專利名稱：具有防凍裝置的濕氣空氣冷卻塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣冷卻塔，所述空氣冷卻塔包括交換主體(由水流結(jié)構(gòu)組成)、配水網(wǎng)以及集水和泵水裝置，配水網(wǎng)安裝在交換主體的上方并配有向每個噴水噴嘴供水的閥，噴水噴嘴安裝在交換主體不同部分的上方，以構(gòu)成冷卻隔間，集水和泵水裝置收集流經(jīng)交換主體的水，并將水泵向配水網(wǎng)。
在工業(yè)上，當(dāng)需要排出熱量而又沒有足夠的水與之直接交換，就使用這種冷卻塔。所述冷卻塔特別是用于熱電中心站，以冷卻主冷凝器和/或中心站的輔助管路。
就空氣冷卻塔而言，某些空氣冷卻塔是自然通風(fēng)的，圍繞交換主體的通道可以使空氣逆著水流或垂直于水流進行環(huán)流。其它一些空氣冷卻塔是強制通風(fēng)的，鼓風(fēng)機或抽風(fēng)機使空氣環(huán)流。
濕式空氣冷卻塔使用中存在若干問題，其中一個問題是，當(dāng)空氣溫度低于0℃時，存在流水結(jié)冰的危險。水在交換主體中結(jié)冰，并會由于冰的重量引起機械過載而損壞交換主體。另外，冰的存在阻礙空氣通過，因此影響冷卻效果。
如同經(jīng)常發(fā)生的情況那樣，當(dāng)存在與很低的氣溫相通、熱功率減小到大大低于冷卻塔的額定功率時，所述這種問題特別嚴重。這種情況特別可能發(fā)生在所述中心站的輔助管路冷卻的時候。在較長的時間周期內(nèi)，工作中消耗的功率可能低于空氣冷卻塔確定的最大功率的10％。
為了解決這個問題，人們已經(jīng)提出各種解決方案。人們特別提出使部分交換主體不工作，只向某些隔間供水。在冷卻塔采用強制通風(fēng)的情況下，人們可以同時停下使空氣流經(jīng)相應(yīng)隔間的通風(fēng)機。這種方案存在重大缺陷。如果沒有進入某些隔間的水被直接送往集水裝置，那么，收集的水的溫度迅速提高，這通常是不可接受的。但是，如果將全部水流量送往某些隔間，那么，水頭損失大為增加，這就要改變泵的工作狀態(tài)，提高對噴嘴的靜水壓力，如果提高得過大，噴嘴的機械性能可能受到損害。根據(jù)這個道理，實際上，這種方法只能至多減少交換表面的50％。在這種情況下，如果空氣溫度為-20℃，可以避免結(jié)冰危險的最小熱功率不低于額定功率的十分之幾。
本發(fā)明旨在提供上面確定的這種類型的空氣冷卻塔，所述空氣冷卻塔在減少結(jié)冰危險方面比公知的已有冷卻塔更符合實際要求。為此，本發(fā)明尤其提出減小由于向具有額定流量的噴嘴供水而對所述噴嘴產(chǎn)生的靜水壓力的升高，且不增加有源裝置，即需要遙控和/或工作電能的裝置。
本發(fā)明尤其提出一種上面確定的這種類型的空氣冷卻塔，其特征在于，它包括當(dāng)施加到所述噴嘴上的靜水水頭(或壓力高度)一旦超過確定值，大于所有隔間工作時達到的值時，自動限制增大的靜水水壓的靜態(tài)裝置，所述靜態(tài)裝置用于從超過確定值開始，將一部分引向配水高度的水流量進行分流。
在第一實施例中，所述靜態(tài)裝置包括間置在水塔和若干回水管之間的溢流口，水塔由泵送裝置供水，通過集水裝置向配水網(wǎng)供水，回水管圍繞處于工作狀態(tài)的噴嘴，溢流口處于對應(yīng)所述確定值的高度上。
這種冷卻塔還可以包括朝集水裝置分流的分流管，其高點所處的高度可高于配水網(wǎng)入口集水裝置的高度，低于溢流口的高度，以便分流流量在甚至已達到確定值之前就開始進行干預(yù)。這種導(dǎo)管可以具有很小的截面，因為所述導(dǎo)管的目的只用于避免集水裝置的死點。
在另一個實施例中，冷卻塔在至少某些隔間中包括至少一個輔助配水網(wǎng)，配置成若干部分，每個部分均同輔助噴嘴相連，均同各自的隔間相連，均與主配水網(wǎng)的相應(yīng)部分平行供水，所述輔助網(wǎng)用于只有當(dāng)水壓壓頭達到由所述輔助網(wǎng)的高點固定的高度時才向輔助噴嘴進行供水。
上面的兩個實施例可以組合，第一實施例由輔助網(wǎng)加以補充。
