CN114166039A - 无弃水的闭式冷却塔及阀冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无弃水的闭式冷却塔及阀冷系统，无弃水的闭式冷却塔包括：塔本体，喷淋组件，填料，盘管，电化学除垢装置与导电件，所述塔本体设有冷却腔和水槽，所述喷淋组件沿所述塔本体的高度方向设置于所述冷却腔的顶部，由于填料的作用，使得从喷淋组件喷出的水在填料上结成水垢，有利于降低进入到水槽内水中Ca2+、Mg2+、OH‑、HCO3 ‑等离子的浓度。水中电化学除垢装置利用电子之间同性相斥的原理，从而阻止带正电的钙离子、镁离子在盘管上结垢，负电极连接在盘管间的导电件能够吸附水池内带正电的钙离子、镁离子，使水垢凝结在负电极上，从而降低水池内离子浓度，起到防水垢的作用，进而减少盘管上的水垢，提高阀冷系统的工作可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及直流换流阀冷却系统技术领域，特别是涉及一种无弃水的闭式冷却塔及阀冷系统。
背景技术
常规高压直流系统的换流阀均采用水冷方式，阀冷系统用于保证换流阀运行温度在正常范围内，是换流站的核心设备。阀冷系统主要分为外冷水和内冷水系统，两个系统相互独立。受环保要求的限制，阀冷系统外冷水弃水排放到自然水域的要求越来越严格，部分换流站已关闭阀冷系统的外冷水弃水排放，因此阀冷系统外冷水离子浓度不断升高，阀冷系统外冷水管道结垢速度大大加快，导致阀冷系统冷却效率降低，从而引起阀冷系统内冷水温度高报警，严重威胁换流阀的安全稳定运行，因此，需要对阀冷系统的管道进行除垢。
传统技术中，对于阀冷系统管道除垢主要采用人工清洗和在外冷水内添加阻垢剂的方式，但是除垢时，需要高压直流停运，增加了临停时间，且对与水垢清除效果差，易对盘管造成损伤，埋下了漏水隐患。
发明内容
基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种无弃水的闭式冷却塔及阀冷系统，能够有效减少管道中的水垢，提高阀冷系统的工作可靠性。
其技术方案如下：一种无弃水的闭式冷却塔，包括：塔本体，所述塔本体设有冷却腔和水槽，所述冷却腔和所述水槽连通，所述水槽用于与水池连通；喷淋组件，所述喷淋组件沿所述塔本体的高度方向设置于所述冷却腔的顶部，所述喷淋组件用于与水池连通，将水池内的水喷淋至冷却腔内；填料，所述填料位于所述冷却腔内，所述填料用于与所述喷淋组件喷出的水接触，以使得水结水垢；盘管，所述盘管位于所述水槽内，所述盘管内的水和所述水槽内的水进行热交换；电化学除垢装置与导电件，所述导电件位于所述水槽内，所述电化学除垢装置的阳极与所述盘管电性连接，所述电化学除垢装置的阴极与所述导电件电性连接。
上述无弃水的闭式冷却塔，在使用过程中，盘管位于水槽内，由于盘管在水槽内的水进行热交换，使得盘管内的水温度降低，水槽内的水温度升高，然后，水槽内的水流向水池，经过喷淋组件的作用，使得水池内吸热后的水喷向冷却腔中，与冷却腔内的空气和填料接触，在填料表面形成蒸发换热，并依靠重力掉入到下方的水槽内，进而降低水槽内的水温，形成水循环。由于填料的作用，使得从喷淋组件喷出的水在填料上结成水垢，有利于降低进入到水槽内水中Ca2+、Mg2+、OH-、HCO3 -等离子的浓度。然后，由于水中电化学除垢装置的电解作用，利用电子之间同性相斥的原理，从而阻止带正电的钙离子、镁离子在盘管上结垢，负电极连接在盘管间的导电件能够吸附水池内带正电的钙离子、镁离子，使水垢凝结在负电极上，从而降低水池内离子浓度，起到防水垢的作用，进而减少盘管上的水垢，提高阀冷系统的工作可靠性。
在其中一个实施例中，所述喷淋组件包括水管、喷淋泵及喷头，所述喷头位于冷却腔内，且所述喷头通过水管用于与水池连通，所述喷淋泵与所述水管连通。
