Плавучая установка для охлаждения циркуляционной воды

Авторы патента:

Такташев Ринат Нявмянович (RU)

Ондар Артыш Болатович (RU)

Процкив Владимир Романович (RU)

Донников Владимир Евгеньевич (RU)

F28C1/00 - 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 2743442:

Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ") (RU)

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, в частности, для охлаждения циркуляционной воды тепловых электростанций (ТЭС). Установка для охлаждения циркуляционной воды содержит корпус с воздуховходными окнами в нижней части и расположенные в корпусе последовательно сверху вниз каплеуловитель, трубопровод водораспределительной системы, снабженный водоразбрызгивающими соплами с факелом распыла, направленным вниз в сторону размещенного над источником водоснабжения оросителя, а также установленный наверху корпуса вентилятор. При этом к корпусу ниже воздуховходных окон прикреплены понтоны, присоединенные с помощью тросов к неподвижным опорам, а на трубопроводе водораспределительной системы перед водоразбрызгивающими соплами установлен насос и фильтр перед ним. Причем в стенке трубопровода водораспределительной системы на выходящем из корпуса конце имеется вырез с противоположной стороны от корпуса, а к торцу вышеуказанного конца трубопровода водораспределительной системы прикреплена заглушка. Технический результат - повышение эффективности охлаждения воды, циркулирующей через трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Область использования

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, в частности, для охлаждения циркуляционной воды тепловых электростанций (ТЭС).

Уровень техники

Повышение эффективности охлаждения воды, циркулирующей через теплообменные трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС, является важной задачей. Отработанный пар паровой турбины ТЭС поступает из турбины в конденсатор, где происходит его охлаждение. В качестве конденсаторов паровых турбин ТЭС обычно используются поверхностные конденсаторы с водяным охлаждением, которые, как правило, представляют собой горизонтальные кожухотрубные теплообменные аппараты, в которых на наружной поверхности трубок конденсируется отработанный пар, поступающий из турбины, а внутри трубок протекает охлаждающая вода, отводящая теплоту конденсации пара. Образовавшийся на трубках конденсат стекает из трубного пучка на днище корпуса и затем в конденсатосборники, из которых он удаляется конденсатными насосами. Охлаждающая вода подается в конденсатор по напорным трубопроводам циркуляционными насосами, связывающими конденсационную установку с системой технического водоснабжения, которая, в зависимости от местных условий, выполняется прямоточной или оборотной.

При прямоточной системе водоснабжения вода забирается из естественного источника (реки, озера, моря) и после однократного ее использования сбрасывается в тот же источник, а при оборотной - поступает после конденсатора в водоохлаждающее устройство (градирню, брызгальный бассейн или водохранилище-охладитель), где отдает воспринятую в конденсаторе теплоту наружному воздуху, после чего вновь используется для охлаждения конденсатора (РД 34.30.501 Методические указания по эксплуатации конденсационных установок паровых турбин электростанций, утверждено Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем 04.06.1985 г. [1]).

Из уровня техники известна принятая в качестве прототипа заявляемого изобретения установка для охлаждения циркуляционной воды, содержащая установленный на водосборном бассейне корпус с воздуховходными окнами в нижней части и расположенные в корпусе последовательно сверху вниз каплеуловитель, трубопровод подключенной к выходу конденсатора турбин водораспределительной системы, снабженный водоразбрызгивающими соплами с факелом распыла, направленным вниз в сторону размещенного над бассейном оросителя, а также установленный наверху корпуса вентилятор с конфузором и диффузором. При этом ближайшие к поверхности каплеуловителя края труб трубопровода водораспределительной системы расположены от этой поверхности на расстоянии, равном продольному размеру аэродинамической тени, образующейся при их обтекании паровоздушной смесью, а вентилятор оснащен блоком с механизмом изменения угла разворота лопастей и/или электроприводом с функцией регулятора частоты их вращения (патент RU 113567 U1, опубл. 20.02.2012 (далее - [2])).

