Градирня (варианты)

(71) Заявитель Стародубцев Александр Васильевич(72) Автор Стародубцев Александр Васильевич(73) Патентообладатель Стародубцев Александр Васильевич(57) 1. Градирня, содержащая корпус, воздухо-входные окна, расположенные продольно одной из вертикальных стенок корпуса в нижней его части, наклонный щит над окнами внутри корпуса градирни, форсунки, смонтированные на коллекторах водораспределительной системы, и водосборный бассейн, отличающаяся тем, что воздухо-входные окна снабжены регулируемыми жалюзями, установленными в проемах этих окон с возможностью поворота вокруг оси, над окнами выполнены дополнительные воздухо-входные окна, над которыми внутри корпуса градирни прикреплен наклонный щит, высота верхнего ребра которого от уровня зеркала воды в водосборном бассейне больше высоты нижнего ребра щита от упомянутого уровня, причем форсунки, смонтированные на коллекторах водораспределительной системы, установлены напротив упомянутых дополнительных воздухо-входных окон. 17192. Градирня по п. 1, отличающаяся тем, что наклонные щиты прикреплены над воздухо-входными окнами и дополнительными воздухо-входными окнами по любому их сочетанию. 3. Градирня по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что форсунки, расположенные на коллекторах водораспределительной системы напротив дополнительных воздухо-входных окон, могут быть установлены как внутри, так и снаружи корпуса градирни. 4. Градирня, содержащая корпус, воздухо-входные окна, расположенные продольно одной из вертикальных стенок корпуса в нижней его части, горизонтальный щит над окнами снаружи корпуса градирни, форсунки, смонтированные на коллекторах водораспределительной системы, и водосборный бассейн, отличающаяся тем, что воздухо-входные окна снабжены регулируемыми жалюзями, установленными в проемах этих окон с возможностью поворота вокруг оси, над окнами выполнены дополнительные воздуховходные окна, над которыми перпендикулярно наружной стенке корпуса градирни прикреплен горизонтальный щит, высота установки которого равна высоте окна, причем форсунки, смонтированные на коллекторах водораспределительной системы, установлены напротив упомянутых дополнительных воздухо-входных окон. 5. Градирня по п. 4, отличающаяся тем, что горизонтальные щиты могут быть прикреплены над воздухо-входными окнами и дополнительными воздухо-входными окнами по любому их сочетанию. 6. Градирня по п. 4, отличающаяся тем, что горизонтальные щиты прикреплены над воздухо-входными окнами и дополнительными воздухо-входными окнами по любому их сочетанию. 7. Градирня по п. 4 или 5, отличающаяся тем, что форсунки, расположенные на коллекторах водораспределительной системы напротив дополнительных окон, могут быть установлены как внутри, так и снаружи корпуса градирни.(56) 1. Патент РБ 3450, МПК 28 1/00,28 25/06, 2000. 2. Патент РФ 2166163, МПК 28 С 1/00, 2001. 3. Патент Республики Беларусь 1307, МПК 28 С 1/00, 2004 (прототип). Предлагаемое техническое решение относится к теплотехнике, в частности к испарительным охладителям - градирням, и может найти применение как на действующих тепловых и атомных электростанциях, так и при строительстве или модернизации градирен, а также на других промышленных объектах, где требуется охлаждение воды или других жидкостей. Известна градирня, содержащая корпус с воздухо-входными окнами в нижней его части, и размещенные группами на водораспределительном коллекторе в проемах окон, водоструйные форсунки, расположенные под углом навстречу друг другу симметрично относительно вертикальной оси градирни со смещением от плоскости окна к центру градирни 1. Форсунки смонтированы на платформах с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси на угол, обеспечивающий высоту пересечения струй факелов жидкости. Каждая платформа представляет собой поворотный корпус с подвижными фланцами,соединенными с водораспределительной системой. На верхнем фланце каждой поворотной платформы размещены несколько водоструйных форсунок. Это приводит к большому количеству фланцевых соединений, что усложняет конструкцию водораспределительной системы, а также ремонт и обслуживание градирен. Известна также градирня, содержащая вертикальный прямоугольный в сечении корпус с воздухо-входными жидкостно-эжекционными окнами, выполненными в виде про 2 1719 дольного канала, и расположенный вдоль верхней кромки градирни, водораспределительный коллектор с водоструйными форсунками, образующими факел, направленный вниз,причем продольный канал имеет трапецеидальное сечение. В качестве одной из стенок канала используется стенка градирни. Другая стенка (дополнительная) выполнена отдельной внутри градирни 2. Недостатком этой градирни является сложность конструкции и неудобство обслуживания градирни