在其中一个实施例中，所述喷头为两个以上，两个以上所述喷头均间隔设置于冷却腔内，且两个以上所述喷头均与所述水管连通。
在其中一个实施例中，所述无弃水的闭式冷却塔还包括磁化装置，所述磁化装置设置于所述水管上，所述磁化装置用于磁化所述水管内的水。
在其中一个实施例中，所述磁化装置包括高频脉冲线圈和高频电流发生器，所述高频脉冲线圈与所述高频电流发生器电性连接，所述高频脉冲线圈绕设在所述水管的外壁上。
在其中一个实施例中，所述导电件设有两个以上导电片，两个以上导电片间隔设置于水槽内。
在其中一个实施例中，所述塔本体的侧壁上设有第一进气口，所述冷却腔通过所述第一进气口与外界连通。
在其中一个实施例中，所述无弃水的闭式冷却塔还包括排风件，所述排风件设置于所述冷却腔的腔壁上，且所述冷却腔通过排风件与外界连通，所述排风件用于使所述冷却腔内的空气与外界交换。
在其中一个实施例中，所述盘管由钛合金材料制成。
在其中一个实施例中，所述无弃水的闭式冷却塔还包括空气导流件，所述空气导流件位于安装腔内，所述空气导流件用于气体的导流。
一种阀冷系统，包括上述任意一项实施例中所述的无弃水的闭式冷却塔。
上述阀冷系统，在使用过程中，盘管位于水槽内，由于盘管在水槽内的水进行热交换，使得盘管内的水温度降低，水槽内的水温度升高，然后，水槽内的水流向水池，经过喷淋组件的作用，使得水池内吸热后的水喷向冷却腔中，与冷却腔内的空气和填料接触，在填料表面形成蒸发换热，并依靠重力掉入到下方的水槽内，进而降低水槽内的水温，形成水循环。由于填料的作用，使得从喷淋组件喷出的水在填料上结成水垢，有利于降低进入到水槽内水中Ca2+、Mg2+、OH-、HCO3 -等离子的浓度。然后，由于水中电化学除垢装置的电解作用，利用电子之间同性相斥的原理，从而阻止带正电的钙离子、镁离子在盘管上结垢，负电极连接在盘管间的导电件能够吸附水池内带正电的钙离子、镁离子，使水垢凝结在负电极上，从而降低水池内离子浓度，起到防水垢的作用，进而减少盘管上的水垢，提高阀冷系统的工作可靠性。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一实施例中所述无弃水的闭式冷却塔的结构示意图。
附图标记说明：
100、无弃水的闭式冷却塔；110、塔本体；111、冷却腔；112、水槽；113、第一进气口；114、第二进气口；120、喷淋组件；121、水管；122、喷淋泵；123、喷头；130、填料；140、盘管；150、电化学除垢装置；160、导电件；161、导电片；170、磁化装置；171、高频脉冲线圈；180、排风件；190、空气导流件；200、水池；210、阀门。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1，图1示出了本发明一实施例中所述无弃水的闭式冷却塔100的结构示意图，本发明一实施例提供了的一种无弃水的闭式冷却塔100，包括：塔本体110，喷淋组件120，填料130，盘管140，电化学除垢装置150与导电件160。塔本体110设有冷却腔111和水槽112，冷却腔111和水槽112连通，水槽112用于与水池200连通；喷淋组件120沿塔本体110的高度方向设置于冷却腔111的顶部，喷淋组件120用于与水池200连通，将水池200内的水喷淋至冷却腔111内。填料130位于冷却腔111内，填料130用于与喷淋组件120喷出的水接触，以使得水结水垢。盘管140位于水槽112内，盘管140内的水和水槽112内的水进行热交换。导电件160位于水槽112内，所述电化学除垢装置150的阳极与所述盘管140电性连接，电化学除垢装置150的阴极与导电件160电性连接。
