專利名稱：空冷涼水復合式冷卻塔的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種空冷涼水復合式冷卻塔，屬于冷卻裝置應用領域。
目前，公知的冷卻塔為涼水式和空氣冷卻式兩種主要形式。這兩種冷卻塔又有自然通風冷卻塔和機械通風冷卻塔。由于涼水塔主要受空氣濕球溫度的影響，是靠水的蒸發(fā)和傳導來散熱，因此其對水的消耗量非常大。而空氣冷卻塔是利用傳導使空氣吸熱來實現(xiàn)散熱，主要受空氣干球溫度的影響。由于空氣干球溫度較高，比熱小，吸熱能力有限，且冷卻效率低，因此，需要空氣冷卻器有很大的表面積，使的空氣冷卻器造價高。
本發(fā)明提供了一種空冷涼水復合式冷卻塔，此發(fā)明結(jié)合涼水塔和空氣冷卻塔的優(yōu)點，充分利用水經(jīng)涼水塔冷卻時與空氣的熱交換，使空氣濕度增加，吸熱能力提高(水蒸汽比熱接近空氣比熱的2倍)而空氣干球溫度降低的特點，用其對空氣冷卻器進行冷卻。由于設計冷卻熱水首先進入空氣冷卻器，與高濕度、低干球溫度的空氣逆流換熱，冷卻空氣冷卻器中的水。同時，空氣冷卻器加熱了高濕度的空氣，使其密度減小，降低了涼水塔風筒內(nèi)的壓力，提高了空氣升騰的速度，增加了冷卻塔的冷卻進風量。經(jīng)過空氣冷卻器預冷的水溫度降低，再經(jīng)過布水噴淋裝置分布到?jīng)鏊牟妓鋮s熱交換填料上，冷卻散熱，減少了水的蒸發(fā)，同時，降低了空氣的干球溫度，又使得空氣冷卻器有好的冷卻換熱效果。由于噴淋裝置分布到?jīng)鏊妓鋮s熱交換填料上的水溫度低，因此，可減少水的大量蒸發(fā)，從而減少了水的散失和排污，形成了充分利用空氣干、濕球溫度，互補散熱的空冷涼水復合式冷卻塔?？绽錄鏊畯秃鲜嚼鋮s塔在氣溫低的時候可以實現(xiàn)空氣冷卻器的獨立運行，最大限度實現(xiàn)節(jié)約用水。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，空冷涼水復合式冷卻塔，由塔體、通風筒、通風設備、空氣分配裝置、空氣冷卻器、配水系統(tǒng)、淋水裝置、除水器、集水器、進、出水管道和溝渠、其他設施等組成。其特征是在冷卻塔外殼中的布水換熱填料層及噴淋布水裝置下風向，或除水器出風口外，設有安裝固定在支架上的有空氣冷卻單元連接組成的空氣冷卻器，支架固定于冷卻塔的承重支撐體上。進水母管首先與冷卻塔風筒內(nèi)的空氣冷卻器組件的進水口通過管道接口分別密封連接，將熱水引入空氣冷卻器組件，通過布水管分布配水于空氣冷卻器組件中。經(jīng)空氣冷卻器冷卻的水，通過位于空氣冷卻器末端的匯水管道收集，經(jīng)過布水裝置分布于淋水填料層上，熱交換冷卻后，匯流于冷卻蓄水池?？諝饫鋮s器匯水管有出水口，通過閥門直接與循環(huán)水池的安裝有控制閥門的取水管連接，共同為循環(huán)水泵取水管供水?？諝饫鋮s器組件可由金屬材料或?qū)嵝阅芰己?、耐腐蝕的其它材料制作加工成形。由多組帶冷卻翅片的管，通過布水管與匯水管連接構(gòu)成的管片與多片管片組合構(gòu)成空氣冷卻器組件?？諝饫鋮s器組件可由金屬材料或其他導熱性能良好的型材通過焊接、鉚接、脹接、鑄造、粘接、擠出等工藝制作成型。冷卻管件可通過金屬擠出成型材加工制作，其加工出的型材，上面帶有螺紋翅片。