Жабық контурлы салқындату мұнарасы-қалай жұмыс істейді?

Ішкі жабық орта айналымы: негізгі жылу тасымалдағышты тасымалдау

Жабық салқындату мұнарасының негізгі сипаттамасы салқындату ортасының (әдетте жұмсақ су, этиленгликоль ерітіндісі немесе арнайы жылу тасымалдағыш сұйықтық) сыртқы ауамен немесе бүріккіш сумен тікелей байланыссыз, тығыздалған катушкалар тізбегінде айналуы -бұл «жабық» болудың мәні болып табылады.

Жұмыс кезінде салқындатылатын ыстық орта (мысалы, салқындатқыштардан немесе өнеркәсіптік реакторлардан жоғары{2}}температуралық орта) циркуляциялық сорғы арқылы жабық салқындату мұнарасының жылу алмастырғыш катушкаларына жеткізіледі. Орта катушкалардың ішінде үздіксіз ағып, ол тасымалдайтын жылуды катушка қабырғаларына тасымалдайды.

Катушкалар әдетте тот баспайтын болаттан, титан қорытпасынан немесе мыс қорытпасынан жасалған, олар тамаша жылу өткізгіштікке және коррозияға төзімділікке ие, бұл ортадан катушка қабырғаларына жылдам жылу өткізуге мүмкіндік береді. Жылу берілісінен кейін төмен температуралы орта жылуды сіңіруді жалғастыру үшін катушкалар шығысы арқылы салқындатылған жабдыққа оралып, үздіксіз жабық циркуляцияны құрайды.

Бұл сілтеменің кілті орташа тозуы мен құбыр желісінің коррозиясын тудыруы мүмкін орташа ағып кетуді немесе ауаның инфильтрациясын болдырмау үшін циклдің тығыздығын сақтау болып табылады. Сондықтан жүйе әдетте кеңейту цистернасымен (қысым ауытқуларын теңестіру үшін), толтыру сорғымен (орташа шығынды толықтыру үшін)-және дәлдік сүзгімен (қоспаларды кетіру үшін) жабдықталған.

Сыртқы бүрку және булану жылу алмасуы: атмосфераға жылу беру

Жабық салқындату мұнарасының сырты шашыратқыш суды булану және ауа конвекциясы арқылы катушкалардан жылуды тарататын ашық құрылымды қабылдайды-бұл екі кезеңге бөлінген жылуды таратудың негізгі буыны: «шашыратқыш су айналымы» және «булану + конвекциялық жылу алмасу».

Бүріккіш су айналымы

Мұнараның түбіне шұңқыр орнатылған. Бүріккіш сорғы шұңқырдағы салқындатқыш суға қысым жасайды және оны үстіңгі бүріккіш құрылғы арқылы жылу алмастырғыш катушкалардың сыртқы бетіне біркелкі шашыратып, біркелкі су пленкасын жасайды. Бүріккіш су катушкалардың сыртқы қабырғаларымен толық жанасады, қабырғалармен тасымалданатын жылуды сіңіреді, содан кейін температура көтерілгеннен кейін қайтадан сорғышқа түседі, бүріккіш судың ішкі айналымы аяқталады. Шөгінді әдетте жылу алмасу тиімділігіне әсер етуі мүмкін бүріккіш судағы қақтардың және микробтардың өсуін болдырмау үшін су сапасын тұрақтандырғыш мөлшерлеу құрылғысымен жабдықталған.

Булану + Конвекциялық жылу алмасу

Жабық салқындату мұнарасының төменгі жағында немесе бүйірінде осьтік ағынды желдеткіш орнатылған. Желдеткіш жұмыс істегенде, ол мұнараның сыртынан қоршаған орта температурасындағы ауаны сорып алады және ауа катушкалар мен су пленкасы арасындағы саңылау арқылы жоғары қарай өтеді. Бұл кезде жылу алмасудың екі түрі жүреді: біріншіден,сезімтал жылу алмасу-ауа жоғары{1}}температуралық су пленкасымен тікелей байланысып, температура айырмашылығы арқылы жылуды тасымалдайды; екінші,жасырын жылу алмасу- Бүріккіш судың бір бөлігі ауа ағыны астында буланып, буланудың жасырын жылуының үлкен мөлшерін жұтады (жалпы жылу диссипациясының 70%-80% құрайды), бұл катушканың сыртқы қабырғаларының температурасын тез төмендетеді.

