本实用新型涉及冷却塔能量回收利用技术领域，具体涉及一种循环水冷却塔落水势能发电系统。
背景技术：
冷却塔作为一种有效的冷却设备,在工农业生产特别是需要大量冷却水的火电站和核电站热力系统中被广泛使用。随着电力工业的发展和水资源的日益稀缺,人们对冷却塔冷却效果和冷却效率的要求也逐渐提高,并不断地对冷却塔的性能进行研究。
在常规逆流式自然通风冷却塔中，热水由管道通过竖管竖井送入塔内热水分配系统，经配水管再通过喷溅装置，将水洒到填料上；经填料后成雨状自由跌落入至下部集水池，冷却后的水抽走重新使用。这种型式的冷却塔称为简称常规塔。
由于常规塔的冷却水经填料自由跌落的高度即雨区较大，导致常规塔供水高度较高，故循环水泵扬程较高、功率较大。为减少循环水系统电耗，在本世纪70年代末，由法国电力公司和比利时哈蒙冷却塔公司在常规塔的基础上设计研究出一种能降低冷却塔供水高度的节能型冷却塔，即逆流式自然通风高位收水冷却塔，并于上世纪80年代初期开始在工业中采用。
与常规塔相比，高位收水塔取消了常规塔底部的混凝土集水池及雨区，配有高位收水装置，冷却后的循环水在淋水填料底部经高位收水装置截留汇入集水槽至循环水泵房进水间，再经过循环水泵升压后送回主厂房循环冷却使用，附属配水系统、淋水装置、除水器与常规塔相似。
常规自然通风冷却塔，由于风速影响及水池的消能作用，通过填料后的水流自由跌落即雨区至集水池所产生的动能被全部损耗，同时产生很大的噪音。高位收水冷却塔通过填料下端的收水斜板和收水槽，将水汇集到高位集水槽。高位集水槽水面到填料底部的高差远小于常规逆流式自然通风冷却塔雨区的高度，即高位收水冷却塔从填料底部通过收水斜板及收水槽损失的能量远小于常规塔雨区损失的能量，相应产生的噪声更小。节能、低噪声，这就是高位收水冷却塔的生命力所在。
然而，高位收水冷却塔在应用过程中，在工程设计、高位收水装置制造、安装等方面均有较多缺陷，故该种冷却塔收水方式在国内鲜有成功案例报道。
由于常规冷却塔供水高度偏高，循环水泵电耗过大，机组厂用电率高，以及高水收水冷却塔技术尚不成熟、造价偏高，寻求一种更加安全经济、可靠可行的冷却塔节能利用方案具有十分重要的意义。
有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种本实用新型涉及冷却塔能量回收利用技术领域，具体涉及一种循环水冷却塔落水势能发电系统使其更具有产业上的利用价值。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种有效回收循环水落水势能。通过水轮机将落水势能转化为电能，提高机组经济性的循环水冷却塔落水势能发电系统。
本实用新型循环水冷却塔落水势能的发电系统，包括循环水塔，在所述循环水塔内由上向下依次布置的水轮机、配水装置、淋水装置以及集水池，所述集水池内设有循环水泵，所述循环水泵的出水口连接循环水泵出口循环水管路的入水口，所述循环水泵出口循环水管路的出水口连接水轮机入口循环水管路的进水口，水轮机入口循环水管路的出水口连通水轮机的入水口，所述水轮机的出水口通过水轮机出口循环水管路与配水装置连通；
所述循环水泵将集水池内的循环水循环经由水泵出口循环水管路将输送至预定的最高输水位置，循环水经水轮机入口循环水管路输入水轮机驱动所述水轮机，循环水再由水轮机的出口循环水管道输出至配水装置。
进一步地，所述水轮机包括卧式水轮机壳体，所述水轮机壳体的两侧设有水轮机进水口和水轮机出水口；所述水轮机壳体的中心设有轴承座；
水轮机叶轮，所述水轮机叶轮设在所述水轮机壳体内部，且所述水轮机叶轮包括：设在叶轮中心处的叶轮轴心，和设在叶轮边缘的叶片；设在水轮机壳体外部的变速箱，所述变速箱的一侧通过传动轴与水轮机壳体的轴承座连接，另一侧设有联轴，所述联轴用于和冷却塔的风机连接或用于和水轮发电机连接，驱动水轮发电机发电。
进一步地，所述变速箱的增速为1∶1.5～3倍数，优选地，所述变速箱的增速为1∶2.3±0.1倍数。
进一步地，预定的最高输水位置与水轮机之间的距离不小于3m。
进一步地，水轮机进水口设置有可调节进水量大小的调节阀。
进一步地，所述叶片可拆卸式设置在叶轮轴心上，所述叶片的下部为弧形结构，上部为直形结构，且上部与下部的长度比为1:1至1:3。
借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：
本实用新型通过对在现有发电机组循环水冷却塔结构的简单改造，通过本实用新型所述的循环水冷却塔落水势能发电系统，可以有效回收循环水落水势能。通过水轮机将落水势能转化为电能，提高机组经济性。本实用新型缩小了雨区区域，降低了冷却塔的噪音，同时减小了冷却塔整体的通风阻力，对提高冷却效果有一定的益处。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型循环水冷却塔落水势能发电系统的结构示意图；
1为水轮机，2为配水装置，3为淋水装置，4为集水池，5为循环水泵，6为循环水塔，7为悬吊固定架，8为循环水泵出口循环水管路，9为水轮机入口循环水管路，10为水轮机出口循环水管路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
