[go: up one dir, main page]

RU2295099C2 - Cooling tower - Google Patents

Cooling tower Download PDF

Info

Publication number
RU2295099C2
RU2295099C2 RU2004136777/06A RU2004136777A RU2295099C2 RU 2295099 C2 RU2295099 C2 RU 2295099C2 RU 2004136777/06 A RU2004136777/06 A RU 2004136777/06A RU 2004136777 A RU2004136777 A RU 2004136777A RU 2295099 C2 RU2295099 C2 RU 2295099C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
water
openings
tower
casing
Prior art date
Application number
RU2004136777/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004136777A (en
Inventor
Анатолий Петрович Болдырев (RU)
Анатолий Петрович Болдырев
Виктор Иванович Герасименко (RU)
Виктор Иванович Герасименко
Анатолий Аркадьевич Огарков (RU)
Анатолий Аркадьевич Огарков
Сергей Виальевич Ардамаков (RU)
Сергей Виальевич Ардамаков
нов Игорь Валентинович Лукь (RU)
Игорь Валентинович Лукьянов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "КуйбышевАзот"
Анатолий Петрович Болдырев
Виктор Иванович Герасименко
Анатолий Аркадьевич Огарков
Сергей Виальевич Ардамаков
Игорь Валентинович Лукьянов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "КуйбышевАзот", Анатолий Петрович Болдырев, Виктор Иванович Герасименко, Анатолий Аркадьевич Огарков, Сергей Виальевич Ардамаков, Игорь Валентинович Лукьянов filed Critical Открытое акционерное общество "КуйбышевАзот"
Priority to RU2004136777/06A priority Critical patent/RU2295099C2/en
Publication of RU2004136777A publication Critical patent/RU2004136777A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2295099C2 publication Critical patent/RU2295099C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heat exchange apparatus and direct-action sprinkling cooling plants.
SUBSTANCE: proposed cooling tower has housing with air supply nozzles, openings in casing and additional openings and water-to-air ejector. Each water supply nozzle is located inside tubular envelope introduced in housing; water-to-air ejectors are formed by air supply nozzles and tubular envelopes; clearances between air supply nozzles and tubular envelopes are filled with air and additional openings are formed by above-mentioned clearances; water supply nozzles and tubular envelopes are arranged inside cooling tower housing in such position that their inlet end faces are located near openings in casing.
EFFECT: enhanced heat exchange due to increased velocity of air flow and additional suction of "cold" air by energy of flow; saving of energy.
2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к теплообменным агрегатам, а более конкретно к оросительным холодильным сооружениям (непосредственного контакта) типа градирен и может быть использовано в нефтехимической промышленности.The invention relates to heat exchange units, and more particularly to irrigation refrigeration facilities (direct contact) of the type of cooling towers and can be used in the petrochemical industry.