上述无弃水的闭式冷却塔100，在使用过程中，盘管140位于水槽112内，由于盘管140在水槽112内的水进行热交换，使得盘管140内的水温度降低，水槽112内的水温度升高，然后，水槽112内的水流向水池200，经过喷淋组件120的作用，使得水池200内吸热后的水喷向冷却腔111中，与冷却腔111内的空气和填料130接触，在填料130表面形成蒸发换热，并依靠重力掉入到下方的水槽112内，进而降低水槽112内的水温，形成水循环。由于填料130的作用，使得从喷淋组件120喷出的水在填料130上结成水垢，有利于降低进入到水槽112内水中Ca2+、Mg2+、OH-、HCO3 -等离子的浓度。然后，由于水中电化学除垢装置150的电解作用，利用电子之间同性相斥的原理，从而阻止带正电的钙离子、镁离子在盘管140上结垢，负电极连接在盘管140间的导电件161能够吸附水池200内带正电的钙离子、镁离子，使水垢凝结在负电极上，从而降低水池200内离子浓度，起到防水垢的作用，进而减少盘管140上的水垢，提高阀冷系统的工作可靠性。
其中，为了进一步理解与说明塔本体110的高度方向，请参阅图1，塔本体110的高度方向为图1中直线S1上任意一箭头所指的方向。
还需说明的是，图1中空心的箭头指向的方向为空气的流动方向和路径。
可选地，填料130可为板波纹填料130、软性填料130、半软性填料130、拉西环填料130、片状填料130或其它填料130类型。
具体地，请参阅图1，填料130为板波纹填料130，如此，散热性能高，阻力小，布水、布气性能好，有利于提高对喷淋组件120喷出的水的散热效果和水垢的产生效果，进而降低水槽112内水中的离子浓度。本实施例仅提供一种填料130的具体实施方式，但并不以此为限。
进一步地，填料130为两个以上，两个以上填料130在冷却腔111内间隔设置。如此，能够进一步提高结垢效果和冷凝水的散热效果，进而减少盘管140上的水垢，提高阀冷系统的工作可靠性。
在一个实施例中，请参阅图1，喷淋组件120包括水管121、喷淋泵122及喷头123。喷头123位于冷却腔111内，且喷头123通过水管121用于与水池200连通，喷淋泵122与水管121连通。如此，由于喷头123位于冷却腔111的顶部，进而通过喷淋泵122将水池200内的水推向喷头123中，喷头123向冷却腔111内进行喷水，有利于提高水与空气的接触面积，提高喷淋水的散热效果。
进一步地，请参阅图1，喷头123为两个以上，两个以上喷头123均间隔设置于冷却腔111内，且两个以上喷头123均与水管121连通。如此，有利于进一步提高喷淋面积，进而提高喷淋水与空气和填料130的接触面积，提高喷淋水的散热效果和填料130的结垢效率，保证无弃水的闭式冷却塔100的使用可靠性。
在一个实施例中，请参阅图1，无弃水的闭式冷却塔100还包括磁化装置170。磁化装置170设置于水管121上，磁化装置170用于磁化水管121内的水。如此，通过磁化装置170设置在水管121上，产生磁场，进而将水管121中的水进行磁化，使得水体内产生电场，其内部各种离子和分子的物理化学特性发生改变，从而影响其在盘管140外壁上晶核的形成和沉淀颗粒的附着，最终起到阻垢的效果，减少盘管140外壁上的结垢。
可选地，磁化装置170可为永磁体、电磁铁、脉冲线圈或其它磁化装置170。
具体地，请参阅图1，磁化装置170包括高频脉冲线圈171和高频电流发生器，高频脉冲线圈171与高频电流发生器电性连接，高频脉冲线圈171绕设在水管121的外壁上。如此，安装水管121上的缠绕式高频脉冲线圈171其作用主要是与高频电流发生器连接，产生交变的磁场，使得水管121内的水体感生出交变电场，其方向呈环形，并与激磁线圈电流方向平行。外冷水在交变电场和磁场的作用下，其内部各种离子和分子的物理化学特性发生改变，从而影响其在盘管140外壁上晶核的形成和沉淀颗粒的附着，最终起到阻垢的效果。本实施例仅提供一种磁化装置170的具体实施方式，但并不以此为限。