за счет установки дополнительной стенки, расположенной частично над верхней кромкой градирни, частично внутри градирни, кроме этого, увеличивается протяженность трубопроводов водораспределительной системы, особенно для высоких градирен. Ближайшим техническим решением (прототип) является градирня, которая содержит корпус с воздухо-входными окнами, выполненными в виде продольного канала и расположенными в нижней части корпуса градирни продольно одной из ее вертикальных стенок, водораспределительный коллектор с водоструйными форсунками, смонтированный снаружи градирни и водосборный бассейн. По варианту 1 над воздухо-входными окнами,внутри градирни наклонно к упомянутой стенке по всей ее длине, прикреплен щит, высота верхнего ребра которого от нижнего уровня окна больше высоты нижнего ребра щита от вышеупомянутого уровня. Щит, таким образом, обеспечивает получение продольного канала трапецеидального сечения, причем водораспределительный коллектор с водоструйными форсунками смонтирован, по меньшей мере, в два ряда, а форсунки установлены напротив проемов воздухо-входных окон. По варианту 2 над воздухо-входными окнами снаружи градирни горизонтально к упомянутой стенке по всей ее длине прикреплен щит, высота которого равна высоте воздухо-входных окон. Щит, таким образом, обеспечивает, получение продольного канала прямоугольного сечения, причем водораспределительный коллектор с форсунками смонтирован, по меньшей мере,в два ряда, а форсунки установлены напротив проемов воздухо-входных окон 3. Однако, эффективность работы такой градирни во многом зависит от погодных условий, так как в жаркое и холодное время года необходимо обеспечивать разные режимы охлаждения. Задачей заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей предлагаемой градирни, обеспечивающей возможность регулирования потока воздуха, что повышает ее производительность и экономичность. Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемая градирня содержит корпус,воздухо-входные окна, расположенные продольно одной из вертикальных стенок корпуса в нижней его части, наклонный щит над окнами внутри корпуса градирни, водоструйные форсунки, смонтированные на коллекторах водораспределительной системы и водосборный бассейн. Согласно предлагаемому техническому решению по варианту 1, воздухо-входные окна градирни снабжены регулируемыми жалюзями, установленными в проемах этих окон с возможностью поворота вокруг оси. Над имеющимися окнами выполнены дополнительные воздухо-входные окна, над которыми внутри корпуса градирни вдоль вертикальной его стенки прикреплен наклонный к этой стенке щит. Высота верхнего ребра щита от уровня воды в водосборном бассейне больше высоты нижнего ребра щита от упомянутого уровня, причем форсунки, смонтированные на коллекторах водораспределительной системы, установлены напротив проемов упомянутых дополнительных воздухо-входных окон. Согласно предлагаемому техническому решению по варианту 2, воздухо-входные окна градирни снабжены регулируемыми жалюзями, установленными в проемах этих окон с возможностью поворота вокруг оси. Над имеющимися окнами выполнены дополнительные воздухо-входные окна, над которыми снаружи корпуса градирни вдоль вертикальной его стенки прикреплен перпендикулярный к этой стенке горизонтальный щит, высота установки которого равна высоте дополнительного окна, причем форсунки, смонтированные на коллекторах водораспределительной системы, установлены напротив проемов упомянутых дополнительных воздухо-входных окон. 3 1719 Кроме того, возможны различные комбинации установки наклонных и горизонтальных щитов, в том числе дополнительных, как внутри, так и снаружи градирни, а коллекторы водораспределительной системы с форсунками или их блоками могут быть установлены как внутри, так и снаружи корпуса градирни. На фиг. 1 показан общий вид градирни с наклонными щитами по варианту 1. На фиг. 2 показан общий вид градирни с горизонтальными щитами по варианту 2. Градирня содержит корпус 1 в виде вертикального прямоугольного в сечении короба. В нижней части градирни вдоль одной из вертикальных стенок корпуса 1 расположены окна 2, в проемах окон 2 смонтированы с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси регулируемые жалюзи 3. Над нижними окнами 2 выполнены верхние дополнительные окна 4, напротив проемов которых установлены коллекторы 5 водораспределительной системы 6. Коллекторы 5 могут быть установлены как внутри, так и снаружи корпуса 1 градирни. На коллекторах 5 закреплены блоки 7 с форсунками 8. Форсунки 8 могут быть установлены непосредственно на коллекторах 5. Над окнами 2, внутри корпуса 1 вдоль вертикальной стенки градирни наклонно к стенке корпуса 1 установлен наклонный щит 9,а над дополнительными окнами 4 - наклонный щит 