专利名称：一种冷却塔的集水装置和方法
一种冷却塔的集水装置和方法技术领域
本发明实施例涉及冷却塔技术领域，特别是涉及一种冷却塔的集水装置和方法。
背景技术：
内陆百万核电项目陆续启动标志着内陆电厂是我国未来能源发展的一个主要方向。我国在常规冷却塔的设计运行上已经有了比较成熟的经验和设计成果。
带雨区的常规自然通风冷却塔的热质交换有三个区域，一是由喷溅装置至淋水填料的喷淋区，二是淋水填料区，三是淋水填料下部至集水池的雨区。三个区域中，淋水填料区的热质交换量占总量的70%左右，雨区占热质交换总量的20%左右。
百万核电机组循环水量很大，一般为同容量火电机组的1.5 2倍。较大的循环水量需要较大的冷却塔淋水面积，较高的进风口高度，相应的循环水泵静扬程也较大，因此循环水泵的运行费用较高。
冷却塔阻力由淋水填料、人字柱、梁柱支撑系统、配水系统、收水器、塔出口、淋水雨区等部分组成，塔的出口阻力仅占整个冷却塔阻力的2% 5%，其余部分都集中在进风口区域，一般雨区阻力占整个冷却塔阻力的40%左右。
雨区的阻力分为垂向阻力与水平阻力。进风口高度增加后雨区水平阻力减小、垂向阻力增大，当进风口高度增大至一定高度后，淋水的垂向阻力增大值将大于水平减小值；随冷却塔的淋水面积的增大即塔的直径增大，冷却塔的雨区阻力也增大。所以，冷却塔的淋水面积增大到一定程度后，雨区的阻力增大将会使塔的直径与进风口高度的增加受到限制。
同时常规冷却塔内的空气通过雨区时，塔内中心区域空气量小、气温高、冷效差。冷却塔淋水面积增大到一定值后，淋水区的阻力限制了空气的流动，有可能产生塔内无效的淋水面积。
而且常规冷却塔通过底部的集水池进行集水，当收集后的冷却水从冷却塔底部输送到循环水泵房，再完成整个二次循环水系统输送时，需要较大的循环水泵的静扬程，消耗大量输送冷却水的电力。并且冷却水从高处落到集水池时，会产生巨大的噪声污染。发明内容
本发明实施例公开一种冷却塔的集水装置和方法，以解决常规冷却塔需要消耗大量输送冷却水的电力，以·及降低雨区噪声污染的问题。
为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种冷却塔的集水装置，所述集水装置位于冷却塔的填料层下方；
所述集水装置包括分集水槽，所述分集水槽为U型水槽，悬吊或支撑在冷却塔的淋水架构上；
冷却水通过集水装置收集到分集水槽中，汇流到主集水槽，流出冷却塔；
其中，所述主集水槽与所述分集水槽垂直，且通过U型口与所述分集水槽终端连接。优选的，所述集水装置还包括固定构件，所述固定构件包括横杆、悬吊装置、收水斜板固定件、防溅材料固定件和稳流装置固定件。优选的，所述集水装置还包括收水斜板，所述收水斜板为长方形平板或波形板，其一条长边与所述分集水槽上檐倾斜连接，另一条长边与另一分集水槽的所述收水斜板固定件相连，将所述冷却水导流至分集水槽内。优选的，所述集水装置还包括防溅材料，所述防溅材料为蜂窝型长方体或梯形体，其平铺放置在所述收水斜板上，其一条长边与所述防溅材料固定件相连，另一条长边延伸至所述收水斜板的设定长度处，防止所述冷却水从所述收水斜板溅出。优选的，所述集水装置还包括稳流装置，所述稳流装置为长方形，其一条长边与所述稳流装置固定件连接，且靠·近所述分集水槽下檐，另一条长边延伸至所述分集水槽内的设定深度处，其水平位置为所述分集水槽的设定宽度处；所述稳流装置减缓流过所述导流板的冷却水对所述分集水槽的冲击。