CN107941041A - 顺逆流无填料双曲线冷却塔 - Google Patents

Abstract

本发明提供了顺逆流无填料双曲线冷却塔，其包括塔体、多维形除水器、射流配水系统、蜂窝状整流器、蜗壳式射流器、进风口、集水池和集风罩；所述多维形除水器位于塔体的中下方；所述射流配水系统位于塔的中下部；所述蜗壳式射流器在射流配水系统内均匀分布；所述多维形除水器与射流配水系统之间为射流水滴与不饱和空气相结合的顺逆流运行空间；所述射流配水系统下方设有蜂窝状整流器；本发明的优点是：对逆流式双曲线填料冷却塔的核心部位进行了改进为顺逆流冷却方式，弃除了填料、逆流喷淋装置、普通型除水器，优化冷却形式，降低除水器的飘水率，在同等工况下冷效获得提高，且冷效稳定、低维护、节能环保，适用于大、中型双曲线冷却塔。

Description

顺逆流无填料双曲线冷却塔

技术领域

本项发明涉及一种循环水冷却塔领域，尤其涉及顺逆流无填料双曲线冷却塔。

背景技术

冷却塔是利用循环水与空气流动接触后进行热交换，利用蒸汽散热、对流传热和辐射传热等原理来散去电厂发电机系统中产生的余热被冷却后的水经水泵提升换热系统，以保证系统的正常运行。

国内外现有技术中的双曲线冷却塔，广泛采用传统的固定反射喷头及高密度填料，出现了多种波形的高密度填料双曲线冷却塔，从发展使用情况来看，逆流式填料双曲线冷却塔的冷效很难保持和提高，该类冷却塔运行时填料容易老化、结垢、阻力大、出现结垢后冷效下降明显，需不断加入大量的除垢剂除垢，保持填料的亲水性才能维持冷效，运行维护成本高。

近百年来，冷却塔在国内外市场上，广泛应用传统的逆流式填料双曲线冷却塔，然而从近几十年的发展来看，凡是逆流式填料双曲线冷却塔的冷效率很难保持和提高，而且该类冷却塔运行时填料容易结垢、阻力大、出现结垢后冷效下降明显，运行维护成本高；近几年来，通过对填料冷却塔改进成射流冷却塔的实践，产品在实际运行中，节能、维护确有一定的提高，但还未达到理想效果，主要原因是射流配水系统喷射出的细小水滴在自然通风作用下，进入塔腔的不饱空气不均匀，喷射上升的小水滴集结成大水滴，造成水滴在重力的作用下，快速下落，且不能均匀分布，与空气接触时间短，影响了冷效提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷却效果稳定，且更佳、低维护的节能环保顺逆流无填料双曲线冷却塔。

根据本发明的一个方面，提供了顺逆流无填料双曲线冷却塔，塔体1，多维形除水器2，射流配水主管6，支管7，蜗壳式射流器8，蜂窝状整流器15，进风口18，集水池19和集风罩；所述多维形除水器位于塔体的中下方；所述射流配水系统位于塔的中下部；所述蜗壳式射流器在射流配水系统内均匀分布；所述多维形除水器与射流配水系统之间为射流水滴与空气相结合的顺逆流运行空间；所述射流配水系统下方设有蜂窝状整流器；所述集水池位于冷却塔底部，所述蜂窝状整流器架下方与集水池上方的中间位置为进风口；集风罩设置于塔体外壁且沿进风口上沿设置，检修门设置于塔体的外壁；所述防壁流板一侧连接于所述塔体内壁且位于所述蜂窝状整流器下沿，所述防壁流板与所述塔体侧壁呈30-60°角，所述防壁流板表面均布有多个排水孔。

在一些实施方式中，V字形除水器由多个V字形片相互平行排列组成，并通过连杆固定。使得除水效率更高、强度高、不易变形、使用寿命比传统除水器长。

在一些实施方式中，所述蜗壳式射流器包括上蜗壳、下蜗壳、喷水嘴、引气嘴、引风口和进水口组成，喷水嘴与进水口位置异位垂直设置，喷水嘴为双层结构，内层为喷水嘴，外层为引气嘴，引气嘴下部周壁上开有若干引风口。

