CN212133348U - 一种高位收水冷却塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高位收水冷却塔，包括：塔筒体，所述塔筒体内部设置有配水竖井；塔支柱，所述塔支柱支撑在所述塔筒体的底部；锥斗水池底板，所述锥斗水池底板设置在所述塔支柱围成的锥圈内；及悬空导风管，所述悬空导风管为细长轻质管，所述悬空导风管均匀设置在锥斗水池底板上，且悬空导风管底端预埋并穿过所述锥斗水池底板；每个所述悬空导风管的顶部均设置有蔽水帽，所有蔽水帽的底面均高于所述锥斗水池底板上填充水时的水面。本实用新型高位收水冷却塔具有导风、蔽水和可以逐个封堵以控制冷风通量的综合功能。

Description

一种高位收水冷却塔

技术领域

本实用新型属于火(核)电厂湿式冷却塔的领域，特别涉及一种高位收水冷却塔。

背景技术

由比利时哈蒙(Hamon)公司设计的全球首座高位收水冷却塔于1986年在法国贝尔维尔核电站投运。这种冷却塔可以简称为“哈高塔”，以区别于“常规塔”即常见的自然通风双曲线型钢筋混凝土冷却塔。

与常规塔相比较，哈高塔具有节能、降噪、冷风直达塔心以及能够显著减小水泵气蚀的优点。我国的第一座“哈高塔”于1996年3月在陕西蒲城电厂投运。

自2012年以来，我国先后投运哈高塔的火电厂有：安庆、万州、莱芜、寿光、九江、合肥庐江、瑞金、大别山、句容、中山和湖南平江等电厂，但核电引进哈蒙技术设计的江西彭泽核电厂13000m²的哈高塔目前还处于缓建状态，湖北咸宁核电厂19000m²的哈高塔也未开工。

哈高塔是通过建造和安装很复杂的收水装置，通过改变冷却塔雨区落水的路径和空气的上升路径，达到了高位收水的目标，但代价是付出了昂贵的投资。例如，安庆电厂12000m²哈高塔与冷效相当的14000m²常规塔相比较，初始投资增加约3861万元(以进口材料计算)；江苏句容电厂10200m²的哈高塔比冷效等同的12000m²常规塔多投资2850万元(部分材料按国产材料计算)；安徽合肥庐江电厂的9500m²的哈高塔比常规塔的投资要多出1800万元(按国产材料计算)。

实用新型内容

为了解决现有哈高塔投资大的问题，克服哈高塔易漏水、安装复杂的技术缺陷，新设计的“八兰册定(Balanceding)”高位收水冷却塔，简称“八高塔”，与哈高塔和常规塔的主要区别体现在塔芯上。高位收水冷却塔按照塔芯的构造，分为哈高塔和八高塔。

八高塔需要去掉哈高塔的收水斜板和高位收水槽、新建锥斗收水池和悬空的导风井/导风管，即基本不改变哈高塔落水的路径和仅改变哈高塔空气上升的路径，便创新出了八高塔。

哈高塔的冷风先是从高位收水槽之间通过，再穿过收水斜板之间的空隙到达淋水填料的下方；八高塔的冷风先是从导风井/管中窜出，再绕流蔽水帽后到达淋水填料的下方。

八高塔保留了哈高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，并且有导风井/管自下而上穿过水池，导风井/管的顶部高于水池的最高水位，上端带有蔽水帽(或称通风帽)，防止冷水从井中漏走。

八高塔是哈高塔的“换芯塔”。八高塔的优点是总投资不仅比哈高塔低，也比常规塔低，而且配风均匀，提高了冷效。

八高塔有两个核心部件，一个是高位锥斗水池，另一个是根植且悬挂在锥斗水池底板上的导风井/管。八高塔具有以下八个优势：

(1)安装方便

八高塔既可搁置式安装填料，也可以悬吊式安装填料。八高塔继承和组合了哈高塔与常规塔的优点，在锥斗水池上搭架子更接近填料地面，安装和维修更换填料更加方便，不再受到哈高塔收水斜板和高位收水槽的干扰。八高塔的安装次序可以改为由上至下安装，即按除水器、配水管和喷头、托架和填料的次序安装。

