Градирня

1. Градирня, що містить корпус з повітропровідними вікнами по периферії в нижній його частині і розміщені групами на водорозподільному колекторі розташовані в прорізах вікон водоструминні форсунки, змонтовані під кутом назустріч одна одній симетрично щодо вертикальної осі градирні, з можливістю повороту навколо горизонтальної осі на кут, що забезпечує висоту перетинання струменів факелів рідини з форсунок, яка відрізняється тим, що в корпусі градирні встановлена вер ^ ^^ п" *"' СО СО СО Ю ~ С ^f ^^ «^ 5Г — uuuuiu н и в и ^ и і п п л гчирмуо о JjyAJ ГПВИМИ фЛсІНЦНМИ, з'єднаними з водорозподільною системою, на верхньому фланці кожної рухливої платформи групами розміщені водоструминні форсунки. (Патент Республіки Беларусь №3450 МПК F28C1/00 видання 2000). Недоліком прототипу є виконання трубопроводів водорозподільної системи у виді східчастої піраміди, у якої периметри для кожного нижнього ряду зменшуються стосовно верхнього. Це веде до зменшення кількості форсунок у кожнім нижче розміщеному рівні стосовно розміщеного вище, особливо в багатогранних градирнях, що зменшує продуктивність градирні, а приєднання кожної поворотної платформи до колектора через окремі поворотні фланці значно ускладнює конструкцію за рахунок збільшення кількості фланцевих з'єднань. Задачею корисної моделі є підвищення продуктивності градирні за рахунок інтенсифікації охолодження рідини, спрощення водорозподільної системи і її конструкції", а також зменшення енерговитрат на обслуговування та ремонт градирні. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що відома градирня містить корпус з повітропровідними вікнами на периферії' в нижній його частині і розміщені групами на водорозподільному колекторі форсунки, розташовані в прорізах вікон і змонтовані під кутом назустріч один одному симетрично щодо вертикальної осі градирні з можливістю повороту навколо горизонтальної осі на кут, що забезпечує висоту перетинання струменів смолоскипів рідини з форсунок. Відповідно до пропонованого технічного рішення в корпусі градирні виконана вертикальна антивітрова перегородка, над вікнами, уздовж вертикальної стінки усередині корпуса градирні встановлений щит, змонтований похило до згаданої стінки, і утворюючий разом з нижнім рівнем вікон ежекційний канал трапецеїдального перетину, причому смолоскипи рідини з форсунок спрямовані до антивітровоі перегородки і встановлені з кроком, що забезпечує часткове перекриття смолоскипів один одним, а площини еліпсів пересічних симетричних смолоскипів рідини розташовані як над антивітровою перегородкою, так і по обидві сторони останньої. Крім того, форсунки змонтовані на колекторах у виді блоків форсунок з однієї центральної і, наприклад, шістьох навколо її. Таким чином, відповідно до пропонованого технічного рішення забезпечуються кращі умови охолодження і тим самим підвищується ефективність градирні, а також поліпшуються умови її обслуговування і ремонту. На Фіг.1 показаний загальний вид градирні з розміщенням щита усередині градирні, з утворенням трапецеїдального ежекційного каналу і розташуванням форсунок у прорізах вікон чи блоків у центра, наприклад, шістьма. На Фіг.4 показана градирня, наприклад, прямокутного перетину з внутрішнім розташуванням щита і групи форсунок у прорізах вікон при виключеній подачі рідини (перетин А-А на Фіг.1). Градирня містить корпус 1 у вигляді вертикального короба з повітропровідними вікнами 2, виконаними по периферії в нижній його частині. У прорізах вікон 2 установлені колектори 3. що підключені до водорозподільної системи 4. Колектори З можуть бути розташовані чи усередині, чи зовні корпуса градирні. На колекторах 3 закріплені блоки 5 з форсунками 6 чи групи форсунок 6, розташовані безпосередньо на колекторах 3, і