క్లోజ్డ్-సర్క్యూట్ కూలింగ్ టవర్ ఎలా పని చేస్తుంది?

అంతర్గత క్లోజ్డ్ మీడియం సర్క్యులేషన్: కోర్ హీట్ క్యారియర్ యొక్క రవాణా

క్లోజ్డ్ కూలింగ్ టవర్ యొక్క ప్రధాన లక్షణం ఏమిటంటే, శీతలీకరణ మాధ్యమం (సాధారణంగా మృదువైన నీరు, ఇథిలీన్ గ్లైకాల్ ద్రావణం లేదా ప్రత్యేక ఉష్ణ బదిలీ ద్రవం) సీల్డ్ కాయిల్ లూప్‌లో తిరుగుతుంది, బాహ్య గాలి లేదా స్ప్రే వాటర్‌తో ప్రత్యక్ష సంబంధం లేకుండా-ఇది "మూసివేయబడటం" యొక్క సారాంశం.

ఆపరేషన్ సమయంలో, చల్లబరచాల్సిన వేడి మాధ్యమం (ఉదా, చల్లర్లు లేదా పారిశ్రామిక రియాక్టర్‌ల నుండి అధిక-ఉష్ణోగ్రత మాధ్యమం) సర్క్యులేషన్ పంప్ ద్వారా మూసివేసిన శీతలీకరణ టవర్ యొక్క ఉష్ణ మార్పిడి కాయిల్స్‌కు పంపిణీ చేయబడుతుంది. మీడియం కాయిల్స్ లోపల నిరంతరం ప్రవహిస్తుంది, అది కాయిల్ గోడలకు తీసుకువెళుతున్న వేడిని బదిలీ చేస్తుంది.

కాయిల్స్ సాధారణంగా స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్, టైటానియం మిశ్రమం లేదా రాగి మిశ్రమంతో తయారు చేయబడతాయి, ఇవి అద్భుతమైన ఉష్ణ వాహకత మరియు తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి, మాధ్యమం నుండి కాయిల్ గోడలకు వేగవంతమైన ఉష్ణ వాహకతను అనుమతిస్తుంది. ఉష్ణ బదిలీ తర్వాత, తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత మీడియం వేడిని శోషించడాన్ని కొనసాగించడానికి కాయిల్ అవుట్‌లెట్ ద్వారా చల్లబడిన పరికరాలకు తిరిగి వస్తుంది, ఇది నిరంతర సంవృత ప్రసరణను ఏర్పరుస్తుంది.

ఈ లింక్‌కి కీలకం మీడియం లీకేజ్ లేదా గాలి చొరబాట్లను నివారించడానికి లూప్ యొక్క బిగుతును నిర్వహించడం, ఇది మీడియం క్షీణత మరియు పైప్‌లైన్ తుప్పుకు కారణమవుతుంది. అందువల్ల, సిస్టమ్ సాధారణంగా విస్తరణ ట్యాంక్ (ఒత్తిడి హెచ్చుతగ్గులను సమతుల్యం చేయడానికి), మేకప్ పంప్ (మధ్యస్థ నష్టాన్ని భర్తీ చేయడానికి) మరియు ఖచ్చితమైన ఫిల్టర్ (మలినాలను తొలగించడానికి) కలిగి ఉంటుంది.

బాహ్య స్ప్రే మరియు బాష్పీభవన ఉష్ణ మార్పిడి: వాతావరణానికి ఉష్ణ బదిలీ

మూసివేసిన శీతలీకరణ టవర్ యొక్క వెలుపలి భాగం ఒక ఓపెన్ స్ట్రక్చర్‌ను కలిగి ఉంటుంది, స్ప్రే వాటర్ బాష్పీభవనం మరియు గాలి ప్రసరణ ద్వారా కాయిల్స్ నుండి వేడిని వెదజల్లుతుంది-ఇది కోర్ హీట్ డిస్సిపేషన్ లింక్, దీనిని రెండు దశలుగా విభజించారు: "స్ప్రే వాటర్ సర్క్యులేషన్" మరియు "బాష్పీభవనం + ఉష్ణ మార్పిడి".

