CN109506489B - 一种导风型高位收水冷却塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种导风型高位收水冷却塔，包括：塔筒体、高位集水池、多个第一导风井及配水系统和填料系统，塔筒体设置在环形的塔支柱上，塔筒体内部设置有配水竖井；高位集水池设置在塔支柱内部，且配水竖井穿过高位集水池的池底；第一导风井设置在高位集水池上，且第一导风井的下端穿过高位集水池的池底；第一导风井的上端支撑有顶盖；配水系统和填料系统设置在高位集水池上方。因此，冷却塔竖井中不再需要闸板和启闭机了，一方面节省了闸板、启闭机的费用，另一方面也避免了运行人员在冬季进入潮湿环境中去关闭内围配水。冬季导风型高位塔采用封堵导风井下口的方法防冻。

Description

一种导风型高位收水冷却塔

技术领域

本发明属于火(核)电厂湿式冷却塔领域，特别涉及一种导风型高位收水冷却塔。

背景技术

70年代末，比利时哈蒙公司联合法国电力公司研究、设计出带有高位收水装置的节能型冷却塔，并在80年代中期应用在法国的大型核电站中，先后投运的至少有贝尔维尔(BELLEVILLE)、诺让(NOGENT)、舒兹(CHOOZ)及戈尔费什(GOLFECH)的4个核电厂的8座冷却塔。

高位收水技术最初在欧洲只是作为减小水泵扬程达到节能目标的一种办法，于1996年3月在陕西蒲城电厂投运了淋水面积为4750m²的高位收水冷却塔。

高位收水冷却塔所具有的节能、降噪及均风的优点被认同，最近几年投运高位塔的火电厂有安庆、万州、莱芜、寿光和九江等电厂，但最早引进技术的彭泽核电厂的高位塔还处于缓建状态。由于空气不需要横穿雨区，所以高位塔中心部分可获得充分的空气供给，即高位塔有均风的优良效果。

然而蒲城电厂的高位塔溅水严重，经过20多年的运行，地面出现积水。高位塔溅水是现在急需解决的技术问题。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种导风型高位收水冷却塔，该收水冷却塔保留了高位收水冷却塔带高位集水池的特点，将水池的矩形上口改变为圆形上口，成为锥体漏斗型水池，并有导风井自下而上穿过水池，导风井顶高于水池最高液位(如超高0.3m)，导风井有顶盖蔽水，防止淋水从导风井漏走。对于常规高位收水冷却塔，冷风是先从高位收水槽之间通过，再从收水斜板之间的空隙通过；而对于本发明的导风型高位收水冷却塔，冷风则是从导风井中窜出扰流顶盖后到达淋水填料下方。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