встановлені симетрично щодо вертикальної осі градирні назустріч один одному з можливістю повороту навколо горизонтальної осі на кут, що забезпечує перетинання струменів симетричних смолоскипів 7 на різних висотах, У нижній частині градирні мається водозбірний басейн 8. Над вікнами 2. уздовж усієї стінки корпуса 1, усередині градирні встановлений щит 9, а усередині градирні змонтована вертикальна антивітрова перегородка 10. Струмені симетричних смолоскипів 7 у виді конусів витікають з форсунок 6 над антивітровою перегородкою 10, а також по обидві сторони останньої, утворюючи площі еліпсів. На Фіг.1 показаний нижній рівень 11 вікон 2, нижче якого розташований басейн 8. При розташуванні щита 9 над вікнами 2 похило до вертикальної стійки-усередині корпуса 1 градирні між поверхнею щита 9 і рівнем 11 утвориться ежекційний канал 12 трапецеїдального перетину, відстань Н якого показує висоту каналу 12 між верхнім ребром щита 9 і рівнем 11 вікна 2, а відстань Ні показує висоту каналу 12 між нижнім ребром щита 9 і рівнем 11, рівну висоті вікна 2. Висота Н більше висоти Ні. Ширина В і ежекційного каналу 12 (Фіг.4) дорівнює ширині вікна 2. Кількість ежекційних каналів 12 чи 13 відповідає кількості вікон 2 градирні. На Фіг. 1, 2 показані зони 14 (заштриховані) перетинання струменів смолоскипів 7. Градирня працює в такий спосіб. Охолоджувана вода через водорозподільну систему 4 з колекторами 3. на яких встановлені водоструминні форсунки 6 чи їхні блоки 5 подається усередину градирні. Вихідні з форсунок 6 струмені води створюють смолоскипи 7 у виді конусів, що. перетинаючись по площі еліпсів над антивітровою перегородкою 10, утворюють по обидві сторони згаданої перегородки 10 площини еліпсів. Якщо окремі водоструминні форсунки 6 чи їхні блоки 5 закріплені на колекторах 3 нерухомо, то поворот форсунок 6 чи їхніх блоків 5 здійснюють на необхідний кут поворотом усього колектора 3. Зовнішнє повітря під дією струменів рідини смолоскипів 7 через прорізи вікон 2 спрямовується в ежекційні канали 12 трапецеїдального перетину і смолоскипи 7 сусідніх форсунок 6 перек один одного на 60-60%, утворюючи зони 14 Смолоскипи 7 у виді дрібнодисперсн пель при зустрічі на висоті утворять при в; му зіткненні водяний пил з розвитою пов крапель, що падають у водозбірний басейн подачі води через водоструминні форсунн блоки 5 з форсунками 6 останні захоплю собою повітря з повітропровідних вікон 2 Одночасно гаряча вода нагріває це повітг. нього додатково починають діяти конвекційг Повітря спрямовується нагору і зустрічає водяним пилом, що падає у водозбірний ба При зустрічі потоків повітря і надаючого во пилу відбувається активний теппомасообм доструминні форсунки 6 чи їхні блоки ут область зі зниженим тиском у прорізі возд> них вікон 2. У ці вікна 2 спрямовується потії ря, у результаті чого організується примусої куляція повітряних мас без додат енергоспоживання. Крім того, установка фо б групами чи їхніх блоків 5 на колекторі 3 у сті від 2 до 10 одиниць забезпечує значне шення продуктивності градирні і нагрівання ваного через вікна 2 повітря на початковій додатково забезпечуючи конвекційну тягу в сі 1. Можливість повороту форсунок 6 чи їхн ків 5 разом з колектором 3 під визначеним УКРАЇНА (19) UA (11)5336 аз) U (51)7F28C1/OO МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ видається під відповідальність власника патенту (54) ГРАДИРНЯ (21)2004010577 (22)26.01.2004 (24)15.03.2005 (46) 15.03.2005, Бюл. № 3, 2005 р. (72) Стародубцев Олександр Васільевіч, BY (73) Стародубцев Олександр Васільевіч, BY (57) 1. Градирня, що містить корпус з повітропровідними вікнами по периферії в нижній його частині і розміщені групами на водорозподільному колекторі розташовані в прорізах вікон водоструминні форсунки, змонтовані