స్ప్రే వాటర్ సర్క్యులేషన్

టవర్ దిగువన ఒక సంప్ వ్యవస్థాపించబడింది. ఒక స్ప్రే పంపు సంప్‌లోని శీతలీకరణ నీటిని ఒత్తిడి చేస్తుంది మరియు టాప్ స్ప్రే పరికరం ద్వారా హీట్ ఎక్స్ఛేంజ్ కాయిల్స్ యొక్క బయటి ఉపరితలంపై సమానంగా స్ప్రే చేస్తుంది, ఇది ఏకరీతి నీటి ఫిల్మ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. స్ప్రే నీరు కాయిల్స్ యొక్క బయటి గోడలను పూర్తిగా సంప్రదిస్తుంది, గోడల ద్వారా బదిలీ చేయబడిన వేడిని గ్రహిస్తుంది మరియు ఉష్ణోగ్రత పెరిగిన తర్వాత తిరిగి సంప్‌లోకి వస్తుంది, స్ప్రే నీటి యొక్క అంతర్గత ప్రసరణను పూర్తి చేస్తుంది. స్ప్రే నీటిలో స్కేలింగ్ మరియు సూక్ష్మజీవుల పెరుగుదలను నివారించడానికి సంప్ సాధారణంగా నీటి నాణ్యత స్టెబిలైజర్ డోసింగ్ పరికరంతో అమర్చబడి ఉంటుంది, ఇది ఉష్ణ మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.

బాష్పీభవనం + ఉష్ణప్రసరణ ఉష్ణ మార్పిడి

మూసివేసిన శీతలీకరణ టవర్ దిగువన లేదా వైపున ఒక అక్షసంబంధ ప్రవాహ ఫ్యాన్ వ్యవస్థాపించబడింది. ఫ్యాన్ పనిచేసినప్పుడు, అది టవర్ వెలుపలి నుండి పరిసర ఉష్ణోగ్రత గాలిని ఆకర్షిస్తుంది మరియు గాలి కాయిల్స్ మరియు వాటర్ ఫిల్మ్ మధ్య గ్యాప్ గుండా పైకి వెళుతుంది. ఈ సమయంలో రెండు రకాల ఉష్ణ మార్పిడి జరుగుతుంది: మొదటిది,సరైన ఉష్ణ మార్పిడి-గాలి నేరుగా అధిక-ఉష్ణోగ్రత నీటి చలనచిత్రాన్ని సంప్రదిస్తుంది, ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం ద్వారా వేడిని బదిలీ చేస్తుంది; రెండవ,గుప్త ఉష్ణ మార్పిడి-స్ప్రే నీటిలో కొంత భాగం గాలి ప్రవాహంలో ఆవిరైపోతుంది, బాష్పీభవనం యొక్క గుప్త వేడిని పెద్ద మొత్తంలో గ్రహిస్తుంది (మొత్తం ఉష్ణ వెదజల్లడంలో 70%-80%), ఇది కాయిల్ బయటి గోడల ఉష్ణోగ్రతను వేగంగా తగ్గిస్తుంది.

వేడిచేసిన మరియు తేమతో కూడిన గాలి టవర్ పై నుండి విడుదల చేయబడుతుంది, చాలా వేడిని తీసివేస్తుంది, అయితే ఆవిరిపోని స్ప్రే నీరు రీసైక్లింగ్ కోసం తిరిగి సంప్‌లోకి వస్తుంది. మంచినీటిని భర్తీ చేయడం ద్వారా కొద్ది మొత్తంలో బాష్పీభవన నష్టం భర్తీ చేయబడుతుంది.

ఎయిర్ వాల్యూమ్ నియంత్రణ మరియు సహాయక వ్యవస్థలు: ఆపరేషనల్ ఎఫిషియెన్సీ ఆప్టిమైజేషన్

వివిధ లోడ్లు మరియు పర్యావరణ పరిస్థితులకు అనుగుణంగా, క్లోజ్డ్ కూలింగ్ టవర్లు కార్యాచరణ స్థిరత్వం మరియు శక్తి సామర్థ్యాన్ని నిర్ధారించడానికి గాలి వాల్యూమ్ నియంత్రణ మరియు సహాయక వ్యవస్థలతో అమర్చబడి ఉంటాయి:

వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఫ్యాన్ నియంత్రణ: హీట్ ఎక్స్ఛేంజ్ కాయిల్స్ యొక్క అవుట్‌లెట్ వద్ద మాధ్యమం యొక్క ఉష్ణోగ్రత ఆధారంగా ఫ్యాన్ వేగాన్ని (లేదా ఆపరేటింగ్ ఫ్యాన్‌ల సంఖ్య) స్వయంచాలకంగా సర్దుబాటు చేస్తుంది. శీతలీకరణ లోడ్ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, శక్తిని ఆదా చేయడానికి ఫ్యాన్ వేగం తగ్గించబడుతుంది; పరిసర ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు (ఉదా, వేసవిలో), గాలి పరిమాణాన్ని పెంచడానికి మరియు వేడి వెదజల్లే ప్రభావాన్ని నిర్ధారించడానికి వేగం పెరుగుతుంది.

