных вверх с уклоном к оси градирни, причем схема расположения форсунок и их количество подобраны так, что факелы диспергированной воды полностью перекрывают проем каждого эжекционного узла, предотвращая обратный ток воздуха, а, кроме того, для локализации активной зоны эжекционного блока в его конструкции предусмотрены перегородки ветровые, отделяющие ее от периферийной части градирни. Технический результат - увеличение расхода воздуха через башню и улучшение охлаждающей способности градирни. 3 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах охлаждения крупными потребителями оборотной воды в различных отраслях промышленности, включая объекты большой энергетики - ТЭС, ГРЭС и АЭС.

В книге B.C. Пономаренко и др. «Градирни промышленных и энергетических предприятий» - Москва, Энергоатомиздат 1998 г. (см. рисунок 2.9. стр. 47 и таблицу 2.5. стр. 48) представлено описание типовой башенной градирни, являющейся базовой конструкцией. Градирня смонтирована над заглубленным водосборным бассейном и имеет вытяжную башню, несущий опорный каркас, водораспределительную систему, водоуловитель, ороситель, воздухорегулирующее устройство. Воздух прокачивается через агрегат за счет естественной тяги, создаваемой башней - прототип.

Башенные градирни такого типа наряду с положительными характеристиками имеют и ряд недостатков. Наиболее важный из них - низкая охлаждающая способность. Это определяется двумя основными причинами.

Применяемые в современных градирнях оросители из полимерных материалов имеют очень развитую поверхность тепломассообмена. Однако, с увеличением удельной поверхности оросителя, одновременно растет и его аэродинамическое сопротивление, которое еще больше возрастает по мере обрастания его биомассой. Поскольку в летний период самотяга башен не велика в виду малых температурных напоров, то значительное сопротивление оросителя существенно снижает расход воздуха через башню.

Другая причина заключается в том, что воздуховходные окна типовых башенных градирен расположены в вертикальных плоскостях, а устье - в горизонтальной. В этой связи линии тока воздуха плавно изгибаются, образуя в центральной части градирни «мертвую зону», в которой почти нет направленного движения воздуха, а наблюдаются лишь его конвективные перемещения. Следовательно, в этой зоне нет и эффективного охлаждения. Габариты этой зоны зависят от высоты воздуховходных окон и самой башни, площади орошения и температурного напора. Ее размер может достигать 30% и более от общей площади орошения.

Практика эксплуатации типовых башенных градирен показывает, что указанные выше причины позволяют иметь удельный расход воздуха в среднестатистической градирне не более 600 м3 на один кубометр охлаждаемой воды. Таким образом, имеется дефицит воздуха в активной зоне агрегатов, в особенности, когда его относительная влажность достаточно высока. Интегральным результатом такого способа организации процесса тепломассообмена является недостаточная охлаждающая способность башенных градирен.

Еще одной особенностью башенных градирен является малая величина давлений воды в системе. В подавляющем большинстве случаев давление воды на входе градирни изменяется в пределах 0,1-0,12 МПа.

Задачей данного изобретения является: повышение охлаждающей способности башенных градирен при столь низких рабочих давлениях.

Для решения этой задачи предложена комбинированная эжекционно-башенная градирня, имеющая вытяжную башню с воздуховходными окнами, установленную над заглубленным водосборным бассейном. В периферийной части расположены ороситель и над ним водораспределительная система. В центральной части по периметру «мертвой зоны» смонтирован эжекционный блок, представляющий собой систему эжекционных узлов, расположенных наклонно в форме правильного многогранника симметрично оси башни.

Принципиальная схема градирни представлена на фигурах 1, 2 и 3. На фиг. 1 - разрез по оси башни. На фиг. 2 - поперечный разрез по фиг. 1. На фиг. 3 - разрез по фиг. 2.