可將擠出成型金屬螺紋翅片管，通過焊接成型為管片，通過管片與管片的多組密封連接，構(gòu)成平行六面體的空氣冷卻器組件，它的進水口與出水口對角布置使其流徑相同，其螺紋翅片管的旋轉(zhuǎn)方向可相同，可相反，管片與管片之間的螺紋翅片管可以相同的方式順序排列，也可以相同的方向或相反的方向排列布置。支架可用金屬、混凝土或塑鋼及高分子有機復合材料制作，空氣冷卻器支架固定于冷卻塔的承重支撐體上。懸掛于空氣冷卻器固定支架上或擺放于空氣冷卻器支架上，也可通過鍵、栓、槽緊固組件加以固定。與空氣冷卻器進水口通過管道及接口連接地進水母管，布置于空氣冷卻器進水口旁邊由空氣冷卻器支架支撐固定。與空氣冷卻器出水口通過管道及接頭連接的匯水母管，布置于空氣冷卻器出水口旁邊，通過空氣冷卻器支架支撐固定。除水器固定于空氣冷卻器的進風口處，可與空氣冷卻器連接組合或固定于空氣冷卻器固定支架上。噴淋布水裝置上安裝有控制水的閥門?？諝饫鋮s器安裝在自然風冷卻塔和機力循環(huán)冷卻塔布水裝置或除水器的下風向，且空氣冷卻器不應有讓空氣直接流通的大的空隙?？諝饫鋮s器以人字形、V形或多面體形按矩陣或同心扇形方式布置排列，安裝固定在空氣冷卻器支架上。匯水管上的閥門和布水噴淋裝置上的閥門，可用于控制空氣冷卻器的獨立運行和變負荷運行。
空氣冷卻器工作過程如下需冷卻的熱水通過熱水輸水母管分別供應到空氣冷卻器組件上，通過熱水輸水母管上的空氣冷卻器組件進水管分別布水于空氣冷卻器組件單元上，進入空氣冷卻器組件單元的熱水，通過空氣冷卻器組件上端配水管及空氣冷卻器組件上端熱水輸水母管等流徑將熱水分配到空氣冷卻器組件冷卻單元上，通過螺紋翅片冷卻管放熱，匯流于空氣冷卻器管片組件匯水管和空氣冷卻器管片與管片組件匯水管上，最終從與空氣冷卻器組件進水管對角布置的冷卻水出水管流出，匯流于空氣冷卻器組件下端的冷卻水匯流輸水母管里。冷卻空氣通過冷卻螺紋翅片管，冷卻管內(nèi)的水，而與水逆流換熱后的空氣被加熱，密度減小，從空氣冷卻器組件通風口排出進入冷卻塔風筒，管片與管片之間設有空氣冷卻器組件間隔支撐，以防止冷卻管片組件的變形，提高其機械強度，空氣冷卻器組件翅片冷卻管冷卻翅片與冷卻管可為一次擠出成形，螺紋翅片冷卻管與配水管之間通過焊接、脹接等方式相互連接?？諝饫鋮s器布置設計在符合空氣動力學要求的同時，應便于拆換、維護、檢修。經(jīng)過空氣冷卻器預冷的水溫度降低，通過匯流管匯流，再經(jīng)過布水管淋水器通過閥門調(diào)控冷卻水的分布和噴淋流量，經(jīng)布水噴淋裝置分布到?jīng)鏊姆涓C狀熱交換填料上，與空氣熱交換冷卻后，匯流于冷卻蓄水池。在空氣冷卻器的進風端與布水器之間安裝的除水器，除去了上升空氣中的水珠，減少了水的風吹損失。同時，由于噴淋裝置分布到?jīng)鏊涓C狀冷卻填料上的水溫度低，因此，可減少水的大量蒸發(fā)，從而減少了水的散失和排污，降低了空氣的干球溫度，又使得空氣冷卻器有好的冷卻換熱效果。形成了充分利用空氣干、濕球溫度，互補散熱的空冷涼水復合式冷卻塔?？諝饫鋮s器匯水管出水口，通過閥門直接與循環(huán)水池的安裝有控制閥門的取水管連接，共同為循環(huán)水泵取水管供水，并通過設在兩管上的閥門，調(diào)控因季節(jié)不同的供水流量。以實現(xiàn)空冷涼水復合式冷卻塔的空氣冷卻器在氣溫低的時候獨立運行，最大限度的實現(xiàn)節(jié)約用水。此冷卻塔適合于各種類型的冷卻塔改造和生產(chǎn)，對于機械式冷卻塔其布置結(jié)構(gòu)與自然通風式冷卻塔相似。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明