Недостатком известной из [2] установки является относительно невысокая эффективность охлаждения воды, циркулирующей через трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС в виду использования в установке водосборного бассейна ограниченного объема из-за невозможности размещения установки непосредственно на поверхности искусственного или естественного источника водоснабжения (канала, реки, озера, моря).

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является обеспечение возможности использования установки для охлаждения циркуляционной воды непосредственно в каналах или водоемах прямоточной системы водоснабжения конденсаторов паровых турбин, а техническим результатом - повышение эффективности охлаждения воды, циркулирующей через трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС.

Решение указанной задачи путем достижения указанного технического результата обеспечивается тем, что установка для охлаждения циркуляционной воды содержит корпус с воздуховходными окнами в нижней части и расположенные в корпусе последовательно сверху вниз каплеуловитель, трубопровод водораспределительной системы, снабженный водоразбрызгивающими соплами с факелом распыла, направленным вниз в сторону размещенного над источником водоснабжения оросителя, а также установленный наверху корпуса вентилятор. При этом к корпусу ниже воздуховходных окон прикреплены понтоны, присоединенные с помощью тросов к неподвижным опорам, а на трубопроводе водораспределительной системы перед водоразбрызгивающими соплами установлены насос и фильтр перед ним. Причем в стенке трубопровода водораспределительной системы на выходящем из корпуса конце имеется вырез с противоположной стороны от корпуса, а к торцу вышеуказанного конца трубопровода водораспределительной системы прикреплена заглушка.

Причинно-следственная связь между вышеуказанным техническим результатом и совокупностью существенных признаков формулы заявляемого изобретения заключается в том, что:

- прикрепленные к корпусу установки для охлаждения циркуляционной воды ниже воздуховходных окон понтоны, которые присоединены с помощью тросов к неподвижным опорам, и установленный на трубопроводе водораспределительной системы перед водоразбрызгивающими соплами насос обеспечивают повышение эффективности охлаждения воды, циркулирующей через трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС, за счет возможности размещения установки на поверхности искусственного или естественного источника водоснабжения (канала, реки, озера, моря) в месте расположения сливного и напорного трубопроводов охлаждающей воды, циркулирующей через трубки конденсаторов;

- наличие выреза в стенке выходящего из корпуса конца трубопровода водораспределительной системы с противоположной стороны от корпуса и прикрепленная к торцу вышеуказанного конца трубопровода водораспределительной системы заглушка, обеспечивают повышение эффективности охлаждения воды, циркулирующей через трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС, за счет того, что при размещении установки на поверхности искусственного или естественного источника (канала, реки, озера, моря) таким образом, чтобы вырез был обращен в сторону сливного трубопровода охлаждающей воды, циркулирующей через трубки конденсаторов, обеспечивается частичное исключение попадания в трубопровод водораспределительной системы уже охлажденной воды и поступление в него нагретой воды;

- фильтр, установленный на трубопроводе водораспределительной системы перед насосом, обеспечивает повышение эффективности охлаждения воды, циркулирующей через трубки конденсаторов паровых турбин ТЭС, за счет исключения попадания шлама из искусственного или естественного источника (канала реки, озера, моря) в водоразбрызгивающие сопла трубопровода водораспределительной системы.

Краткое описание чертежа

На фиг. 1 изображена установка для охлаждения циркуляционной воды в продольном разрезе по оси симметрии, расположенная на поверхности водоема. На фиг. 2 представлен вид А конца трубопровода водораспределительной системы в продольном разрезе по оси симметрии.

Описание позиций чертежей

1 - корпус установки;

2 - воздуховходные окна;

3 - водоем;

4 - каплеуловитель;

5 - трубопровод водораспределительной системы;

6 - ороситель;

7 - водоразбрызгивающие сопла;

8 - вентилятор;

9 - выход воздуха;

10 - электропривод;

11 - неподвижные опоры;

12 - насос;

13 - стальные тросы;

14 - понтоны;

15 - диффузор;

16 - конфузор;

17 - напорный трубопровод конденсатора;

18 - сливной трубопровод конденсатора;

19 - фильтр;

20 - стальные кольца;

21 - цилиндрическая обечайка;

22 - плоская цилиндрическая пластина.