在一些实施方式中，蜂窝状整流器由多张曲片和平片粘合而成六角形蜂窝状结构体，起空气导流作用，使空气气流均匀进入塔腔而不产生蜗流，并且细小水滴在重力的作用下均匀回落至蜂窝状整流器进行二次冷却后落入集水池；其中多张曲片先粘合成多个六角形蜂窝状结构体，然后多个六角形蜂窝状结构体在依次粘接而成，在相邻的两个六角形蜂窝状结构体之间插入平片，平片可以和六角形蜂窝状结构体之间粘接，平片可以增加蜂窝状整流器的承压能力。

在一些实施方式中，集风罩包括扇形玻璃钢体、框架和支撑杆，扇形玻璃钢体一侧固定于塔体，扇形玻璃钢体设置于框架内，支撑杆一端固定于框架，另一端支撑于地面。由此，扇形玻璃钢体与地面之间可以形成狭管效应，提高进风口进风的效率。

在一些实施方式中，集风罩靠近进风口的一侧设有多个卷帘门，卷帘门能够调节进风口的进风量大小。由此当气温过低时，为了保证冷却塔内正常的工作温度，可以通过控制部分卷帘门关闭，来控制进风口的进风量，能够保证冷却塔内的温度为正常的工作温度。

在一些实施方式中，防壁流板从内侧边到外侧边依次均布有多个水槽，每个水槽内均布有多个排水孔，相邻两个水槽之间设有引流槽，排水孔的直径从防壁流板的内侧边到外侧边的方向逐渐变大。

本发明原理是如下：

从热力学的角度，顺逆流射流复式双曲线冷却塔和传统的逆流填料双曲线冷却塔都属于湿式冷却塔，主要通过水和空气直接接触时的热质交换进行热量传递，热量由水传给不饱和空气，使水温下降，空气温度上升，含湿量增加，排入大气。

由热力学理论可知，温差是传递过程的推动力，而水蒸气的分压力差则是质交换的推动力，蒸发和冷却，质交换起主导作用；顺逆流射流复式双曲线冷却塔通过射流器把水流射出的同时，使水束裂解细化成众多的小水滴与不饱和空气接触面积增大，加上射出水滴射向塔腔的动能使其与气流充分的接触和挠动，利于水气的热质交换，加快了水滴冷却速度；当射出的水滴顺流至除水器后，在重力的作用下逆流至整流器，进行二次冷却后落入集水池，所以整个热质交换过程不是传统填料塔单纯的逆流式，而是顺流和逆流的有机结合，与传统的填料塔不同，塔腔内气流的不断挠动，增加了水滴与气液接触面积的相对流速，这些特征的因素强化了顺逆流射流复式双曲线塔的换热效率。

冷却塔运行时，塔内的饱和湿空气夹杂着众多细小水滴，在自然通风的作用下，细小水滴容易飘失在塔外，既损耗循环水量，又影响周围环境；多维形除水器的特点：其引道构成独特的多维空间，通风阻力小，除水效率高，均匀摆放在塔体中下方，改善了塔腔内流态的不稳定因素。

本发明的有益效果是：冷效高、冷效稳定、低维护、节能环保

附图说明

图1为本发明顺逆流无填料双曲线冷却塔的结构示意图；

图2为本发明顺逆流无填料双曲线冷却塔的V字形除水器的结构示意图；

图3为本发明顺逆流无填料双曲线冷却塔的V字形除水器的侧视图；

图4为本发明顺逆流无填料双曲线冷却塔的蜗壳式射流器结构示意图；

图5为蜗壳式射流器的剖视图；

图6为本发明顺逆流无填料双曲线冷却塔的集风罩的结构示意图；

图7为本发明顺逆流无填料双曲线冷却塔的蜂窝状整流器的结构示意图；

图8为本发明顺逆流无填料双曲线冷却塔的蜂窝状整流器的截面图。

图9为本发明的防壁流板结构示意图；

图10为本发明的防壁流板侧视图；

图11为本发明的防壁流板另一实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行更进一步的详细描述说明。

