Спосіб охолодження оточуючим повітрям води системи оборотного водозабезпечення

Спосіб охолодження оточуючим повітрям води системи оборотного водозабезпечення, здійснюваний шляхом контактування на високорозвиненій поверхні диспергованої охолоджуваної води з ежектованим оточуючим повітрям у внутрішньому об'ємі корпусу ежекторної теплообмінної секції з наступним розділом диспергованого потоку на виході з корпусу ежекторної теплообмінної секції на рідинний і повітряний, згідно з яким потік нагрі 3 наступною конденсацією його крапель під впливом вихрових відцентрових сил та поверненням отриманого конденсату в систему оборотного водозабезпечення (див. патент Украйни на винахід 8 №25469, МПК F28 С 3/06; F28 F25/08, який прийнято за найближчий аналог способу, що заявляється). Недоліками вказаного відомого способу за найближчим аналогом є те, що він не забезпечує достатньої ефективності тепловідводу у зв'язку зі значними втратами води на крапельний віднос та випаровування близько 1 %, а також те, що для його використання необхідно використання дорогої циркуляційної системи для подавання на форсунки охолоджуваної води системи оборотного водозабезпечення під тиском більш ніж 0,5 МПа. Відома також ежекторно-вихрова градирня для охолодження оточуючим повітрям води системи оборотного водозабезпечення, яка містить в своєму складі корпус градирні, виконаний у вигляді зовнішньої та внутрішньої обичаєк, в якому розміщені охолоджуючі модулі, корпуси яких обладнані піддоном для збору охолодженої води, а також трубопроводи підводу та відводу води, при цьому модулі виконано ежекторно-вихровими у вигляді ежекторних теплообмінних секцій, кожна з яких містить водяні форсунки, розміщені над її корпусом, причому корпуси згаданих ежекторних теплообмінних секцій розділені вертикальними радіальними перегородками, розміщеними в зазорі між внутрішньою та зовнішньою обичайками корпусу градирні, а в кожній із названих секцій стінка корпусу, утворена внутрішньою обичайкою, обладнана боковим вікном для відводу нагрітого атмосферного повітря у вихрову камеру, розташовану в порожнині внутрішньої обичайки корпусу градирні, при цьому внутрішня обичайка корпусу градирні є зовнішньою обичайкою вихрової камери з утворенням з внутрішньою обичайкою останньої кільцевої камери, в якій встановлено сепаруючий фільтр, причому над рівнем бокового вікна в порожнині вихрової камери змонтовані жалюзі з можливістю повороту, а на внутрішній поверхні внутрішньої обичайки названої вихрової камери виконано кільцеподібний виступ (див. патент Укра8 їни на винахід №25469, МПК F28 С 3/06; F28 F25/08. Недоліками пристрою є складність і висока трудомісткість внаслідок необхідності створення та використання дорогої циркуляційної системи для подавання на форсунки охолоджуваної води системи оборотного водозабезпечення під тиском більш ніж 0,5 МПа, а також недостатня ефективність тепловідводу у зв'язку зі значними втратами води на крапельний віднос та випаровування. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу охолодження оточуючим повітрям води системи оборотного водозабезпечення, який дозволяє забезпечити достатню ефективність теплообміну та, відповідно, значно зменшити втрату води на випаровування та крапельний віднос. Поставлена задача вирішується у способі охолодження оточуючим повітрям води системи оборотного водозабезпечення, що здійснюється шляхом контактування на високорозвиненій поверхні 63130 4 диспергованої охолоджуваної води з ежектованим оточуючим повітрям у внутрішньому об'ємі корпусу ежекторної теплообмінної секції з наступним розділом диспергованого потоку на виході з корпусів ежекторних теплообмінних секцій на рідинний і повітряний, згідно з яким потік нагрітого оточуючого повітря спрямовують у вихрову камеру, де з нього формують вільноконвективний вихор, що підіймається, в метастабільній ділянці якого з парів вологи