RU2582031C1 - Аэродинамическая градирня с внешним теплообменом - Google Patents
Аэродинамическая градирня с внешним теплообменом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2582031C1 RU2582031C1 RU2015122029/06A RU2015122029A RU2582031C1 RU 2582031 C1 RU2582031 C1 RU 2582031C1 RU 2015122029/06 A RU2015122029/06 A RU 2015122029/06A RU 2015122029 A RU2015122029 A RU 2015122029A RU 2582031 C1 RU2582031 C1 RU 2582031C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tower
- water
- base
- distribution system
- cooling tower
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
- F28C1/00—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в испарительных градирнях башенного типа. Аэродинамическая градирня содержит вытяжную башню с воздуховходными окнами в ее основании, водосборный бассейн, водораспределительную систему, ороситель с наклонными плоскостями и ветровое колесо, соединенное с электрогенератором. В аэродинамической градирне водораспределительная система и наклонные плоскости оросителя вынесены из вытяжной башни наружу и установлены на кольцевом основании, а сверху закрыты крышей, установленной над воздуховходными окнами, при этом кольцевое основание выполнено с наклоном в сторону водосборного бассейна, а его площадь равна площади основания башни, а водораспределительная система выполнена в виде кольцевой трубы с патрубками, расположенными внизу у наклонных плоскостей оросителя под углом к радиусу основания градирни, при этом на них установлены разбрызгиватели воды, направленные так, чтобы капли воды падали сверху на наклонные плоскости оросителя, расположенные у воздуховходных окон под тем же углом к радиусу основания башни, что и патрубки кольцевой водораспределительной системы. Изобретение позволяет повысить тепловую эффективность градирен, а также использовать низкопотенциальную энергию оборотной воды для выработки электроэнергии. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в испарительных градирнях башенного типа для повышения их тепловой эффективности, а также утилизации низкопотенциальной энергии оборотной воды для выработки электроэнергии.
Башенные испарительные градирни используются для охлаждения оборотной воды мощных тепловых машин. Они содержат вытяжную башню с воздуховходными окнами в ее основании. Внутри башни создается развитая поверхность оборотной воды, которая, взаимодействуя с воздухом внутри башни, отдает ему тепло в результате теплообмена и испарения. Нагретый воздух поднимется вверх и выходит наружу, образуя внутри башни вертикальный воздушный поток, при этом внутрь башни через воздуховходные окна поступает радиально направленный поток наружного воздуха. Эффективность охлаждения оборотной воды определяется величиной развитой поверхности, а также временем и интенсивностью ее взаимодействия с потоком наружного воздуха, поступающего в воздуховходные окна градирни.
Для создания развитой поверхности оборотной воды внутри башни размещается водораспределительная система и ороситель. С помощью водораспределительной системы оборотная вода разбрызгивается на мелкие капли. Для увеличения времени взаимодействия развитой поверхности оборотной воды с потоком наружного воздуха капли падают на ороситель, который, как правило, выполняется из плоских листов, и стекают по ним тонкой пленкой в водосборный бассейн.
Предлагаются различные способы повышения тепловой эффективности башенных градирен.
Известна башенная испарительная градирня, названная аэродинамической, в которой, для повышения интенсивности охлаждения оборотной воды внутрь башни у ее основания помещают ветровое колесо с вертикальной осью вращения (патент РФ №2314474, МПК F28C 1/00). Горизонтально направленный поток наружного воздуха, поступающий в воздуховходные окна градирни, ударяется о лопатки ветрового колеса и турбулизируется, увеличивая интенсивность его взаимодействия с развитой поверхностью оборотной воды, что повышает эффективность ее охлаждения. Одновременно с этим ветровой поток заставляет вращаться ветровое колесо и соединенный с ним электрогенератор, вырабатывающий электроэнергию, утилизируя таким образом низкопотенциальное тепло оборотной воды, с помощью которого создается воздушный поток внутри вытяжной башни.
Недостатком аэродинамической градирни является низкая тепловая эффективность, обусловленная малым временем взаимодействия развитой поверхности оборотной воды с потоком наружного воздуха, поскольку в установке отсутствует ороситель, поэтому время взаимодействия определяется только временем падения капель.
Наиболее близкой, принятой за прототип является аэродинамическая градирня, в которую введен ороситель (патент РФ №2516986, МПК F28C 1/00).
