CN201289320Y - 冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门，冷却塔通过斜支柱支撑，底端固定于环形基础上，集水池位于冷却塔底端，环形基础上设有环绕冷却塔一周的支撑结构，该支撑结构由若干组框架组成，每组框架由一对立柱、一环向支撑梁、一对径向支撑梁及一环向连梁组成；该立柱固定于环形基础上，径向支撑梁一端固定于筒壁下端，另一端与立柱顶端固定连接；每对立柱之间且位于立柱顶端设置有环向支撑梁；每对立柱之间且位于立柱中下端处设置环向连梁；每对径向支撑梁之间盖设有封板；每组框架内设有沿轨道设置的金属卷帘防冻门，该轨道设置在每组框架两端的立柱上，通过启闭装置控制门的启闭，通过上述框架结构和防冻门结构，冷却塔能够有效解决塔防冻、防噪以及导风的功能。

Description

冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门

技术领域

本实用新型涉及应用于钢筋混凝土逆流式自然通风冷却塔中的防冻、防噪、导风设备，尤其是指一种应用于冷却塔内可以控制启闭的金属卷帘防冻门结构。

背景技术

火力发电厂循环水冷却到需要的温度使用最多的形式是采用钢筋混凝土逆流式自然通风冷却塔(以下简称逆流式塔)，请结合图1～图4，逆流式塔在平面上是圆形，在子午向是双曲线形，由于热交换是靠进塔的冷空气来进行，所以双曲线下部不是实体，是很多带双向倾角的有规律排列的钢筋混凝土柱支撑着上部的钢筋混凝土双曲线壳体，使得内外相通，这个部位称为进风口，带双向倾角的有规律排列的钢筋混凝土柱一般简称为斜支柱，由于一对斜支柱15呈中文“人”字形，在中国也称为“人”字柱。塔内需要的冷空气就在进风口处穿过斜支柱进入塔内，冷却塔的冷却功能是使进入塔内上部的水从上到下穿过淋水填料流入冷却塔下部的集水池来完成的。一般情况下集水池3内的水面B与地面A相持平，或低于地面A。淋水填料在塔内的位置是在进风口上缘的上部，从淋水填料底部到集水池之间的水滴串称之为尾水，北方地区的逆流式塔尾水所在的空间也就是冷却塔可能结冰的空间，结冰的位置在这个空间的上部，即淋水填料底部以下以及全部斜支柱周围。

长期以来北方地区逆流式塔的防冻问题一直没有得到有效解决，迫于冬季恶劣气象条件给冷却塔造成的危害，不得不采取一些临时措施来防止冬季结冰，在成对的斜支柱2的环向上安装若干钢管13，于钢管13上悬挂玻璃钢挡风板14，由于悬挂板工艺误差很大，易变形，很难保证严密性，不能有效的防止冬季结冰，某些时候板被大风吹的飞起来还给厂区造成不安全因素。由于悬挂和拆卸工作操作比较困难，一般是头年入冬之前挂上，次年春天拆下来，不能按照气象条件灵活的使用，更不能应付突发的寒流造成的危害。尤其对于斜支柱布置在集水池内的塔悬挂和拆卸操作更是困难，目前经常使用的比较小的冷却塔进风口高度也在4.0m以上，在水面上悬挂和拆卸可能要借助专用船只进行，否则就要搭临时脚手架和跳板，无形中增加了运行费用。这种玻璃钢挡风板制作非常简易，重复使用性差，使用一个冬季后一般损失20％～30％，必须在开始阶段就准备备用品，增加了初期投资和平常的运行费用。玻璃钢挡风板在非使用阶段需要放在仓库中，备用玻璃钢挡风板在平时就需要放在仓库中，因此还必须在塔的附近建造挡风板库，占用了厂区面积还有可能影响冷却塔的通风，又增加了初期投资。

某些地区经常出现风速比较大的一段时间，大风将风向垂直部分塔的两侧边缘的尾水吹透并吹出塔外，一般称为横向风，横向风会给冷却塔及周围设施造成危害，尤其在冬季可能造成冰害，例如道路的结冰、电线的挂冰、冷却塔斜支柱结冰等。为了解决这个问题，某些塔在进风口内做了导风板，请参见图9，于塔内预先架设横向的淋水架构梁16以及纵向的淋水架构柱17，导风板18安装于淋水架构梁16和淋水架构柱17之间，导风板的材料有钢筋混凝土的也有其它材质的，由于塔内混凝土架构的布置等因素，导风板的悬挂比较困难，且由于斜支柱是斜的，导风板不能解决斜支柱上下半径差部分被吹透的问题，无法真正杜绝横向风的问题。