Известны аналоги - вентиляторные градирни (Гладков В.А., Арефьев Ю.И., Пономаренко B.C. «Вентиляторные градирни». М.: Стройиздат, 1976 г., с.127, Рис.33), включающие корпус (каркас, скрепленный с панелями, образующими сплошной корпус) и размещенные внутри корпуса водоподающие сопла. Причем корпус градирни имеет специальную форму - снизу цилиндрическую - со свободными проемами у поверхности почвы и более сложную форму (под установку вентилятора) наверху. В верхней части градирни установлен осевой вентилятор, приводимый в действие электродвигателем. Сущность работы градирен-аналогов состоит в том, что «горячая» оборотная вода, подаваемая из производственного процесса к градирне, попадает вовнутрь корпуса в водоподающие сопла, которые формируют водяные потоки - струи заданной длины и диаметра. В это время включенный электродвигатель вращает лопасти осевого вентилятора, который засасывает воздух в свободные проемы (выполненные внизу цилиндра корпуса градирни) и прокачивает его через струи воды. Водяные струи передают тепло воздушному потоку и вентилятором выбрасываются в атмосферу. Охлажденная вода собирается в нижней части - на днище градирни, насосом возвращается в производственный процесс для повторного использования.Known analogues are fan cooling towers (Gladkov V.A., Arefyev Yu.I., Ponomarenko BC “Fan cooling towers.” M.: Stroyizdat, 1976, p. 127, Fig. 33), including a housing (frame, fastened with panels forming a continuous casing) and water supply nozzles located inside the casing. Moreover, the tower body has a special shape - cylindrical from the bottom - with free openings near the soil surface and a more complex shape (for installing a fan) at the top. An axial fan driven by an electric motor is installed in the upper part of the tower. The essence of the work of cooling towers is that the "hot" circulating water supplied from the production process to the cooling tower enters the casing inside the water supply nozzles, which form water flows - jets of a given length and diameter. At this time, the included electric motor rotates the axial fan blades, which draws air into the free openings (made at the bottom of the cylinder of the tower tower) and pumps it through jets of water. Water jets transfer heat to the air stream and are emitted by the fan into the atmosphere. Chilled water is collected in the lower part - on the bottom of the tower, with a pump returns to the production process for reuse.

Недостатком конструкций-аналогов - вентиляторных градирен являются:The disadvantage of analog designs - fan cooling towers are:

- необходимость расхода электроэнергии двигателя вентилятора и- the need for power consumption of the fan motor and

- затраты, связанные с прокладкой и обслуживанием силовой и управляющей электрических линий вентилятора.- the costs associated with the laying and maintenance of power and control electric lines of the fan.

Известна вентиляторная градирня, содержащая вытяжную башню с воздуховодными окнами по периметру в нижней части, воздухоуловитель, водораспределительную систему с сужающимися соплами и расположенной симметрично относительно продольной оси башней, ороситель и бассейн, который разделен на секции перегородками, выполненными из биметалла зигзагообразно с образованием в секции чередующихся в шахматном порядке конфузоров и диффузоров (Патент РФ №2200924, 7 F 28 С 1/00, БИПМ №8, 2003 г.). Недостатком работы указанной градирни является также завышенный расход электроэнергии.Known fan tower containing an exhaust tower with air ducts around the perimeter in the lower part, an air trap, a water distribution system with tapering nozzles and a tower located symmetrically relative to the longitudinal axis, an irrigator and a pool, which is divided into sections by partitions made of bimetal zigzag with the formation of alternating sections staggered confusers and diffusers (RF Patent No. 2200924, 7 F 28 С 1/00, BIPM No. 8, 2003). The disadvantage of this tower is also an overestimated power consumption.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является конструкция башенной градирни с естественной тягой, используемая для охлаждения воды в промышленности (Справочник по теплообменникам. В 2-х томах. Том 2. Пер. с англ. Под ред. О.Г.Мартыненко и др. - М.: «Энергоиздат», 1987 г., с.128-129. Раздел 3.12.3, рис.1). Конструкция градирни включает корпус башенного типа (высокий каркас с «окожушкой») и открытыми (для притока воздуха) проемами в кожухе. Проемы выполнены в нижнем припочвенном поясе кожуха градирни. Внутри корпуса башенной градирни размещены водоподающие сопла.Closest to the proposed technical solution is the design of a natural draft tower cooling tower used for cooling water in industry (Handbook of heat exchangers. In 2 volumes. Volume 2. Translated from English. Edited by OG Martynenko and others. - M .: "Energoizdat", 1987, p.128-129. Section 3.12.3, Fig. 1). The design of the cooling tower includes a tower-type casing (high frame with a “window”) and open (for air flow) openings in the casing. The openings are made in the lower ground zone of the tower casing. Inside the body of the tower cooling tower placed water supply nozzle.