Осуществление изобретения

Ниже приведен частный пример конструкции установки для охлаждения циркуляционной воды и принцип ее работы.

Установка для охлаждения циркуляционной воды содержит корпус 1 с воздуховходными окнами 2 в его нижней части и расположенные в корпусе 1 последовательно сверху вниз каплеуловитель 4, цилиндрический трубопровод водораспределительной системы 5, снабженный водоразбрызгивающими соплами 7 с факелом распыла, направленным вниз в сторону размещенного над водоемом 3 (источником водоснабжения) оросителя 6, а также установленный наверху корпуса 1 электропривод 10 и вентилятор 8 с диффузором 15, конфузором 16 и цилиндрической обечайкой 21. При этом к корпусу 1 ниже воздуховходных окон 2 приварены понтоны 14, соединенные с помощью стальных тросов 13 с неподвижными опорами 11, находящимися на дне водоема 3, с помощью имеющихся на концах стальных тросов 13 колец 20, которые приварены к понтонам 14 и неподвижным опорам 11. На трубопроводе водораспределительной системы 5 перед водоразбрызгивающими соплами 7 установлены насос 12 и осевой фильтр 19 перед ним (Фиг. 1).

В стенке трубопровода водораспределительной системы 5 на выходящем из корпуса 1 конце имеется выполненный перпендикулярно его оси симметрии вырез до его середины, а к торцу вышеуказанного конца трубопровода водораспределительной системы 5 приварена плоская цилиндрическая пластина 22 (заглушка) (Фиг. 2). При этом указанный вырез обращен в противоположную сторону от корпуса 1 к месту расположения сливного трубопровода конденсатора 18 в водоеме 3, а напорный трубопровод конденсатора 17 расположен с противоположной от сливного трубопровода конденсатора 18 стороны корпуса 1 (Фиг. 1).

Установка для охлаждения циркуляционной воды работает следующим образом.

Сначала нагретая вода поступает из трубок конденсатора паровой турбины ТЭС (на фиг. не показаны) по сливному трубопроводу 18 в водоем 3. После чего из водоема 3 с помощью насоса 12 вода поступает через фильтр 19 в трубопровод водораспределительной системы 5, где распыляется водоразбрызгивающими соплами 7. За счет того, что на выходящем из корпуса 1 конце трубопровода водораспределительной системы 5 имеется выполненный перпендикулярно его оси симметрии вырез и закрепленная на торце вышеуказанного конца трубопровода 5 плоская цилиндрическая пластина 22, обеспечивается осуществление забора в него нагретой воды из водоема 3 с частичным исключением забора уже охлажденной воды. Охлаждение воды в установке происходит за счет взаимодействия с ненасыщенным водяными парами воздухом, всасываемым осевым вентилятором 8, вращение которого обеспечивается с помощью электропривода 10, через воздуховходные окна 2. Выход воздуха 9, насыщенного водяными парами, происходит последовательно через конфузор 16, цилиндрическую обечайку 21, в которой расположен электропривод 10 с лопастями вентилятора 8, и диффузор 15. Охлаждение воды происходит в оросителе 6, при этом часть воды в виде капель подхватывается и уносится воздухом и часть воды поступает в поток воздуха за счет испарения. Улавливание и возврат части уносимой воды происходит в каплеуловителе 4. Охлажденная вода сливается из оросителя 6 в водоем 3. Затем вода забирается из водоема 3 с помощью насоса с установленным перед ним осевым фильтром (на фиг. не показаны) в напорный трубопровод 17, через который она поступает в трубки конденсатора паровой турбины ТЭС.

За счет того, что корпус установки 1 имеет понтоны 14, соединенные с помощью стальных тросов 13 и колец 20 с неподвижными опорами 11, находящимися на дне водоема 3, обеспечивается фиксация установки на поверхности водоема 3. Поскольку напорный и сливной трубопроводы 17, 18 расположены с противоположных сторон от корпуса 1, забор воды для охлаждения и сброс уже охлажденной воды осуществляются в разные места водоема 3.