(2)滴水不溅

八高塔的高位锥斗水池具有先天优势，能够做到滴水不溅与滴水不漏。

(3)安装安全快速

由于八高塔无哈高塔的收水槽，所以八高塔不仅可以安全快捷安装，还具有安装简单的优势。

(4)性能优异

哈高塔有节能降噪的优势，国产化的哈高塔采用“收水槽平坡布置”后，比引进型的哈高塔节能效果提高7％；九江电厂哈高塔采用“填料悬吊式安装”年节电500万度。

八高塔不采用“收水槽平坡布置”(因为没有收水槽)，仍可保持节能效果提高7％的优势；八高塔采用“填料悬吊式安装”，当然可以继续保持年节电500万度不改变；

另外，八高塔在九江塔降噪12分贝的基础上，还可进一步再降噪2分贝，这是由于无水滴撞击斜板的噪音和锥斗水池封闭噪音传播路径所导致的结果。

(5)塔芯支柱

哈高塔塔芯支柱采用方形格网。八高塔既可采用方形格网，也采用环形阵列网格。

(6)塔芯梁系

支柱支撑锥斗水池，并穿过水池后继续支撑环梁、环梁进一步支撑淋水填料层的梁系；

支柱继续抬升，支撑另一层环梁，环梁进一步支撑配水层的梁系。配水层梁系支撑配水管、喷头和除水器等。

(7)锥斗水池

八高塔的锥斗水池带有进风导风井/管、出水竖井、出水压力暗沟。进水竖井嵌套在出水竖井中。

(8)造价低

八高塔的造价低于常规塔，更低于哈高塔。

本实用新型提供八高塔是一种高位收水冷却塔，具有“节能降噪投资低、均风美观易安装”的优点。

为实现上述优点，本实用新型采用以下技术方案：

一种高位收水冷却塔，包括：

塔筒体，所述塔筒体内部设置有配水竖井；

塔支柱，所述塔支柱支撑在所述塔筒体的底部；

锥斗水池底板，所述锥斗水池底板设置在所述塔支柱围成的锥圈内；

及悬空导风管，所述悬空导风管为细长轻质管，所述悬空导风管均匀设置在锥斗水池底板上，且悬空导风管底端预埋并穿过所述锥斗水池的底板；每个所述悬空导风管的顶部均设置有蔽水帽，所有蔽水帽的底面均高于所述锥斗水池底板上填充水时的水面。

所述锥斗水池底板底部设置有与其连通的出水井，且所述的配水竖井嵌套在出水井内；压力进水沟与配水竖井连通，出水井与压力出水沟连通。

所述悬空导风管包括导风管下段和导风管上段，所述导风管下段预埋并穿过所述高位收水冷却塔的锥斗水池底板，导风管下段两端均设置有第二法兰；所述导风管上段下部带有第一法兰；导风管上段的第一法兰和导风管下段上部的第二法兰连接。

所述导风管下段为钢管标准件，导风管下段中部周向带有止水翼环；

所述导风管上段为塑料管，所述异径管与导风管上段粘接固定。

还包括防风布，高位收水冷却塔防冻时，所述防风布套装在导风管上段下部第二法兰上。

所述蔽水帽包括异径管、蔽水顶盖和若干蔽水锥圈；所述异径管安装在悬空导风管上部；若干蔽水锥圈按照中圈内径由大致小的顺序依次叠放支撑设置；最下方蔽水锥圈通过具有通风孔的蔽水圈支撑设置在异径管上方；所述蔽水顶盖通过具有通风孔的蔽水盖支撑设置在最上方蔽水锥圈的上方。

若干蔽水锥圈中上层蔽水锥圈的外径大于下层蔽水锥圈的中圈内径，蔽水顶盖的外径大于最上方蔽水锥圈的中圈内径。

所述蔽水顶盖为一球面，蔽水锥圈为一锥面；

所述蔽水顶盖和蔽水锥圈的上表面上均设置有汇水环槽和排水小沟，汇水环槽沿上表面周向设置，排水小沟沿径向设置，且排水小沟内侧与汇水环槽连接、外侧与上表面外缘连接。

所述汇水环槽和排水小沟的截面为半圆形。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的高位收水冷却塔，采用细长轻质管，这种细长轻质管导风管不仅使八高塔保持了高位收水冷却塔“节能、降噪、冷风可抵达塔中心以及能够显著减小水泵气蚀”的优点，而且还规整了八高塔的冷风流场：引导贴地冷风进入冷却塔的内围，将上部的入塔冷风引导至塔外围。另外，导风管和蔽水帽还具有重量轻、导风、蔽水和可以逐个封堵以控制冷风通量的综合功能。