Сущность работы указанной градирни состоит в следующем. Подлежащая охлаждению оборотная вода из производственного цикла подается насосом к градирне и поступает внутрь корпуса в водоподающие сопла. Сопла формируют поток воды в виде струй (необходимых размеров - длины и диаметра), пленок, смешанных капельно-воздушных потоков, увеличивая открытую-контактную поверхность теплообмена. В это же время через открытые нижние проемы (в корпусе градирни) под действием башенной самотяги в корпус поступают воздушные потоки, которые, контактируя с поверхностью струй (пленок, капель), забирают часть тепловой энергии. Отконтактировавший воздух с парами воды поднимается в верхнюю часть башенного корпуса и «уходит» в атмосферу. Температура потоков воды понижается. Струи воды далее свободно падают в нижнюю часть градирни, попадая на собирающее днище. Затем насосом вода возвращается в производственный цикл. Недостатком конструкции градирни являются: - невысокая допустимая удельная тепловая нагрузка на градирню и повышенная температура возвращаемой (в производство) охлажденной воды (в летнее время). Указанные недостатки обусловлены невысокими скоростями естественного самовытяжного движения охлаждающего воздушного потока, снижающими интенсивность теплообменного процесса.The essence of the specified cooling tower is as follows. The circulating water to be cooled from the production cycle is pumped to the cooling tower and enters the housing into the water supply nozzles. Nozzles form a stream of water in the form of jets (the required sizes - length and diameter), films, mixed drip-air flows, increasing the open-contact heat exchange surface. At the same time, through open lower openings (in the cooling tower housing), under the influence of a tower traction, air flows enter the housing, which, in contact with the surface of the jets (films, drops), take part of the thermal energy. The contacted air with water vapor rises to the upper part of the tower building and "leaves" into the atmosphere. The temperature of the water flows decreases. Water jets then fall freely into the lower part of the tower, falling on the collecting bottom. Then, the pump returns water to the production cycle. The disadvantage of the design of the tower are: - low permissible specific thermal load on the tower and the increased temperature of the returned (into production) chilled water (in the summer). These disadvantages are due to the low speeds of the natural self-exhausting movement of the cooling air flow, which reduce the intensity of the heat exchange process.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение интенсивности теплообмена за счет увеличения скорости движения воздушных потоков и дополнительного подсоса «холодного» воздуха энергией водяных потоков, а также снижение потребляемой электроэнергии.The objective of the invention is to increase the intensity of heat transfer by increasing the speed of air flows and additional suction of "cold" air with the energy of water flows, as well as reducing the energy consumption.

Поставленная задача достигается тем, что градирня содержит корпус с воздухоподающими соплами, проемы в кожухе и дополнительные проемы, водовоздушный эжектор. Согласно изобретению каждое водоподающее сопло размещено внутри введенной в корпус трубной оболочки, водовоздушные эжекторы образованы указанными воздухоподающими соплами и трубными оболочками, при этом зазоры между воздухоподающими соплами и трубными оболочками заполнены воздухом, а дополнительные проемы образованы указанными зазорами, при этом водоподающие сопла и трубные оболочки размещены внутри кожуха градирни так, что их входные торцы расположены вблизи проемов в кожухе. Соотношение внутреннего диаметра трубной оболочки и внешнего диаметра водоподающего сопла составляет 1,05-1,03:1.This object is achieved in that the tower contains a housing with air-supplying nozzles, openings in the casing and additional openings, a water-air ejector. According to the invention, each water supply nozzle is placed inside the pipe shell introduced into the housing, the water-air ejectors are formed by said air supply nozzles and pipe shells, while gaps between the air supply nozzles and pipe shells are filled with air, and additional openings are formed by said gaps, while the water supply nozzles and pipe shells are placed inside the casing of the tower so that their inlet ends are located near the openings in the casing. The ratio of the inner diameter of the tube shell and the outer diameter of the water supply nozzle is 1.05-1.03: 1.