参见图1，本实用新型一较佳实施例所述的一种循环水冷却塔落水势能发电系统，主要包括循环水塔6、集水池4、循环水泵5、配水装置2、淋水装置3、水轮机系统1、输水管道8、9、10以及悬吊固定架7等。所述的循环水泵5用来提供所需的压头，将冷却水输送至最高水位位置。所述的输水管道包括从循环水泵至最高水位位置间管道8，最高水位至水轮机入口管道9以及水轮机出口至配水系统管道10；所述的悬吊固定架7主要用来固定水轮机系统1。所述的集水池4位于冷却塔下部，具有一定深度，用来收集雨区落下的循环水。所述的配水装置2与淋水装置3位于水轮机下方，与常规塔相比，与集水池的高度差更小。将具有一定势能的循环水通入水轮机系统1做功转化为电能，回收的电能继续作为循环水泵5的部分驱动电力，或为其它厂用电用户提供电力。
本实用新型涉及的输水管道中，需要注意两部分管道口径尺寸：一是在顶部主输水管道与水轮机间的输水管道9，另一段为水轮机出口至配水装置入口段输水管道10。两部的输水管道的尺寸要配合循环水给水管道尺寸和水轮机入口尺寸，以及要配合水轮机出口尺寸与配水装置入口管道尺寸。减小循环水在新增的输水管道中的流动损失，强化势能回收效果。
鉴于通入水轮机的循环水量与循环水水位，本实用新型采用适合中小型水轮发电规模的卧式布置方式。水轮机发电系统，由转子、定子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等主要部件组成。
在机组运行初始阶段，水轮机尚未做功，此时采用备用辅助电源驱动循环泵输水。当循环冷却水势能经水轮机转化为电能后，代替循环泵部分电源，或为其它厂用电用户提供电力，进而降低厂用电率。
本实用新型所述的输水管道包括三部分，第一段从循环水泵至最高水位位置间管道，第二段是顶部最高水位处与水轮机间的输水管道，第三段为水轮机出口至配水装置入口段。后两段输水管道的尺寸要配合循环水给水管道尺寸和水轮机入口尺寸，以及要配合水轮机出口尺寸与配水装置入口管道尺寸。减小循环水在新增的输水管道中的流动损失，强化势能回收效果。
本实用新型中，循环水利用自身势能冲击水轮机发电后进入配水装置，经配水管再通过喷溅装置，将水洒到填料上，经填料后成雨状自由跌落至下部集水池，冷却后的水抽走后重新使用。
冷却塔换热的主要区域为淋水填料区域冷却份额占60％-70％，雨区的换热仅为全塔换热的一小部分。冷却塔通风阻力中，雨区的阻力占40％左右，本实用新型将冷却塔雨区缩小，减小了通风阻力，其份额远超增加水轮机发电系统所增加的通风阻力，故冷却塔整体通风效果有了一定的增强。
更进一步的技术方案是水轮机发出的电能直接供给至循环水泵或其他厂用电用户，减少循环水泵等用户的额外电力供给，进而降低厂用电率。
更进一步的技术方案是水轮机可以带动风机运行而不进行发电，水轮机驱动风机可以提高冷却水塔的通风能力，降低机组冷却水温，进而提高机组循环热效率。例如：所述水轮机包括卧式水轮机壳体，所述水轮机壳体的两侧设有水轮机进水口和水轮机出水口；水轮机进水口设置有可调节进水量大小的调节阀。所述水轮机壳体的中心设有轴承座。
水轮机叶轮，所述水轮机叶轮设在所述水轮机壳体内部，且所述水轮机叶轮包括：设在叶轮中心处的叶轮轴心，和设在叶轮边缘的叶片；设在水轮机壳体外部的变速箱，所述变速箱的一侧通过传动轴与水轮机壳体的轴承座连接，另一侧设有联轴，所述联轴用于和冷却塔的风机连接或用于和水轮发电机连接，驱动水轮发电机发电。
所述变速箱的增速为1∶1.5～3倍数，优选地，所述变速箱的增速为1∶2.3±0.1倍数。
预定的最高输水位置与水轮机之间的距离不小于3m。
所述叶片可拆卸式设置在叶轮轴心上，所述叶片的下部为弧形结构，上部为直形结构，且上部与下部的长度比为1:1至1:3。所述水叶41的下部为弧形结构，上部为直形结构，且上部与下部的长度比为1:1至1:3。水叶41由不锈钢做成，防锈防腐蚀，功能好，寿命长。
本实用新型将常规设计的冷却塔配水装置2和淋水装置3向下移动一定的距离，在保证冷却塔必需的冷却效果和结构安全的前提下尽量将配水装置2和淋水装置3低位布置，提高冷却塔落水势能的发电效果。
在所述的配水装置2上方安装水轮机发电系统1，利用增加的输水管道9直接将具有一定位势能的循环水通入水轮机发电装置，在不改变常规冷却塔系统循环冷却水上升高度的前提下，回收利用多余的落水势能，提高机组经济效益。
低位布置的配水装置2与淋水装置3与集水池4的高度差明显缩短，减小了雨区的设计高度，可以大大降低循环水冷却塔雨区噪声，并降低雨区气体流动阻力，整体上改善冷却塔内流动效果。
水轮机发出的电能直接供给至循环水泵5，减少循环水泵的额外电力供给，或供给其他厂用电用户，进而降低厂用电率。
本实用新型配水装置与淋水装置涉及的雨滴直径、淋水密度、填料特性等方面的选择已有大量相关研究，在具体实施过程中根据实际情况进行合理选择，此处不在赘述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。