借助附圖及不受限制的實施例的描述，本發(fā)明將得到較好的理解。
附圖如下

圖1是本發(fā)明第一實施例中空氣冷卻塔交換裝置的可能結(jié)構(gòu)的原理圖；圖2是本發(fā)明可以實施的強制通風(fēng)式交換裝置的前視圖；圖3是類似于圖2的尤其用于自然通風(fēng)式交換裝置的前視圖；圖4是類似于圖3的另一個實施例的前視圖；圖5是本發(fā)明另一個可以實施的自然通風(fēng)式交換裝置的視圖；圖6是圖5中分配網(wǎng)和空氣冷卻塔交換主體的俯視圖。
圖1中所示的熱交換裝置和液壓系統(tǒng)尤其可以配備于自然通風(fēng)式空氣冷卻塔，它包括未示出的通道，盡管所述熱交換裝置和液壓系統(tǒng)也適用于強制通風(fēng)式冷卻塔。所述熱交換裝置和液壓系統(tǒng)包括水塔10，要冷卻的水通過一個或若干個泵12送往所述水塔10中。水塔至少向一個集水器14供水，集水器上接有與隔間一樣多的分流管，隔間能單獨停止工作。每個分流管配有一般來說為遠距離控制的進水閥16。進水閥向配置的噴嘴18供水，噴嘴安裝在交換主體20的上方，分流的水在交換主體上流動，并在與沿箭頭f上升的環(huán)流空氣相接觸中冷卻。冷卻水收集在集水槽22中，水在集水槽里通過循環(huán)泵24進行加速，循環(huán)泵將水送向交換裝置，水在重新回到水塔之前在交換裝置中進行預(yù)熱?？梢杂靡粋€同樣的泵取代串聯(lián)的泵12和24。
圖1示出的本發(fā)明實施例中，靜態(tài)構(gòu)件包括溢流口26，所述靜態(tài)構(gòu)件減小當(dāng)某些閥關(guān)閉時施加在其余噴嘴上的靜水壓力。一旦水塔中水的高度超過值h0，通過泵12導(dǎo)送的部分熱水向通道28分流，導(dǎo)管30從這里直接將水導(dǎo)送到集水槽22中。溢流波浪的流量與其厚度Δh的平方根成比例增大。因此，在溢流口具有足夠長度的條件下，水頭可以限定在略大于h0的值。
另外，靜態(tài)部件還可以包括一個或若干個排水管32。當(dāng)靜水水頭超過高度h’1、低于h0，但高于在所有隔間工作時由泵12給出的靜水水頭時，排水管32將來自集水器14的水直接送入集水槽22(實線標(biāo)示)或通道28(虛線標(biāo)示)。因此，導(dǎo)管具有彎頭34，形成高度為h’1的高點。
為避免排水管32形成一旦接通就永久供水的虹吸管，通風(fēng)管36配置在高點處。所述通風(fēng)管通到高于h0的高度，以避免水由通風(fēng)管溢出。在某些情況下，彎頭也可以避免通道28向集水裝置供水。
隔間20可呈角度配置。一般來說，這種情況是自然通風(fēng)式大尺寸冷卻塔。隔間也可以沿集水器14進行配置。在這種情況下，導(dǎo)管32延長集水器，以便保護集水器。這樣的隔間可以向通入集水槽的通道供水，泵24從集水槽抽水。導(dǎo)管32有利地通到遠離集水槽的通道端部。
在另一個實施例中，集水器14直接由泵12供水。溢流口26位于與集水器相反的一端。
根據(jù)圖2示出的實施例中的空氣冷卻塔是強制通風(fēng)式的，圖中完整地示出兩個隔間，空氣冷卻塔對于每個隔間來說都包括一個抽風(fēng)機40?？諝膺M入導(dǎo)流板42之間的隔間，在交換主體20中逆水流流通，由通風(fēng)機40送往室外。每個隔間的進水閥16向配有噴嘴18的配水管主網(wǎng)供水，一般來說，噴嘴位于同一高度，安裝在交換主體20的上方。從交換主體中流出的水集聚在集水槽44中，通道46與總集水槽相連通。但是，所有隔間的交換主體可以直接配置在同一集水槽的上方。
在圖2示出的實施例中，靜態(tài)部件包括由配水裝置48供水的導(dǎo)管輔助網(wǎng)，所述配水裝置由主網(wǎng)上位于閥16的下游的上升歧管50供水。所述配水裝置包括h1高度上的高點，高點位置確定后，它由通向高度h2上的通風(fēng)道36與大氣相連通。
在圖2示出的實施例中，輔助網(wǎng)的噴嘴52安裝在噴嘴18的上方，配水裝置48安裝在主網(wǎng)配水裝置的高度以上。這種布置(以及噴嘴52位于噴嘴18之下的布置)可以減少通過空氣的水頭損失。也可以將兩個配水網(wǎng)安裝在同一高度上。