యాంటీ-ఫ్రీజింగ్ పరికరాలు: శీతల ప్రాంతాలలో లేదా చలికాలంలో తక్కువ-లోడ్ ఆపరేషన్ సమయంలో, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత కారణంగా కాయిల్స్ లోపల మీడియం స్తంభింపజేయవచ్చు. సిస్టమ్ ఎలక్ట్రిక్ ట్రేసింగ్, స్టీమ్ ట్రేసింగ్ లేదా సర్క్యులేషన్ బైపాస్ పరికరంతో గడ్డకట్టే స్థానం కంటే మీడియం ఉష్ణోగ్రతను నిర్వహించడానికి అమర్చబడి ఉంటుంది; అదే సమయంలో, స్తంభింపచేసిన స్ప్రే నీటి వల్ల టవర్‌కు నష్టం జరగకుండా ఉండటానికి స్ప్రే వ్యవస్థ "డ్రై ఆపరేషన్" (స్ప్రే చేయడం ఆపడం, ఉష్ణ మార్పిడి కోసం గాలి ప్రసరణపై మాత్రమే ఆధారపడటం)కి మారవచ్చు.

డెమిస్టర్ డిజైన్: టవర్ పైభాగంలో ఒక డెమిస్టర్ వ్యవస్థాపించబడింది, ఇది స్ప్రే నీటిలో (99% కంటే ఎక్కువ క్యాప్చర్ రేటుతో) చిన్న నీటి బిందువులను సంగ్రహించగలదు. ఇది నీటి వృధాను తగ్గించడమే కాకుండా గాలితో నీటి బిందువులను విడుదల చేయకుండా నిరోధిస్తుంది, ఇది పరిసర వాతావరణంలో తేమ లేదా తుప్పుకు కారణమవుతుంది.

మొత్తం పని ప్రక్రియ యొక్క సారాంశం

క్లోజ్డ్-సర్క్యూట్ కూలింగ్ టవర్ యొక్క ఆపరేషన్‌ని ఇలా సంగ్రహించవచ్చు: వేడి మాధ్యమం కాయిల్స్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది → కాయిల్ గోడల ద్వారా ఉష్ణ వాహకత → స్ప్రే నీరు వేడిని గ్రహిస్తుంది → గాలి ఆవిరైపోతుంది మరియు వేడిని తీసుకువెళుతుంది → చల్లబడిన మీడియం రిటర్న్‌లు.

వేడి మాధ్యమం మూసివున్న కాయిల్స్‌లో ప్రవహిస్తుంది, మరియు వేడి కాయిల్ గోడల ద్వారా బాహ్య స్ప్రే వాటర్ ఫిల్మ్‌కి బదిలీ చేయబడుతుంది; అభిమాని ద్వారా పరిచయం చేయబడిన గాలి నీటి చలనచిత్రాన్ని సంప్రదిస్తుంది, బాష్పీభవనం మరియు ఉష్ణప్రసరణ ద్వారా టవర్ నుండి వేడిని తీసుకువెళుతుంది; చల్లబడిన మాధ్యమం రీసైక్లింగ్ కోసం పరికరాలకు తిరిగి వస్తుంది, అయితే స్ప్రే నీరు టవర్ లోపల పదేపదే తిరుగుతుంది, కొద్ది మొత్తంలో బాష్పీభవన నష్టం మాత్రమే భర్తీ చేయబడుతుంది.

ఈ డిజైన్ ఓపెన్ కూలింగ్ టవర్‌ల యొక్క అధిక-సమర్థత ఆవిరిపోరేటివ్ హీట్ డిస్సిపేషన్ యొక్క ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది, అయితే శీతలీకరణ మాధ్యమం మరియు బయటి ప్రపంచం మధ్య ప్రత్యక్ష పరిచయం వల్ల కలిగే కాలుష్యం మరియు స్కేలింగ్ సమస్యలను నివారిస్తుంది, "అధిక-సమర్థత కలిగిన వేడి వెదజల్లడం + మధ్యస్థ రక్షణ" అనే ద్వంద్వ లక్ష్యాలను సాధించడం.