Результат интеллектуальной деятельности: ОРОСИТЕЛЬ ГРАДИРНИ

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами.

В испарительных градирнях широко распространены блочные оросители капельного и пленочного типа, выполненные из деревянных реек, а также из плоских или волнистых асбоцементных листовых щитов толщиной до 7 мм (см., например, книгу Фарфоровский Б.С., Фарфоровский В.Б. Охладители циркуляционной воды тепловых электростанций. Ленинград, Энергия, 1972).

Оросители данного типа отличает большая материалоемкость, высокое гидравлическое сопротивление потоку охлаждающего воздуха, низкая удельная поверхность контакта фаз и невысокая эксплуатационная надежность вследствие ограниченной водостойкости деревянных оросителей и расслаивания асбоцементных оросителей при размораживании. Кроме того, использование асбеста нецелесообразно с точки зрения его вредного влияния на окружающую среду.

Известны также оросители из полимерных материалов, например оросительные устройства, выполненные в виде блока пластмассовых труб (см., например, патенты РФ №2141616, кл. F28F 25/00, 20.11.1999 и №2141617, кл. F28F 25/08, 20.11.1999 г.).

Данные оросители являются более эффективными и водостойкими. Однако и эти оросители имеют сравнительно высокое аэродинамическое сопротивление, и, кроме того, недостатком этих оросителей является сложность сборки блока в процессе его изготовления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ороситель градирни, содержащий пакеты, собранные из гофрированных вертикально установленных листов с расположенными под углом к кромкам листа параллельными гофрами, при этом на периферии пакеты оросителя выполнены из листов с параллельными гофрами, направленными от периферии к центру оросителя, а пакеты в центральной зоне оросителя набраны из листов с перекрестно расположенными гофрами (см. патент RU №2122696, Кл. F28F 25/02, 27.11.1998).

Описанное выше выполнение оросителя градирни позволило повысить надежность работы в зимнее время за счет уменьшения намерзания льда за счет перераспределения охлаждающей воды от периферии к центру. Однако это привело к неравномерному распределению контактирующих потоков воды и охлаждающего воздуха по сечению оросителя и, как следствие, к повышению аэродинамического сопротивления и снижению интенсивности тепломассообмена.

Задачей изобретения является упрощение конструкции оросителя, снижение материалоемкости и более равномерное распределение потоков воды по сечению градирни.

Техническим результатом, достигаемым от использования изобретения, является повышение интенсивности тепломассообмена при повышении надежности работы оросителя градирни.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что ороситель градирни состоит из блоков, собранных в пакеты из вертикально установленных гофрированных листов с расположенными под углом к кромкам листа параллельными гофрами, при этом каждый гофрированный лист содержит две группы параллельных гофров, сходящихся в середине листа, при этом гофры левой половины листа наклонены вправо от вертикали, гофры правой половины листа наклонены влево от вертикали, углы наклона гофров к вертикали правой и левой половины листа равны и составляют от 20° до 30°, собранные в пакет гофрированные листы образуют в поперечном сечении ромбообразные каналы, а в продольном сечении каждая сторона ромбообразного канала образована поперечными П-образными гофрами.

В ходе исследования работы оросителей, собранных из вертикальных гофрированных листов, было выявлено, что конструкцию оросителя можно упростить за счет выполнения оросителя из однотипных гофрированных листов, которые при транспортировке занимают мало места за счет их плотной укладки друг на друга. При сборке оросителя не требуется специальная раскладка листов. Ороситель легко и быстро собирается на месте монтажа градирни. Выполнение оросителя с однотипными наклоненными под небольшим углом к вертикали ромбообразными каналами позволяет, с одной стороны, снизить аэродинамическое сопротивление, а с другой стороны, повысить эффективность тепломассообмена. Выполнение каналов с наклоном менее 20° в ряде случаев не позволяет полностью исключить проскок капель воды через каналы без их контакта со стенками каналов оросителя, а наклон каналов более чем на 30° ведет к увеличению аэродинамического сопротивления и, как следствие, к уменьшению эффективности теплообмена между охлаждаемой водой и охлаждающим воздухом. Выполнение оросителя с поперечными П-образными гофрами позволяет резко развить поверхность теплообмена и за счет удара капель воды формировать водяную завесу, которая, с одной стороны, предотвращает проскок капель воды через каналы, а с другой стороны, интенсифицирует теплообмен при незначительном росте аэродинамического сопротивления. Росту эффективности теплообмена способствует выполнение каналов ромбообразными, поскольку при одной и той же площади поперечного сечения канала ромбообразный канал имеет большую площадь стенок канала, чем, например, канал с квадратным поперечным сечением или круглым поперечным сечением. Выполнение каналов оросителя расходящимися от центра к периферии по ходу капель воды сверху вниз позволяет перемещать капли воды в более прохладную область градирни вдоль наружных стенок градирни, что также способствует повышению эффективности охлаждения воды.

На фиг.1 представлен вид сбоку на гофрированный лист оросителя. На фиг.2 представлен вид сверху на собранный из гофрированных листов пакет гофрированных листов. На фиг.3 представлено продольное сечение А-А на фиг.1 одной из сторон гофра гофрированного листа.

Ороситель градирни состоит из блоков, собранных в пакеты 1 из вертикально установленных гофрированных листов 2 с расположенными под углом к кромкам листа 2 параллельными гофрами. Каждый гофрированный лист 2 содержит две группы параллельных гофров, сходящихся в середине листа 2, при этом гофры левой половины листа наклонены вправо от вертикали, гофры правой половины листа наклонены влево от вертикали. Углы α наклона гофров к вертикали правой и левой половины листа равны и составляют от 20° до 30°. Собранные в пакет гофрированные листы 2 образуют в поперечном сечении ромбообразные каналы 3, а в продольном сечении каждая сторона ромбообразного канала 3 образована поперечными П-образными гофрами 4.

Ороситель градирни работает следующим образом.

Охлаждающий воздух поступает из нижней части градирни за счет естественной тяги в башенных градирнях и принудительного движения в вентиляторных градирнях. Охлаждаемую воду сверху от оросителя равномерно разбрызгивают по площади, образованной пакетами гофрированных листов 2 блоков оросителя. В оросителе тепломассообмен между движущимися в противотоке каплями воды и воздуха происходит на поверхности капель между листами 2 и после контакта капель воды со стенками каналов 3 на волнистой поверхности пленки воды, образованной стекающими каплями воды при обтекании гофр листов 2. Основная масса воздуха движется в центральной части каналов 3 градирни, а жидкость, в результате взаимодействия с потоком воздуха и стенками наклоненных к вертикали ромбообразных каналов, осаждается на стенках каналов и движется по стенкам каналов 3 в виде пленки.

Данное изобретение позволяет решить задачу создания оросителя градирни, удобного для монтажа и транспортировки при одновременных упрощении и удешевлении монтажных и ремонтных работ в градирнях, и может быть использовано в устройствах для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контакте охлаждаемой воды и охлаждающего ее воздуха.