генерують туман з наступною конденсацією його крапель під впливом вихрових відцентрових сил та поверненням отриманого конденсату в систему оборотного водозабезпечення, згідно з корисною моделлю, в системі оборотного водозабезпечення додатково монтують не менше одного каверно-артеріального термосифонного модуля, який розміщують в одній з ежекторних теплообмінних секцій, причому частину охолоджуваної води системи подають у названий каверно-артеріальний термосифонний модуль для збільшення тепловідводу системи. Поставлена задача вирішується також у ежекторно-вихровій градирні для охолодження оточуючим повітрям води системи оборотного водозабезпечення, що має в своєму складі корпус градирні, виконаний у вигляді зовнішньої та внутрішньої обичаєк, в якому розміщені охолоджуючі модулі, корпуси яких обладнані піддоном для збору охолодженої води, а також трубопроводи підводу та відводу води, при цьому модулі виконано ежекторно-вихровими у вигляді ежекторних теплообмінних секцій, кожна з яких містить водяні форсунки, розміщені над її корпусом, причому корпуси названих ежекторних теплообмінних секцій розділені вертикальними радіальними перегородками, розміщеними в зазорі між внутрішньою та зовнішньою обичайками корпусу градирні, а в кожній із названих секцій стінка корпусу, утворена внутрішньою обичайкою, обладнана боковим вікном для відводу нагрітого оточуючого повітря у вихрову камеру, розміщену в порожнині внутрішньої обичайки корпусу градирні, при цьому внутрішня обичайка корпусу градирні є зовнішньою обичайкою вихрової камери, що утворюється, причому над рівнем бокового вікна в порожнині вихрової камери змонтовані з можливістю повороту жалюзі для керування вихровим потоком, градирня виконана комбінованою і додатково обладнана не менш, ніж одним каверно-артеріальним термосифонним модулем, змонтованим не менш ніж в одній з ежекторних теплообмінних секцій. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, полягає у забезпеченні ефективного теплообміну та, відповідно, значному зменшенні втрати води на випаровування. Оскільки потужність теплоз'єму каверно-артеріальним термосифонним модулем (КАТС) в декілька разів перевищує потужність теплоз'єму ежекторно-вихрового модуля, з'являється можливість збільшити агрегатну потужність теплоз'єму при збереженні вагогабаритних характеристик найближчого аналога. На фіг. 1 зображена конструктивна схема ежекторно-вихрової градирні, що заявляється, для 5 здійснення способу охолодження оточуючим повітрям води системи оборотного водозабезпечення, що заявляється; на фіг. 2 - вид згори фіг. 1; на фіг. 3 - конструктивна та теплова схема каверно-артеріального термосифонного модуля (КАТС). Ежекторно-вихрова градирня для охолодження оточуючим повітрям води системи оборотного водозабезпечення, що заявляється, містить в собі корпус 1 градирні, виконаний у вигляді зовнішньої 2 та внутрішньої 3 обичаєк, в якому розміщені охолоджуючі модулі в ежекторних теплообмінних секціях 4 та 5 з корпусами відповідно 6 та 7. Ежекторно-вихрові модулі знаходяться в секціях 4. Кожна з названих секцій 4 містить водяні форсунки 8, розміщені над її корпусом 6. Корпуси 6 та 7 секцій 4 та 5 обладнані піддоном 9 для збору охолодженої води 10, а також трубопроводами підводу 11 та відводу 12 води. Корпуси 6 та 7 ежекторних теплообмінних секцій 4 розділені вертикальними радіальними перегородками 13, розміщеними в зазорі між внутрішньою 3 та зовнішньою 2 обичайками корпусу 1 градирні, а в кожній з названих секцій 4 стінка корпусу, утворена внутрішньою обичайкою 3 обладнана боковим вікном 14 для відводу нагрітого оточуючого повітря у вихрову камеру 15, розміщену в порожнині внутрішньої обичайки 3 корпусу 1 градирні. При цьому внутрішня обичайка 3 корпусу 1 градирні є зовнішньою обичайкою вихрової камери, що утворюється, 15. Над рівнем бокового вікна 14 в порожнині вихрової камери 15 змонтовані