一种导风型高位收水冷却塔，包括：

塔筒体，所述的塔筒体设置在环形的塔支柱上，塔筒体内部设置有配水竖井；

高位集水池，所述的高位集水池设置在塔支柱围成的锥圈内，高位集水池底部设置有与其连通的出水井，且所述的配水竖井从出水井内部穿过，或者配水竖井穿过高位集水池的池底；

多个第一导风井，第一导风井设置在高位集水池上，且第一导风井的下端穿过高位集水池的池底；第一导风井的上端支撑有顶盖；

及配水系统和填料，所述的配水系统和填料设置在高位集水池的上方，由塔芯支柱所支撑。

所述的高位集水池为漏斗形状，高位集水池的口部基本占满塔支柱上沿标高处的塔面积。

所述的高位集水池为锥体正心漏斗的形状或锥体偏心漏斗的形状。

所述的高位集水池的池底向出水井放坡，坡度不小于0.3％。

所述的高位集水池上设置有塔芯支柱，塔芯支柱穿过高位集水池的池底，塔芯支柱的顶部支撑配水系统和填料，塔芯支柱的底部设置在地面上。

所述的顶盖为球面状，顶盖通过多个斜柱子支撑在第一导风井上；第一导风井的上端部高于高位集水池顶部。

所述的第一导风井底部还设置有法兰盘和用于封堵第一导风井下口的堵风盘。

所述的第一导风井的底部延伸至地面，并第一导风井筒柱上设置有进风孔；筒柱上套有用于封堵导风井进风孔的堵风圆筒。

所述的塔筒体内壁在进风口上缘处设置有的挑水环板；所述的挑水环板上设置有第二导风井，第二导风井的上端支撑有第二顶盖。

所述的出水井套设在配水竖井外部；且出水井和配水竖井同心设置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明公开一种导风型高位收水冷却塔，与现有的高位收水冷却塔相比较，导风型高位塔仅有高位集水池而无高位收水装置。将现有高位塔集水池的窄扁矩形上口改变为圆形上口，形成导风型高位塔的锥体漏斗型水池，并有导风井自下而上穿过水池，井顶高于水池最高液位0.3m。导风井有顶盖进行蔽水，防止淋水从导风井漏走。冷风从导风井中窜出并绕流经过顶盖后到达淋水填料下方。导风型高位塔虽然可以在全塔配水和外围配水之间进行切换，但切换至外围配水已失去了防冻的功能，因此，冷却塔竖井中不再需要闸板和启闭机了，一方面节省了闸板、启闭机的费用，另一方面也避免了运行人员在冬季进入潮湿环境中去关闭内围配水。冬季导风型高位塔采用封堵导风井下口的方法防冻。

进一步，导风型高位塔还需设置挑水环板，防止冷却塔雨区之水飞溅至塔外，环板上也有导风井。因没有高位收水装置，所以导风型高位收水冷却塔节省投资。

附图说明

图1导风型高位收水冷却塔的立剖面图和立视图。左侧为剖面图，右侧为立视图。

图2导风型高位收水冷却塔立剖面图的局部大样图。

图3高位集水池的平面图。池中有导风井(盖蔽水顶盖)、填料支柱；池中心最深处有出水圆井，内穿方形配水竖井。

图4高位集水池的剖面图。集水池呈矮宽形状，高度约为直径(即宽度)的1/12，其中配水竖井的截面、外围配水槽(压力暗沟)的截面、内围配水槽(压力暗沟)的截面、出水井的截面均用虚线表示之。

图5漏斗型高位集水池的三维示意图，所有的池壁厚、井壁厚都简化为0。

图6冷却塔壳体和X支柱的全真三维图。塔的壁厚、X支柱的厚度也都简化为0。

附图部件说明如下：

具体实施方式

如图1和图2所示，为本发明导风型高位收水冷却塔的立视图，该导风型高位收水冷却塔，包括双曲线型钢筋混凝土制成的塔筒体1、挑水环板2、塔支柱3、钢筋混凝土锥体漏斗型的高位集水池4、第一导风井5、淋水填料18、喷头15和配水管16等构成。导风型高位塔有高位集水池4，但没有高位收水装置，因此节省收水装置的费用。具体结构如下：

塔筒体1设置在环形布置的塔支柱3上，塔支柱3内部支撑有高位集水池4，高位集水池4设置在塔支柱3围成的锥圈内，高位集水池4底部设置有与其连通的出水井22，且所述的配水竖井21从出水井22内部穿过，或者配水竖井21穿过高位集水池4的池底。

及配水系统和填料系统，所述的配水系统和填料系统设置在高位集水池4的上方，由塔芯支柱7所支撑。高位集水池4上设置有塔芯支柱7，塔芯支柱7穿过高位集水池4的池底，塔芯支柱7的顶部支撑着主梁和次梁，梁上搁置铸铁篦子，篦子上放置填料，塔芯支柱7的底部设置在地面上。配水系统和填料系统具体结构为：挑水环板2上方设置有支撑梁20，外围配水槽17和内围配水槽17a均与配水竖井21连接。外围配水槽17外周下方设置有淋水填料18。淋水填料18设置在铸铁篦子19上，铸铁篦子19设置在支撑梁20上。外围配水槽17和内围配水槽17a也均与配水系统的配水管16连接。外围配水槽17和内围配水槽17a底部均设置有喷头15，用于对淋水填料18进行喷淋热水。外围配水槽17和内围配水槽17a上设置有除水器13，除水器13上设置有防护栏杆12。配水系统和填料系统的结构和常规冷却塔结构相同，本发明不作具体要求。