圖1為自然通風式雙曲線冷卻塔，其空氣冷卻器為人字形布置。
圖中1發(fā)電機、2汽輪機、3汽輪機轉(zhuǎn)子、4冷凝器、5冷凝水泵、6熱循環(huán)水輸水母管、7循環(huán)水泵、8循環(huán)水給水管、9空氣冷卻器匯水管控制閥門、10冷卻水池取水管、11空氣冷卻器匯水管、12冷卻水池、13蜂窩波浪布水冷卻層、14布水器、15布水控制閥門、16除水器、17空氣冷卻器支架、18人字形布置空氣冷卻器、19冷卻塔風筒圖中在冷卻塔風筒19中的蜂窩波浪布水冷卻層13及布水器14之下風向安置的空氣冷卻器支架17上，安裝有人字形布置的空氣冷卻器18，人字形布置的空氣冷卻器18的安裝支架17固定于冷卻塔的承重支撐體上。需冷卻的熱循環(huán)水通過熱循環(huán)水輸水母管6進入冷卻塔風筒19內(nèi)，分別與人字形布置空氣冷卻器18上的進水口連接，通過配水管等流徑、等壓、均勻分布配水于人字形布置空氣冷卻器18中，經(jīng)空氣冷卻器冷卻的熱水，通過位于空氣冷卻器末端的匯水管11收集，通過布水控制閥門15控制的冷卻布水器14將水布于蜂窩波浪淋水填料層13上，熱交換冷卻后，匯流于冷卻水池12。冷卻水噴水分布和噴淋流量通過布水控制閥門15調(diào)控。在人字形布置空氣冷卻器18的進風端與布水器14之間安裝有除水器16。人字形布置的空氣冷卻器18匯水管出水口，通過空氣冷卻器匯水管控制閥門9直接與冷卻水池12的安裝有控制閥門的冷卻水吸水管10并聯(lián)連接，共同為循環(huán)水泵7供水，并通過設在兩管上的閥門調(diào)控因季節(jié)不同的供水流量。
圖2為自然通風式雙曲線冷卻塔，其空氣冷卻器為矩形多邊形矩陣布置。
圖中1發(fā)電機、2汽輪機、3汽輪機轉(zhuǎn)子、4冷凝器、5冷凝水泵、6熱循環(huán)水輸水管、7循環(huán)水泵、8循環(huán)水給水管、9空氣冷卻器匯水管控制閥門、10冷卻水吸水管、11空氣冷卻器匯水管、12冷卻水池、13蜂窩波浪布水冷卻層、14布水器、15布水控制閥門、16除水器、17空氣冷卻器支架、18矩陣式布置空氣冷卻器、19冷卻塔風筒圖2設備布置及流程等同于圖1。
圖3為機力風塔矩陣形布置圖中1發(fā)電機、2汽輪機、3汽輪機轉(zhuǎn)子、4冷凝器、5冷凝水泵、6熱循環(huán)水輸水管、7循環(huán)水泵、8循環(huán)水給水管、9空氣冷卻器匯水管控制閥門、10冷卻水池取水管、11空氣冷卻器匯水管、12冷卻水池、13調(diào)風百頁窗、14蜂窩波浪布水冷卻層、15冷卻水布水器、16布水控制閥門、17除水器、18空氣冷卻器支架、19矩陣形布置空氣冷卻器、20冷卻塔風筒、21冷卻風扇圖中在冷卻塔風筒20中的蜂窩波浪布水冷卻層14及冷卻水布水器15下風向，即除水器17出口處一側(cè)的空氣冷卻器支架18上，安裝有矩陣形布置空氣冷卻器19，空氣冷卻器支架18固定于冷卻塔的承重支撐體上。需冷卻的熱循環(huán)水通過熱循環(huán)水輸水管道6進入冷卻塔風筒20內(nèi)的空氣冷卻器進水端，分別與矩陣形布置的空氣冷卻器19上的進水口連接，熱循環(huán)水引入空氣冷卻器，通過配水管等流徑、等壓、均勻分布配水于矩陣形布置空氣冷卻器19中，冷卻匯水管11也以相同的要求收集匯流。經(jīng)空氣冷卻器冷卻的熱水，通過位于空氣冷卻器末端的冷卻匯水管11收集，通過布水控制閥門16控制的冷卻布水器15，將水布于蜂窩波浪淋水填料層14上，熱交換冷卻后，匯流于冷卻水池12。