本发明实施例还公开了一种冷却塔的集水方法，通过集水装置收集冷却水到分集水槽中，汇流到主集水槽，流出冷却塔；其中，所述集水装置位于冷却塔的填料层下方；所述集水装置包括分集水槽，所述分集水槽为U型水槽，悬吊或支撑在冷却塔的淋水架构上； 所述主集水槽与所述分集水槽垂直，且通过U型口与所述分集水槽终端连接。优选的，所述集水装置还包括固定构件，所述固定构件包括横杆、悬吊装置、收水斜板固定件、防溅材料固定件和稳流装置固定件。优选的，所述集水装置还包括收水斜板，所述收水斜板为长方形平板或波形板，其一条长边与所述分集水槽上檐倾斜连接，另一条长边与另一分集水槽的所述收水斜板固定件相连，将所述冷却水导流至分集水槽内。优选的，所述集水装置还包括防溅材料，所述防溅材料为蜂窝型长方体或梯形体，其平铺放置在所述收水斜板上，其一条长边与所述防溅材料固定件相连，另一条长边延伸至所述收水斜板的设定长度处，防止所述冷却水从所述收水斜板溅出。优选的，所述集水装置还包括稳流装置，所述稳流装置为长方形，其一条长边与所述稳流装置固定件连接，且靠近所述分集水槽下檐，另一条长边延伸至所述分集水槽内的设定深度处，其水平位置为所述分集水槽的设定宽度处；所述稳流装置减缓流过所述导流板的冷却水对所述分集水槽的冲击。与背景技术相比，本发明实施例包括以下优点:本发明实施例提出的一种冷却塔的集水装置和方法，在确保冷却塔出水温度达到要求的同时，取消了传统的淋水雨区，将集水装置安置在填料层的下方，在保证安全运行的条件下，将经过填料层热交换后的冷却水在高处进行收集，使循环水泵的静扬程大大减少，节省后期运营成本，同时在高处收集冷却水，降低噪声污染，也提高冷却塔安全性。
图1是本发明实施例中一种冷却塔的集水装置布置位置示意图2是本发明实施例中一种冷却塔的集水装置的主集水槽与分集水槽的连接示意图3是本发明实施例中一种冷却塔的集水装置示意图。
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，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
下面通过列举几个具体的实施例详细介绍本发明公开的一种冷却塔的集水装置和方法。
实施例一
详细介绍本发明实施例公开的一种冷却塔的集水装置。
所述一种冷却塔的集水装置，具体可以包括:
分集水槽、收水斜板、防溅材料、稳流装置以及固定所需的固定构件。
下面分别详细介绍各部件的功能以及各部件之间的关系。
参照图1，示出了本发明实施例中一种冷却塔的集水装置布置位置示意图。
所述集水装置位于冷却塔的填料层下方。
并且，如图2所示，所述集水装置具体可以包括:
分集水槽，所述分集水槽为U型水槽，悬吊或支撑在冷却塔的淋水架构上。
具体地，分集水槽为U型水槽，始端在冷却塔塔壳处，分集水槽段由多组固定型号的U型水槽组合而成，每组U型水槽的长度、高度及底部坡度不同，从而可以组合成一座冷却塔所需的多条分集水槽段，简称为分集水槽。分集水槽分为上檐与下檐，上檐可以高出下檐100-800mm，上檐的安装角度可以为与水平方向成30-60度，用于支撑收水斜板。下檐处安装有防溅水挡板，防止冷却水从集水槽内溅出。
冷却水通过集水装置收集到分集水槽中，汇流到主集水槽，流出冷却塔。
其中，所述主集水槽与所述分集水槽垂直，且通过U型口与所述分集水槽终端连接。
具体地，主集水槽通过U型口与分集水槽终端连接。U型分集水槽间隔一定距离布置一条，终端接入主集 水槽，主集水槽上的每个U型口都连接一条分集水槽。主集水槽的槽身两侧连接不同的分集水槽。每条分集水槽的长度不同。并且主集水槽经过冷却塔横断面的中心，与地面垂直。主集水槽为中央布置，长度大概为所处圆的直径。