По схеме градирня, имеющая вытяжную башню 1 с воздуховходными окнами, установленную над заглубленным водосборным бассейном 2. В периферийной части градирни расположены ороситель 3 и над ним водораспределительная система 4. В центральной части по периметру «мертвой зоны» смонтирован эжекционный блок в форме правильного многогранника симметрично оси градирни. Основанием блока является технологическая площадка 5, которая может располагаться на разной высоте в зависимости от величины рабочего давления воды в системе. По внутренней кромке площадки базируется коллектор общий 6, повторяющий форму площадки. Эжекционный блок имеет опорную несущую конструкцию 7, расположенную по внутреннему контуру оросителя концентрично с коллектором общим. В пределах каждого сектора эжекционного блока смонтированы эжекционные узлы, имеющие по периметру эжекционный канал 8 и систему наклонных плечевых коллекторов 9. Нижние концы этих коллекторов соединены с коллектором общим, а верхние закреплены на опорной конструкции. На плечевых коллекторах установлены ряды форсунок 10, направленных вверх с уклоном к оси градирни. Для локализации активной зоны эжекционного блока в его конструкции предусмотрены перегородки ветровые 11 и 12, отделяющие ее от периферийной части градирни. Причем, панели перегородки 11, входят в проем оросителя, а нижняя часть перегородок 12 погружена в воду. По нижней кромке перегородки ветровой 11 снаружи смонтирован водоотбойный козырек 13, защищающий обслуживающий персонал от падающего дождя. В одном из секторов градирни устраивают крытый переход, обеспечивающий свободный доступ на площадку технологическую даже во время работы агрегата.

Градирня работает следующим образом. Периферийная часть за пределами «мертвой зоны» работает по традиционной схеме башенной градирни. Охлаждаемая вода распределяется по поверхности оросителя и далее стекает в водосборный бассейн 2. Весь воздух, перемещаемый самотягой башни и движущийся по криволинейным траекториям, проходит через ороситель. В результате такого контакта теплоносителей происходит достаточно эффективный процесс охлаждения части оборотной воды. Другая часть воды, ранее не охлаждавшаяся в пределах «мертвой зоны», подается в эжекционный блок. В эжекционных узлах для диспергирования воды используются форсунки струйно-вихревого типа с эжектирующим факелом, конструкция которых представлена в патенте РФ на изобретение №2561107. Эти форсунки обладают повышенной эжектирующей способностью и уже при давлении 0,1 МПа обеспечивают коэффициент объемной эжекции порядка 1200. Увеличению расхода воздуха также способствует устранение аэродинамического сопротивления в пределах «мертвой зоны», в виду отсутствия в ней оросителя, что приводит к возникновению в ней некоторой дополнительной самотяги. При работе эжекционных узлов в сочетании с появившейся дополнительной самотягой удельный расход воздуха через «мертвую зону» возрастает до 1400 м3 и более на каждый кубометр охлаждаемой воды. Одновременно, в активной зоне эжекционного блока несколько повышается давление воздуха. Рециркуляцию отработавшего воздуха из зоны локального повышенного давления снова на всас эжекционных узлов предотвращают перегородки ветровые 11 и 12. Кроме того, схема расположения форсунок и их количество подобраны так, что факелы диспергированной воды полностью перекрывают проем каждого эжекционного узла, предотвращая обратный ток воздуха В результате работы эжекционного блока общий расход воздуха через башню увеличивается на 40-45% по сравнению башенной градирней. Воздух поступает к эжекционным узлам, просеиваясь сквозь струи дождя, падающего из объема оросителя и его относительная влажность значительно возрастает. Это несколько снижает охлаждающую способность эжекционного блока, но оно компенсируется очень большим удельным расходом воздуха. Более глубокому охлаждению воды также способствует выбранная ориентация форсунок, обеспечивающая максимальное время контакта теплоносителей. Кроме того, дополнительные объемы эжектированного воздуха до момента входа его в эжекционный блок взаимодействуют со струями воды в объеме под оросителем, до охлаждая ее. В конечном итоге, при такой схеме организации процесса тепломассообмена температура охлаждаемой воды снизится на 3-4°С по сравнению с башенной градирней при прочих равных условиях.

Таким образом, технологическая схема процесса охлаждения и конструкция комбинированной эжекционно-башенной градирни обеспечивают решение поставленной задачи. Предложенные технические решения могут быть использованы не только при проектировании и строительстве новых градирен, но и при реконструкции старых башенных градирен с целью существенного улучшения их охлаждающей способности.