На Фиг.1, 2 изображены продольные разрезы предлагаемой градирни. На обоих разрезах для упрощения показано по два сопла с трубными оболочками. Каркас градирни условно не показан. В варианте на Фиг.1 трубные оболочки вставлены в кожух градирни. В варианте на Фиг.2 они размещены внутри кожуха с входными торцами, расположенными вблизи существующих проемов в кожухе. Предложенная градирня представляет собой каркасно-щитовой корпус 1 с открытыми внизу свободными проемами 2. Введенные трубные оболочки 3 по варианту на Фиг.1 вставлены в корпус 1 с образованием дополнительных кольцевых проемов 4. По варианту на Фиг.2 трубные оболочки 3 размещены внутри корпуса 1 так, что их входные торцы 5 расположены вблизи существующих проемов 2. Внутри каждой трубной оболочки 3 размещено водоподающее сопло 6, запитываемое от коллектора 7, расположенного снаружи - Фиг.1 или внутри - Фиг.2 корпуса 1 градирни. Размеры каждой трубной оболочки 3 и водоподающего сопла 6 приняты из условия образования водовоздушного эжектора (возникновения в кольцевом проеме - зазоре 4 между соплом 6 и оболочкой 3 вакуума, инжектирующего воздух).Figure 1, 2 shows a longitudinal section of the proposed cooling tower. In both sections, for simplicity, two nozzles with tube shells are shown. The frame of the cooling tower is conventionally not shown. In the embodiment of FIG. 1, pipe shells are inserted into a cooling tower casing. In the embodiment of FIG. 2, they are placed inside the casing with input ends located near existing openings in the casing. The proposed cooling tower is a frame-shield housing 1 with open openings below 2. The introduced pipe shells 3 according to the embodiment of FIG. 1 are inserted into the housing 1 with the formation of additional annular openings 4. According to the embodiment of FIG. 2, the pipe shells 3 are placed inside the housing 1 so that their inlet ends 5 are located near the existing openings 2. Inside each tube shell 3 there is a water supply nozzle 6, fed from a collector 7 located outside - Figure 1 or inside - Figure 2 of the tower body 1. The dimensions of each tube shell 3 and the water supply nozzle 6 are taken from the condition for the formation of a water-air ejector (occurrence in the annular opening - the gap 4 between the nozzle 6 and the shell 3 of a vacuum injecting air).

Работа предложенной градирни заключается в следующем. Использованная в производстве циркулирующая оборотная вода с запасом тепловой и кинетической энергии поступает в коллектор 7 и затем в водоподающее сопло 6. При скоростном истечении воды из сопел 6, размещенных внутри трубных оболочек 3, образуется вакуум (в соответствии с теорией работы струйных аппаратов), который засасывает внутрь корпуса 1 градирни дополнительный (к поступающему из проемов 2) воздушный поток. Засасываемый воздушный поток, разгоняемый камерным вакуумом, приобретает дополнительный прирост скорости к скорости, создаваемой самотягой. Причем в варианте на Фиг.1 забираемый в кольцевые зазоры 4 воздушный поток является дополнительным объемом к потоку, поступающему в корпус 1 градирни через проемы 2.The work of the proposed cooling tower is as follows. The circulating circulating water used in the production with a supply of thermal and kinetic energy enters the collector 7 and then to the water supply nozzle 6. With high-speed outflow of water from the nozzles 6 placed inside the tube shells 3, a vacuum is formed (in accordance with the theory of the jet apparatus), which the additional (to the coming from the openings 2) air flow is sucked into the casing 1 of the tower. The intake air stream, accelerated by chamber vacuum, acquires an additional increase in speed to the speed created by self-pulling. Moreover, in the embodiment of FIG. 1, the air flow drawn into the annular gaps 4 is an additional volume to the flow entering the cooling tower body 1 through the openings 2.