包含本发明实施例提出的集水装置的冷却塔的进水方向与出水方向的夹角为90度。主集水槽位于冷却塔的中央，分集水槽由主集水槽的两侧接入到主集水槽。汇集收留的冷却水从主集水槽出水口流出，通过流道流入泵房前池，以完成循环水系统的一个全流程。
分集水槽与主集水槽的尺寸都需通过计算确定，以保证分集水槽和主集水槽的内壁高在一定限制范围内，并保证槽内流动为缓流，即控制分集水槽和主集水槽内的流体流速。
如图3所示，所述集水装置具体还可以包括固定构件，固定构件是保证集水装置之间、集水装置内部各构件之间的连接，以及集水装置与淋水架构的连接。具体地，所述固定构件具体可以包括横杆、悬吊装置、收水斜板固定件、防溅材料固定件和稳流装置固定件。具体地，在任意一个U型分集水槽的宽度方向装有两根固定用横杆，在两根横杆之间安装有防溅材料固定件与稳流装置固定件，防溅材料固定件安装角度可以为与垂直方向成0-45度，稳流装置固定件安装角度可以为垂直方向。两根固定用横杆中间处安装有悬吊装置，悬吊装置顶部安装收水斜板固定件，用于固定下一组U型分集水槽的收水斜板，其安装角度可以为与水平方向成30-60度。如果集水装置为悬吊布置，则可以在悬吊装置上安装钢丝，悬吊装置的另一端固定在淋水架构上，用于固定集水装置；如果集水装置为搁置式布置，则无需钢丝，集水装置可以直接支撑在淋水架构上。所述集水装置具体还可以包括收水斜板，所述收水斜板为长方形，可以为一张平整的方板，或是波形方板，其一条长边与所述分集水槽上檐倾斜连接，另一条长边与另一分集水槽的所述收水斜板固定件相连，其安装角度可以为与水平方向成30-60度，收水斜板将所述冷却水导流至分集水槽内。所述集水装置具体还可以包括防溅材料，所述防溅材料为蜂窝型长方体或梯形体，其平铺放置在所述收水斜板上，其一条长边与所述防溅材料固定件相连，另一条长边延伸至所述收水斜板的设定长度处(具体地，另一条长边延伸长度可以为收水斜板上边缘至收水斜板长度的1/2之间的任一长度)。防溅材料防止所述冷却水从所述收水斜板溅出。所述集水装置具体还可以包括稳流装置，所述稳流装置为长方形，其一条长边与所述稳流装置固定件连接，且靠近所述分集水槽下檐，另一条长边延伸至所述分集水槽内的设定深度处(具体地， 另一条长边可以延伸至U型分集水槽内1/2至2/3深度处)，其水平位置为所述分集水槽的设定宽度处(水平位置可以为U型分集水槽的1/2至2/3宽度处)；所述稳流装置减缓流过所述导流板的冷却水对所述分集水槽的冲击。包含本发明实施例公开的一种冷却塔的集水装置的冷却塔的工作过程可以为:冷却塔通过配水系统将热水均匀喷洒在填料层上，进行冷热交换，填料层底部下落的冷却水经过收水斜板流入分集水槽内，冷却水经各个分集水槽汇流入主集水槽收集。分集水槽悬吊或支撑在淋水架构上。综上所述，本发明实施例公开的一种冷却塔的集水装置，与背景技术相比，具有以下优点:本发明实施例提出的一种冷却塔的集水装置，在确保冷却塔出水温度达到要求的同时，取消了传统的淋水雨区，将集水装置安置在填料层的下方，在保证安全运行的条件下，将经过填料层热交换后的冷却水在高处进行收集，使循环水泵的静扬程大大减少，节省后期运营成本，同时在高处收集冷却水，降低噪声污染，也提高冷却塔安全性。实施例二详细介绍本发明实施例公开的一种冷却塔的集水方法。所述一种冷却塔的集水方法，具体可以为:通过集水装置收集冷却水到分集水槽中，汇流到主集水槽，流出冷却塔。其中，所述集水装置位于冷却塔的填料层下方，所述集水装置具体可以包括分集水槽，所述分集水槽为U型水槽，悬吊或支撑在冷却塔的淋水架构上。具体地，分集水槽为U型水槽，始端在冷却塔塔壳处，分集水槽段由多组固定型号的U型水槽组合而成，每组U型水槽的长度、高度及底部坡度不同，从而可以组合成一座冷却塔所需的多条分集水槽段，简称为分集水槽。分集水槽分为上檐与下檐，上檐可以高出下檐100-800mm，上檐的安装角度可以为与水平方向成30-60度，用于支撑收水斜板。下檐处安装有防溅水挡板，防止冷却水从集水槽内溅出。