冷卻水噴水量通過布水控制閥門16調(diào)控冷卻水的分布和噴淋流量。在矩陣形布置空氣冷卻器19的進風端與冷卻布水器15之間安裝有除水器17。矩陣形布置空氣冷卻器19匯水管出水口，通過空氣冷卻器布水控制閥門16直接與循環(huán)水池的安裝有控制閥門的蓄水池冷卻水吸水管10并聯(lián)連接，共同為循環(huán)水泵7供水，并通過設在兩管上的閥門調(diào)控因季節(jié)不同的供水流量。
圖4為機力風塔人字形布置圖中1發(fā)電機、2汽輪機、3汽輪機轉(zhuǎn)子、4冷凝器、5冷凝水泵、6循環(huán)水出水管、7循環(huán)水泵、8循環(huán)水給水管、9空冷循環(huán)水、10冷卻水吸水管、11空氣冷卻器出水管、12冷卻蓄水池、13調(diào)風百頁窗14、蜂窩波浪布水冷卻層、15布水器、16布水控制閥門、17除水器、18空氣冷卻器支架、19人字形布置空氣冷卻器、20冷卻塔風筒、21風筒冷卻風扇圖4其過程類似于圖3。
圖5為機力抽風橫流式冷卻塔V形布置圖中1發(fā)電機、2汽輪機、3汽輪機轉(zhuǎn)子、4冷凝器、5冷凝水泵、6熱循環(huán)水輸水管道、7循環(huán)水泵、8循環(huán)水給水管、9冷凝水泵空冷循環(huán)水、10冷卻水吸水管、11空氣冷卻器出水管、12冷卻水蓄水池、13蜂窩波浪布水冷卻層、14調(diào)風百頁窗、15布水器、16布水控制閥門、17空氣冷卻器支架、18除水器、19V形布置空氣冷卻器、20冷卻塔風筒、21風筒冷卻風扇圖中在冷卻塔風筒20中的蜂窩波浪布水冷卻層13及冷卻水布水器15下風向，即除水器18出口處一側(cè)的支架17上，安裝有V形布置空氣冷卻器19，V形布置空氣冷卻器19支架固定于冷卻塔的承重支撐體上。需冷卻的熱循環(huán)水通過熱循環(huán)水輸水管道6進入冷卻塔風筒20內(nèi)的空氣冷卻器進水端分別與V形布置空氣冷卻器19上的進水口連接，熱循環(huán)水引入空氣冷卻器，通過配水管等流徑、等壓、均勻分布配水于V形布置空氣冷卻器19中，冷卻出水管11也以相同的要求收集匯流。經(jīng)空氣冷卻器冷卻的熱水，通過位于空氣冷卻器末端的冷卻匯水管11收集，通過布水控制閥門16控制的冷卻布水器15將水布于蜂窩波浪淋水填料層13上，熱交換冷卻后，匯流于冷卻蓄水池12。冷卻水噴水量通過布水控制閥門16調(diào)控冷卻水的分布和噴淋流量。在V形布置空氣冷卻器19的進風端與冷卻布水器15之間安裝有除水器18。V形布置空氣冷卻器19匯水管出水口，通過空氣冷卻器布水控制閥門16直接與循環(huán)水池的安裝有控制閥門的蓄水池冷卻水吸水管10并聯(lián)連接，共同為循環(huán)水泵7供水，并通過設在兩管上的閥門調(diào)控因季節(jié)不同的供水流量。
圖6為機力抽風橫流式冷卻塔矩陣形布置圖中1發(fā)電機、2汽輪機、3汽輪機轉(zhuǎn)子、4冷凝器、5冷凝水泵、6熱循環(huán)水輸水管道、7循環(huán)水泵、8循環(huán)水給水管、9冷凝水泵空冷循環(huán)水、10冷卻水吸水管、11空氣冷卻器出水管、12冷卻蓄水池、13蜂窩波浪布水冷卻層、14調(diào)風百頁窗、15布水器、16布水控制閥門、17空氣冷卻器支架、18除水器、19矩陣形布置空氣冷卻器、20冷卻塔風筒、21風筒冷卻風扇圖6其過程類似于圖5。