під кутом назустріч одна одній симетрично щодо вертикальної осі градирні, з можливістю повороту навколо горизонтальної осі на кут, що забезпечує висоту перетинання струменів факелів рідини з форсунок, яка відрізняється тим, що в корпусі градирні встановлена вер тикальна антивітрова перегородка, над вікнами, уздовж вертикальної стінки усередині корпуса градирні, встановлений щит, змонтований похило щодо згаданої стінки і утворюючий разом з нижнім рівнем вікон ежекційний трапецеїдальний канал, причому факели рідини з форсунок спрямовані до антивітрової перегородки і встановлені з кроком, що забезпечує часткове перекриття факелів рідини один одним, а площини еліпсів пересічних симетричних факелів рідини розташовані як над антивітровою перегородкою, так і по обидві сторони останньої. 2. Градирня за п. 1, яка відрізняється тим, що форсунки змонтовані на колекторах у вигляді блоків форсунок з однією центральною і, наприклад, шістьма навколо неї. 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 вентиляторна градирня, що містить корпус, охоплений кожухом з утворенням повітропровідного каналу, трубу для евакуації повітря, встановлену в днище корпуса, постачену водозбірним лотком і жалюзійними ґратами, витяжний патрубок з вентилятором, повітророзподільник з форсунками і повітропостачальні патрубки, розміщені в кришці корпуса, у якому система охолодження додатково постачена повітропроводами з запірними клапанами й оболонкою, розміщеною навколо бічної стінки корпуса з кільцевим зазором (А.С. 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 витяжну вежу з повітропостачальними вікнами, виконаними по кільцю в нижній її частині, розміщений у вежі вище вікон зрошувач з водорозподільною системою, і водоструминні ежектори, підключені до водорозподіляючого колектора, причому ежектори встановлені в центральній зоні градирні, обмеженої діаметром, рівним 0,2-0,25 діаметру зрошувача, вихідні торці звернені до зрошувача, а водорозподільний колектор розміщений усередині вежі. (Патент РФ №2099662, ПМК F28C1/00 видання 1997). Недоліком цієї градирні є неефективність охолодження, викликана великим аеродинамічним опором, обумовленим розміщенням у шахті елементів зрошувача, відмовитися ж від даної системи неможливо, оскільки саме зрошувач є тим пристроєм, на якому відбувається тепловіддача. Найближчим технічним рішенням (прототип) є градирня, що містить корпус з повітропостачальними вікнами на периферії в нижній його частині, і розміщені групами на повітророзподільному колекторі, розташованими в прорізах вікон водоструминні форсунки, змонтовані під кутом назустріч один одному симетрично щодо вертикальної осі градирні зі зсувом від площини вікна до центра градирні. Форсунки змонтовані на платформах з можливістю повороту навколо горизонтальної осі со CD CO CO Ю О) 5336 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 групами розміщені водоструминні форсунки. (Патент Республіки Беларусь №3450 МПК F28C1/00 видання 2000). Недоліком прототипу є виконання трубопроводів водорозподільної системи у виді східчастої піраміди, у якої периметри для кожного нижнього ряду зменшуються стосовно верхнього. Це веде до зменшення кількості форсунок у кожнім нижче розміщеному рівні стосовно розміщеного вище, особливо в багатогранних градирнях, що зменшує продуктивність градирні, а приєднання кожної поворотної платформи до колектора через окремі поворотні фланці значно ускладнює конструкцію за рахунок збільшення кількості фланцевих з'єднань. Задачею корисної моделі є підвищення продуктивності градирні за рахунок інтенсифікації охолодження рідини, спрощення водорозподільної системи і її конструкції, а також зменшення енерговитрат на обслуговування та ремонт градирні. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що відома градирня містить корпус з повітропровідними вікнами на периферії в нижній його частині і розміщені групами на водорозподільному колекторі форсунки, розташовані в прорізах вікон і змонтовані під кутом назустріч один одному симетрично щодо вертикальної осі градирні з можливістю повороту навколо горизонтальної осі на кут, що забезпечує висоту перетинання струменів смолоскипів рідини з форсунок. Відповідно до пропонованого технічного рішення в корпусі градирні виконана вертикальна антивітрова перегородка, над вікнами, уздовж вертикальної стінки усередині корпуса градирні встановлений щит, змонтований похило до згаданої стінки, і утворюючий разом з нижнім рівнем вікон ежекційний канал трапецеїдального перетину, причому смолоскипи рідини з форсунок спрямовані до антивітрової перегородки і встановлені з кроком, що забезпечує часткове перекриття смолоскипів один одним, а площини еліпсів пересічних симетричних смолоскипів рідини розташовані як над антивітровою перегородкою, так і по обидві сторони останньої. Крім того, форсунки змонтовані на колекторах у виді блоків форсунок з однієї центральної і, наприклад, шістьох навколо її. Таким чином, відповідно до пропонованого технічного рішення забезпечуються кращі умови охолодження і тим самим підвищується ефективність градирні, а також поліпшуються умови її обслуговування і ремонту. На Фіг.1 показаний загальний вид градирні з розміщенням щита усередині градирні, з утворенням трапецеїдального ежекційного каналу і розташуванням форсунок у прорізах вікон чи блоків у два ряди. На Фіг.2 показані верхні частини еліпсів пересічних симетричних конусів смолоскипів рідини над антивітровою перегородкою і нижні частини цих еліпсів по обидві сторони антивітрової перегородки, а також зони перетинання еліпсів. На Фіг.З показаний блок форсунок з центральною форсункою і декількома рівновіддаленими від центра, наприклад, шістьма. На Фіг.4 показана градирня, наприклад, прямокутного перетину з внутрішнім розташуванням щита і групи форсунок у прорізах вікон при виключеній подачі рідини (перетин А-А на Фіг.1). Градирня містить корпус 1 у вигляді вертикального короба з повітропровідними вікнами 2, виконаними по периферії в нижній його частині. У прорізах вікон 2 установлені колектори 3. що підключені до водорозподільної системи 4. Колектори З можуть бути розташовані чи усередині, чи зовні корпуса градирні. На колекторах 3 закріплені блоки 5 з форсунками 6 чи групи форсунок 6, розташовані безпосередньо на колекторах 3, і встановлені симетрично щодо вертикальної осі градирні назустріч один одному з можливістю повороту навколо горизонтальної осі на кут, що забезпечує перетинання струменів симетричних смолоскипів 7 на різних висотах, У нижній частині градирні мається водозбірний басейн 8. Над вікнами 2. уздовж усієї стінки корпуса 1, усередині градирні встановлений щит 9, а усередині градирні змонтована вертикальна антивітрова перегородка 10. Струмені симетричних смолоскипів 7 у виді конусів витікають з форсунок 6 над антивітровою перегородкою 10, а також по обидві сторони останньої, утворюючи площі еліпсів. На Фіг.1 показаний нижній рівень 11 вікон 2, нижче якого розташований басейн 8. При розташуванні щита 9 над вікнами 2 похило до вертикальної стійки-усередині корпуса 1 градирні між поверхнею щита 9 і рівнем 11 утвориться ежекційний канал 12 трапецеїдального перетину, відстань Н якого показує висоту каналу 12 між верхнім ребром щита 9 і рівнем 11 вікна 2, а відстань Ні показує висоту каналу 12 між нижнім ребром щита 9 і рівнем 11, рівну висоті вікна 2. Висота Н більше висоти Ні. Ширина В і ежекційного каналу 12 (Фіг.4) дорівнює ширині вікна 2. Кількість ежекційних каналів 12 чи 13 відповідає кількості вікон 2 