其中，如图5所示，高位集水池4的上口是一个圆形口，上口基本占满了塔支柱3上沿标高处的塔面积，高位集水池4呈锥体漏斗的形状，并有多根第一导风井5穿过池底。

出水井22要从高位集水池4中穿过，并现浇成钢筋混凝土整体结构；冷却塔的配水竖井21又要从出水井22内穿过；塔芯支柱7也要从高位集水池4中穿过，并现浇成整体；导风井5还要从水池中穿过，并现浇。总之，好多塔芯支柱7和一个配水竖井21及好多第一导风井5要穿过水池池底。

高位集水池4的池底向出水井放坡，坡度不小于0.3％，即池底倾角度不小于1°42′，表明高位集水池4是个浅水漏斗，水深从0.3米到数米不等，最深处下接出水井。出水井周圈有与水池边缘齐高的钢筋混凝土安全防护粗围栏，或称出水井周圈的围栏为出水花格井。

第一导风井5的直径根据需要而大小不等，但至少需要有一个直径为2米的第一导风井5兼作吊物孔。第一导风井5上口嵌套有预制的蘑菇头状的顶盖6用来进行蔽水，防止淋水从导风井漏走。冬季用堵风盘10封堵部分第一导风井5下口的方法进行防冻。

如图2、图3和图5所示，导风型高位收水冷却塔的高位集水池上设置有导风井5，这里重点介绍导风井5，它由顶盖6、井身和底部所带法兰盘9及堵风盘10组成。顶盖6是个伞型准球面，材质为钢筋混凝土预制件，底部有一节短的圆筒，圆筒用于套接在井的上口上。

圆筒上有三根斜柱子支撑顶盖6，顶盖6为球面，三根柱与筒心的连线之间的夹角为120°，顶盖6依靠重力压在筒身井壁上。从导风井5进入的冷空气绕流翻越顶盖6到达淋水填料下。柱子之所以设计为斜撑，是防止顶盖内侧可能出现的凝结水沿着柱子流进导风井中，柱子的下边沿连接在套筒的外壁上，图2没有详细绘制。

导风型高位收水冷却塔保留了已有高位收水冷却塔有高位集水池的特点，将水池的矩形上口改变为圆形上口，成为锥体漏斗型水池，并有导风井5自下而上穿过高位集水池4，导风井5的井顶高于高位集水池4的最高液位，如超高0.3m，导风井5有顶盖6进行蔽水，防止淋水从导风井5中流走。对于现有的高位收水冷却塔，冷风是先从高位收水槽之间通过，再从收水斜板之间的空隙通过；而对于本发明导风型高位收水冷却塔，冷风则是从导风井5中窜出扰流顶盖6后到达淋水填料18的下方。

高位集水池4可以是锥体正心漏斗的形状———出水井和供给热水的冷却塔配水竖井21同心，如图4所示；高位集水池4也可以是锥体偏心漏斗的形状———出水井和供给热水的冷却塔配水竖井21不同心。同心不同心取决于水池4是正心漏斗还是偏心漏斗的形状。优选出水井22套设在配水竖井21外部；且同心设置。

导风井5的直径根据需要而大小不等，但至少要有一个直径为2米的导风井兼作吊物孔。

堵风盘10用于封堵导风井，用冬季防冻，用轻质材料制成，用螺栓11和导风井5下部的法兰盘9相连接。由于始终在完全干燥的环境中加装堵风盘10，所以防冻操作的环境优于哈蒙高位塔和常规普通塔。