Қыздырылған және ылғалданған ауа мұнараның жоғарғы жағынан шығарылады, бұл жылудың көп бөлігін алып тастайды, ал буланбаған бүріккіш су қайта өңдеу үшін сорғышқа түседі. Аз мөлшерде булану шығыны тұщы суды толықтыру арқылы өтеледі.

Ауа көлемін реттеу және көмекші жүйелер: операциялық тиімділікті оңтайландыру

Әртүрлі жүктемелер мен қоршаған орта жағдайларына бейімделу үшін жабық салқындату мұнаралары жұмыс тұрақтылығы мен энергия тиімділігін қамтамасыз ету үшін ауа көлемін реттеу және қосалқы жүйелермен жабдықталған:

Айнымалы жиілікті желдеткішті басқару: Жылу алмасу катушкаларының шығысындағы ортаның температурасына негізделген желдеткіш жылдамдығын (немесе жұмыс істейтін желдеткіштердің санын) автоматты түрде реттейді. Салқындату жүктемесі төмен болғанда, энергияны үнемдеу үшін желдеткіштің жылдамдығы төмендейді; қоршаған орта температурасы тым жоғары болғанда (мысалы, жазда) ауа көлемін арттыру және жылуды тарату әсерін қамтамасыз ету үшін жылдамдықты арттырады.

Мұздауға қарсы-құралдар: Суық аймақтарда немесе қыста{0}}жүктеме аз жұмыс істегенде, төмен температураға байланысты катушкалар ішіндегі орта қатып қалуы мүмкін. Жүйе мұздату нүктесінен жоғары орташа температураны ұстап тұру үшін электрлік бақылау, буды бақылау немесе айналымды айналып өту құрылғысымен жабдықталған; бұл ретте бүріккіш жүйе мұздатылған бүріккіш судан мұнараға зақым келтірмеу үшін «құрғақ жұмысқа» (шашуды тоқтату, жылу алмасу үшін тек ауа конвекциясына сүйену) ауыса алады.

Демистр дизайны: Мұнараның жоғарғы жағында тұндырғыш орнатылған, ол бүріккіш судағы ұсақ су тамшыларын ұстай алады (түсіру жылдамдығы 99%-дан асады). Бұл су ысыраптарын азайтып қана қоймайды, сонымен қатар қоршаған ортада ылғалдылық немесе коррозия тудыруы мүмкін су тамшыларының ауамен ағуын болдырмайды.

Жалпы жұмыс процесінің қысқаша мазмұны

Жабық контурлы салқындату мұнарасының жұмысын келесідей қорытындылауға болады: ыстық орта катушкаларға түседі → катушка қабырғалары арқылы жылу өткізгіштік → шашыратқыш су жылуды сіңіреді → ауа буланып, жылуды тасымалдайды → салқындатылған орта қайтарылады.

Ыстық орта герметикалық катушкаларда ағады, ал жылу катушка қабырғалары арқылы сыртқы бүріккіш су пленкасына беріледі; желдеткішпен енгізілген ауа су пленкасымен байланысады, булану және конвекция арқылы жылуды мұнарадан шығарады; салқындатылған орта қайта өңдеу үшін жабдыққа оралады, ал шашыратқыш су мұнараның ішінде булану жоғалуының аз ғана мөлшерімен толықтырылған қайта-қайта айналады.

Бұл дизайн салқындату ортасы мен сыртқы дүниенің тікелей жанасуынан туындаған ластану мен масштабтау мәселелерін болдырмай, ашық салқындату мұнараларының жоғары тиімділіктегі булану жылуының -пайдалануының артықшылығын сақтайды, «жоғары{1}}тиімділіктегі жылуды тарату + ортаны қорғау» деген екі жақты мақсаттарға қол жеткізеді.