圖7多面體金屬空氣冷卻器組件圖中1空氣冷卻器組件上配水管、2空氣冷卻器組件進水管、3空氣冷卻器組件配水母管、4熱水輸水母管、5空氣冷卻器組件通風口、6空氣冷卻器組件間隔支撐、7空氣冷卻器組件螺紋翅片冷卻管、8冷卻螺紋翅片與匯水管連接頭、9冷卻空氣進風口、10冷卻熱水出水管、11空氣冷卻器組件匯水管、12冷卻熱水匯流輸水母管、13空氣冷卻器組件翅片冷卻管冷卻翅片14、冷卻水組件匯水管需冷卻的熱水通過熱水輸水母管4分別供應到空氣冷卻器組件上通過熱水輸水母4上的空氣冷卻器組件進水管2分別布置于空氣冷卻器組件單元上，進入空氣冷卻器組件單元的熱水，通過空氣冷卻器組件上配水管1及空氣冷卻器組件上熱水輸水母管3等流徑將熱水分配到空氣冷卻器組件冷卻單元上，通過螺紋翅片冷卻管放熱，匯流于空氣冷卻器組件單元冷卻水組件匯水管14和空氣冷卻器組件匯水管11上，最終從與空氣冷卻器組件進水管對角布置的冷卻熱水出水管10流出，匯流于冷卻熱水匯流輸水母管12上，冷卻空氣通過冷卻空氣進風口9螺紋翅片冷卻管內(nèi)的水逆流換熱后被加熱，密度減小，從空氣冷卻器組件通風口5排出進入冷卻塔風筒，管片與管片之間設有空氣冷卻器組件間隔支撐6，以防止冷卻組件的變形，提高其機械強度，空氣冷卻器組件翅片冷卻管冷卻翅片13與冷卻管為一次擠出成形，螺紋翅片冷卻管與配水管之間通過焊接、脹接等方式相互連接。
本發(fā)明所用的空氣冷卻器組件可為擠出成形的金屬螺紋翅片組件，通過焊接形成多面體冷卻組件單元，其管與管之間的螺紋可為按相同方向旋轉(zhuǎn)或為管與管之間按相反方向旋轉(zhuǎn)，翅片單元與單元之間可為相同方向翅片之間的螺紋冷卻管可為相同方向旋轉(zhuǎn)布置，或為不同方向交叉布置，這樣可根據(jù)用戶要求實現(xiàn)高紊流狀態(tài)，高風阻及低紊流狀態(tài)，低風阻的排列方式?？諝饫鋮s器組件應耐腐蝕，熱阻小，安裝方便。
圖8、圖9為螺紋翅片冷卻管不同布置方向的立體示意圖。
權(quán)利要求
1.一種空冷涼水復合式冷卻塔，由塔體、通風筒、通風設備、空氣分配裝置、空氣冷卻器、配水系統(tǒng)、淋水裝置、除水器、集水器、進、出水管道和溝渠、其他設施等組成，其特征是在冷卻塔外殼中的布水換熱填料層及噴淋布水裝置下風向，或除水器出風口處，設有安裝固定在支架上的有空氣冷卻單元連接組成的空氣冷卻器，安裝于自然風冷卻塔和機力循環(huán)冷卻塔的空氣冷卻器不應有讓空氣直接流通的大的空隙，支架固定于冷卻塔的承重支撐體上，進水母管首先與冷卻塔風筒內(nèi)的空氣冷卻器組件的進水口通過管道接口分別密封連接，將熱水引入空氣冷卻器組件，通過布水管分布配水于空氣冷卻器組件中，經(jīng)空氣冷卻器冷卻的水，通過位于空氣冷卻器末端的匯水管道收集，經(jīng)過布水裝置分布于淋水填料層上，匯流于冷卻蓄水池，空氣冷卻器匯水管出水口，通過閥門直接與循環(huán)水池的安裝有控制閥門的取水管連接，共同為循環(huán)水泵取水管供水，空氣冷卻器組件可由金屬材料或?qū)嵝阅芰己玫钠渌牧现谱骷庸こ尚危諝饫鋮s器的翅片通過金屬擠出、漲接、焊接、鑄造等工藝制造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣冷卻單元其特征是由多組帶冷卻翅片的管通過布水管與匯水管連接構(gòu)成的管片與多片管片組合構(gòu)成，空氣冷卻器組件可由金屬材料或其他導熱性能良好的材料通過焊接、鉚接、