进一步，蔽水帽底高于八高塔锥斗水池水面200mm，即出风口高于水面400mm，蔽水帽的总高度为365mm。蔽水帽边缘带有汇水环槽和排水小沟，用于整理流水成为股状，减少出风阻力。冷却塔防冻时，采用在导风管下端钢法兰上套装防风布阻止进风的方法。

附图说明

图1八高塔塔筒壳体和支柱示意图；

图2八高塔鸟瞰图；

图3八高塔锥斗水池底板及关联构件示意图；

图4八高塔锥斗、导风井及塔芯支柱鸟瞰图；

图5八高塔沿半径的剖面图；

图6钢筋混凝土导风井、导风井蔽水帽大样图；

图7导风蔽水装置图；

图8导风管蔽水帽大样图；

图9导风管蔽水帽顶盖的制造剖面图；

图10导风管蔽水帽顶盖的制造平面图；

图11导风管蔽水帽上方蔽水锥圈的制造剖面图；

图12导风管蔽水帽上方蔽水锥圈的制造平面图。

附图部件说明如下：

表1附图部件说明表

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图3八高塔锥斗水池底板(收水锥盘)与其它构件的关系示意图。热水进塔的流动方向为：进水压力沟→配水竖井→配水平管→喷头→喷水至淋水填料的上方；热水在淋水填料中完成与冷风热交换，变为冷水；冷水出塔的流动方向为：淋水填料底部→掉落至高位锥斗水池→出水竖井→出水压力沟。出水井按正六边柱体形绘制，出水井也可以为圆柱体形。

图4八高塔锥斗、导风井及塔芯支柱的鸟瞰图。锥斗和八高塔的壳体(参见图1)各自完全独立，二者的支撑体系不发生任何关联。出水井按圆柱体形绘制。导风井按悬空不落地的型式绘制。

图5一个淋水面积为12000m²的大型八高塔沿半径的剖面图。采用直径为2m的钢筋混凝土导风井。

图6钢筋混凝土导风井(Ф2000mm)、导风井蔽水帽的大样图。导风井分为落地和悬空两种，导风井的材料为钢筋混凝土。

图7本实用新型的核心图形：塑料导风管(DN200mm)、导风管蔽水帽的大样图。

八高塔必须配备导风井或导风管(二选一)。将悬空的粗大的导风井截面缩小、数目增加，就将导风井小型化并演变成为导风管，导风管只考虑悬空一种形式。用多个细小的导风管替代一个导风井。导风管使八高塔的配风更加均匀，且导风管的主要材料为密度更小的PVC塑料，能够减少锥斗支柱的荷载值。

综上所述，具体地本实用新型改进后的一种高位收水冷却塔，包括：

塔筒体1，所述塔筒体1内部设置有配水竖井13；

塔支柱2，所述塔支柱2支撑在所述塔筒体1的底部；

锥斗水池底板3，所述锥斗水池底板3设置在所述塔支柱2围成的锥圈内；所述锥斗水池底板3底部设置有与其连通的出水井11，且所述的配水竖井13从出水井11内部穿过；压力进水沟32与配水竖井13连通，出水井11与压力出水沟33连通；

及悬空导风管，所述悬空导风管为细长轻质管，所述悬空导风管均匀设置在锥斗水池底板3上，且悬空导风管底端预埋并穿过所述锥斗水池底板3；每个所述悬空导风管的顶部均设置有蔽水帽21，所有蔽水帽21的底面均高于所述锥斗水池底板3上填充水时的水面。

导风管的施工、安装比导风井的施工相对要方便许多。蔽水帽21的其特征是异径管25的底部高于八高塔锥斗水池水面200mm，相当于出风口高出水面400mm。用导风管替代导风井，如图7所示，导风管的下段为一节上下带有钢法兰的短管，规格为219×6mm；导风管的上段为一节长度为0.1～4.8m的塑料管，上端粘接塑料蔽水帽，下端粘接塑料法兰。

