Градирня

1 Градирня, що містить корпус з вікнами для входу повітря й ежекції рідини, виконаними у вигляді подовжнього каналу, водорозподільний колектор з форсунками, розташований зовні градирні, і водозбірний басейн, яка відрізняється тим, що вікна для входу повітря й ежекції рідини розташовані в нижній частині корпусу градирні, уздовж однієї з вертикальних Гі стінок, над вікнами усередині градирні, похило до згаданої стінки, по всій її довжині прикріплений щит, висота верхнього ребра якого від нижнього рівня вікон більша за висоту нижнього ребра щита від вищезгаданого рівня, що забезпечує трапецеїдальний переріз подовжнього каналу, причому водорозподільний колектор з водоструминними форсунками змонтований щонайменше в два ряди, а останні встановлені навпроти повітропровідних рідинно-ежекційних вікон 2 Градирня за п 1, яка відрізняється тим, що водоструминні форсунки на водорозподільних колекторах змонтовані групами, наприклад, від двох до десяти 3 Градирня за п 1, яка відрізняється тим, що водоструминні форсунки змонтовані на блоках форсунок, кожний з який виконаний у вигляді кола з декількома рівновіддаленими одна від одної окремими форсунками, наприклад, від двох до дев'яти одиниць Пропоноване технічне рішення відноситься до теплотехніки, зокрема до випарних охолоджувачів - градирень, і може знайти застосування на теплових і атомних електростанціях при будівництві і модернізації діючих градирень, а також на інших промислових об'єктах, де потрібно охолодження води чи інших рідин Відома градирня, що містить корпус прямокутного поперечного перетину, розміщений у його верхній частині водоуловитель, встановлені в корпусі по периметрі і поярусно сопла, що розприскують, (форсунки), розміщені в нижній частині корпуса, і водозбірний басейн При цьому згадані сопла встановлені під кутом 10-17° до горизонталі, а в кожнім ярусі під кутом 20-70° до відповідної стінки корпуса, причому кут нахилу сопел (форсунок) до горизонталі виконаний зменшуваним від нижче розташованого ярусу до вище розташованого (АС СРСР №1702144 МПК F28C1/00 видання 1991) Недоліком пропонованої градирні є неефективна система охолодження рідини, обумовлена наявністю великої КІЛЬКОСТІ рідини в невеликому просторі, що у свою чергу змушує пропускати великі потоки повітря, використовувати могутні вентиляторні системи Відома також градирня, що містить корпус з повітропостачальними вікнами в нижній його частині, і розміщені групами на повітророзподільному колекторі в прорізах вікон, водоструминні форсунки, розташовані під кутом назустріч один одному симетрично щодо вертикальної осі градирні зі зсувом від площини вікна до центра градирні (Патент Республіки Беларусь №3450, МПК F28C1/00 видання 2000) Форсунки змонтовані на платформах з можливістю повороту навколо горизонтальної осі на кут, що забезпечує висоту перетинання струменів смолоскипів рідини Кожна платформа являє собою поворотний корпус з рухливими фланцями, з'єднаними з водорозподільною системою На верхньому фланці кожної рухливої платформи розміщені водоструминні форсунки Це приводить до великої КІЛЬКОСТІ фланцевих з'єднань, що ускладнює конструкцію водорозподільної системи, а також ремонт і обслуговування градирень Найближчим технічним рішенням (прототип) є градирня, що містить вертикальний, прямокутний у перетині, корпус з вікнами для впуску повітря й ежекції рідини, виконаними у вигляді подовжнього каналу, і розташований уздовж верхньої крайки градирні водорозподільний колектор з водоструминними форсунками, що утворюють смолоскип, Г со со ю О) 5337 спрямований униз, причому подовжній канал має трапецеїдальний перетин. У якості однієї зі стінок каналу використовується стінка градирні. Інша стінка (додаткова) виконана окремо усередині градирні. (Патент РФ №2166163, МПК F28C1/00 видання 2001). Недоліком прототипу є складність конструкції і незручність обслуговування градирні за рахунок установки додаткової стінки, розташованої частково над верхньою крайкою градирні, частково усередині градирні, крім цього збільшується довжина трубопроводів водорозподільної' системи, особливо для високих градирень. Задачею пропонованого технічного рішення є підвищення ефективності роботи градирні за рахунок спрощення конструкції градирні і її водорозподільної системи, що забезпечує зменшення енерговитрат на охолодження води, а також зниження витрат на обслуговування і ремонт градирні. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що відома градирня містить корпус з вікнами для впуску повітря й ежекції рідини, виконаними у виді подовжнього каналу і розташованими уздовж верхньої крайки градирні, водорозподільний колектор з водоструминними форсунками, змонтований зовні градирні, і водозбірний басейн. Відповідно до пропонованого технічного рішення вікна для впуску повітря й ежекції рідини розташовані в нижній частині корпуса градирні уздовж однієї з вертикальних стінок. Над вікнами для впуску повітря й ежекції рідини, усередині градирні похило до згаданої стінки по всій її довжині, прикріплений щит, висота верхнього ребра якого від нижнього рівня вікна більше висоти нижнього ребра щита від вищезгаданого рівня. Щит, таким чином, забезпечує утворення подовжнього каналу трапецеїдального перетину, причому водорозподільний колектор з водоструминними форсунками змонтований, щонайменше, у два ряди, а форсунки встановлені напроти прорізів вікнами для впуску повітря