近年来随着环境保护意识的加强防止噪音污染的问题提到了重要日程，逆流式冷却塔的水滴噪音一直是火力发电厂难以解决的问题，某些发电厂每年都为此付出沉重的经济代价。水滴噪音是水从淋水填料底部自由落体到集水池表面发出的，冷却塔规模越大尾高越大，尾高越大噪音值也就越大，一般在塔的标准点实测到的水滴噪音值大约在85dB以上，水滴噪音是一个宽频带噪音，大概在800H_Z～4000H_Z范围及其左右，在冷却塔这种构筑物上降低或者消除它比较困难，但也是人们期待已久的，目前国外给出的解决办法是堵，国内给出的解决办法是降。堵的办法就是在距离塔很近的周围建造一圈挡噪墙，这种办法在国外也付出了重大代价，自然冷却塔热交换的介质一个是热量一个是空气，冷却塔的面积是用温度差和通风量计算出来的，通风量是靠进风口的面积保证的，如果在进风口的附近建一堵墙，尽管这堵墙仍然可以透过部分空气，但是总归增加了很大阻力，实际上在单位时间里减小了通风量，这样就达不到没有挡噪墙时的冷却效果，不得不靠其它办法来弥补，例如采取增加冷却塔通风筒的高度或者淋水面积(即塔的面积)的办法，增加了大量的初期投资和运行成本。

国内给出的解决办法是降，即在水面上敷设一层既可以漂浮也可以消音的材料，这种材料可以是软体的也可以是硬质的，由于材质本身的原因以及比较复杂的敷设方案，还有敷设后带来的难以解决的某些后果，降的办法直到今日没有一个塔采用。挡噪墙以它高额的造价也把它挡在了国内采用的办法之外，所以目前国内冷却塔降低水滴噪音的问题仍然停留在理论上，非常需要一种既投资不高又能够降低或者阻挡冷却塔全部或者部分水滴噪音的办法来打破这种局面。

综上所述，现有技术中存在的问题主要集中于以下几点：

1、由于挂玻璃钢挡风板工艺很难保证严密性，仍然不能有效的防止冷却塔冬季结冰，风力太大时还有可能被风吹的飞起来给厂区其它设备或者人员增加不安全因素。

2、玻璃钢挡风板悬挂和拆卸操作困难，对于斜支柱在集水池内的塔操作更困难，可能要借助专用船只或者搭临时脚手架和跳板进行悬挂和拆卸，不能随时按照气象条件的变化灵活使用，更不能应付突发的寒流造成的危害。

3、玻璃钢挡风板制作工艺简易，易变形和损坏，重复使用性差，一般每年损失20％～30％，必须在开始阶段就准备备用品，增加了初期投资和平常的运行费用。

4、玻璃钢挡风板(包括备用)在非使用阶段需要放在仓库中，因此还必须在塔的附近建造挡风板库，占用了厂区面积、影响冷却塔通风、增加了投资。

5、该形式的玻璃钢挡风板没有考虑降低水滴噪音的作用。

实用新型内容

本实用新型目的在于解决冷却塔的防冻、防风和降噪音问题。

本实用新型一种冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门，冷却塔筒壁进风口端具有若干对支撑筒壁的带双向倾角的有规律排列的斜支柱，斜支柱上端固定于筒壁下端，底端固定于环形基础上，集水池位于冷却塔底端，环形基础上设有环绕冷却塔一周的支撑结构，该支撑结构由若干组框架组成，每组框架由一对立柱、一环向支撑梁、一对径向支撑梁及一环向连梁组成；该立柱固定于环形基础上，径向支撑梁一端固定于筒壁下端，另一端与立柱顶端固定连接；每对立柱之间且位于立柱顶端设置有环向支撑梁；每对立柱之间且位于立柱中下端处设置环向连梁；每对径向支撑梁之间盖设有封板；；组环向支撑梁与环向连梁之间设置轨道，轨道上设置金属卷帘防冻门，立柱顶端安装卷帘门机箱。。

本实用新型的有益效果为：本实用新型将冷却塔防冻设备从临时性转化为永久性，从简易性转化为规范性，在着重解决防冻问题的同时把导风问题结合在一起考虑，而且还起到降低噪音作用，取得一举三得的效果。