如图1-8所示，顺逆流无填料双曲线冷却塔包括：塔体1，多维形除水器2，射流配水主管6，支管7，蜗壳式射流器8，蜂窝状整流器11，进风口18，集水池19和集风罩5。

塔体1为大型塔体结构，具体来说为风筒形结构，实际建造中，可根据建造者的不同要求，选用合适的材质作为塔体的材质。在本发明的一些实施方式中，当需要建造大型塔时，塔体材质为混凝土、当需要建造中型塔时，塔体材质为玻璃钢。

V字形除水器2位于塔体1内部的中下方，且位于塔内射流配水系统上方，V字形除水器2可以通过架体来固定于塔体1内壁，V字形除水器2由多个V字形片21相互平行排列组成，并通过连杆22固定，具体来说连杆22闯过每个V字形片21将其固定。多维形除水器2与蜗壳式射流器8之间为不饱和空气与水滴相结合的空间，水滴在此空间产生裂解，构成接触面积增大；射流配水系统位于塔的中下部；射流配水系统可以通过支架固定安装于塔的中下部，并位于V字形除水器下方，V字形除水器2与蜗壳式射流器8之间为不饱和空气与水滴相结合的空间，水滴在此空间产生裂解，构成接触面积增大；射流配水系统位于塔的中下部，射流配水系统包括射流配水主管6、支管7和蜗壳式射流器8；蜗壳式射流器8沿支管7在塔内均匀分布；蜗壳式射流器8由喷水嘴81、引气嘴82、引风口83、上蜗壳84、下蜗壳85、进水口86组成，喷水嘴81与进水口86异位垂直设置，进水口86中心线偏离喷水嘴81中心线，从而进入喷水嘴81喷出的水产生旋流，使水束裂解细化成众多细小水滴；喷水嘴为双层结构，内为喷水嘴81、外层为引气嘴82，引气嘴82下部周壁上开有若干引风口83。

蜗壳式射流器8的下方设有蜂窝状整流器11，蜂窝状整流器11可以通过蜂窝状整流器架固定安装在塔体1内，蜂窝状整流器11呈六边形蜂窝状结构，其是由多张蜂窝状整流器曲片和平片粘合而成，蜂窝状整流器11均匀布满整个蜂窝状整流器架上，可以使气流均匀的进入到塔腔而不产生涡流，增加了气液接触面积的相对流速，旋转喷射器8喷出的细小水滴不产生集结，水滴均匀分布下落，与不饱和空气得到充分热交换。蜂窝式整流器架11下方为进风口18，进风口18可以开设于塔体1，集水池19设置于塔体1下的土地内。

此外，集风罩5包括扇形玻璃钢体51、框架52和支撑杆53，扇形玻璃钢体51一侧固定于塔体1，扇形玻璃钢体51设置于框架52内，支撑杆53一端固定于框架52，另一端支撑于地面。由此，扇形玻璃钢体与地面之间可以形成狭管效应，提高进风口进风的效率。

集风罩5靠近进风口18的一侧设有多个卷帘门54，卷帘门54能够调节进风口18的进风量大小。由此当气温过低时，为了保证冷却塔内正常的工作温度，可以通过控制部分卷帘门关闭，来控制进风口的进风量，能够保证冷却塔内的温度为正常的工作温度。

如图9和10所示，还包括防壁流板28，防壁流板28一侧连接于塔体6内壁且位于蜂窝状整流器11下沿，防壁流板28与塔体6侧壁呈30-60°角，在本实施例中，防壁流板28与塔体6侧壁呈40°角。如图11所示，在另一实施例中，防壁流板28表面均布有多个排水孔281，可以使水流通过排水孔281滴落，防止瀑布形水流产生，增加了水滴和空气之间的换热面积，提高了换热效率。防壁流板28从内侧边到外侧边依次均布有多个水槽282，每个水槽282内均布有多个排水孔281，由此，可以使水流更加容易通过排水孔281排出，相邻两个水槽282之间设有引流槽283，由此，能够将上一个引流槽内的水引流到下一个引流槽中，排水孔281的直径从防壁流板28的内侧边到外侧边的方向逐渐变大，由此，可以使每个排水孔281滴落的水滴差不多大小，可以使水流被分解的更加均匀，提高换热效率。由此，能够解决传统防壁流板边缘容易形成瀑布形的水流，而导致与空气之间的换热效率低的问题。需要说明的是，防壁流板28的内侧边为与塔体1侧壁连接的一侧，外侧边为与内侧边相背的一侧。此外，还可以在排水孔281的正下方一一对应排水孔281设置多个顶流柱，顶流柱可以通过连杆固定安装于塔体1的侧壁，顶流柱顶部呈锥形结构，由此从排水孔281滴落的水滴再撞击到顶流柱顶部时，能够被分解成更小的水滴，增加与空气的接触面积，提高换热效率。

