RU2506512C2 - Sectional ejection cooling tower - Google Patents
Sectional ejection cooling tower Download PDFInfo
- Publication number
- RU2506512C2 RU2506512C2 RU2012102868/06A RU2012102868A RU2506512C2 RU 2506512 C2 RU2506512 C2 RU 2506512C2 RU 2012102868/06 A RU2012102868/06 A RU 2012102868/06A RU 2012102868 A RU2012102868 A RU 2012102868A RU 2506512 C2 RU2506512 C2 RU 2506512C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ejection
- water
- cooling tower
- air
- tunnel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве охладителя оборотной воды на средних и крупных промышленных объектах, включая электростанции типа ТЭС, ГРЭС и АЭС, и является альтернативой вентиляторным секционным градирням.The invention relates to a power system and can be used as a circulating water cooler at medium and large industrial facilities, including power plants such as TPPs, state district power stations and nuclear power plants, and is an alternative to sectional cooling towers.
Наиболее близкой по техническим решениям является эжекционная градирня (см. патент RU №68667, F28C 1/00, 20.12.2006) - прототип. Градирня содержит прямоугольный в плане корпус, разделенный перегородкой на равновеликие секции. В нижней части корпуса в одной из продольных сторон выполнены воздуховходные окна с козырьками направленными внутрь. Напротив расположены воздуховыходные окна, оснащенные дополнительным каплеуловителем. Основной каплеуловитель, перекрывающий 2/3 площади поперечного сечения, установлен в верхней части корпуса градирни. В проемах воздуховходных окон смонтирован водораспределительный коллектор с эжекционными форсунками, направленными в сторону воздуховыходных окон. Под корпусом градирни размещен водосборный поддон.The closest in technical solutions is the ejection cooling tower (see patent RU No. 68667, F28C 1/00, 12/20/2006) - prototype. The cooling tower contains a rectangular housing, divided by a partition into equal sections. In the lower part of the casing in one of the longitudinal sides there are made air inlet windows with visors directed inward. Opposite are the air outlet windows, equipped with an additional droplet eliminator. The main droplet eliminator, covering 2/3 of the cross-sectional area, is installed in the upper part of the tower body. A water distribution manifold with ejection nozzles directed towards the air outlet windows is mounted in the openings of the air inlet windows. A drain pan is located under the tower body.
Данная градирня имеет следующие недостатки. Как показывают исследования, величина коэффициента эжекции очень зависит от наличия или отсутствия гидрозатвора между факелом диспергированной жидкости и твердыми стенками эжекционного канала. Отсутствие такового гидрозатвора снижает коэффициент эжекции при прочих равных условиях в 1,6-1,8 раза. В данной градирне гидрозатвор отсутствует, поскольку его нельзя обеспечить при одновременной работе большого числа форсунок в один эжекционный канал прямоугольного сечения, так как в местах стыков каждых четырех соседних факелов круглого сечения образуются звездообразные пустоты. Через эти пустоты происходит обратный ток значительного количества, ранее эжектированного воздуха из объема градирни, с выносом капельной влаги, что требует существенного повышения давления для обеспечения необходимой величины коэффициента эжекции.This cooling tower has the following disadvantages. As studies show, the magnitude of the ejection coefficient is very dependent on the presence or absence of a water trap between the dispersed liquid torch and the solid walls of the ejection channel. The absence of such a hydraulic lock reduces the ejection coefficient, ceteris paribus, 1.6-1.8 times. There is no water seal in this cooling tower, since it cannot be ensured with the simultaneous operation of a large number of nozzles into a single ejection channel of rectangular cross section, since star-shaped voids form at the joints of each four adjacent round flares. Through these voids there is a reverse current of a significant amount of previously ejected air from the volume of the tower, with the removal of droplet moisture, which requires a significant increase in pressure to provide the necessary value of the ejection coefficient.