附图说明

图1为现有技术中冷却塔用档风板的平面布置图；

图2为现有技术中冷却塔用档风板的正视图；

图3为现有技术中冷却塔斜支柱在集水池外时档风板的侧视图；

图4为现有技术中冷却塔斜支柱在集水池内时档风板的侧视图；

图5为本实用新型冷却塔斜支柱在集水池外时防冻门的平面布置图；

图6为本实用新型冷却塔斜支柱在集水池内时防冻门的平面布置图；

图7为本实用新型冷却塔斜支柱在集水池外时2-2方向的剖视图；

图8为本实用新型冷却塔斜支柱在集水池内时2-2方向的剖视图；

图9为现有技术中冷却塔内悬挂导风板的结构示意图；

图10为本实用新型冷却塔内悬挂隔墙板的结构示意图；

图11为本实用新型冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门的正视图；

图12为本实用新型冷却塔斜支柱在集水池外时卷帘门的侧视图；

图13为本实用新型冷却塔斜支柱在集水池内时卷帘门的侧视图；

图14为本实用新型冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门的启闭装置的示意图；

图15为未采用本实用新型金属卷帘门时噪音扩散的示意图；

图16为采用本实用新型金属卷帘门但未关闭卷帘门时噪音扩散的示意图；

图17为采用本实用新型金属卷帘门关闭卷帘门时噪音扩散的示意图。

【图号说明】

1       冷却塔筒壁                      2      斜支柱

3       集水池壁                        4      环形基础

5       立柱                            6      环向支撑梁

7       径向支撑梁                      8      环向连梁

9       金属卷帘防冻门                  91     轨道

92      卷帘门机箱                      93     勾挂点

10      封板                            11     手动启闭装置

12      隔间墙                          13     钢管

14      玻璃钢挡风板                    15     一对斜支柱

16      淋水架构柱                      17     淋水架构梁

18      导风板                          A      底面

B       水面

具体实施方式

本实用新型的特点，可参阅本案图式及实施例的详细说明而获得清楚地了解。

本实用新型将冷却塔防冻设备从临时性转化为永久性，从简易性转化为规范性，着重解决了防冻问题的同时把导风问题结合在一起考虑，而且还起到降低噪音作用，取得一举三得的效果。

由于，斜支柱在三维空间的三个方向都是斜的，所以在斜支柱上挂玻璃钢挡风板比较困难，冷却塔是一个庞大的构筑物，平面形状是圆形，直径增加很小时则圆周长度增加比较大，故本实用新型的解决方案的基点控制在径向钢筋混凝土环形基础宽度范围内，子午向比进风口略高的空间。

考虑到和冷却塔本体以及和防冻设备的连接，以及防冻设备的永久性使用等因素，本实用新型采用钢结构或者钢筋混凝土结构做防冻设备的支撑结构。请参见图5～图8，冷却塔底端的环形基础4上设有环绕冷却塔一周的支撑结构，该支撑结构由若干框架组成，每组框架由一对立柱5、一环向支撑梁7、一对径向支撑梁6及一环向连梁8组成。整个框架生根在环形基础上，用杯口或者预埋插筋的方式，径向支撑梁7一端和立柱5连接，另一端和冷却塔筒壁1壳体下缘外侧的环形牛腿(图中未标示)连接，其连接方式为直接放在环形牛腿上用预埋铁件焊接固定。每对立柱5之间且位于立柱顶端设置有环向支撑梁6，框架顶端的环向支撑梁6两端均放在框架立柱5顶端的牛腿上用预埋铁件焊接固定。每对立柱5之按间且位于立柱中下端处设置环向连梁8，环向连梁8两端均放在框架支柱该部位的牛腿上用预埋铁件焊接固定。径向支撑梁7上端盖设有封板10，封板的一个作用是不允许框架整个空间的空气从上部跑掉，保证该空间的空气是横向流动。封板可以采用预制钢筋混凝土板结构，封板就位后采用预埋铁件焊接固定，然后采用水泥砂浆构缝。其中，每对相邻的立柱和每对立柱之间设置的环向支撑梁和环向连梁及每对立柱相连接的径向支撑梁称为一组框架，而每个立柱、立柱相连接的径向支撑梁以及斜支柱称为一榀框架，本实用新型所述冷却塔斜支柱设置在集水池内或者设置在集水池外。请参见图10～图13，每组环向支撑梁6及环向连梁8之间设有轨道91以及与之相匹配的金属卷帘防冻门9。其中卷帘防冻门为软连接金属门，采用铝合金制造，其可以适当减轻门作用在框架上的荷载，还可以防止因为经常淋水使门可能产生的锈蚀。因为铝合金是硬金属，本实用新型防冻门的整体在水平向是刚性的，在子午向有柔性但不能压缩，可以沿有一定弧度的轨道上下移动但不能折叠或者软瘫成一堆。防冻门是由若干长度相同、宽度相同的双层铝合金板条组成，板条的两端用链条连接为整体，该链条连接的方式和自行车链条连接方式相似，双层板条之间是空心的，可以填充不怕水的保温材料。在每组框架的顶部安装卷帘门机箱92，在每组框架两侧的支柱位置的环向侧适当高度处开始安装轨道，向上到顶部的机箱下部。在门处于开启状态时的轨道末端某位置将门卡住，事故状态时不让门下滑；在门本体的下端正中部设勾挂点93，可以采用专用工具使门上下移动；在门本体的下端两端设门闩，在门处于关闭状态时可以使门固定在门柱上；在门柱上不同高度设若干固定门闩的点，所述卷帘防冻门上设置有若干门闩，使门可以停留在几种高度。因为保温层厚度决定了门板的厚度大小，而门板厚度大小决定了机箱体积的大小，因此需要封闭的高度比较大的塔机箱体积就很大，所以本实用新型应用于条件略好的寒冷地区机箱体积可以小一些。