圖3僅僅示出隔間的配水網(wǎng)，圖3示出的實施例不同于圖2示出的實施例。圖3中的對應(yīng)于圖2中的部件都用同一標(biāo)號標(biāo)示，隔間的交換主體垂直分成兩個疊置的水流區(qū)域20a和20b。輔助配水網(wǎng)的安裝使其只向下部水流區(qū)域20b噴水。這種布置提高了防凍裝置的效率。
在圖4示出的另一個實施例中，水塔向通道54供水，每個通道通過各自的閥16對一個隔間進行作用。主配水裝置從通道底部54開始。輔助配水裝置42在通道中的水位超過高度h3的時候，由通道進行供水。在這種情況下，沒有必要設(shè)置高點和配水裝置48上的通風(fēng)道，而代之以通道54與自由空氣的相連通。
最后，圖5和圖6示出使用本發(fā)明的自然通風(fēng)式冷卻塔的可能實施例，自然通風(fēng)式冷卻塔具有一條通用結(jié)構(gòu)的通道56。這種通道通過自由進入空氣的環(huán)形管道配置在地面上。所述通道包含例如由板條柵形成的交換主體。這種交換主體由隔板60分成若干隔間。在圖6所示的情況下，隔板60限定中央隔間和六個周邊隔間。隔板60差不多是密封的，它們從交換主體底部開始直至配水網(wǎng)導(dǎo)管的上部進行垂直延伸。中心水塔10通過噴嘴或配有進水閥16的導(dǎo)管向?qū)Ｓ糜诿總€隔間的部分網(wǎng)供水。這些導(dǎo)管向配水裝置供水，所述配水裝置具有一種前面描述過的結(jié)構(gòu)。
在圖5和圖6示出的實施例中，中央隔間只包括主配水網(wǎng)。相反，每個周邊隔間一方面包括主配水裝置，另一方面則包括輔助配水裝置48，輔助配水裝置具有高點，通用結(jié)構(gòu)可以是圖2所示的結(jié)構(gòu)。
如圖5和圖6所示，當(dāng)只有某些隔間具有輔助網(wǎng)時，如果需要防凍時，未配備的隔間應(yīng)該與前者隔開。
本發(fā)明可以有其它若干實施例。例如可以將圖2至圖5所示的這種類型的輔助網(wǎng)設(shè)置在圖1所示的具有通用結(jié)構(gòu)的空氣冷卻塔上。在這種情況下，上升歧管設(shè)在至少某些閥16的下游，向輔助噴嘴供水。歧管的高點必須低于h0。相反，當(dāng)所有的隔間同時通過閥16的開啟進行工作時，所述高點應(yīng)該在水塔10中水所達到的高度以上。
還可以將若干有不同高度的高點的歧管設(shè)置在進水閥的下游。
也可以只在交換主體最敏感的部分配備用于防凍的輔助網(wǎng)，也就是說，在交換主體的首先由冷空氣通過的部分。本發(fā)明適用于任何類型的公知的空氣交換裝置，尤其是既適用于交叉通風(fēng)式空氣冷卻塔，也適用于對流通風(fēng)式空氣冷卻塔。另外，本發(fā)明可以組合在用于在入口防止結(jié)冰的裝置上，例如，在空氣冷卻塔的入口，將未冷卻水的水簾排向空氣通道。
權(quán)利要求
1.一種空氣冷卻塔，它包括交換主體(20)、配水網(wǎng)以及集水和泵水裝置(22、24、12、10)，所述配水網(wǎng)安裝在交換主體的上方并配有向每個噴水噴嘴供水的閥(16)，所述噴水噴嘴安裝在交換主體不同部分的上方，以構(gòu)成冷卻隔間，所述集水和泵水裝置收集流經(jīng)交換主體的水，并將水向配水網(wǎng)泵送，其特征在于，它包括當(dāng)施加到所述噴嘴上的靜水水頭一旦超過確定值，大于所有隔間工作時達到的值時，就自動限制增大的靜水水頭的靜態(tài)裝置，所述靜態(tài)裝置用于從超過確定值開始，將一部分引向配水高度的水流量進行分流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻塔，其特征在于，所述靜態(tài)裝置包括間置在水塔(10)和若干回水管(30)之間的溢流口(26)，所述水塔由泵送裝置(12)供水并向配水網(wǎng)供水，所述回水管圍繞處于工作狀態(tài)的噴嘴，所述溢流口處于對應(yīng)所述確定值(h0)的高度上