在一个实施例中，请参阅图1，导电件160设有两个以上导电片161，两个以上导电片161间隔设置于水槽112内。
具体地，请参阅图1，两个以上导电片161设置于盘管140的间隙中。如此，有利于提高导电件160与水槽112内的水的接触面积，提高离子在导电片161上的结垢效率，进而阻止带正电的钙离子、镁离子在盘管140上结成水垢，同时，还有利于降低水池200内的离子浓度。具体地，电化学除垢装置150的电压为12V，电流密度为30A/m2。
可选地，盘管140的材料可为紫铜、玻璃、塑料、或其它金属材质制成。
具体地，请参阅图1，盘管140由钛合金材料制成。如如此，有利于降低盘管140在水槽112中受到电化学腐蚀的速率。并且，与电化学除垢装置150的阳极连接，产生OH-，O3、H2O2、HCLO等强氧化物质，能够起到除软垢、杀菌灭藻、防腐蚀的作用。本实施例仅提供一种盘管140的材质选择，但并不以此为限。
在一个实施例中，请参阅图1，塔本体110的侧壁上设有第一进气口113，冷却腔111通过第一进气口113与外界连通。如此，第一进气口113能够使得外界的冷空气与冷却腔111内的高温气体进行热交换，降低冷却腔111内的温度，进而对喷淋水、冷却腔111内的空气、填料130进行降温散热，提高冷却腔111的冷却效率。
进一步地，请参阅图1，塔本体110的顶部还设有第二进气口114，冷却腔111通过第一进气口113与外界连通。如此，第二进气口114能够进一步提高喷淋水、冷却腔111内的空气、填料130的降温散热效率，降低冷却腔111内的温度。
在一个实施例中，请参阅图1，无弃水的闭式冷却塔100还包括排风件180，排风件180设置于冷却腔111的腔壁上，且冷却腔111通过排风件180与外界连通，排风件180用于使冷却腔111内的空气与外界交换。如此，排风件180能够使得冷却腔111内的高温气体主动排出，进而降低冷却腔111内的温度，并与第一进气口113和第二进气口114配合，提高冷却腔111内气体的流动效率，提高对喷淋水的冷却效果。
可选地，排风件180可为风机、风扇、空调、无动力风帽或其它排风装置。
具体地，请参阅图1，排风件180为风机。如此，有利于保证排风件180的排风效果和工作稳定性，提高冷却腔111内高温气体的排出效率，进而提高阀冷系统的使用可靠性。本实施例仅提供一种排风件180的具体实施方式，但并不以此为限。
在一个实施例中，请参阅图1，无弃水的闭式冷却塔100还包括空气导流件190，空气导流件190位于安装腔内，空气导流件190用于气体的导流。如此，能够提高冷却腔111内气体的流速，稳定气体的流向，进而提高无弃水的闭式冷却塔100的工作稳定性与可靠性。
进一步地，请参阅图，空气导流件190为两个以上，两个以上空气导流件190在冷却腔111内间隔设置。如此，能够进一步提高冷却腔111内气体的流速，稳定气体的流向，进而提高无弃水的闭式冷却塔100的工作稳定性与可靠性。
可选地，空气导流件190可为导流板、导流槽、导流管、导流栅栏或其它导流结构。
具体地，请参阅图1，空气导流件190为导流栅栏。如此，能够提高对空气的导流效果，有利于提高无弃水的闭式冷却塔100的工作稳定性与可靠性。同时，结构稳定，有利于提高使用寿命，降低维护频率。本实施例仅提供一种空气导流件190的具体实施方式，但并不以此为限。
在一个实施例中，请参阅图1，无弃水的闭式冷却塔100还包括阀门210，阀门210可开闭式连通于水槽112和水池200之间。如此，能够使得水槽112内的水能够更均匀的流动，增加热交换效率。
在一个实施例中，请参阅图1，一种阀冷系统，包括上述任意一项实施例中的无弃水的闭式冷却塔100。