градирні. На Фіг.1, 2 показані зони 14 (заштриховані) перетинання струменів смолоскипів 7. Градирня працює в такий спосіб. Охолоджувана вода через водорозподільну систему 4 з колекторами 3. на яких встановлені водоструминні форсунки 6 чи їхні блоки 5 подається усередину градирні. Вихідні з форсунок 6 струмені води створюють смолоскипи 7 у виді конусів, що. перетинаючись по площі еліпсів над антивітровою перегородкою 10, утворюють по обидві сторони згаданої перегородки 10 площини еліпсів. Якщо окремі водоструминні форсунки 6 чи їхні блоки 5 закріплені на колекторах 3 нерухомо, то поворот форсунок 6 чи їхніх блоків 5 здійснюють на необхідний кут поворотом усього колектора 3. Зовнішнє повітря під дією струменів рідини смолоскипів 7 через прорізи вікон 2 спрямовується в ежекційні канали 12 трапецеїдального перетину і спрямовується усередину градирні. Це зовнішнє повітря, спрямовується усередину градирні, активно перемішується з краплями охолоджуваної води. При цьому відбувається теплопередача, повітря нагрівається і конвекційними потоками виходить назовні у відкриту зверху частину градирні. Водо 5336 струминні форсунки 6 встановлені в подовжньому каналі 12 із кроком Т (Фіг 2) таким чином, щоб смолоскипи 7 сусідніх форсунок 6 перекривали один одного на 60-60%, утворюючи зони 14 Смолоскипи 7 у виді дрібнодисперсних крапель при зустрічі на висоті утворять при взаємному зіткненні водяний пил з розвитою поверхнею крапель, що падають у водозбірний басейн 8 При подачі води через водоструминні форсунки 6 чи блоки 5 з форсунками 6 останні захоплюють за собою повітря з повітропровідних вікон 2 нагору Одночасно гаряча вода нагріває це повітря, і на нього додатково починають діяти конвекційні сили Повітря спрямовується нагору і зустрічається з водяним пилом, що падає у водозбірний басейн 8 При зустрічі потоків повітря і надаючого водяного пилу відбувається активний тепломасообмін Водоструминні форсунки 6 чи їхні блоки утворять область зі зниженим тиском у прорізі воздуховодних вікон 2 У ці вікна 2 спрямовується потік повітря, у результаті чого організується примусова циркуляція повітряних мас без додаткового енергоспоживання Крім того, установка форсунок 6 групами чи їхніх блоків 5 на колекторі 3 у КІЛЬКОСТІ ВІД 2 до 10 одиниць забезпечує значне збільшення продуктивності градирні і нагрівання подаваного через вікна 2 повітря на початковій стадії, додатково забезпечуючи конвекційну тягу в корпусі 1 Можливість повороту форсунок 6 чи їхніх блоків 5 разом з колектором 3 під визначеним кутом Фіг 1 дозволяє відрегулювати напрямок смолоскипів 7 охолоджуваної рідини для кожної конкретної градирні з урахуванням температури зовнішнього повітря, початкової температури охолоджуваної рідини, сили і напрямки вітру й інших параметрів Таке виконання градирні дозволяє зробити більш вільним внутрішній її обсяг за рахунок рівних по периметрі другого і наступного рядів форсунок чи їхніх блоків і, отже, дозволяє значно підвищити ефективність охолодження рідини і, продуктивність, градирні, при цьому знижуються експлуатаційні витрати, спрощується конструкція підвищується її надійність і придатність до ремонту Крім того, пропонована градирня дозволяє забезпечити високу продуктивність роботи градирень будь-яких необхідних розмірів, з будь-яким поперечним перерізом - прямокутним, багатокутним, круглим Джерела інформації 1 А С СРСР№1702144 МПК F28C1/00 видання 1991 2 Патент РФ №209662, МПК F28C1/00 видання 1997 3 Патент Республіки Беларусь №3450 МПК F28C1/00 видання 2000 4 Патент РФ№2166163 МПК F28C1/00, 2001 5 Галустов В С Прямоточні розпилювальні апарати в теплоенергетиці Москва, Атомиздат 1989р Фіг.2 5336 Фіг.3 Комп'ютерна верстка В. Мацело Фіг 4 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