10. Высотаверхнего ребра наклонного щита 10 над окнами 4 от уровня зеркала воды 11 в водосборном бассейне 12 больше высоты 1 нижнего ребра этого щита 10 от упомянутого уровня. Высота Н 2 верхнего ребра наклонного щита 9 над окнами 2 от уровня зеркала воды 11 в водосборном бассейне 12 больше высоты Н 3 нижнего ребра щита 9 над окнами 2 от уровня зеркала воды 11. На чертежах показаны струи факелов 13, вытекающих из форсунок 8. Между нижней поверхностью наклонного щита 9 и уровнем зеркала воды 11 образуется канал 14 трапецеидального сечения, в который через жалюзи 3, установленные под определенным углом, поступает охлаждающий воздух за счет разряжения, создаваемого струями факелов 13. Между нижней поверхностью наклонного щита 10 и верхней поверхностью наклонного щита 9 образуется эжекционный канал 15 трапецеидального сечения (вариант 1). По варианту 2 (фиг. 2) над нижними окнами 2 снаружи корпуса 1 вдоль его вертикальной стенки и перпендикулярно к ней установлен горизонтальный щит 16, а над дополнительными окнами 4 - горизонтальный щит 17. Между нижней поверхностью горизонтального щита 16 и уровнем зеркала воды 11 образуется канал 18 прямоугольного сечения, в который через жалюзи 3, установленные под определенным углом, поступает охлаждающий воздух за счет разряжения, создаваемого струями факелов 13. Между нижней поверхностью горизонтального щита 17 и верхней поверхностью горизонтального щита 16 образуется эжекционный канал 19 прямоугольного сечения. Ширина эжекционных каналов 15 и 19 равна ширине дополнительных окон 4, а ширина каналов 14 и 18 - соответственно ширине нижних окон 2. Количество же эжекционных каналов 15 и 19 и каналов 14 и 18 равно соответственно количеству окон 4 и 2. Возможны различные комбинации установки щитов. Наклонные щиты 9 и 10 внутри градирни могут устанавливаться не только совместно, но и раздельно. Аналогично могут устанавливаться горизонтальные щиты 16 и 17 снаружи градирни. Установка упомянутых щитов зависит от конкретных условий и технологических требований. Градирня работает следующим образом. Охлаждаемая вода через водораспределительную систему 6 с коллекторами 5, на которых установлены форсунки 8 или их блоки 7, подается внутрь градирни. При жарких погодных условиях жалюзи 3 открыты и охлаждающий воздух через щели между ними поступает в нижнюю часть градирни, охлаждая оборотную воду. При морозных погодных условиях жалюзи 3 закрыты во избежание покрытия льдом водораспределительной системы. Оборотная вода из форсунок 8 в верхней части градирни падает в водосборный бассейн 12. Размер капель (усредненный объемно-поверхностный диаметр капель) охлажденной в верхней части градирни воды на порядок меньше, чем размер капель в нижней части градирни. 1719 В этом случае значительно увеличивается площадь контакта охлаждаемой воды с воздухом, что повышает эффективность ее охлаждения. Такое выполнение конструкции градирни позволяет значительно увеличить ее производительность за счет разности температурных распоров внутри и снаружи градирни, создания разрежения в верхней части градирни факелами распыла форсунок 8. По существу предлагаемая градирня представляет собой комплексное решение в виде двух, установленных в одном корпусе, одна над другой градирен, где в верхней части расположена эжекционная градирня, а в нижней части - брызгальная. В зависимости от погодных условий жалюзи 3 открывают или прикрывают на определенный угол (от полного открытия в жаркую погоду до полного их закрытия в морозную погоду) и тем самым регулируют температуру и объемы поступающего в градирню воздуха, что позволяет уменьшить количество циклов оборотной воды и тем самым снизить энергетические затраты. В результате мелкодисперсного распыла оборотной воды в несколько раз увеличивается площадь контакта капель с охлаждающим воздухом за счет дополнительного дробления капель охлаждаемой жидкости при их взаимном пересечении. При этом образуется кипящий слой в виде мелкодисперсных капель жидкости и охлаждающего воздуха, и происходит интенсивный тепломассообмен с дополнительным охлаждением оборотной воды в нижней части градирни. Охлаждаемая в результате контактного взаимодействия и отсепарированная из капельно-воздушного потока вода собирается в водосборном бассейне 12, а отработавший нагретый воздух отводится наружу через верхний срез корпуса градирни. Значительное увеличение совокупного объема поступающего в градирню воздуха создает благоприятные условия для эффективного охлаждения оборотной воды. Конструкция предлагаемой градирни позволяет обеспечить высокопроизводительную и экономичную работу градирен любых требуемых габаритов, с любым поперечным сечением корпуса при любых погодных условиях. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5