所述主集水槽与所述分集水槽垂直，且通过U型口与所述分集水槽终端连接。具体地，主集水槽通过U型口与分集水槽终端连接。U型分集水槽间隔一定距离布置一条，终端接入主集水槽，主集水槽上的每个U型口都连接一条分集水槽。主集水槽的槽身两侧连接不同的分集水槽。每条分集水槽的长度不同。并且主集水槽经过冷却塔横断面的中心，与地面垂直。主集水槽为中央布置，长度大概为所处圆的直径。
运用本发明实施例提出的集水方法的冷却塔的进水方向与出水方向的夹角为90度。主集水槽位于冷却塔的中央，分集水槽由主集水槽的两侧接入到主集水槽。汇集收留的冷却水从主集水槽出水口流出，通过流道流入泵房前池，以完成循环水系统的一个全流程。
分集水槽与主集水槽的尺寸都需通过计算确定，以保证分集水槽和主集水槽的内壁高在一定限制范围内，并保证槽内流动为缓流，即控制分集水槽和主集水槽内的流体流速。
所述集水装置具体还可以包括固定构件，固定构件是保证集水装置之间、集水装置内部各构件之间的连接，以及集水装置与淋水架构的连接。具体地，所述固定构件具体可以包括横杆、悬吊装 置、收水斜板固定件、防溅材料固定件和稳流装置固定件。
具体地，在任意一个U型分集水槽的宽度方向装有两根固定用横杆，在两根横杆之间安装有防溅材料固定件与稳流装置固定件，防溅材料固定件安装角度可以为与垂直方向成0-45度，稳流装置固定件安装角度可以为垂直方向。两根固定用横杆中间处安装有悬吊装置，悬吊装置顶部安装收水斜板固定件，用于固定下一组U型分集水槽的收水斜板，其安装角度可以为与水平方向成30-60度。如果集水装置为悬吊布置，则可以在悬吊装置上安装钢丝，悬吊装置的另一端固定在淋水架构上，用于固定集水装置；如果集水装置为搁置式布置，则无需钢丝，集水装置可以直接支撑在淋水架构上。
所述集水装置具体还可以包括收水斜板，所述收水斜板为长方形，可以为一张平整的方板，或是波形方板，其一条长边与所述分集水槽上檐倾斜连接，另一条长边与另一分集水槽的所述收水斜板固定件相连，其安装角度可以为与水平方向成30-60度，收水斜板将所述冷却水导流至分集水槽内。
所述集水装置具体还可以包括防溅材料，所述防溅材料为蜂窝型长方体或梯形体，其平铺放置在所述收水斜板上，其一条长边与所述防溅材料固定件相连，另一条长边延伸至所述收水斜板的设定长度处(具体地，另一条长边延伸长度可以为收水斜板上边缘至收水斜板长度的1/2之间的任一长度)。防溅材料防止所述冷却水从所述收水斜板溅出。
所述集水装置具体还可以包括稳流装置，所述稳流装置为长方形，其一条长边与所述稳流装置固定件连接，且靠近所述分集水槽下檐，另一条长边延伸至所述分集水槽内的设定深度处(具体地，另一条长边可以延伸至U型分集水槽内1/2至2/3深度处)，其水平位置为所述分集水槽的设定宽度处(水平位置可以为U型分集水槽的1/2至2/3宽度处)；所述稳流装置减缓流过所述导流板的冷却水对所述分集水槽的冲击。