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻塔，其特征在于，它還包括朝集水裝置分流的分流管(32)，其高點所處的高度高于配水網(wǎng)入口集水裝置的高度，低于溢流口的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷卻塔，其特征在于，高點配有通風(fēng)管(36)，所述通風(fēng)管通到高于溢流口的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻塔，其特征在于，所述靜態(tài)裝置在至少某些隔間中包括至少一個輔助配水網(wǎng)，配置成若干部分，每個部分均同輔助噴嘴相連，均同各自的隔間相連，均與主配水網(wǎng)的相應(yīng)部分平行供水，所述輔助網(wǎng)用于只有當(dāng)水壓壓頭達到由所述輔助網(wǎng)的高點固定的高度時，才向輔助噴嘴進行供水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷卻塔，其特征在于，它設(shè)有若干具有不同高度的高點的輔助配水網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的冷卻塔，其特征在于，輔助配水網(wǎng)的所述噴嘴安裝在交換主體的中間高度上，以便只向交換主體的下部分(20b)噴水。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的冷卻塔，其特征在于，輔助配水網(wǎng)安裝在低于主配水網(wǎng)的高度上，通過高點供水。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的冷卻塔，其特征在于，輔助配水網(wǎng)安裝在高于主配水網(wǎng)的高度上。
10.一種空氣冷卻塔，它包括流水結(jié)構(gòu)、至少一個主配水網(wǎng)、以及集水和泵送裝置(22a、24、12、10)，所述主配水網(wǎng)安裝在交換主體的上方，配有閥(16)，每個閥向噴水噴嘴供水，所述噴嘴安裝在交換主體的相應(yīng)部分的上方，以構(gòu)成冷卻隔間，所述集水和泵送裝置收集流經(jīng)交換主體的水并將收集的水向配水網(wǎng)泵送，其特征在于，它在至少某些隔間中具有至少一個輔助配水網(wǎng)，配置成若干部分，每個部分均同相應(yīng)隔間的輔助噴嘴相連，均與主配水網(wǎng)的相應(yīng)部分平行供水，所述輔助網(wǎng)只有當(dāng)施加到隔間的水壓壓頭達到象水位達到輔助網(wǎng)的高點這樣的數(shù)值時，才向輔助噴嘴進行供水。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的冷卻塔，其特征在于，高點配有通風(fēng)管(36)，所述通風(fēng)管通到高于限制水頭的溢流口的高度。
12.根據(jù)權(quán)利要求5、10或11所述的冷卻塔，其特征在于，輔助配水網(wǎng)的噴嘴安置成只向交換主體下部的一部分噴水。
全文摘要
濕式冷卻塔，它包括交換主體(20)、配水網(wǎng)以及歧管和泵體，配水網(wǎng)安裝在交換主體的上方并配有向每個噴水噴嘴供水的閥(16)，噴水噴嘴安裝在一段交換主體的上方，以構(gòu)成冷卻隔間，歧管和泵體收集流經(jīng)交換主體的水，并將收集的水向配水網(wǎng)泵送。冷卻塔具有自動限制靜態(tài)裝置，當(dāng)施加在噴嘴上的靜水壓力超過確定值，大于所有隔間工作時達到的值時，就對靜水壓力的升高進行靜態(tài)限制，一旦超過確定值，就將一部分引向配水區(qū)域的水流量進行分流。
文檔編號F28C1/12GK1136839SQ9519100
公開日1996年11月27日 申請日期1995年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月7日
發(fā)明者讓·巴鮑德, 讓-吉爾伯特·里比爾 申請人:法國電氣公司