Установка содержит вытяжную башню с воздуховходными окнами в ее основании и водосборный бассейн. Около воздуховходных окон снаружи под углом к радиусу основания башни расположены воздухонаправляющие щиты. Внутри башни у ее основания находится ветровое колесо, соединенное с электрогенератором. Над ветровым колесом расположена водораспределительная система. Установка содержит ороситель с наклонными плоскостями, составляющий единую конструкцию с ветровым колесом.
Аэродинамическая градирня работает следующим образом. С помощью водораспределительной системы теплая оборотная вода разбрызгивается в виде мелких капель внутри вытяжной башни. Капли падают на наклонные плоскости оросителя и стекают с них тонкой пленкой в водосборный бассейн, отдавая тепло поступающему в башню наружному воздуху. Теплый воздух поднимается вверх и выходит через верхний конец вытяжной башни, при этом в воздуховходные окна поступает поток наружного воздуха. Воздухонаправляющие щиты придают входящему воздушному потоку тангенциальную составляющую скорости за счет их углового расположения по отношению к входным окнам. Поступающий в башню поток наружного воздуха ударяется в лопатки ветрового колеса и вращает единую конструкцию ветрового колеса и оросителя, а также соединенный с ним электрогенератор, который вырабатывает электроэнергию.
Недостатком установки является низкая тепловая эффективность, обусловленная тем, что различные области развитой поверхности оборотной воды находятся в неравных условиях по отношению к входящему потоку наружного воздуха. Области, находящиеся у входных окон, взаимодействуют с холодным потоком наружного воздуха с низкой влажностью, тогда как области, находящиеся в центральной части башни взаимодействуют с потоком воздуха, температура и влажность которого выше, поэтому эффективность теплообмена у этих областей меньше.
Задачей изобретения является повышение тепловой эффективности аэродинамических градирен.
Техническим результатом является повышение тепловой эффективности аэродинамических градирен.
Технический результат достигается тем, что в аэродинамической градирне, содержащей вытяжную башню с воздуховходными окнами в ее основании, водосборный бассейн, водораспределительную систему, ороситель с наклонными плоскостями и ветровое колесо, соединенное с электрогенератором, водораспределительная система и наклонные плоскости оросителя вынесены из вытяжной башни наружу и установлены на кольцевом основании, а сверху закрыты крышей, установленной над воздуховходными окнами, при этом кольцевое основание выполнено с наклоном в сторону водосборного бассейна, а его площадь равна площади основания башни, а водораспределительная система выполнена в виде кольцевой трубы с патрубками, расположенными внизу у наклонных плоскостей оросителя под углом к радиусу основания градирни, при этом на них установлены разбрызгиватели воды, направленные так, чтобы капли воды падали сверху на наклонные плоскости оросителя, расположенные у воздуховходных окон под тем же углом к радиусу основания башни градирни, что и патрубки кольцевой водораспределительной системы.
Вынесение водораспределительной системы и наклонных плоскостей оросителя из вытяжной башни позволяет создать равные условия взаимодействия развитой поверхности оборотной воды с потоком наружного воздуха в зоне теплообмена, что увеличивает тепловую эффективность аэродинамической градирни.
Расположение водораспределительной системы внизу у наклонных плоскостей оросителя позволяет увеличить время взаимодействия развитой поверхности воды с потоком наружного воздуха, что также увеличивает тепловую эффективность градирни.
Изобретение поясняется схемой аэродинамической градирни с внешним теплообменом, представленной на фиг. 1.
Аэродинамическая градирня с внешним теплообменом содержит вытяжную башню 1, в основании которой находятся воздуховходные окна 2 и водосборный бассейн 3. Внутри башни 1 у ее основания находится ветровое колесо 4 с вертикальной осью вращения, соединенное с электрогенератором 5. На кольцевом основании 6, расположенном снаружи вытяжной башни 1, установлены водораспределительная система 7 и наклонные плоскости 8 оросителя, которые сверху закрыты крышей 9, расположенной над воздуховходными окнами 2. Кольцевое основание 6 выполнено с наклоном в сторону водосборного бассейна 3, при этом его площадь равна площади основания башни. Водораспределительная система 7 выполнена в виде кольцевой трубы с патрубками 10, расположенными внизу у наклонных плоскостей 8 оросителя. Патрубки 10 расположены под углом порядка 45 угловых градусов к радиусу основания градирни, при этом на них установлены разбрызгиватели воды, направленные так, чтобы капли воды падали на наклонные плоскости 8 оросителя, расположенные у воздуховходных окон под тем же углом к радиусу основания градирни, что и патрубки 10 кольцевой водораспределительной системы 7. Пространство между кольцевым основанием 6 и крышей 9 образует зону внешнего теплообмена между развитой поверхностью оборотной воды и потоком наружного воздуха, при этом площадь орошения внешней зоны теплообмена равна прежней площади орошения градирни. Схема водораспределительной системы 7 с патрубками 10 представлена на фиг. 2а, расположение патрубков 10 водораспределительной системы 7 и наклонных плоскостей 8 оросителя, а также схема разбрызгивания оборотной воды представлены на фиг. 2б.
