Результат интеллектуальной деятельности: ОРОСИТЕЛЬ ГРАДИРНИ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к энергетике и предназначено для проведения тепломассообменных процессов между газом и жидкостью при их непосредственном контакте, в частности в вентиляторных и башенных градирнях, и позволяет повысить охлаждающую способность оросителя и снизить материалоемкость.

Наиболее близким по технической сущности, достигаемому эффекту и выбранным в качестве прототипа является ороситель градирни по патенту РФ №2490578, кл. F28F 25/08, выполненный в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, имеющих круглое поперечное сечение.

Недостатком данного оросителя является рыхлость его конструкции, что приводит к большой осадке при эксплуатации за счет сплющивания, что снижает равномерность тепломассообмена по объему оросителя, а следовательно, снижает его охлаждающую способность.

Технический результат - повышение охлаждающей способности оросителя и снижение за счет этого материалоемкости.

Это достигается за счет того, что в оросителе градирни в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, трубы выполнены цилиндрическими, размещены во всех слоях параллельно друг другу и сварены по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, а полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнено насадкой.

На фиг. 1 представлен ороситель градирни в аксонометрии, на фиг. 2, 3 и 4 - варианты выполнения полимерных ячеистых труб, на фиг. 5-8 - варианты выполнения насадки.

Ороситель градирни выполнен в виде модуля из слоев 1 полимерных ячеистых труб 2. Трубы ориентированы во всех слоях 1 параллельно друг другу и спаяны по торцам 3 модуля между собой в местах 4 соприкосновения. Полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнены насадкой - полыми полимерными шарами 5, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки труб 2.

На фиг. 5 изображена форма насадки, выполненной в виде цилиндрического кольца, на боковых, внутренней и наружной поверхностях которого выполнена винтовая нарезка, на фиг. 6 - форма насадки, выполненной в виде шара, на поверхности которого выполнены несквозные отверстия полусферической формы, на фиг. 7 - форма насадки, выполненной в виде цилиндрического кольца, на боковой, внутренней поверхности которого закреплены перегородки в виде перпендикулярных оси кольца шайб с отверстиями, оси которых асимметричны оси кольца, на фиг. 8 - форма насадки, выполненной в виде вписываемого в окружность блока, состоящего из семи связанных между собой боковыми гранями шестигранных параллелепипедов без верхнего и нижнего оснований.

Выполнение градирни таким образом позволяет придать торцам модуля свойства диафрагм жесткости. Это дает возможность избежать просадки слоев оросителя, т.е. обеспечить при монтаже и сохранить в процессе эксплуатации оптимальную геометрию изогнутых ячеистых поверхностей труб для создания по всему объему оросителя тонкой водяной пленки без каплеобразования. Так достигается равномерность тепломассообмена и, следовательно, повышается охлаждающая способность оросителя и снижается его материалоемкость. Дополнительную жесткость конструкции придает заполнение труб и межтрубного пространства насадкой в виде полых полимерных шаров 5.

При этом для увеличения жесткости конструкции трубы в смежных слоях могут быть размещены в шахматном порядке относительно друг друга.

Ячеистые полимерные трубы 2 получают методом экструзии, нарезают на секции, длина которых соответствует длине боковой стороны модуля, и укладывают в кондуктор, соблюдая необходимое направление укладки, т.е. располагая трубы 2 параллельно друг другу. После накопления в кондукторе необходимого количества труб 2 к их торцам подводят нагревательные элементы и сваривают их между собой в местах 4 соприкосновения. За счет этого по торцам 3 модуля оросителя образуются диафрагмы жесткости, позволяющие ему в процессе эксплуатации сохранить исходную оптимальную геометрию своих элементов. Дополнительную жесткость конструкции придает более плотная укладка труб в шахматном порядке в смежных слоях.

Трубы в модуле могут быть расположены наклонно. Трубы могут быть выполнены извилистыми. Трубы могут быть собраны из гофрированных листов, которые сварены по краям гофр, причем структура каналов может быть как прямой, извилистой, наклонной, так и состоящей из комбинаций этих форм.

Ороситель градирни работает следующим образом.

Вода, разбрызгиваемая форсунками, поступает на ороситель и стекает тонкой пленкой без каплеобразования по его элементам. При этом происходит равномерный тепломассообмен по всему объему оросителя, а следовательно, повышается охлаждающая способность оросителя и снижается материалоемкость.

Используется ороситель с водой, до 50 мг/л, в слабощелочных и слабокислотных растворах, с водой, содержащей нефтепродукты. Трубы не подвержены биологическому обрастанию, так как выполнены из полипропилена. Используются в среде как кислой, так и щелочной, т.е. с водой: 7<pН<7.

Структура каналов может быть как прямой, извилистой, наклонной, так и состоящей из комбинаций этих форм. Легко промываются и очищаются водой под напором. Допускается многократная перекладка при ремонтах и реконструкциях. Высокая механическая прочность. Высокая охлаждающая эффективность, элементы не разрушаются и не деформируются при температуре -55°С ÷ +70°С.

Модули изготавливаются любых размеров, под любые виды и размеры опорных конструкций. Требуемое охлаждение воды в реальных условиях достигается выбором оптимального соотношения тепломассообмена и аэродинамического сопротивления всех элементов градирни.

За счет развитой структуры формирования капельной воды поверхность теплообмена достигает 400 м²/м³. Количество нитей, форма и шаг их расположения в конструкции выбирается под конкретную производительность градирни.

Например, в модуле размером 800×400×400 увеличена насыщенность объема взаимопересекающимися нитями в насадке при сохранении наклонных и перекрестных аэродинамических каналов сечением 50×50 мм. Насыщенность оросителей нитями: протяженность нитей - 1875 погонных метров на квадратный метр оросителя. Это позволяет увеличить тепломасообменные свойства оросителя в 1,3 раза, при сохранении малых значений аэродинамического сопротивления в пределах.

Оросители обладают высокими показателями химической и механической прочности, пригодны для использования в оборотных системах с содержанием взвешенных частиц до 2500 мг/л.

Капельные и капельно-пленочные конструкции эффективно работают в любых типах градирен. В отличие от пленочных, капельные и капельно-пленочные оросители позволяют снизить энергозатраты при их применении в поперечноточных градирнях, в которых воздух движется перпендикулярно падающему капельному потоку.