优选方案：把高位集水池4池底加厚，以支撑高位集水池4中的淋水支柱，则可以去掉水池下部的支柱。把导风井5延伸至地面，利用导风井5作为水池的筒柱也是个好方法，在筒柱离地面合适的位置开出进风孔。筒柱就如同直接空冷平台的空心支柱一样。柱上套一个堵风圆筒采用铁皮圆筒，就可以封堵导风井了。封堵的堵风圆筒铁皮圆筒沿柱子溜下，放在地面上，需要封堵时，升至筒柱进风口即可。导风型高位收水冷却塔冬季采用封堵导风井下口的方法防冻。

即本发明可以去掉塔芯支柱7的下部。把第一导风井5延伸至地面，利用第一导风井5作筒柱支撑高位集水池4及塔芯支柱7的上部。在筒柱离地面合适的位置设计进风孔。筒柱上套堵风圆筒，用于封堵导风井进风孔。封堵的堵风圆筒沿柱子溜下，平时放在地面上，需要时再升至筒柱进风口封堵即可。

导风型高位收水冷却塔虽然可以在全塔配水和外围配水之间进行切换，但用外围配水防冻已失去了意义，因此，冷却塔竖井中不再需要闸板和启闭机了，一方面节省了闸板、启闭机的费用，另一方面是避免了运行人员在冬季进入潮湿环境中去关闭内围配水。

导风型高位收水冷却塔还设计有挑水环板2，防止冷却塔雨区之水飞溅出塔。环板上也有导风井5。挑水环板2为了防止冷却塔雨区之水飞溅出塔，挑水环板2上也有第二导风井，这里的第二导风井带蘑菇头状的第二顶盖，但不带法兰盘及堵风盘。

导风型高位收水冷却塔的高位集水池4结构复杂：它可以是锥体正心漏斗的形状，也可以是锥体偏心漏斗的形状；出水井22可以和配水竖井21同心，也可以不同心，取决于水池是正心漏斗还是偏心漏斗的形状；冷却塔的配水竖井21要从水池中穿过，并现浇成钢筋混凝土整体结构；塔芯支柱也要从水池中穿过，并现浇成整体；导风井5还要从水池中穿过，并现浇成整体。总之，好多柱子和一个配水竖井21及多个导风井要穿过高位集水池4池底。池底向出水井放坡，坡度不小于0.3％，即池底倾角度大于1°42′，表明实际上这个高位集水池4的漏斗结构是浅水漏斗，水深从0.3米到3米不等取决于冷却塔直径的大小，最深处下接出水井。出水井周圈有和水池边缘齐平的安全防护围栏钢筋混凝土粗栏杆，围栏网格不大于0.5米，或称为出水花格井。

实施例

彭泽核电厂采用哈蒙HAMON公司设计的高位收水冷却塔，塔全高215米，底径168.7米，冷却水量为21.8×10⁴立方米/小时，高位水池上口直径127.5米，直径为4米的导风井92个，配4.6米的球面顶盖，图3、图5中只画了18个顶盖，实际上所有的导风井都需要配置有顶盖。配水竖井21的平面尺寸为5.4×5.4平方米，外套的出水井的直径为10米，水池及填料支柱的截面尺寸为0.55×0.55米；中央竖井高20米，水池上口标高12.07米，出水井顶标高10米，填料支柱(穿水池)高14米。比常规塔多投资10266万元，噪音降低12分贝，每年少耗电费2190万元。

若改用本导风型高位收水冷却塔，至少节约投资4430万元、噪音再降低2分贝。

本发明的一种导风型高位收水冷却塔，与现有的高位收水冷却塔相比较，导风型高位塔仅有高位集水池而无高位收水装置。将现有高位塔集水池的窄扁矩形上口改变为圆形上口，形成导风型高位塔的锥体漏斗型水池，并有导风井自下而上穿过水池，井顶高于水池最高液位0.3m。导风井带有伞形准球面顶盖进行蔽水，防止淋水从导风井流走。冷风从导风井中窜出并绕流经过顶盖后到达淋水填料的下方。导风型高位塔虽然可以在全塔配水和外围配水之间进行切换，但切换至外围配水已失去了防冻的功效，因此，冷却塔竖井中不再需要闸板和启闭机了，一方面节省了闸板、启闭机的费用，另一方面也避免了运行人员在冬季进入潮湿环境中去关闭内围配水。冬季导风型高位塔采用封堵导风井下口的方法防冻。导风型高位塔还需设置挑水环板，防止冷却塔雨区之水飞溅至塔外，环板上也有导风井，称之为第二导风井。因为没有高位收水装置，所以导风型高位收水冷却塔节省投资。

