CN109443034A - 采用三维多孔结构体进行多层次换热的冷却塔换热系统 - Google Patents

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邢树涛
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ZHENGZHOU KEYUAN WEAR-RESISTANT ANTI-CORROSION ENGINEERING Co Ltd
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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Abstract

采用三维多孔结构体进行多层次换热的冷却塔换热系统,包括冷却塔本体,冷却塔本体的内部设置填料层,填料层下部设置对填料层进行支撑的填料托夹层,填料层上部具有与外部高温水源连接的循环水管路,循环水管路的前端设置将循环水管路中的循环水喷洒在填料层上的喷头;所述喷头包括喷头本体,喷头本体上部设置与循环水管路连接的接口管,接口管的下部连接射流喷头,射流喷头下部的喷头本体上固定有三维多孔结构体薄膜层。本发明的喷溅装置采用前置多孔结构,实现喷溅水雾化效果,对冷却水进行第一次换热交换;冷却塔填料采用三维多孔层次结构体薄膜式结构,泡沫结构使得水与空气的接触面积更大,超过的孔隙率进一步提高换热效率。

Description

采用三维多孔结构体进行多层次换热的冷却塔换热系统
技术领域
本发明属于换热设备领域,尤其涉及一种采用三维多孔结构体进行多层次换热的冷却塔换热系统。
背景技术
火电厂的冷却塔是将循环水以喷雾方式喷淋到填料上,经过水与空气的接触,将水中的热量吸收出来然后排放到大气中,从而使水流的温度降低,达到冷却的设备。冷却塔采用填料来增加水和空气的换热面积,从而促进热传递,保证系统的正常运行。填料材料的选择是燃煤火电厂冷却塔冷却效率的关键因素,选择材料的出发点应是提高填料的耐腐蚀性,减少维护次数,以及提高可靠性和延长使用寿命。冷却塔中填料常用的材料有石棉水泥、塑料、玻璃钢等,20世纪五、六十年代,冷却塔的填料主要采用石棉水泥,有很好的防腐蚀性,但石棉水泥在加工生产过程中对环境有害,其应用逐渐减少,后来采用塑料填料,包括聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯等聚合物,其中由于膜式填料增加了水与空气的接触面积,具有更好的冷却能力,得到了广泛的应用。但是在冷却塔高温潮湿的工作环境下,极易生长滋生速度极快的微生物,且PVC为降解塑料,PVC单体同徽生物尸体结合,产生沉降淤泥,其阻热能力比硬垢还高,导致系统热效率很低。每年大修时,清淤工作很大,且不易施工,有时还不得不采用化学沈洗.则成本更高,对设备损害大,络短设备的使用寿命,塑料填料在工作3年左右的时间后会发生老化变形的现象,尤其冬季结冰会引起塑料填料的负载增加,大量塑料填料碎片,阻塞滤网或凝汽器,由于温降效果差,造成水泵、风机的能耗相应增加,影响机组的经济运行。
发明内容
本发明提供一种能够应用于冷却塔、具有防老化、不易发生几何变形、不脆裂而且防腐蚀、耐酸碱、切冷却效果更好的冷却塔内部填料与喷淋设备,以解决现有技术存在的问题。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
采用三维多孔结构体进行多层次换热的冷却塔换热系统,包括冷却塔本体,冷却塔本体的内部设置填料层,填料层下部设置对填料层进行支撑的填料托夹层,填料层上部具有与外部高温水源连接的循环水管路,循环水管路的前端设置将循环水管路中的循环水喷洒在填料层上的喷头;
所述填料层包括至少两层三维多孔结构体薄膜层,和位于两个相邻的三维多孔结构体薄膜层之间的空气层;
所述喷头包括喷头本体,喷头本体上部设置与循环水管路连接的接口管,接口管的下部连接射流喷头,射流喷头下部的喷头本体上固定有三维多孔结构体薄膜层。
所述三维多孔结构体薄膜层为泡沫金属。
所述喷头本体为框架结构。
本发明的有益效果:本发明的喷溅装置采用前置多孔结构,实现喷溅水雾化效果,对冷却水进行第一次换热交换;冷却塔填料采用三维多孔层次结构体薄膜式结构,泡沫结构使得水与空气的接触面积更大,超过的孔隙率进一步提高换热效率。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为本发明的喷头结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
在冷却塔中,由循环水经过填料外表构成的水膜与底部空气接触换热,所以期望填料层的外表积要大,冷却塔填料,要简单构成水膜,对空气的阻力要小,溢流和偏流要少,并且重要轻且具有一定强度。因此填料形式关键指标为:具有较大的比外表面积、液体具有均匀分布的功能,气流在填料层中应能均匀分布,且具有较大的孔隙率。
基于上述原因,本发明提供一种采用三维多孔结构体进行多层次换热的冷却塔换热系统,该冷却塔换热系统包括冷却塔本体1,冷却塔本体1的内部设置有填料层2,填料层2下部设置对填料层2进行支撑的填料托夹层3,填料托夹层3可设置为网格状的结构,使冷却水顺利流出,填料层2上部具有与外部高温水源连接的循环水管路4上连接循环水分配器,循环水分配器的每个出水口军连接喷头5。喷头5将循环水喷洒在填料层上。