Скорость движения жидкости на выходе форсунок в диапазоне рабочих давлений эжекционных охладителей колеблется в пределах 10-15 м/с. При ориентации форсунок под малым углом к горизонту поток преодолевает расстояние порядка 6-7 м. Таким образом, двигаясь с указанной скоростью, период полета капель диспергированной жидкости не превышает одной секунды. Так как процесс тепломассообмена весьма энертен, то за столь короткое время контакта фаз невозможно обеспечить эффективного охлаждения воды. Кроме того, ввиду наличия свободного пространства над факелом, часть эжектированного воздуха сразу же после наклонного козырька устремляется вверх в направление основного каплеуловителя, что еще более снижает охлаждающую способность градирни.The velocity of the fluid at the outlet of the nozzles in the range of working pressures of ejection coolers ranges from 10-15 m / s. When nozzles are oriented at a small angle to the horizon, the flow travels a distance of the order of 6-7 m. Thus, moving at the indicated speed, the flight period of the droplets of the dispersed liquid does not exceed one second. Since the heat and mass transfer process is very energetic, it is impossible to ensure effective cooling of water in such a short contact time of the phases. In addition, due to the presence of free space above the torch, part of the ejected air immediately rises upward towards the main drop eliminator immediately after the inclined visor, which further reduces the cooling capacity of the tower.
Аппараты такой конструкции, неизбежно, имеют значительный каплеунос, т.к. факелы диспергированной жидкости направлены в сторону воздуховыходного окна.Devices of this design, inevitably, have a significant drop of water, because the torches of the dispersed liquid are directed towards the air outlet window.
Градирня имеет очень малую плотность орошения и не может быть использована на предприятиях, в водооборотных циклах которых расход воды исчисляется тысячами кубометров в час. В этом случае при среднестатистических производительности эжекционных форсунок 4-6 м3/ч и расстоянии между ними около 0,5 м габариты градирни в плане достигнут нескольких сотен метров и более.The cooling tower has a very low density of irrigation and cannot be used at enterprises in the water cycle of which the flow rate is estimated at thousands of cubic meters per hour. In this case, with an average productivity of ejection nozzles of 4-6 m 3 / h and a distance between them of about 0.5 m, the dimensions of the cooling tower in the plan will reach several hundred meters or more.
Задачами данного изобретения являются: повышение охлаждающей способности градирни, снижение энергоемкости процесса, предотвращение обмерзания конструкций в зимний период, а также улучшение условий технического обслуживания агрегата.The objectives of this invention are: increasing the cooling ability of the tower, reducing the energy consumption of the process, preventing freezing of structures in the winter, as well as improving the conditions of maintenance of the unit.
Для решения этих задач предложена секционная эжекционная градирня, имеющая единый корпус, разделенный на секции перегородками криволинейной формы и сквозными воздуховодными тоннелями. Полная локализация активной зоны градирни предотвращает вынос капельной влаги и увлажнение поступающего в эжектора воздуха. Использование автономных эжекционных узлов, в каждом из которых поток диспергированной форсункой воды имеет гарантированный гидрозатвор в эжекционном канале. Кроме того, плавные формы проточной части, обеспечивающие минимальное аэродинамическое сопротивление, а также оригинальная схема движения и взаимодействия теплоносителей определяют высокую эффективность процесса охлаждения при одновременном снижении его энергоемкости. Использование завес, предотвращающих прямой забор эжекторами холодного воздуха из атмосферы, исключает обмерзание конструкций в зимний период. Наличие технологической площадки, трапов, лестниц и расположение водораспределительной системы в легкодоступных местах за пределами активной зоны градирни обеспечивают удобство технического обслуживания агрегата.To solve these problems, a sectional ejection cooling tower has been proposed, having a single casing, divided into sections by curved walls and through air ducts. The complete localization of the active zone of the tower prevents the transfer of droplet moisture and the moistening of the air entering the ejector. The use of autonomous ejection units, in each of which the flow of a dispersed water nozzle has a guaranteed water seal in the ejection channel. In addition, the smooth forms of the flowing part, providing minimal aerodynamic drag, as well as the original movement and interaction of the coolants determine the high efficiency of the cooling process while reducing its energy consumption. The use of curtains that prevent direct ejection of cold air from the atmosphere by ejectors eliminates the freezing of structures in winter. The presence of the technological platform, ladders, stairs and the location of the water distribution system in easily accessible places outside the active zone of the cooling tower provide ease of maintenance of the unit.
Принципиальная схема градирни представлена на фигурах 1-4. На фиг.1 - общий вид градирни. На фиг.2 - вид градирни сверху. На фиг.3 - разрез по фиг.1. На фиг.4 - разрез по фиг.2.A schematic diagram of a cooling tower is shown in figures 1-4. Figure 1 - General view of the cooling tower. Figure 2 is a top view of the tower. Figure 3 is a section according to figure 1. Figure 4 is a section according to figure 2.