与常规塔相比较，导风型高位收水冷却塔取消了常规塔地面以下的集水池，增加了漏斗型高位集水池，增加了蘑菇型导风井，沿塔筒内壁在进风口上缘处增加了宽度为1米的挑水环板，挑水环板斜向下设置。导风型高位收水冷却塔有利于把搁置式安装淋水填料改为悬吊式安装，以增多淋水填料的体积，提高冷却塔的冷却效果。

与现有高位收水塔相比较，导风型高位收水冷却塔改变了高位集水池的形状，取消了高位收水斜板和U型高位收水槽等，但增加了高位集水池的混凝土用量，增加了导风井和挑水环板，同样方便了悬吊式安装淋水填料。

尽管以上结合附图对本发明的具体实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的、而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明的权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (8)

1.一种导风型高位收水冷却塔，其特征在于，包括：

塔筒体（1），所述的塔筒体（1）设置在环形的塔支柱（3）上，塔筒体（1）内部设置有配水竖井（21）；

高位集水池（4），所述的高位集水池（4）设置在塔支柱（3）围成的锥圈内，高位集水池（4）底部设置有与其连通的出水井（22），且所述的配水竖井（21）从出水井（22）内部穿过，或者配水竖井（21）穿过高位集水池（4）的池底；

多个第一导风井（5），第一导风井（5）设置在高位集水池（4）上，且第一导风井（5）的下端穿过高位集水池（4）的池底；第一导风井（5）的上端支撑有顶盖（6）；

及配水系统和填料，所述的配水系统和填料设置在高位集水池（4）的上方，由塔芯支柱（7）所支撑；

所述的第一导风井（5）的底部延伸至地面，并第一导风井（5）筒柱上设置有进风孔；筒柱上套有用于封堵导风井进风孔的堵风圆筒；

所述的塔筒体（1）内壁在进风口上缘处设置有的挑水环板（2）；所述的挑水环板（2）上设置有第二导风井，第二导风井的上端支撑有第二顶盖。

2.根据权利要求1所述的导风型高位收水冷却塔，其特征在于，所述的高位集水池（4）为漏斗形状，高位集水池（4）的口部占满塔支柱（3）上沿标高处的塔面积。

3.根据权利要求2所述的导风型高位收水冷却塔，其特征在于，所述的高位集水池（4）为锥体正心漏斗的形状或锥体偏心漏斗的形状。

4.根据权利要求1所述的导风型高位收水冷却塔，其特征在于，所述的高位集水池（4）的池底向出水井放坡，坡度不小于0.3%。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的导风型高位收水冷却塔，其特征在于，所述的高位集水池（4）上设置有塔芯支柱（7），塔芯支柱（7）穿过高位集水池（4）的池底，塔芯支柱（7）的顶部支撑配水系统和填料，塔芯支柱（7）的底部设置在地面上。

6.根据权利要求1所述的导风型高位收水冷却塔，其特征在于，所述的顶盖（6）为球面状，顶盖（6）通过多个斜柱子支撑在第一导风井（5）上；第一导风井（5）的上端部高于高位集水池（4）顶部。

7.根据权利要求1所述的导风型高位收水冷却塔，其特征在于，所述的第一导风井（5）底部还设置有法兰盘（9）和用于封堵第一导风井（5）下口的堵风盘（10）。

8.根据权利要求1所述的导风型高位收水冷却塔，其特征在于，所述的出水井（22）套设在配水竖井（21）外部；且出水井（22）和配水竖井（21）同心设置。