导风管悬挂在锥斗水池底板并穿透池底的导风管，它自下而上包括：

DN200钢短管：带有止水翼环，预埋在锥斗水池的底板上，上下各明露0.2米，管长约0.5米，上下端焊接有法兰。上端法兰用于连接塑料导风管；下端法兰有2个用途：(1)用于防冻。冬季运行时套专用防风布。像把浴帽套在头上一样，用绳索把专用防风布捆在导风井上，可以阻止导风井进风。(2)用于堵漏。如果塑料导风管损坏而漏水时，下端法兰连接盲法兰堵片后，可以严密封堵导风管，确保其不进风也不漏水。

导风管：Ф200国标成品PVC管道。选用PVC管的原因是其密度为1.19～1.35g/cm³，远小于钢管的密度7.85g/cm³，减轻导风管的重量，减小了锥斗水池的荷载。

导风管顶端的蔽水帽：具有蔽水、通风的双重功能。

八高塔的悬空导风管19、20和蔽水帽21，不仅使八高塔保持了高位收水冷却塔“节能、降噪、冷风可抵达塔中心以及能够显著减小水泵气蚀”的优点，而且还规整了八高塔的冷风流场，引导入塔贴地冷风流向塔的内围，上部入塔冷风流向外围。另外，导风管19、20和蔽水帽21还有重量轻、导风、蔽水和可以逐个封堵以控制冷风量的综合功能。包括：

蔽水帽21，所述蔽水帽21由蔽水盖支撑27、蔽水顶盖29、蔽水圈支撑26、27、蔽水锥圈28和异径管25组成。

导风管上段20，所述上段20是Ф200的PVC塑料管，顶部可粘接蔽水帽18；下部带有塑料法兰24。

导风管下段19，所述下段19是一节预埋在钢筋混凝土锥斗水池底板3中的DN200钢管件，带有止水翼环23和两端的钢法兰22。

所述的蔽水帽21中，异径管25底部高于八高塔锥斗水池水面200mm，异径管25的高度也为200mm，蔽水帽的总高度为365mm。

蔽水顶盖29为一球面，由塑料片材压制裁边成型，直径为219mm，高度为15mm。蔽水顶盖29带有汇水环槽30和排水小沟31。汇水环槽30和排水小沟31的深度均为5mm，截面为半圆形。

上层锥圈28为一锥面，由塑料片材压制裁边成型，圈顶直径为122mm，圈底直径为316mm，高度为26mm，锥圈28带有汇水环槽30和排水小沟31。汇水环槽30和排水小沟31的深度均为5mm，截面为半圆形。

下层锥圈28为一锥面，由塑料片材压制裁边成型，圈顶直径为218mm，圈底直径为412mm，高度为26mm，锥圈28带有汇水环槽30和排水小沟31。汇水环槽30和排水小沟31的深度均为5mm，截面为半圆形。

蔽水盖支撑27、蔽水顶盖29、蔽水圈支撑26、27、蔽水锥圈28和异径管25均以散件运输至安装现场，然后再在现场粘接组装为成品。

所述的导风管下段19下端的DN200，PN0.6钢法兰22，冬季运行时可套专用防风布，用绳索把专用防风布捆在导风井上，像把浴帽套在头上一样，可以阻止导风井进风。当塑料导风管20出现漏水时，下端法兰22连接盲法兰堵片后，可以严密封死导风管，确保锥斗水池底3不沿着导风管19漏水，赢得更换、修补导风管20的等待时间。

蔽水帽21的出风口面积为557cm²，导风管的进风面积为336cm²。

图8导风管蔽水帽大样图。

异径管25的高度为200mm，蔽水帽的总高度为365mm。如图6所示的导风管蔽水帽，具有蔽水、通风的功能。球面顶盖29、导风管蔽水锥圈28、异径管25以及支撑26、27均以散件运输至安装现场，现场粘接成蔽水通风帽部件21。

异径管25为上下内外径不同的套管，下部内外径均大于上部。下部用于与悬空导风管套接，上部用于支撑蔽水帽21。

图9、图10导风管蔽水帽顶盖的制造图。图9为剖面图，图10为平面图。蔽水顶盖29为一球面，由塑料片材压制裁边成型，直径为219mm，高度为15mm。蔽水顶盖29带有汇水环槽30和排水小沟31。汇水环槽30和排水小沟31的深度均为5mm，截面为半圆形。

图11、图12导风管蔽水帽上方蔽水锥圈的制造图。图11为剖面图，图12为平面图。锥圈28为一锥面，由塑料片材压制裁边成型，圈顶直径为122mm，圈底直径为316mm，高度为26mm，锥圈28带有汇水环槽30和排水小沟31。汇水环槽30和排水小沟31的深度均为5mm，截面为半圆形。下方锥圈采用相同的制造方法。