з можливістю повороту жалюзі 16 для керування вихровим потоком. Для покращення тепловідводу градирня виконана комбінованою та додатково обладнана не менш ніж одним каверноартеріальним термосифонним модулем (КАТС) 17, змонтованим не менш ніж в одній з ежекторних теплообмінних секцій 5. Виходячи з принципу роботи модулів 4, охолоджена вода 10 стікає в піддон 9. Нагрітий пароповітряний потік 18 з модуля 17 відводиться в центральну вакуумну область вихрової камери 15, перемішуючись з вихором 19. Модуль 17 (КАТС) містить натискну ділянку трубного корпусу 20, в яку поступає охолоджувана вода 21, кавітатор 22 з повітропроводом 23, з'єднаним з атмосферою та поверхню каверни 24. Названа каверна 24 у своїй хвостовій частині має дві пустотілі вихрові труби (шнури) 25. Для організації виводу пароповітряного потоку 18 передбачена труба - артерія 26. Охолоджена вода 27 також стікає в піддон 9. Спосіб охолодження оточуючим повітрям води системи оборотного водозабезпечення, що заявляється, здійснюється в ежекторно-вихровій градирні наступним чином: охолоджувана вода 21 через натискний трубопровід 1 подається одноча 63130 6 сно на форсунки 6 та модуль 17 (КАТС). Утворений форсунками 6 водяний факел диспергованої води, гомогенізуючись з ежектованим оточуючим повітрям у внутрішньому об'ємі корпусу ежекторної теплообмінної секції 4 утворює високорозвинену поверхню теплообміну. Охолоджена вода 10 стікає в піддон 9, звідки відводиться за допомогою трубопроводу 12 до нагрівача (не показаний). Нагріте вологе повітря через бокове вікно 14 потрапляє у вихрову камеру 15, де з нього за допомогою жалюзі 16 формується вільноконвективний вихор, що підіймається, 19, в метастабільній ділянці якого з парів вологи генерується туман з наступною конденсацією його крапель, що стікають у піддон 9. Нагріте повітря зі зниженою вологістю самостійно видаляється в атмосферу. Охолоджувана вода 21 подається в модуль 17 (КАТС), при цьому внаслідок натікання в трубі корпусу 20 на кавітатор 22, відбувається розрив суцільності потоку води з реалізацією відривної течії та утворенням каверни 24. Внаслідок всередині каверни 24 утворюється вакуум з тиском насичення парів води при температурі води на вході в модуль 17 (КАТС). На внутрішній поверхні каверни 24 створюються умови для утворення двофазного парового шару інтенсивного генератора пари в каверну 24, забезпечуючи високоефективне охолодження води, обтікаючої її. Для збільшення інтенсивності відведення тепла та виносу парової хмари в атмосферу внутрішня область каверни 24 пов'язана з атмосферою за допомогою трубки 23. Нагрітий парогазовий потік з каверни 24 відводиться через вихрові порожнисті труби 25 у вакуумну зону 15 вихору 19. Відбувається змішання потоків вологого повітря ежекторних теплообмінних секцій 4, що підіймаються, з парогазовим потоком 18 з модуля 17 (КАТС). У вихорі 19, що підіймається, відбуваються спільні конденсація та видалення вологи. Охолоджена вода 27 з модуля 17 стікає в піддон 9, змішуючись з охолодженою водою 10 з ежекторних теплообмінних секцій 4. Після перемішання охолоджена вода з градирні подається до нагрівача (не показаний). Спосіб, що пропонується, реалізований в комбінованій ежекторно-вихровій градирні, забезпечує підвищення ефективності тепловідводу за рахунок використання КАТС, дозволяє зменшити втрату води на випаровування до 20 %, знизити ступінь охолодження води оборотного водозабезпечення до 5 °C в порівнянні зі штатними випарними градирнями на ТЕС та АЕС. Технічне рішення, що заявляється, екологічно актуальне тому, що зменшує кількість хімічних компонентів (мідний купорос, хлор і т.д.), що додаються в технічну воду та виносяться в атмосферу одночасно з водяним туманом. Експлуатація градирні має мінімальні виробничі витрати. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 63130 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601