由于启闭次数比较少，软连接金属门采用人工启闭控制，请参见图14，其为本实用新型手动启闭装置的结构示意图。根据气象预报可以将软连接金属门关闭到某一程度，考虑到冷却塔结冰位置主要是从进风口上缘开始向下发展，以及考虑到冷却塔通风的需要，门不一定做成全封闭，具体需要封闭到什么程度可以根据地区气象条件的不同计算确定，该手动启闭装置为手动杆，卷帘防冻门通过手动杆控制启闭。

一般情况下冷却塔一组斜支柱的子午向正投影最大宽度在6.0m左右或者更大，防冻、降噪、导风设备的门的制作材料不宜太厚，宽度不宜太大，所以每组框架的开口不一定和斜支柱投影宽度对应，可以根据门的材料性能自行确定，一般为了美观可以采取一组斜支柱和两组门对应。

本实用新型的另一重点改进在于：取消了塔内悬挂导风板避免横向风的方式，而采用于立柱5、径向支撑梁7与斜支柱2之间悬挂隔间墙12的方式，隔间墙12与框架结构相同，为钢筋混凝土结构。请重点参见图10，该隔间墙的可以根据需要设置在塔内的任一榀框架上。百叶窗框架有若干组，每榀框架都是径向布置，可以在任意方向设置隔墙板，在经常出现大风的方向多设置隔墙板，将任意方向的大风导向塔心方向，不再出现横向风。

本实用新型同时具备了现有技术未能解决的将低噪声的功能，请参见图15～图17，其非常明显的呈现了安装有本实用新型支撑结构及百叶窗后噪音的降低效果。

综上所述，本实用新型提供一种非常好的冷却塔内防冻、防噪、导风设备，于是依法提呈新型专利的申请；本实用新型的技术内容及技术特点巳揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本实用新型的揭示而作各种不背离本案实用新型精神的替换及修饰。因此，本实用新型的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为以下的申请专利范围所涵盖。

Claims (9)

1、一种冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门，冷却塔筒壁进风口端具有若干对支撑筒壁的带双向倾角的有规律排列的斜支柱，斜支柱上端固定于筒壁下端，底端固定于环形基础上，集水池位于冷却塔底端，其特征在于：

环形基础上设有环绕冷却塔一周的支撑结构，该支撑结构由若干组框架组成，每组框架由一对立柱、一环向支撑梁、一对径向支撑梁及一环向连梁组成；该立柱固定于环形基础上，径向支撑梁一端固定于筒壁下端，另一端与立柱顶端固定连接；每对立柱之间且位于立柱顶端设置有环向支撑梁；每对立柱之间且位于立柱中下端处设置环向连梁；每对径向支撑梁之间盖设有封板；每组环向支撑梁与环向连梁之间设置轨道，轨道上设置金属卷帘防冻门，立柱顶端安装卷帘门机箱。

2、如权利要求1所述的冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门，其特征在于：所述卷帘防冻门上设有若干门闩。

3、如权利要求2所述的冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门，其特征在于：所述卷帘防冻门通过手动杆控制启闭。

4、如权利要求3所述的冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门，其特征在于：该立柱、径向支撑梁与斜支柱之间设有隔间墙。

5、如权利要求4所述的冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门，其特征在于：所述卷帘防冻门是由若干相同宽度和长度的双层铝合金板条组合而成，板条两端通过链条连接为整体。

6、如权利要求5所述的冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门，其特征在于：所述双层板条之间设置有保温材料。

7、如权利要求6所述的冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门，其特征在于：所述框架均为钢筋混凝土结构。

8、如权利要求7所述的冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门，其特征在于：所述隔间墙均为钢筋混凝土结构。

9、如权利要求8所述的冷却塔悬挂的金属卷帘防冻门，其特征在于：所述冷却塔斜支柱设置在集水池内或者设置在集水池外。

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