В случае, если устройство дополнительных проемов в корпусе 1 градирни усложняет конструкцию корпуса 1, допустимо размещать входные торцы 5 трубных оболочек 3 вблизи уже существующих проемов 2, как приведено на Фиг.2.In the event that the device of additional openings in the housing 1 of the tower complicates the design of the housing 1, it is permissible to place the input ends 5 of the pipe shells 3 near the already existing openings 2, as shown in Fig.2.

Благодаря предложенному решению - реализации на базе водоподающих сопел водовоздушных эжекторов увеличены скорость и объем воздушных масс, проходящих через градирню, что обеспечивает повышение интенсивности теплообмена, увеличение объема выбрасываемого нагретого воздуха и снижение температуры охлажденной в градирне (и вновь подаваемой на производство) оборотной воды. Реализованный дополнительный и ускоренный поток воздуха, увлекаемый эжектирующей жидкостью - водой и направленный в верхнюю часть градирни, увеличивает массовую долю распыленной воды, находящейся в градирне во взвешенном состоянии, т.е. более длительное время контактирующей с «холодным» воздухом, что также повышает интенсивность теплообмена. Причем возможно не только всасывание воздуха введенными конструкциями струйных аппаратов из существующих проемов градирни, но могут быть организованы отдельные кольцевые зазоры-проемы в кожухе градирни.Thanks to the proposed solution - the implementation of air-powered ejectors on the basis of the water-supplying nozzles, the speed and volume of air masses passing through the cooling tower are increased, which ensures an increase in the heat transfer rate, an increase in the volume of hot air discharged and a decrease in the temperature of the circulating water cooled in the cooling tower (and again supplied to the production). The realized additional and accelerated air flow carried away by the ejection liquid — water and directed to the upper part of the tower — increases the mass fraction of the sprayed water in the tower in suspension, i.e. longer contact with “cold” air, which also increases the heat transfer rate. Moreover, it is possible not only air intake by the introduced designs of the inkjet apparatuses from the existing openings of the tower, but separate ring gaps-openings in the casing of the tower can be arranged.

Предложенным решением полезно использована ранее невостребованная часть энергии струи воды - кинетическая, придаваемая ей существующими насосами, осуществляющими перекачу воды. Более того, невостребованная ранее кинетическая энергия струй воды реализовалась в повышенном эрозионном износе внутренних поверхностей и элементов градирни.The proposed solution is useful to use the previously unclaimed part of the energy of the water jet - kinetic, given to it by existing pumps that pump water. Moreover, the previously unclaimed kinetic energy of water jets was realized in increased erosion wear of the internal surfaces and elements of the cooling tower.

С внедрением предложенного технического решения доля кинетической энергии струй, приводящих к износу оборудования, снижена. Ниже в таблице приведен пример и технико-экономические показатели работы предложенной градирни в промышленных условиях.With the introduction of the proposed technical solution, the proportion of kinetic energy of the jets leading to equipment wear is reduced. The table below shows an example and technical and economic indicators of the proposed cooling tower in an industrial environment.

Показатели работы градиренCooling Tower Performance Градирня по прототипуPrototype cooling tower Предлагаемая градирняProposed cooling tower 1. Расход воды, м.куб./ч1. Water consumption, m3 / h 45004500 45004500 2. Расход воды на подпитку (потери), м.куб/ч2. Water consumption for recharge (loss), m3 / h 400400 230230 3. Температура подаваемой воды, °C3. The temperature of the supplied water, ° C 2828 2828 4. Температура охлажденной воды, °C4. Chilled water temperature, ° C 2222 1919 4. Наличие электродвигателей, шт.4. The presence of electric motors, pcs. 33 -- 5. Расход воздуха на охлаждение, м.куб/ч5. Air flow for cooling, m3 / h 33003300 35003500 6. Поверхность охлаждения, отн. ед6. Cooling surface, rel. units 1one 1,21,2

Из таблицы видно преимущество работы предлагаемой градирни. Внедрение намечено на 1 кв. 2005 г. в ЗАО «Куйбышевазот». Ожидаемый экономический эффект составит 1,8 млн. руб в год.The table shows the advantage of the proposed cooling tower. Implementation is scheduled for 1 square. 2005 at Kuibyshevazot CJSC. The expected economic effect will be 1.8 million rubles per year.