Аэродинамическая градирня с внешним теплообменом работает следующим образом. С помощью разбрызгивателей, установленных на патрубках 10 распределительной системы 7, оборотная вода разбрызгивается в виде мелких капель, которые падают на наклонные плоскости 8 оросителя и стекают по ним тонкой пленкой на кольцевое основание 6, а затем в водосборный бассейн 3. Теплая вода в бассейне 3 нагревает находящийся в вытяжной башне 1 воздух, который поднимается вверх и выходит через верхний конец вытяжной башни 1, при этом через воздуховходные окна 2 внутрь башни начинает поступать наружный воздух, проходя при этом через зону теплообмена, расположенную между кольцевым основанием 6 и крышей 9. В зоне теплообмена развитая поверхность оборотной воды представлена в виде капель, создающихся с помощью разбрызгивателей воды, и тонкой пленки, стекающей с наклонных плоскостей 8 оросителя. Скорость стекания пленки воды зависит от угла наклона плоскостей оросителя к вертикали, который определяется экспериментально. В зоне теплообмена, вынесенной из вытяжной башни, условия взаимодействия развитой поверхности оборотной воды с потоком наружного воздуха оказываются одинаковыми во всей зоне. Наклонные плоскости 8 оросителя, расположенные под углом к радиусу основания градирни, увеличивают путь пробега наружного воздуха в зоне теплообмена, а следовательно, и время контакта потока наружного воздуха с развитой поверхностью оборотной воды. Заходя внутрь баши 1 через воздуховходные окна 2, поток наружного воздуха ударяется в лопатки ветрового колеса 4 и вращает его и соединенный с ним электрогенератор 5, вырабатывающий электричество, после чего нагретый наружный воздух поднимается вверх и выходит через верхний конец вытяжной башни 1.
Был построен макет аэродинамической градирни с внешним теплообменом. Проведенные эксперименты показали работоспособность и эффективность предложенной конструкции аэродинамической градирни.
Claims (3)
1. Аэродинамическая градирня, содержащая вытяжную башню с воздуховходными окнами в ее основании, водосборный бассейн, водораспределительную систему, ороситель с наклонными плоскостями и ветровое колесо, соединенное с электрогенератором, отличающаяся тем, что водораспределительная система и наклонные плоскости оросителя вынесены наружу и установлены на кольцевом основании, а сверху закрыты крышей, расположенной над воздуховходными окнами.
2. Аэродинамическая градирня по п. 2, отличающаяся тем, что кольцевое основание выполнено с наклоном в сторону водосборного бассейна, при этом его площадь равна площади основания вытяжной башни.