运用本发明实施例公开的一种冷却塔的集水方法的冷却塔的工作过程可以为:冷却塔通过配水系统将热水均匀喷洒在填料层上，进行冷热交换，填料层底部下落的冷却水经过收水斜板流入分集水槽内，冷却水经各个分集水槽汇流入主集水槽收集。分集水槽悬吊或支撑在淋水架构上。综上所述，本发明实施例公开的一种冷却塔的集水方法，与背景技术相比，具有以下优点:本发明实施例提出的一种冷却塔的集水方法，在确保冷却塔出水温度达到要求的同时，取消了传统的淋水雨区，将集水装置安置在填料层的下方，位于冷却塔的高处，在保证安全运行的条件下，将经过填料层热交换后的冷却水在高处进行收集，使循环水泵的静扬程大大减少，节省后期运营成本，同时在高处收集冷却水，降低噪声污染，也提高冷却塔安全性。具体地，本发明实施例提出的一种冷却塔的集水装置和方法，与背景技术相比的优点，可以体现在:(I)节能
冷却塔的冷却水从填料层出来后在一定高度即被集水装置收集起来，可有效利用冷却水的位能，减少循环水泵的静扬程，节省了电厂的运行费用。(2)高效常规冷却塔的塔内中心区域空气量小、气温高、冷效差。而布置本发明实施例公开的一种冷却塔的集水装置的高位集水超大型冷却塔的塔内无雨区，通风阻力小，进风比较均匀，塔内中心区域与外圈进风温度一致，解决了常规超大型冷却塔中心区域冷效低的技术难题。(3)低噪冷却塔的噪音主要为两方面:配水及雨区引起的噪音。布置本发明实施例公开的一种冷却塔的集水装置的高位集水超大型冷却塔从消除雨区噪声源着手，在填料层底部下落的冷却水滴经过收水斜板时被集水装置截流收集，落差减小，降低了由下落水滴冲击造成的噪声污染，且斜板上的防溅材料也有降噪功能，因此可降低噪声5 8分贝。(4)节省成本虽然本发明实施例公开的一种冷却塔的集水装置的初期投资较高，高于常规冷却塔，但从投资成本和运营成本两方面综合考虑，常规冷却塔的运营成本远高于布置本发明实施例公开的一种冷却塔的集水装置的高位集水冷却塔，因此，高位集水冷却塔较常规冷却塔更具盈利性，集水装置所需的额外投资成本仅需很短时间即可实现回报。(5)其它方面较常规冷却塔相比，高位集水冷却塔在混凝土柱子的外观检查和维护上，可做到随时检查，并不是仅在停机维护时才可进行；在常规冷却塔运行期间，严禁进入常规冷却塔下的地面空间区域，而高位集水冷却塔在运行时可以进入和使用，如用来储藏物品等。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上对本发明实施例所公开的一种冷却塔的集水装置和方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的 限制。
权利要求
1.一种冷却塔的集水装置，其特征在于， 所述集水装置位于冷却塔的填料层下方； 所述集水装置包括分集水槽，所述分集水槽为U型水槽，悬吊或支撑在冷却塔的淋水架构上； 冷却水通过集水装置收集到分集水槽中，汇流到主集水槽，流出冷却塔； 其中，所述主集水槽与所述分集水槽垂直，且通过U型口与所述分集水槽终端连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述集水装置还包括固定构件，所述固定构件包括横杆、悬吊装置、收水斜板固定件、防溅材料固定件和稳流装置固定件。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于， 所述集水装置还包括收水斜板，所述收水斜板为长方形平板或波形板，其一条长边与所述分集水槽上檐倾斜连接，另一条长边与另一分集水槽的所述收水斜板固定件相连，将所述冷却水导流至分集水槽内。