Claims (1)

Градирня, содержащая корпус с воздухоподающими соплами, проемы в кожухе и дополнительные проемы, водовоздушный эжектор, отличающаяся тем, что каждое водоподающее сопло размещено внутри введенной в корпус трубной оболочки, водовоздушные эжекторы образованы указанными воздухоподающими соплами и трубными оболочками, при этом зазоры между воздухоподающими соплами и трубными оболочками заполнены воздухом, а дополнительные проемы образованы указанными зазорами, при этом водоподающие сопла и трубные оболочки размещены внутри кожуха градирни так, что их входные торцы расположены вблизи проемов в кожухе.A cooling tower comprising a housing with air supply nozzles, openings in the casing and additional openings, a water-air ejector, characterized in that each water supply nozzle is placed inside the pipe shell introduced into the housing, water-air ejectors are formed by said air-supply nozzles and pipe shells, with gaps between the air-supply nozzles and pipe shells are filled with air, and additional openings are formed by the indicated gaps, while water-supplying nozzles and pipe shells are placed inside the gradient casing so that their inlet ends are located near the openings in the casing.
RU2004136777/06A 2004-12-15 2004-12-15 Cooling tower RU2295099C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004136777/06A RU2295099C2 (en) 2004-12-15 2004-12-15 Cooling tower

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004136777/06A RU2295099C2 (en) 2004-12-15 2004-12-15 Cooling tower

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004136777A RU2004136777A (en) 2006-05-27
RU2295099C2 true RU2295099C2 (en) 2007-03-10

Family

ID=36711118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004136777/06A RU2295099C2 (en) 2004-12-15 2004-12-15 Cooling tower

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2295099C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012141620A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Barsukov Nikolai Vasilievich Ejector cooling tower and method for organizing a mass heat-exchange process using same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C1, 10.04.1996. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012141620A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Barsukov Nikolai Vasilievich Ejector cooling tower and method for organizing a mass heat-exchange process using same

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004136777A (en) 2006-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4157368A (en) Vortex cooling tower
US4397793A (en) Confined vortex cooling tower
CN100445669C (en) Air cooled condenser
CN101535638B (en) ducted atmospheric vortex engine
EP3780361B1 (en) Wind power generation unit, electic motor, and airflow delivery device for electric motor air gap
US8104746B2 (en) Energy efficient cooling tower system utilizing auxiliary cooling tower
CN100520266C (en) Lower jet type spraying thrust aerating and cooling tower, and jet flow cool wind machine
RU2295099C2 (en) Cooling tower
RU2500964C2 (en) Ventilation cooling tower
RU2330228C1 (en) Ventilator cooling stack
CN210689264U (en) Water kinetic energy cooling tower
IT8224876A1 (en) CENTRIFUGAL COMPRESSOR WITH VAPORISABLE LIQUID INJECTION
CN206656617U (en) A kind of circulating water cooling tower
RU2132029C1 (en) Cooling tower
RU2294500C1 (en) Heat exchanging plant for cooling system of circulating water supply
RU140850U1 (en) FRAME TWO-CIRCUIT EJECTION COOLING COOL
CN208458534U (en) A kind of power plant's humidification type double-curve cooling column
RU2335722C2 (en) Cooling tower
RU2269733C2 (en) Cooling tower of thermal power station
JPH05322483A (en) Cooling tower
RU218628U1 (en) ejection cooling tower
JPS5512349A (en) Subway tunnel air-conditioning facilities
CN215909719U (en) An energy-saving evaporative air cooler
CN212512565U (en) Cooling tower shell based on SMC composite material
RU33637U1 (en) Cooling tower (options)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161216