Комбинированная эжекционно-башенная градирня, содержащая вытяжную башню с воздуховходными окнами, установленную над заглубленным водосборным бассейном, в периферийной части которой расположены ороситель и над ним водораспределительная система, отличающаяся тем, что с целью увеличения расхода воздуха через башню и улучшения охлаждающей способности градирни в ее центральной части, где нет направленного движения воздуха, создаваемого самотягой башни, смонтирован эжекционный блок в форме правильного многогранника симметрично оси градирни, имеющий в основании технологическую площадку, над которой в пределах каждого сектора расположены эжекционные узлы, каждый из которых имеет по периметру эжекционный канал и систему наклонных плечевых коллекторов с рядами форсунок с эжектирующим факелом, направленных вверх с уклоном к оси градирни, причем схема расположения форсунок и их количество подобраны так, что факелы диспергированной воды полностью перекрывают проем каждого эжекционного узла, предотвращая обратный ток воздуха, а, кроме того, для локализации активной зоны эжекционного блока в его конструкции предусмотрены перегородки ветровые, отделяющие ее от периферийной части градирни.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике. Башенная испарительная градирня содержит вытяжную башню с воздуховходными окнами в ее основании, водосборный бассейн, воздухонаправляющие щиты, а также водораспределительную систему и оросительное устройство, расположенные вокруг башни на кольцевом основании и закрытые сверху крышей.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при воздушном охлаждении оборотной воды в градирнях ТЭЦ, АЭС и промышленных предприятий. Везвентиляторная градирня содержит вертикальную башню с водопароулавливателем, воздухозаборными окнами, резервуар для сбора охлажденной воды и водораспределительную систему, состоящую из кольцевого водоподводящго коллектора с радиальными патрубками, установленными с наклоном от центра к периферии, на которых поярусно размещены форсунки.

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 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. Система оборотного водоснабжения с градирнями, имеющими раздельные гидравлические контуры приготовления и потребления воды, содержит градирни, соединенные между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды, содержит корпус градирни, в нижней части которой 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, при этом каждая из форсунок содержит цилиндрический полый корпус с каналом для подвода жидкости, резьбовым участком и пояском со срезами под ключ, а в нижней части цилиндрического полого корпуса с каналом для подвода жидкости закреплен полый конический завихритель, коническая обечайка которого фиксируется посредством по крайней мере трех спиц, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом в кольцевой канавке, выполненной на внутренней поверхности канала для подвода жидкости, при этом на внешней поверхности полого конического завихрителя выполнена сквозная винтовая нарезка.

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 способам охлаждения воды систем оборотного водоснабжения (СОВ) с помощью кольцевых каверно-артериальных устройств. Способ охлаждения воды систем оборотного водоснабжения с помощью кольцевых каверно-артериальных устройств заключается в том, что охлаждающая вода засасывается циркуляционным насосом из энергетического оборудования и подается в трубу с установленным в ней кавитатором, поток охлаждающей воды, проходя через кавитатор, образует кольцевую каверну, с поверхности которой генерируется пар охлаждающей воды, охлаждая основной ее поток, который потом направляется в сборный бак охлажденной воды, образовавшийся в каверне пар непрерывно отсасывается вакуумным насосом через конденсатор паров охлаждающей воды, где конденсируется, передавая теплоту охлаждающей жидкости или газу, образовавшийся конденсат охлаждающей воды направляется в сборный бак охлажденной воды, а глубина охлаждения охлаждающей воды регулируется путем изменения давления потока перед кавитатором с помощью регулирующего клапана.

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.

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.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах водооборотного охлаждения крупных потребителей. Комбинированная эжекционно-башенная градирня содержит вытяжную башню с воздуховходными окнами, установленную над заглубленным водосборным бассейном, в периферийной части которой расположены ороситель и над ним водораспределительная система. В центральной части градирни, где нет направленного движения воздуха, создаваемого самотягой башни, смонтирован эжекционный блок в форме правильного многогранника симметрично оси градирни, имеющий в основании технологическую площадку, над которой в пределах каждого сектора расположены эжекционные узлы, каждый из которых имеет по периметру эжекционный канал и систему наклонных плечевых коллекторов с рядами форсунок с эжектирующим факелом, направленных вверх с уклоном к оси градирни, причем схема расположения форсунок и их количество подобраны так, что факелы диспергированной воды полностью перекрывают проем каждого эжекционного узла, предотвращая обратный ток воздуха, а, кроме того, для локализации активной зоны эжекционного блока в его конструкции предусмотрены перегородки ветровые, отделяющие ее от периферийной части градирни. Технический результат - увеличение расхода воздуха через башню и улучшение охлаждающей способности градирни. 3 ил.

Наверх