По схеме градирня имеет единый корпус 1 прямоугольной формы, базирующийся на опорах 2, разделенный на секции перегородками криволинейной формы 3 и сквозными воздуховодными тоннелями. В нижней части корпуса расположена рама опорная 4, на которой установлен водосборный бассейн 5. В верхней части градирни над каждой секцией устроен выхлопной канал 6. Все пространство между выхлопными каналами закрыто сплошным металлическим настилом, образующим палубу верхнюю 7. В одной из торцевых стенок канала выполнена дверь 8. Внутри выхлопного канала по его оси расположен трап внутренний 9, по обеим сторонам которого установлен каплеуловитель 10. По длинным сторонам корпуса на уровне палубы верхней градирня имеет трапы наружные 11.According to the scheme, the cooling tower has a single rectangular housing 1, based on
Все ограждения градирни 12, включая стенки выхлопных каналов, сформированы из профильных полимерных листов в два слоя.All fencing of the
Ограждающими поверхностями каждого тоннеля являются сверху - водосливы 13, по бокам - ветровые перегородки 14, снизу - сплошной настил палубы нижней 15. Над входами тоннеля с обеих сторон смонтированы завесы 16 в виде рольставни.The enclosing surfaces of each tunnel are the
Объем каждого воздуховодного тоннеля поделен технологической площадкой 17 на два яруса. Схема площадки представлена на фиг.3. Настил технологической площадки состоит из трех частей - по краям сплошной, в средней части решетчатый, в площади которой выполнен проем и смонтирована лестница 18.The volume of each air tunnel is divided by the
Каждая секция имеет по два водослива с уклоном навстречу друг другу. На водосливах шахматном порядке смонтированы в водовоздушные эжекторы 19. Непосредственно под ними расположены элементы водораспределительной системы 20.Each section has two weirs with a slope towards each other. On the weirs, staggered mounted in water-
Конструкция эжекционного узла представлена на фиг.4.The design of the ejection unit is presented in figure 4.
В плоскостях водосливов выполнены круглые отверстия, расположенные рядами симметрично вдоль коллекторов 21 водораспределительной системы. Сверху по кромке каждого отверстия приварено водоотбойное кольцо 22, образуя воздухозаборное окно эжектора. Эжекционный канал 23, установлен концентрично с водоотбойным кольцом, а внизу образован дренажный зазор между ним и поверхностью водослива. Диаметр канала больше водоотбойного кольца. На коллекторах водораспределительной системы по осям каждого эжекционного канала смонтированы эжекционные струйно-вихревые форсунки 24, направленные вверх.In the weir planes, circular holes are made, arranged in rows symmetrically along the
Градирня работает следующим образом.The cooling tower works as follows.
Нагретая вода от потребителя поступает через водораспределительную систему 20 и выталкивается форсунками 24 в объем эжекционных каналов 23, где и происходит подсос необходимого количества воздуха. В летний период воздух поступает к эжекторам по всему сечению воздуховодного тоннеля. Диаметр и высота эжекционного канала, а также угол раскрытия факела форсунки подобраны так, что в зоне шириной не более 150 мм от верхней кромки канала создан надежный гидрозатвор, предотвращающий обратный ток эжектированного воздуха из объема градирни. Кроме того, наличие такого гидрозатвора снижает потребное давление в 1,6-1,8 раза до уровня 0,2-0,25 МПа. После эжекторов потоки диспергированной жидкости вместе с эжектированным воздухом движутся вверх по криволинейным траекториям. В верхней части объема секции происходит двухстороннее лобовое столкновение противоположных потоков, сопровождающееся многократным дроблением и витанием капель в процессе хаотического движения. При этом потоки как бы зависают в объеме на некоторое время. После столкновения охлаждаемая вода падает вниз в виде дождя. В то же время часть насыщенного паром воздуха, огибая плавные контуры проточной части, с минимальным аэродинамическим сопротивлением уходит в атмосферу. Другая часть воздуха, увлекаемая дождем, движется вниз. У поверхности жидкости в водосборном бассейне 5, воздух поворачивает и, распределяясь по объему, также устремляется в выхлопной канал 6 градирни, «просеиваясь» между каплями свободно падающего дождя.Heated water from the consumer enters through the
Такая схема организации процесса тепломассообмена при ориентации форсунок вверх многократно - до 5 секунд и более - увеличивает время взаимодействия теплоносителей, обеспечивая полное насыщение воздуха парами, а также перенос от нагретой воды к условно холодному воздуху значительно большего количества теплоты.Such a scheme for organizing the heat and mass transfer process with the nozzles oriented upward many times — up to 5 seconds or more — increases the interaction time of the heat carriers, ensuring complete saturation of the air with vapors, as well as the transfer of significantly more heat from heated water to conditionally cold air.