上述阀冷系统，在使用过程中，盘管140位于水槽112内，由于盘管140在水槽112内的水进行热交换，使得盘管140内的水温度降低，水槽112内的水温度升高，然后，水槽112内的水流向水池200，经过喷淋组件120的作用，使得水池200内吸热后的水喷向冷却腔111中，与冷却腔111内的空气和填料130接触，在填料130表面形成蒸发换热，并依靠重力掉入到下方的水槽112内，进而降低水槽112内的水温，形成水循环。由于填料130的作用，使得从喷淋组件120喷出的水在填料130上结成水垢，有利于降低进入到水槽112内水中Ca2+、Mg2+、OH-、HCO3 -等离子的浓度。然后，由于水中电化学除垢装置150的电解作用，利用电子之间同性相斥的原理，从而阻止带正电的钙离子、镁离子在盘管140上结垢，负电极连接在盘管140间的导电件161能够吸附水池200内带正电的钙离子、镁离子，使水垢凝结在负电极上，从而降低水池200内离子浓度，起到防水垢的作用，进而减少盘管140上的水垢，提高阀冷系统的工作可靠性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种无弃水的闭式冷却塔，其特征在于，所述无弃水的闭式冷却塔包括：
塔本体，所述塔本体设有冷却腔和水槽，所述冷却腔和所述水槽连通，所述水槽用于与水池连通；
喷淋组件，所述喷淋组件沿所述塔本体的高度方向设置于所述冷却腔的顶部，所述喷淋组件用于与水池连通，将水池内的水喷淋至冷却腔内；
填料，所述填料位于所述冷却腔内，所述填料用于与所述喷淋组件喷出的水接触，以使得水结水垢；
盘管，所述盘管位于所述水槽内，所述盘管内的水和所述水槽内的水进行热交换；
电化学除垢装置与导电件，所述导电件位于所述水槽内，所述电化学除垢装置的阳极与所述盘管电性连接，所述电化学除垢装置的阴极与所述导电件电性连接。
2.根据权利要求1所述的无弃水的闭式冷却塔，其特征在于，所述喷淋组件包括水管、喷淋泵及喷头，所述喷头位于冷却腔内，且所述喷头通过水管用于与水池连通，所述喷淋泵与所述水管连通。
3.根据权利要求2所述的无弃水的闭式冷却塔，其特征在于，所述喷头为两个以上，两个以上所述喷头均间隔设置于冷却腔内，且两个以上所述喷头均与所述水管连通。
4.根据权利要求2所述的无弃水的闭式冷却塔，其特征在于，所述无弃水的闭式冷却塔还包括磁化装置，所述磁化装置设置于所述水管上，所述磁化装置用于磁化所述水管内的水。
5.根据权利要求4所述的无弃水的闭式冷却塔，其特征在于，所述磁化装置包括高频脉冲线圈和高频电流发生器，所述高频脉冲线圈与所述高频电流发生器电性连接，所述高频脉冲线圈绕设在所述水管的外壁上。
6.根据权利要求4所述的无弃水的闭式冷却塔，其特征在于，所述导电件设有两个以上导电片，两个以上导电片间隔设置于水槽内。
7.根据权利要求1所述的无弃水的闭式冷却塔，其特征在于，所述塔本体的侧壁上设有第一进气口，所述冷却腔通过所述第一进气口与外界连通。
8.根据权利要求1所述的无弃水的闭式冷却塔，其特征在于，所述无弃水的闭式冷却塔还包括排风件，所述排风件设置于所述冷却腔的腔壁上，且所述冷却腔通过排风件与外界连通，所述排风件用于使所述冷却腔内的空气与外界交换；和/或，
所述盘管由钛合金材料制成。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的无弃水的闭式冷却塔，其特征在于，所述无弃水的闭式冷却塔还包括空气导流件，所述空气导流件位于安装腔内，所述空气导流件用于气体的导流。
10.一种阀冷系统，其特征在于，所述阀冷系统包括权利要求1-9中任意一项所述的无弃水的闭式冷却塔。
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