上述的填料层2为包括至少两层三维多孔结构体薄膜层和位于两个相邻的三维多孔结构体薄膜层之间的空气层,薄膜层和空气层组合形成填料层对循环水进行冷却。如图1所示,填料层为三层三维多孔结构体薄膜层和两层空气层的结构,也可选用其他结构,例如五层三维多孔结构体薄膜层和四层空气层的结构。根据换热需求设置。
如图2所示,上述的喷头5包括喷头本体51,喷头本体51上部设置与循环水管路4上的开口或者与循环水分配器连接的接口管52,接口管52的下部连接射流喷头53,射流喷头53下部的喷头本体51上固定有三维多孔结构体薄膜层54。喷头本体51可设置为框架结构。
上述的三维多孔结构体薄膜层为泡沫金属,且三维多孔结构体薄膜层54同样可设置为如填料层的多层结构,增加换热效率。
本发明的工作过程为:
冷却塔内,循环水从循环水分配器进入到喷头5后,经过射流喷头53滴落在射流喷头53下部的三维多孔结构体薄膜层54上,在射流喷头53滴向三维多孔结构体薄膜层54的过程中进行一次空气换热,然后进入三维多孔结构体薄膜层54再次进行换热交换,即经过三维多孔结构体薄膜层54的多孔通道后进行二次充分的换热交换,三维多孔结构体薄膜层54的多孔结构具有极大的比表面积增大了换热膜面积,延长了冷却水的停留时间,增加换热量,同时将冷却水均匀分布,利于底部点滴式冷却的冷却效率。
经过喷头5进行一次换热后,循环水通过喷头滴落在中部的薄膜式填料层上,由于金属填料层具有大比表面积,且在填料层采用分层布置形式,利用三维多孔结构体薄膜层的多孔布局结构对冷却水形成多次发散点滴,结构体布局形式采用多层次布局,实现三维多孔结构体+空气层次+三维多孔结构体的布局,从而实现冷却水与空气的有效热交换,降低填料对气流的阻力,同时结构体增加热力性能,加强了冷却水与空气间的热、质传递过程,具有极高的温度耐受性,使得冷却工艺装置的温度耐受性提高到近沸水状态。在检修时如某区域发生破坏,由于自身的较高物理性能,因此只需将局部区域散热通道关闭即可进行模块化更换,提高了工艺设备的维修速度。
在底部由于三维多孔层次结构体的均布性特征,使得点滴水具有更好的散布特性,对冷却水与空气进行了再次优化后的点滴冷却,无异于再次提高工艺装置的换热效率。
根据实验室测试数据,采用聚氨酯泡沫沉积形成的三维多孔层次结构体其比表面积大约在100-300㎡/m³,孔隙率可达到85%-95%,由于金属具有较好的浸润性特征,吸水换热效率能够达到塑料填料系统的10-20倍以上。
本发明采用三维多孔层次结构体作为冷却塔换热系统中的填料,减少因填料腐蚀更换引起的非计划停机等所造成的巨大间接损失,可大幅提升冷却塔填料的使用寿命,且具有以下优点:
1)材料热交换性能好,冷却效率高
喷溅装置采用前置多孔结构,实现喷溅水雾化效果,对冷却水进行第一次换热交换,冷却塔填料采用三维多孔层次结构体薄膜式结构,泡沫结构使得水与空气的接触面积更大,超过的孔隙率进一步提高换热效率,由于自身的质轻优势,可采用2-5层隔空排放,将点滴式换热与膜式换热充分结合,层与层之间均有一次热水的再分布过程。
2)亲水性好、通风阻力小
金属相材料的亲水性特性使得冷却水能够极易在填料结构表面成膜,其自身吸水率为0,仅在超大的比表面积上成膜而不溅落,使水和空气更充分地接触,同时使水与空气在流动时表面扰动大。泡沫结构入风面是呈蜂窝状的导流器,有良好的均匀布风效果,提高并稳定了水气的热交换强度,散落水呈现均布细流,形成最后一层点滴式换热效果。
3)安装方便,易清洗,运输方便
该填料采用金属铺装式,安装简便,便于清洗,利于模块化操作,即便某一区域发生故障,仅需将该区域关闭即可进行更换,由于自身结构性能强,可减少因吸尘积垢、自重而产生变形。
4)大“蜂巢”结构设计有导流作用,具有良好的布风效果,提高并稳定了水气的热交换强度。精确的定位等间距组合,便于与水流垂直于表面形成大面积的流动水膜,促成大气流的接触面。
5)多层次布局填料结构通过多次点滴换热与膜式换热的轮换结合,降低三维多孔结构体的使用量,降低工程造价,同时减少填料层空气通过阻力,最大限度提高换热效率。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的范围内,可轻易想到的变化或者替换,都应该涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.采用三维多孔结构体进行多层次换热的冷却塔换热系统,其特征在于:
包括冷却塔本体(1),冷却塔本体(1)的内部设置填料层(2),填料层(2)下部设置对填料层(2)进行支撑的填料托夹层(3),填料层(2)上部具有与外部高温水源连接的循环水管路(4),循环水管路(4)的前端设置将循环水管路中的循环水喷洒在填料层上的喷头(5);
所述填料层(2)包括至少两层三维多孔结构体薄膜层,和位于两个相邻的三维多孔结构体薄膜层之间的空气层;
所述喷头(5)包括喷头本体(51),喷头本体(51)上部设置与循环水管路(4)连接的接口管(52),接口管(52)的下部连接射流喷头(53),射流喷头(53)下部的喷头本体(51)上固定有三维多孔结构体薄膜层(54)。
2.根据权利要求1所述的采用三维多孔结构体进行多层次换热的冷却塔换热系统,其特征在于:
所述三维多孔结构体薄膜层为泡沫金属。
3.根据权利要求1所述的采用三维多孔结构体进行多层次换热的冷却塔换热系统,其特征在于:
所述喷头本体(51)为框架结构。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112776003A (zh) * 2019-11-07 2021-05-11 台达电子工业股份有限公司 散热装置及其适用的机器人