脹接、鑄造、粘接、擠出等工藝制作成型，冷卻翅片管可通過金屬擠出制成型材加工制作，加工出的型材上面的翅片為螺紋狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣冷卻器組件，其特征是可為擠出成型金屬螺紋翅片，通過焊接成型為管片，通過管片與管片的多組密封連接，構(gòu)成平行六面體的空氣冷卻器組件，它的進水口與出水口對角布置使其流徑相同，其螺紋翅片管的旋轉(zhuǎn)方向可相同，可相反，管片與管片之間的螺紋翅片管可以相同的方式順序排列，也可以相同的方向或相反的方向排列布置，管片與管片之間設有空氣冷卻器組件間隔支撐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣冷卻器支架，其特征是支架可用金屬、混凝土或塑鋼及高分子有機復合材料制作，空氣冷卻器支架固定于冷卻塔的承重支撐體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣冷卻器，其特征是懸掛于空氣冷卻器固定支架上或擺放于空氣冷卻器支架上，也可通過鍵、栓緊固組件加以固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進水管、匯水管其特征是與空氣冷卻氣進水口通過管道及接口連接，進水母管布置于空氣冷卻器進水口旁邊由空氣冷卻器支架支撐固定，匯水管與空氣冷卻器出水口通過管及接頭連接，匯水管通過空氣冷卻器支架支撐固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除水器，其特征是固定于空氣冷卻器的進風口處，可與空氣冷卻器連接組合或固定于空氣冷卻器固定支架上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴淋布水裝置，其特征是噴淋布水裝置上安裝有控制水的閥門。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣冷卻器，其特征是空氣冷卻器以人字形、V形或多面體形按矩陣或同心扇形方式布置排列，安裝固定在空氣冷卻器支架上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的匯水管，其特征是匯水管上的閥門和布水噴淋裝置上的閥門，可用于控制空氣冷卻器的獨立運行和變負荷運行。
全文摘要
在冷卻塔外殼中的布水冷卻填料層及噴淋布水裝置或除水器下風向，設有以人字形或多面體形按矩陣或同心扇形方式布置排列，安裝固定在支架上的空氣冷卻器，支架固定于冷卻塔的承重支撐體上。需冷卻的水通過進水母管與冷卻塔風筒內(nèi)的空氣冷卻器組件的進水口經(jīng)管道接口分別連接，將水引入空氣冷卻器組件，通過布水管分布配水于空氣冷卻器組件中，經(jīng)空氣冷卻器冷卻的熱水，通過位于空氣冷卻器末端的匯水管道收集，經(jīng)過有閥門控制的布水裝置分布于布水冷卻淋水填料層上，熱交換冷卻后，匯流于冷卻蓄水池?？諝饫鋮s器組件可由金屬材料或?qū)嵝阅芰己玫男筒幕蚱渌牧贤ㄟ^焊接、鉚接、脹接、鑄造等工藝加工成形。
文檔編號F28C1/00GK1485592SQ02131789
公開日2004年3月31日 申請日期2002年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月24日
發(fā)明者徐寶安 申請人:徐寶安