以下结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

广东河源电厂单台1000MW发电机组如采用八高塔，数据见下表：

表2广东河源发电厂八高塔数据表

表2是本实用新型的实施例，河源电厂目前拟采用已经成熟的哈高塔，如若改用八高塔，采用本专利申请提供的导风管和蔽水帽，则每座冷却塔节省3158万元。八高塔高位锥斗水池的费用为933万元，而常规塔沉地圆柱水池(直径比塔的底径大4米)的费用为1817万元。因此，八高塔也比在河源电厂建造12000m²的常规塔节省投资884万元。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (9)

1.一种高位收水冷却塔，其特征在于，包括：

塔筒体(1)，所述塔筒体(1)内部设置有配水竖井(13)；

塔支柱(2)，所述塔支柱(2)支撑在所述塔筒体(1)的底部；

锥斗水池底板(3)，所述锥斗水池底板(3)设置在所述塔支柱(2)围成的锥圈内；

及悬空导风管，所述悬空导风管为细长轻质管，所述悬空导风管均匀设置在锥斗水池底板(3)上，且悬空导风管底端预埋并穿过所述锥斗水池的底板(3)；每个所述悬空导风管的顶部均设置有蔽水帽(21)，所有蔽水帽(21)的底面均高于所述锥斗水池底板(3)上填充水时的水面。

2.根据权利要求1所述的一种高位收水冷却塔，其特征在于，所述锥斗水池底板(3)底部设置有与其连通的出水井(11)，且所述的配水竖井(13)嵌套在出水井(11)内；压力进水沟(32)与配水竖井(13)连通，出水井(11)与压力出水沟(33)连通。

3.根据权利要求1所述的一种高位收水冷却塔，其特征在于，所述悬空导风管包括导风管下段(19)和导风管上段(20)，所述导风管下段(19)预埋并穿过所述高位收水冷却塔的锥斗水池底板(3)，导风管下段(19)两端均设置有第二法兰(22)；所述导风管上段(20)下部带有第一法兰(24)；导风管上段(20)的第一法兰(24)和导风管下段(19)上部的第二法兰(22)连接。

4.根据权利要求3所述的一种高位收水冷却塔，其特征在于，所述导风管下段(19)为钢管标准件，导风管下段(19)中部周向带有止水翼环(23)；

所述导风管上段(20)为塑料管，所述蔽水帽(21)与导风管上段(20)粘接固定。

5.根据权利要求3所述的一种高位收水冷却塔，其特征在于，还包括防风布，高位收水冷却塔防冻时，所述防风布套装在导风管上段(20)下部第二法兰(22)上。

6.根据权利要求1或2所述的一种高位收水冷却塔，其特征在于，所述蔽水帽(21)包括异径管(25)、蔽水顶盖(29)和若干蔽水锥圈(28)；所述异径管(25)安装在悬空导风管上部；若干蔽水锥圈(28)按照中圈内径由大致小的顺序依次叠放支撑设置；最下方蔽水锥圈(28)通过具有通风孔的蔽水圈支撑(26)设置在异径管(25)上方；所述蔽水顶盖(29)通过具有通风孔的蔽水盖支撑(27)设置在最上方蔽水锥圈(28)的上方。

7.根据权利要求6所述的一种高位收水冷却塔，其特征在于，若干蔽水锥圈(28)中上层蔽水锥圈(28)的外径大于下层蔽水锥圈(28)的中圈内径，蔽水顶盖(29)的外径大于最上方蔽水锥圈(28)的中圈内径。

8.根据权利要求6所述的一种高位收水冷却塔，其特征在于，所述蔽水顶盖(29)为一球面，蔽水锥圈(28)为一锥面；

所述蔽水顶盖(29)和蔽水锥圈(28)的上表面上均设置有汇水环槽(30)和排水小沟(31)，汇水环槽(30)沿上表面周向设置，排水小沟(31)沿径向设置，且排水小沟(31)内侧与汇水环槽(30)连接、外侧与上表面外缘连接。

9.根据权利要求8所述的一种高位收水冷却塔，其特征在于，所述汇水环槽(30)和排水小沟(31)的截面为半圆形。

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