Градирня низкого давления для дистилляции воды
LOW PRESSURE COOLING TOWER FOR WATER DISTILLATION

Изобретение относится к области теплоэнергетики, и может применяться для охлаждения конденсатора теплового насоса, двигателей генераторов и конденсатора в электростанциях, а также для получения дистиллированной воды для питья или для технологического использования.
Известна комбинированная градирня с рациональной системой оборотного водоснабжения (патент на изобретение РФ № 2528223, МПК F28C 1/00, 10.09.2014), состоящая из водосборной ванны, устройства для забора воздуха, осевого вентилятора, каплеуловителя, водораспредительной системы с коллекторами переменного сечения, оросительного устройства, бака для сбора воды и пластинчатого распылителя.
Недостатком данного изобретения является большая трудоемкость и значительные энергозатраты в процессе охлаждения воды.
Известна многоконтурная эжекционная градирня (патент на изобретение РФ № 2473855 МПК F28C 1/00, 27.01.2013), содержащая корпус в виде призмы, две емкости для сбора охлажденной воды, бассейн многогранной формы, приемную камеру, конфузор, каплеуловитель, коллекторы водораспредительной системы, ветровые перегородки и выхлопной канал.
Данная градирня имеет следующий недостаток: степень охлаждения воды в градирне зависит от температуры и влажности атмосферного воздуха.
Наиболее близким способом к предлагаемому изобретению, является башенная и вентиляторная градирня с устройством воздухоподготовки (патент на изобретение РФ № 2294499 МПК F28C 1/00, 27.02.2007), содержащее башню или каркас с воздуховходными окнами, внутри которых размещены водоуловитель, водораспределение с разбрызгивающими соплами, ороситель, замкнутое купольное перекрытие, паровоздуховод, влагоудаляющее устройство, каплеуловитель, конденсатор холодильного агрегата, циркуляционный насос, источник электрической энергии (солнечные батареи, ветровые электростанции, тепловые электростанции), накопитель холода, воздуховод, воздухораспределители, конденсатосборник и технологические теплообменники.
Недостатками данного изобретения являются отсутствие возможности регулирования и поддержания требуемого объема воды в градирне и в системе технического водоснабжения, нерациональное использование водного конденсата и тепловой энергии, а также отсутствие регулирования водного конденсата.
Задачей данного изобретения является разработка градирни низкого давления для дистилляции воды, в которой устранены недостатки аналогов и прототипа.
Техническим результатом является повышение производительности работы градирни при низком давлении с минимальными потерями тепловой энергии с возможностью регулирования и поддержания требуемого объема воды в градирне и системе технического водоснабжения, а также с возможностью регулирования конденсата.
Технический результат достигается тем, что в градирне низкого давления для дистилляции воды, состоящей из герметичного сосуда, каплеуловителя, основного теплообменника, разбрызгивателя воды и трубопроводов для подачи и отвода нагретой и охлажденной воды, поплавкового клапана, датчика концентрации соли, клапана для сброса воды и циркуляционного насоса для передачи воды из нижней части сосуда в разбрызгиватель воды в верхней части сосуда, согласно предлагаемому изобретению, добавляется вакуумный насос, который вызывает кипение и испарение воды при низких давлении и температуре, а образованный при этом пар подается во вторичный теплообменник для полной конденсации.
Принципиальная схема градирни представлена на фиг..
Устройство состоит из герметичного сосуда 1, каплеуловителя воды 2, трубопроводов для подачи нагретой воды из конденсатора теплового насоса, двигателей генераторов и конденсатора в электростанциях 3, отвода охлажденной воды 4, поплавкового клапана 5, циркуляционного насоса 6, датчика концентрации соли 7, клапана сброса воды 8, вторичного теплообменника 9, вакуумного насоса 10, клапана сброса давления 11, сосуда для чистой воды 12, клапана для выхода дистиллированной воды 13, теплообменника 14, распылителя 15, подачи водяного пара 16, трубопровод для подачи дистиллированной воды 17, трубопровода для подачи охлажденной воды 18.
Устройство работает следующим образом.
Тепло в виде горячей воды поступает от конденсатора теплового насоса, двигателей генераторов и конденсатора в электростанциях, подается в градирню для нагрева воды. Нагретая вода от конденсатора теплового насоса, двигателей генераторов и конденсатора в электростанциях подается по трубопроводу (3) в сосуд (1), где происходит охлаждение воды в теплообменнике (14) за счет контакта с каплями холодной воды, которая поступает из нижней части сосуда (1) через распылители (15) с помощью циркуляционного насоса (6). Охлажденная вода через трубопровод (4) обратно поступает в систему для охлаждения конденсатора теплового насоса, двигателей генераторов и конденсатора в электростанциях.
Кипение и испарение воды осуществляется при низком давлении и температуре с помощью вакуумного насоса (10), в который поступает водяной пар через трубопровод (16). Для предотвращения попадания капель воды в вакуумный насос применяется каплеуловитель воды (2). Образованный водяной пар подается по трубопроводу (17) во вторичный теплообменник (9), для полной конденсации. Дистиллированная вода по трубопроводу (18) поступает в сосуд для чистой воды (12), который содержит два клапана: клапан сброса давления (11), который предотвращает повышение давления внутри резервуара для чистой воды, и клапан (13) применяется для выхода дистиллированной воды. В нижней части сосуда (1) расположен резервуар для воды. Уровень воды в сосуде (1) контролируется поплавковым клапаном (5). Содержание соли в воде измеряется и регулируется с помощью датчика (7) и клапана сброса воды (8).