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1299921A (en) * 1969-01-31 1972-12-13 Baltimore Aircoil Co Inc Evaporative heat exchangers
JPH10311690A (ja) * 1997-05-09 1998-11-24 Hitachi Air Conditioning & Refrig Co Ltd 冷却塔
US20070007201A1 (en) * 2005-07-11 2007-01-11 Honeywell International, Inc. Process reactor with layered packed bed
CN102302921A (zh) * 2011-06-20 2012-01-04 清华大学 三维阵列开孔扭曲片式旋流液幕滴溅填料单元组合件
CN207703026U (zh) * 2017-12-25 2018-08-07 罗曼 一种逆流式自然通风湿式冷却塔风水匹配强化换热系统
CN209371827U (zh) * 2018-11-27 2019-09-10 郑州科源耐磨防腐工程有限公司 采用三维多孔结构体进行多层次换热的冷却塔换热系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1299921A (en) * 1969-01-31 1972-12-13 Baltimore Aircoil Co Inc Evaporative heat exchangers
JPH10311690A (ja) * 1997-05-09 1998-11-24 Hitachi Air Conditioning & Refrig Co Ltd 冷却塔
US20070007201A1 (en) * 2005-07-11 2007-01-11 Honeywell International, Inc. Process reactor with layered packed bed
CN102302921A (zh) * 2011-06-20 2012-01-04 清华大学 三维阵列开孔扭曲片式旋流液幕滴溅填料单元组合件
CN207703026U (zh) * 2017-12-25 2018-08-07 罗曼 一种逆流式自然通风湿式冷却塔风水匹配强化换热系统
CN209371827U (zh) * 2018-11-27 2019-09-10 郑州科源耐磨防腐工程有限公司 采用三维多孔结构体进行多层次换热的冷却塔换热系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
奚正平,汤慧萍等: "《烧结金属多孔材料》", 31 January 2009, 冶金工业出版社, pages: 199 - 200 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112776003A (zh) * 2019-11-07 2021-05-11 台达电子工业股份有限公司 散热装置及其适用的机器人
CN112776003B (zh) * 2019-11-07 2022-05-06 台达电子工业股份有限公司 散热装置及其适用的机器人

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