Промышленная применимость

Установка для охлаждения циркуляционной воды согласно патентуемому изобретению отвечает условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и чертежах достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами на основании современного уровня техники в области теплоэнергетики.

1. Установка для охлаждения циркуляционной воды, содержащая корпус с воздуховходными окнами в нижней части и расположенные в корпусе последовательно сверху вниз каплеуловитель, трубопровод водораспределительной системы, снабженный водоразбрызгивающими соплами с факелом распыла, направленным вниз в сторону размещенного над источником водоснабжения оросителя, а также установленный наверху корпуса вентилятор, отличающаяся тем, что к корпусу ниже воздуховходных окон прикреплены понтоны, присоединенные с помощью тросов к неподвижным опорам, а на трубопроводе водораспределительной системы перед водоразбрызгивающими соплами установлен насос.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в стенке трубопровода водораспределительной системы на выходящем из корпуса конце имеется вырез с противоположной стороны от корпуса, при этом к торцу вышеуказанного конца трубопровода водораспределительной системы прикреплена заглушка.

3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что на трубопроводе водораспределительной системы перед насосом установлен фильтр.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может применяться для охлаждения конденсатора теплового насоса, двигателей генераторов и конденсаторов в электростанциях, а также для получения дистиллированной воды для питья или для технологического использования.

Кулер для регулирования климата // 2734834

Изобретение относится к области физики атмосферы и прикладной метеорологии. Устройство содержит средство для создания потока восходящего воздуха в атмосферу и включает 2 и более инжекторов и 3-33 винтовых вентилятора с электроприводом общей производительностью одного инжектора не менее 50000 м3/сек и скоростью вывода влажного воздуха не менее 40 м/сек.

Способ и система регулирования градирни // 2724912

Изобретение относится к области энергетики. Способ регулирования операции сброса жидкости из коллектора градирни включает в себя следующие этапы: проверка сигнала активации соленоидного клапана (EV) сброса коллектора, определение значения расхода жидкости, текущей между входным отверстием и выходным отверстием коллектора, с целью обеспечения операции сброса жидкости, содержащейся в коллекторе, при этом указанная операция сброса разрешается при условии, что определенное значение расхода жидкости, текущей между входным отверстием и выходным отверстием коллектора, как минимум равно эталонному пороговому значению, и при этом указанная операция сброса запрещается, если определенное значение расхода жидкости является нулевым или ниже указанного эталонного порогового значения.

Вентиляторная градирня // 2721741

Изобретение относится к теплотехнике, может быть использовано для охлаждения оборотной воды. Вентиляторная градирня содержит вытяжную башню с воздуховходными окнами по периметру ее нижней части, водоуловитель, водораспределительную систему с суживающимися соплами, расположенную симметрично относительно продольной оси башни, ороситель и бассейн, разделенный на секции перегородками, каждая из которых выполнена из биметалла зигзагообразно с образованием в секции чередующихся в шахматном порядке конфузоров и диффузоров, а водораспределительная система выполнена попарно расположенными суживающимися соплами, и на внутренней поверхности каждого из пары сопел выполнены продольно расположенные от большего основания к меньшему криволинейные канавки, при этом в первом из пары сопел направляющая криволинейной канавки имеет направление по ходу часовой стрелки, а во втором направляющая криволинейной канавки имеет направление против движения часовой стрелки, при этом вытяжная башня снабжена вентилятором, расположенным в верхней ее части, регулятором скорости вращения привода вентилятора и регулятором температуры с датчиком температуры атмосферного воздуха, при этом регулятор температуры своим выходом соединен с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а регулятор температуры содержит блок сравнения и блок задания, причем блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, и выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, который на входе подключен к регулятору скорости вращения, кроме того, вытяжная башня с наружной поверхности покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом в виде витых пучков, продольно вытянутых снизу вверх, причем покрытие тонковолокнистым базальтовым материалом в виде витых пучков на наружной поверхности вытяжной градирни выполнено комплектами, где пучки попарно, количеством не менее четырех, расположены в виде синусоид, продольно вытянутых по высоте, выступы и впадины которых при совмещении являются концентраторами перемещающихся сейсмических волн, а участки наибольшего сближения синусоид составляют узлы, способствующие образованию стоячих волн.