3. Аэродинамическая градирня по п. 1, отличающаяся тем, что водораспределительная система выполнена в виде кольцевой трубы с патрубками, расположенными внизу у наклонных плоскостей оросителя под углом к радиусу основания градирни, при этом на патрубках установлены разбрызгиватели воды, направленные так, чтобы капли воды попадали на наклонные плоскости оросителя, расположенные у воздуховходных окон под тем же углом к радиусу основания градирни, что и патрубки кольцевой водораспределительной системы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122029/06A RU2582031C1 (ru) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | Аэродинамическая градирня с внешним теплообменом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122029/06A RU2582031C1 (ru) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | Аэродинамическая градирня с внешним теплообменом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2582031C1 true RU2582031C1 (ru) | 2016-04-20 |
Family
ID=56195125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015122029/06A RU2582031C1 (ru) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | Аэродинамическая градирня с внешним теплообменом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2582031C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105783572A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-07-20 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种用于间接空冷机组空冷塔的空气导流装置 |
CN108359813A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-03 | 陕西省膜分离技术研究院有限公司 | 一种节能环保的盐湖卤水提锂工艺 |
RU2689062C1 (ru) * | 2018-05-11 | 2019-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Башенная градирня |
CN113279821A (zh) * | 2021-05-29 | 2021-08-20 | 袁宏昊 | 一种塔式综合能源利用*** |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4397793A (en) * | 1978-06-08 | 1983-08-09 | Stillman Gerald I | Confined vortex cooling tower |
RU2002187C1 (ru) * | 1991-05-14 | 1993-10-30 | Василий Гаврилович Говоров | Градирн |
RU2314474C1 (ru) * | 2006-08-17 | 2008-01-10 | Александр Алексеевич Соловьев | Аэродинамическая градирня |
RU2516986C1 (ru) * | 2012-12-20 | 2014-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Аэродинамическая градирня |
RU2527799C1 (ru) * | 2013-06-28 | 2014-09-10 | Александр Алексеевич Соловьев | Башенная испарительная градирня с внешним теплообменом |
-
2015
- 2015-06-09 RU RU2015122029/06A patent/RU2582031C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4397793A (en) * | 1978-06-08 | 1983-08-09 | Stillman Gerald I | Confined vortex cooling tower |
RU2002187C1 (ru) * | 1991-05-14 | 1993-10-30 | Василий Гаврилович Говоров | Градирн |
RU2314474C1 (ru) * | 2006-08-17 | 2008-01-10 | Александр Алексеевич Соловьев | Аэродинамическая градирня |
RU2516986C1 (ru) * | 2012-12-20 | 2014-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Аэродинамическая градирня |
RU2527799C1 (ru) * | 2013-06-28 | 2014-09-10 | Александр Алексеевич Соловьев | Башенная испарительная градирня с внешним теплообменом |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105783572A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-07-20 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种用于间接空冷机组空冷塔的空气导流装置 |
CN108359813A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-03 | 陕西省膜分离技术研究院有限公司 | 一种节能环保的盐湖卤水提锂工艺 |
RU2689062C1 (ru) * | 2018-05-11 | 2019-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Башенная градирня |
CN113279821A (zh) * | 2021-05-29 | 2021-08-20 | 袁宏昊 | 一种塔式综合能源利用*** |
CN113279821B (zh) * | 2021-05-29 | 2023-04-25 | 袁宏昊 | 一种塔式综合能源利用*** |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2582031C1 (ru) | Аэродинамическая градирня с внешним теплообменом | |
RU2672541C1 (ru) | Башенная испарительная градирня с разнесенными областями теплообмена и аэродинамики | |
RU2527799C1 (ru) | Башенная испарительная градирня с внешним теплообменом | |
RU2415297C1 (ru) | Аэродинамическая установка | |
US10378519B1 (en) | Method for generating electrical power using a solar chimney having an inflatable fresnel lens | |
JP2011240241A (ja) | スプレー式原水淡水化装置 | |
CN107976087A (zh) | 逆流无填料双曲线冷却塔 | |
CN108613566A (zh) | 一种内循环式环保水冷塔 | |
RU170061U1 (ru) | Малогабаритная градирня | |
RU2306513C1 (ru) | Комбинированная градирня | |
CN102865753A (zh) | 一种喷雾传质式冷凝器 | |
CN110455114A (zh) | 一种离心式旋流空心可旋转喷嘴装置 | |
RU2618714C1 (ru) | Установка для преобразования низкопотенциального геотермального тепла в электричество | |
CN207907731U (zh) | 逆流无填料双曲线冷却塔 | |
RU2516986C1 (ru) | Аэродинамическая градирня | |
RU2541622C2 (ru) | Вентиляторная градирня | |
CN208042815U (zh) | 一种冷却塔 | |
RU2517981C1 (ru) | Аэродинамическая установка с тепловым насосом | |
RU2132029C1 (ru) | Градирня | |
RU2635727C1 (ru) | Водоохлаждающий блок системы оборотного водоснабжения | |
RU2099662C1 (ru) | Градирня | |
RU2435121C1 (ru) | Аэродинамическая установка | |
CN207907728U (zh) | 旋转喷射器 | |
CN103691587B (zh) | 布液喷头和海水淡化喷淋装置 | |
RU2342614C2 (ru) | Градирня |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170610 |