Кроме того, повышению эффективности процесса охлаждения способствует герметизация активной зоны градирни двухслойными ограждениями, водосливами, ветровыми перегородками и палубами нижними, полностью предотвращающая увлажнение парами и капельной влагой сухого атмосферного воздуха, подаваемого в градирню.In addition, increasing the efficiency of the cooling process is facilitated by sealing the active zone of the tower with two-layer fences, weirs, wind walls and lower decks, which completely prevents humidification of dry atmospheric air supplied to the tower by vapor and drip moisture.
Завесы 16, опущенные до уровня технологической площадки 17, перекрывают входы в верхний ярус воздуховодного тоннеля, образуя под водосливами 13 обогреваемые из объема градирни замкнутые пространства, тем самым предотвращая образование сосулек и обмерзание конструкций в зимний период. При этом воздух поступает к эжекторам 19 из объема нижнего яруса через щели решетчатого настила в средней части технологической площадки.The
Конструкция градирни обеспечивает свободный доступ обслуживающего персонала практически в любую точку объема градирни. Подъем на нижнюю палубу 15 осуществляется по лестнице (на схеме не показана). Для проникновения во внутренний объем секции и чашу водосборного бассейна 5 в ветровых перегородках 14 выполнена дверь (на схеме не показана). На верхнюю палубу 7 персонал попадает по маршевой лестнице, смонтированной снаружи корпуса 1 градирни (на схеме не показана). Проход внутрь выхлопного канала 6 и перемещение в его объеме обеспечивают дверь 8 и трап внутренний 9. Для подъема на технологическую площадку в каждом воздуховодном тоннели устроена лестница 18. К элементам водораспределительной системы 20 и форсункам 24 обеспечен свободный доступ с поверхности технологической площадки даже в процессе работы градирни, так как водосливы выполняют роль кровли, защищая персонал от падающего дождя.The design of the tower provides free access for maintenance personnel to almost anywhere in the volume of the tower. The rise to the
Технологическая схема процесса охлаждения и предлагаемая конструкция градирни позволяют получить следующие технические результаты.The technological scheme of the cooling process and the proposed design of the cooling tower allow to obtain the following technical results.
В несколько раз увеличено время взаимодействия теплоносителей в режиме интенсивной турбулизации. Необходимая величина коэффициента эжекции достигнута при значительном снижении рабочего давления воды в системе. Обеспечена подача сухого воздуха в градирню в результате полной локализации ее активных зон. Плавные контуры проточной части снижают аэродинамическое сопротивление движению потоков паровоздушной смеси.The time for the interaction of coolants in the regime of intense turbulization is increased several times. The required value of the ejection coefficient is achieved with a significant decrease in the working pressure of water in the system. Dry air was supplied to the tower as a result of the complete localization of its active zones. Smooth contours of the flow part reduce the aerodynamic resistance to the movement of the flows of the vapor-air mixture.
Таким образом, разработанные технические решения улучшают охлаждающую способность агрегата при одновременном снижении энергоемкости процесса.Thus, the developed technical solutions improve the cooling ability of the unit while reducing the energy consumption of the process.
Использование завес на входах воздуховодных тоннелей предотвращает обмерзание конструкций в зимний период.The use of curtains at the entrances of air ducts prevents the structures from freezing in the winter.