本发明的顺逆流无填料双曲线冷却塔是这样运作的：开启循环水系统的泵机，配水系统经配水主管6及支管7将水送到蜗壳式射流器8的进水口86，水经过蜗壳式射流器8腔内旋转后进入双层结构喷水嘴内层的喷水嘴81喷出，同时产生负压，引气嘴82在负压的作用下经引风口83进入的不饱和空气与水溶合后，使水束裂解细化成众多的细小水滴，从而能与经蜂窝状整流器11进入的不饱和空气充分进行热交换；蜗壳式射流器8喷出的水滴顺流至多维形除水器2后在重力的作用下逆流至蜂窝状整流器11进行二次冷却，落入集水池19，再由水泵送出已冷却的循环水至各换热设备后，再返回到冷却塔，周而复始循环使用。

应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.顺逆流无填料双曲线冷却塔，其特征在于，其包括塔体、多维形除水器、射流配水系统、蜂窝状整流器、蜗壳式射流器、防溅板、进风口、集水池和集风罩；所述多维形除水器位于塔体的中下方；所述射流配水系统位于塔的中下部；所述蜗壳式射流器在射流配水系统内均匀分布；所述多维形除水器与射流配水系统之间为射流水滴与空气相结合的顺逆流运行空间；所述射流配水系统下方设有蜂窝状整流器；所述集水池位于冷却塔底部，所述蜂窝状整流器架下方与集水池上方的中间位置为进风口；集风罩设置于塔体外壁且沿进风口上沿设置，检修门设置于塔体的外壁；所述防壁流板一侧连接于所述塔体内壁且位于所述蜂窝状整流器下沿，所述防壁流板与所述塔体侧壁呈30-60°角，所述防壁流板表面均布有多个排水孔。

2.根据权利要求1所述的顺逆流无填料双曲线冷却塔，其特征在于，所述V字形除水器由多个V字形片相互平行排列组成，并通过连杆固定。

3.根据权利要求1所述的顺逆流无填料双曲线冷却塔，其特征在于，所述蜗壳式射流器包括上蜗壳、下蜗壳、喷水嘴、引气嘴、引风口和进水口组成，喷水嘴与进水口位置异位垂直设置，喷水嘴为双层结构，内层为喷水嘴，外层为引气嘴，引气嘴下部周壁上开有若干引风口。

4.根据权利要求1所述的顺逆流无填料双曲线冷却塔，其特征在于，所述蜂窝状整流器由多张曲片及平片粘合而成六角形蜂窝状结构体。

5.根据权利要求1所述的顺逆流无填料双曲线冷却塔，其特征在于，所述集风罩包括扇形玻璃钢体、框架和支撑杆，所述扇形玻璃钢体一侧固定于塔体，扇形玻璃钢体设置于所述框架内，所述支撑杆一端固定于框架，另一端支撑于地面。

6.根据权利要求5所述的顺逆流无填料双曲线冷却塔，其特征在于，所述集风罩靠近进风口的一侧设有多个卷帘门，所述卷帘门能够调节进风口的进风量大小。

7.根据权利要求1所述的顺逆流无填料双曲线冷却塔，其特征在于，所述防壁流板从内侧边到外侧边依次均布有多个水槽，每个所述水槽内均布有多个所述排水孔，相邻两个所述水槽之间设有引流槽，所述排水孔的直径从所述防壁流板的内侧边到外侧边的方向逐渐变大。