Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА КОЧЕТОВА ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является решение по а.с. СССР №435442, С02В 1/10 от 04.07.72 г., включающее систему оборотного водоснабжения с применением градирен, соединенных между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды (прототип).

Недостатком известного способа является сравнительно невысокая эффективность из-за невысокой степени распыла жидкости форсунками и неэкономичность из-за перерасхода воды за счет отсутствия пластинчатого оросителя и каплеуловителя.

Технический результат - повышение производительности работы градирни.

Это достигается тем, что в системе оборотного водоснабжения с применением градирен, соединенных между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды, каждая из соединенных между собой градирен содержит корпус, в нижней части которого расположен бак для сбора воды с системой подпитки воды, затрачиваемой на испарение, а в верхней - коллектор с форсунками, причем бак соединен с насосом, подающим охлажденную в градирне воду потребителю через фильтр, причем на участке между фильтром и потребителем установлена система контроля гидравлического сопротивления фильтра, состоящая из манометра и вентиля.

На фиг.1 изображена схема системы оборотного водоснабжения с применением градирен для одного потребителя; на фиг.2 изображена схема форсунки.

Система оборотного водоснабжения с применением градирен содержит градирни, соединенные между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды. Для одного потребителя (фиг.1) система включает в себя корпус 1 градирни, в нижней части которой расположен бак 2 для сбора воды с системой подпитки 3 воды, затрачиваемой на испарение. Бак 2 соединен с насосом 6, который подает охлажденную в градирне воду потребителю 8 через фильтр 7. На участке между фильтром 7 и потребителем 8 установлена система контроля гидравлического сопротивления фильтра, состоящая из манометра 9 и вентиля 10. После нагрева воды в потребителе 8 она снова поступает через вентиль 11 по трубопроводу 4 в коллектор с форсунками 5, размещенными в верхней части корпуса градирни. Вода охлаждается встречным потоком воздуха, поступающего противотоком снизу и цикл тепломассообменного процесса повторяется. Форсунка 5 для распыливания жидкостей расположена на коллекторе.

Каждая из форсунок 5 (фиг.2) включает в свой состав корпус 12, который выполнен в виде подводящего штуцера с отверстием 19 для подвода жидкости из магистрали, и соосно соединенной с ним цилиндрической гильзой 14 с внешней резьбой 14. Соосно корпусу 12, в его нижней части подсоединено посредством гильзы 15 с внутренней резьбой сопло 16, выполненное в виде центробежного завихрителя 17 потока жидкости в виде глухой цилиндрической вставки 23 с, по крайней мере тремя, тангенциальными вводами 24 в виде цилиндрических отверстий (фиг.2). Гильза 15 является частью сопла 16 и установлена коаксиально и соосно по отношению к центробежному завихрителю 17. В торцевой поверхности центробежного завихрителя 17 выполнены последовательно соединенные, соосные между собой и корпусом 12 осевые коническое 21 и цилиндрическое 22 дроссельные отверстия.

Центробежный завихритель 17 установлен в цилиндрической камере 20 корпуса с образованием кольцевой цилиндрической камеры 18 для подвода жидкости к тангенциальным вводам 24 центробежного завихрителя 17 и соединен с тремя камерами, установленными последовательно и соосно ему: конической 25, цилиндрической 26, диффузорной выходной камерой 27, причем камеры установлены таким образом, что выход одной камеры является входом для другой. Тангенциальные вводы 24 выполнены в виде каналов, тангенциально расположенных к внутренней поверхности вставки 23.

Система оборотного водоснабжения с применением градирен работает следующим образом.

Эффект охлаждения в градирне достигается за счет испарения 1% циркулирующей через градирню воды, которая разбрызгивается форсунками 5 и в виде пленки стекает в бак через сложную систему каналов оросителя навстречу потоку охлаждающего воздуха, нагнетаемого вентиляторами (на чертеже не показано). Эффективный каплеотделитель позволяет снизить потери воды в результате капельного уноса. Количество капельной влаги, уносимое потоком воздуха, зависит от плотности орошения и при максимальном значении 25 м³/(час·м²) не превышает 0,1% от величины объемного расхода охлаждаемой воды через градирню.

Форсунка разбрызгивающего устройства работает следующим образом.

Центробежная вихревая форсунка работает следующим образом

В полости вставки 23, выполняющего функцию центробежного завихрителя 6 жидкости, происходит формирование вихря, который закручивает струю жидкости, истекающую из цилиндрического 22 дроссельного отверстия. Закрученный поток жидкости в полости вставки 23 образуется за счет смешения струй, истекающих из тангенциально направленных каналов 24. На выходе из полости вставки 23 формируется поток жидкости, характеризующийся постоянной тангенциальной скоростью. При этом угловая скорость закрученного потока жидкости в канале сопла 16 распылителя определяет величину угла распыла генерируемого газокапельного потока. Величина тангенциальной скорости в полости вставки 23 зависит от соотношения общей площади поперечного сечения тангенциальных каналов 24 и площади сечения осевого цилиндрического 22 дроссельного отверстия. Сформированный в центробежном завихрителе 17 закрученный поток жидкости поступает во входное отверстие конической камеры 25. При прохождении участков 26 и 27 формируется ускоренный поток жидкости. Интенсивное образование кавитационных пузырьков в закрученном потоке жидкости происходит в диффузорной выходной камере 27.

Одним из важных моментов для наиболее эффективного использования градирен в водооборотной системе является оптимальный выбор схемы гидравлических контуров подключения. Схемы гидравлических контуров могут различаться в зависимости от количества градирен, используемых в одном контуре, а также от характера потребителя. Диапазон регулирования производительности градирни определяется характером потребителя. Самый простой гидравлический контур отдельной градирни, используемый для одного участка обслуживания, приведен на фиг.1. Вода из градирни 1 поступает в бак 2, откуда циркуляционным насосом 6 подается потребителю 8 и далее в градирню 1. В зимнее время эксплуатация градирен может усложняться из-за обмерзания их конструкций, особенно это относится к градирням расположенным в суровых климатических условиях. Обмерзание градирен может привести к аварийному состоянию, вызывая деформации и обрушение оросителя из-за дополнительных нагрузок от образовавшегося на нем льда. Поэтому в зимний период не следует допускать колебаний тепловой и гидравлической нагрузок, необходимо обеспечивать равномерное распределение охлаждаемой воды по площади оросителя и не допускать понижения плотности орошения на отдельных участках.