Компоновочная схема, а также наличие лестниц, трапов и площадок обеспечивают удобный доступ персонала в любую часть градирни для осуществления технического обслуживания.The layout scheme, as well as the presence of stairs, ramps and platforms provide convenient access for personnel to any part of the tower for maintenance.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012102868/06A RU2506512C2 (en) | 2012-01-27 | 2012-01-27 | Sectional ejection cooling tower |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012102868/06A RU2506512C2 (en) | 2012-01-27 | 2012-01-27 | Sectional ejection cooling tower |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012102868A RU2012102868A (en) | 2013-08-10 |
RU2506512C2 true RU2506512C2 (en) | 2014-02-10 |
Family
ID=49159076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012102868/06A RU2506512C2 (en) | 2012-01-27 | 2012-01-27 | Sectional ejection cooling tower |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2506512C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650453C1 (en) * | 2017-05-15 | 2018-04-13 | Николай Васильевич Барсуков | Sectional ejection cooling tower of open type |
RU2669430C1 (en) * | 2017-12-13 | 2018-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Fanless cooling tower |
RU2774749C1 (en) * | 2021-06-22 | 2022-06-22 | Общество с ограниченной ответственностью Центр прикладных исследований "Пульсар" - участник Проекта "Сколково" | Heat-mass-exchange unit of the ejection cooling tower |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4885011A (en) * | 1985-03-16 | 1989-12-05 | Saarbergwerke Aktiengesellschaft | Cooling tower for the cooling water that drains/ from the condensor of a steam generator or the condensors/ of a plurality of steam generators |
RU2132029C1 (en) * | 1998-02-27 | 1999-06-20 | Вадим Борисович Иванов | Cooling tower |
RU2166163C2 (en) * | 1999-07-09 | 2001-04-27 | Вадим Борисович Иванов | Ejection cooling tower |
RU68667U1 (en) * | 2007-05-03 | 2007-11-27 | Закрытое акционерное общество "ДАР/ВОДГЕО" | EJECTION COOL |
-
2012
- 2012-01-27 RU RU2012102868/06A patent/RU2506512C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4885011A (en) * | 1985-03-16 | 1989-12-05 | Saarbergwerke Aktiengesellschaft | Cooling tower for the cooling water that drains/ from the condensor of a steam generator or the condensors/ of a plurality of steam generators |
RU2132029C1 (en) * | 1998-02-27 | 1999-06-20 | Вадим Борисович Иванов | Cooling tower |
RU2166163C2 (en) * | 1999-07-09 | 2001-04-27 | Вадим Борисович Иванов | Ejection cooling tower |
RU68667U1 (en) * | 2007-05-03 | 2007-11-27 | Закрытое акционерное общество "ДАР/ВОДГЕО" | EJECTION COOL |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650453C1 (en) * | 2017-05-15 | 2018-04-13 | Николай Васильевич Барсуков | Sectional ejection cooling tower of open type |
RU2669430C1 (en) * | 2017-12-13 | 2018-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Fanless cooling tower |
RU2774749C1 (en) * | 2021-06-22 | 2022-06-22 | Общество с ограниченной ответственностью Центр прикладных исследований "Пульсар" - участник Проекта "Сколково" | Heat-mass-exchange unit of the ejection cooling tower |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012102868A (en) | 2013-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2732190A (en) | Cross flow cooling tower having recycling system | |
US3925523A (en) | Opposed air path wet-dry cooling tower and method | |
US3468521A (en) | Splash directing fill for cooling towers | |
RU2473855C2 (en) | Multi-circuit ejection cooling tower | |
US5487531A (en) | Dual layered drainage collection system | |
WO2012059496A2 (en) | Air introduction system and method for cooling towers | |
RU2506512C2 (en) | Sectional ejection cooling tower | |
RU2462675C1 (en) | Design of ejection cooling tower, and method of organisation of heat and mass exchange process | |
CN102575859A (en) | Device and method for cooling down and/or warming up fluid | |
CN107084627B (en) | Winter anti-freezing water distribution device for large-scale countercurrent cooling tower | |
RU2527799C1 (en) | Natural draught evaporation cooling tower with external heat exchange | |
RU114766U1 (en) | COOLING HOUSE (OPTIONS) | |
RU2650453C1 (en) | Sectional ejection cooling tower of open type | |
RU2683611C1 (en) | Ejection cooling tower autonomous module | |
EP0746407B1 (en) | Dual layered drainage collection system | |
RU2612678C1 (en) | Summer head for cooling tower | |
RU51186U1 (en) | SECTIONAL COOLING TOWER | |
RU2168132C2 (en) | Cooling tower | |
RU2455602C1 (en) | Combined cooling tower | |
RU49206U1 (en) | COOLING HOUSE (OPTIONS) | |
RU2774749C1 (en) | Heat-mass-exchange unit of the ejection cooling tower | |
RU49207U1 (en) | COOLING HOUSE (OPTIONS) | |
RU2039860C1 (en) | Device for cooling of building ground base and its protection from corrosion caused by atmospheric precipitation | |
RU2166163C2 (en) | Ejection cooling tower | |
RU2187058C1 (en) | Ejection water-cooling tower |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170128 |