Оголовок для вентиляторной градирни // 2720335

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при воздушном охлаждении оборотной воды в градирнях ТЭЦ, АЭС и промышленных предприятий. Оголовок для вентиляторной градирни содержит сплошное вертикальное ограждение высотой Н1, прикрепленное снизу к верхним внутренним кромкам отбойных направляющих вертикальных пластин высотой Н2 водопароуловителя, выполненных или покрытых гидрофильным материалом, верхние наружные кромки которых соединены с верхним опорным кольцом.

Система и способ рециркуляции отходящего тепла от сушильной машины // 2704383

В настоящем изобретении предложены система и способ рециркуляции отходящего тепла от сушильной машины. Система содержит вытяжную трубу, емкость для хранения воды, дренажную трубу, разбрызгиватель, вращающийся потоковый лоток, туманоуловитель из проволочной сетки, устройство для пополнения воды и устройство для использования горячей воды.

Система оборотного водоснабжения // 2700988

Изобретение относится к области энергетики. 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, причем «горячие» и «холодные» концы комплекта дифференциальных термопар в проходных каналах для горячей и охлажденной воды корпуса термоэлектрического генератора покрыты диэлектриком из оксида тантала в виде наноподобной стеклообразной пленки.

Башенная градирня // 2689062

Изобретение относится к области энергетики. Башенная градирня содержит корпус, в верхней части которого установлены заземленные ионизирующие сетки, покрытые полимерным водостойким покрытием, с коронирующими электродами, соединенными с источником высокого напряжения и под которыми жестко закреплен водораспределительный коллектор, соединенный с напорным трубопроводом нагретой воды и с помощью вакуумопровода - с вакуумным насосом, жестко закрепленным на внешней поверхности корпуса, водораспределительный коллектор снабжен соплами, ориентированными вниз, в нижней части корпуса расположена зона регулированного воздушного поступления, содержащая воздуховпускные окна с установленными в них поворотными заслонками, под корпусом башенной градирни расположен водосборный бассейн с отводящим трубопроводом охлажденной воды.

Автономный модуль эжекционной градирни // 2683611

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве охладителя оборотной воды на средних и крупных промышленных объектах. Градирня имеет снаружи корпус в форме многогранной призмы, переходящий вверху в пирамидальный конфузор и призматический дефлектор.

Вентиляторная градирня // 2676827

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано для охлаждения оборотной воды. Вентиляторная градирня содержит вытяжную башню с воздуховходными окнами по периметру ее нижней части, водоуловитель, водораспределительную систему с суживающимися соплами и расположенную симметрично относительно продольной оси башни, ороситель и бассейн, разделенный на секции перегородками, каждая из которых выполнена из биметалла зигзагообразно с образованием в секции чередующихся в шахматном порядке конфузоров и диффузоров, а водораспределительная система выполнена попарно расположенными суживающимися соплами и на внутренней поверхности каждого из пары сопел выполнены продольно расположенные от большего основания к меньшему криволинейные канавки, при этом в первом из пары сопел направляющая криволинейной канавки имеет направление по ходу часовой стрелки, а во втором направляющая криволинейной канавки имеет направление против движения часовой стрелки, при этом вытяжная башня снабжена вентилятором, расположенным в верхней ее части, регулятором скорости вращения привода вентилятора и регулятором температуры с датчиком температуры атмосферного воздуха, при этом регулятор температуры своим выходом соединен с регулятором скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт, а регулятор температуры содержит блок сравнения и блок задания, причем блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи, и выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, который на входе подключен к регулятору скорости вращения, при этом покрытие тонковолокнистым базальтовым материалом в виде тонковолокнистых витых пучков на наружной поверхности вентиляторной градирни выполнено комплектами, где пучки попарно, количеством не менее четырех расположены в виде синусоид, продольно вытянутых по высоте, выступы и впадины которых при совмещении являются концентраторами перемещающихся сейсмических волн, а участки наибольшего сближения синусоид составляют узлы, способствующие образованию стоячих волн.