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于， 所述集水装置还包括防溅材料，所述防溅材料为蜂窝型长方体或梯形体，其平铺放置在所述收水斜板上，其一条长边与所述防溅材料固定件相连，另一条长边延伸至所述收水斜板的设定长度处，防止所述冷却水从所述收水斜板溅出。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于， 所述集水装置还包括稳流装置，所述稳流装置为长方形，其一条长边与所述稳流装置固定件连接，且靠近所述分集水槽下檐，另一条长边延伸至所述分集水槽内的设定深度处，其水平位置为所述分集水槽的设定宽度处；所述稳流装置减缓流过所述导流板的冷却水对所述分集水槽的冲击。
6.一种冷却塔的集水方法，其特征在于， 通过集水装置收集冷却水到分集水槽中，汇流到主集水槽，流出冷却塔； 其中，所述集水装置位于冷却塔的填料层下方； 所述集水装置包括分集水槽，所述分集水槽为U型水槽，悬吊或支撑在冷却塔的淋水架构上； 所述主集水槽与所述分集水槽垂直，且通过U型口与所述分集水槽终端连接。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于， 所述集水装置还包括固定构件，所述固定构件包括横杆、悬吊装置、收水斜板固定件、防溅材料固定件和稳流装置固定件。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于， 所述集水装置还包括收水斜板，所述收水斜板为长方形平板或波形板，其一条长边与所述分集水槽上檐倾斜连接，另一条长边与另一分集水槽的所述收水斜板固定件相连，将所述冷却水导流至分集水槽内。
9.根据权利要求8所述的方法，其 特征在于， 所述集水装置还包括防溅材料，所述防溅材料为蜂窝型长方体或梯形体，其平铺放置在所述收水斜板上，其一条长边与所述防溅材料固定件相连，另一条长边延伸至所述收水斜板的设定长度处，防止所述冷却水从所述收水斜板溅出。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于， 所述集水装置还包括稳流装置，所述稳流装置为长方形，其一条长边与所述稳流装置固定件连接，且靠近所述分集水槽下檐，另一条长边延伸至所述分集水槽内的设定深度处，其水平位置为所述分集水槽的设定宽度处；所述稳流装置减缓流过所述导流板的冷却水对所述分集水槽的冲击。 ·
全文摘要
本发明实施例公开了一种冷却塔的集水装置和方法，以解决常规冷却塔需要消耗大量输送冷却水的电力，以及降低雨区噪声污染的问题。所述集水装置位于冷却塔的填料层下方；所述集水装置包括分集水槽，所述分集水槽为U型水槽，悬吊或支撑在冷却塔的淋水架构上；冷却水通过集水装置收集到分集水槽中，汇流到主集水槽，流出冷却塔；其中，所述主集水槽与所述分集水槽垂直，且通过U型口与所述分集水槽终端连接。本发明实施例使循环水泵的静扬程大大减少，节省后期运营成本，同时在高处收集冷却水，降低噪声污染，也提高冷却塔安全性。
文档编号F28F25/02GK103234380SQ20131013936
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月19日 优先权日2013年4月19日
发明者栾伟, 贲岳, 徐士倩, 王成立, 张东文, 潘苏, 高学贞, 翟慎会, 张成荣, 李毅男, 葛小玲, 韩敬钦, 高德申, 宫现辉, 赵佰波 申请人:国核电力规划设计研究院, 山东电力工程咨询院有限公司