й ежекції рідини. Крім того, форсунки на водорозподільних колекторах можуть бути змонтовані групами, наприклад, від двох до десяти, або на блоках форсунок, кожний з яких виконаний у виді кола з декількома рівновідлеглими одна від одної окремими водоструминними форсунками, наприклад, від двох до дев'яти одиниць. Таким чином, забезпечується спрощення конструкції градирні і її водорозподільної системи, що приводить до підвищення ефективності, зниженню енерговитрат, витрат на ремонт і обслуговування. На Фіг.1 показаний загальний вид градирні з розміщенням щита похило до внутрішньої' вертикальної стінки градирні з утворенням подовжнього каналу трапецеїдального перетину (варіант 1). На Фіг.2 показана градирня з внутрішнім розташуванням щита і групи форсунок, встановлених навпроти вікон для ежекції рідини при виключеній подачі рідини (перетин А-А на Фіг. 1). На Фіг.З показана частина сукупного смолоскипа, утвореного взаємно пересічними смолоскипами, що витікають із трьох форсунок першого і трьох форсунок другого ряду (вид по стрілці D на Фіг.1). На Фіг.4 показаний блок форсунок, виконаний у виді кола з однією центральною форсункою і, наприклад, шістьма форсунками навколо її. Градирня містить корпус 1 у вигляді вертикального прямокутного перетині короба з вікнами для впуску повітря й ежекції рідини 2, виконаними уздовж однієї зі стінок корпуса в нижній його частині. Напроти прорізів вікон 2 установлені колектори 3, що підключені до водорозподільної системи 4. На колекторах 3 розташовані блоки 5 з форсунками 6 чи просто групи форсунок 6, що спрямовані під різними кутами до вертикальної осі градирні. На Фіг.1 і 2 показані траєкторії струменів смолоскипів 7. Смолоскипи 7 рідини з форсунок або їхніх блоків частково перекривають один одного в залежності від кроку В (Фіг.З) між форсунками 6 чи їхніми блоками 5. Сукупний смолоскип утвориться смолоскипами 7 з рідини, що витікає з форсунок 6, розташованих на колекторах першого і другого рядів. У нижній частині градирні розташований водозбірний басейн 8. Над вікнами 2, уздовж однієї зі стінок корпуса 1 градирні, усередині чи зовні градирні встановлений щит 9. При розташуванні щита 9 над вікнами для впуску повітря й ежекції рідини 2, похило до вертикальної стінки усередині корпуса 1 градирні між нижньою поверхнею щита 9 і поверхнею дзеркала води в басейні 8 утвориться подовжній ежекційний канал 10 трапецеїдального перетину. Відстань Н показує висоту верхнього ребра щита 9 від нижнього рівня вікон 2, а відстань Ні - відстань між нижнім ребром щита 9 і нижнім рівнем вікон 2, рівну висоті останніх. Градирня працює в такий спосіб. При подачі охолоджуваної води через водорозподільну систему 4 і блоки 5 форсунок 6 (чи їхньої групи), у подовжньому ежекційному каналі 10 утвориться область зі зниженим тиском. Зовнішнє повітря через вікна 2 спрямовується в канал 10, у результаті чого відбувається примусова циркуляція повітряних мас без додаткового енергоспоживання за рахунок використання кінетичної енергії водяних струменів. Водяні струмені, що витікають з форсунок 6, розташованих на колекторах першого і другого рядів, утворюють сукупний смолоскип і направляються спочатку під різними кутами до вертикальної осі градирні, а потім під дією сили ваги згинаються і направляються убік дзеркала води водозбірного басейну 8. Оскільки відстань (крок) "В" установки форсунок 6 менше кута розкриття конуса смолоскипа 7, останні перетинаються між собою. Зовнішнє повітря, що спрямовується усередину градирні, активно перемішується з прямуючими вниз краплями охолоджуваної води. При цьому відбувається теплообмін, повітря нагрівається і з конвекційним потоком виходить назовні через верх корпуса 1 градирні. Відстань "В" між окремими форсунками 6 регулюють таким чином, щоб їхні смолоскипи 7 на 60-70% перекривали один одного (див. Фіг.З). Відстань "В" між форсунками 6 по вертикалі забезпечує таке ж перетинання на 60-70% смолоскипів 7 у залежності від кількості рядів форсунок 6. Так само регулюється відстань між фор 5337 сунками 6, установленими на блоках 5. Відстань "В" між окремими групами форсунок, що складаються, наприклад, із трьох, вибирають таким чином, щоб смолоскипи 7 із крайніх форсунок кожної групи перекривали один одного. Це забезпечує утворення сукупного смолоскипа, що дозволяє практично цілком перекрити внутрішній простір градирні і забезпечити найбільш ефективну ежекцію повітря в градирню. У процесі роботи градирні організується примусова циркуляція повітряних мас без додаткового енергоспоживання. Крім того, установка форсунок 6 чи їхніх блоків 5 групами забезпечує подачу значної кількості рідини і дозволяє створювати найбільш оптимальний сукупний смолоскип і тим самим знизити енергоспоживання і підвищити економічність градирні. Пропоноване технічне рішення дозволяє значно підвищити ефективність тепломасообміну градирні без збільшення енерговитрат і спростити конструкцію градирні, підвищити її надійність і ремонтопридатність, знизити експлуатаційні витрати. Джерела інформації: 1. А.С. СРСР №1702144 МПК F28C1/00 видання 1991. 2. Патент Республіки Беларусь №3450, МПК F28C1/00 видання 2000. 3. Галустов B.C. Прямоточні розпилювальні апарати в теплоенергетиці. - Москва, Атомиздат, 1989. 4. Патент РФ №2166163, МПК F28C1/00 видання 2001. Фіг.2 Фіг.3 Фіг.4 5337 Комп'ютерна верстка В Мацело Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601