专利名称：无填料多级通风冷却塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种以空气为冷却介质，用内外交错布置的波纹板取代传统填料 的水溶液换热装置。
背景技术：
冷却塔的作用是将携带余热的循环水在塔内与空气进行热交换，把水的热量传输 给空气并散入大气，对循环水进行降温。目前应用较广泛的敞开式机械通风冷却塔，如CN2492820Y公布的双重热交换高 效复合型冷却塔，是在塔体内填充填料，并在填料上方设置喷头，水被均勻散布后，在填料 表面形成水膜，增大了水气接触的表面积，热交换效率较高，但是由于填料本身风阻较大， 必须在填料高度上有所限制，这样就减小了热水下落的行程，缩短了热水在塔内的停留时 间，对冷却效果有所影响；若想让此类冷却塔增效，仅能在填料上作文章，如尽量增加填料 的凸凹曲线面，但潜力十分有限；同时，此类系统所应用的形态复杂、间隙极小的填料膜片， 因长期浸泡在水中，易结水垢，易被泥沙或菌藻团阻塞，进而使填料片间的空隙变小，甚至 出现老化、变形和塌陷等现象，增加了通风阻力，增高了电耗，且使冷却效果变差；另外，此 类冷却塔系统架构比较复杂，一旦填料部分有所损坏，必须停产检维修，消耗较多人力和时 间，影响了企业正常运营。而无填料的敞开式机械通风冷却塔，如CN2520493Y公布的无填料喷雾冷却塔，其 冷却元件采用雾化喷头，虽然减小了系统阻力，增加了水气接触表面积，提高了冷却效果， 但由于敞开式冷却水系统常含较多杂质，喷嘴极易阻塞，且检修不便。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种冷却效果优于同等进水量的传统敞开式机械通风 冷却塔，噪音小，寿命长，节约占地，可实现不停产检维修的无填料多级通风冷却塔。本实用新型所述的无填料多级通风冷却塔由塔体、风机、风筒、波纹板、配水管、收 水器和集水池构成；塔体由钢筋混凝土构件构成的塔顶平台、侧墙、内部通风墙和中部滑道 墙构成；风筒安装在塔顶平台中心，下端坐在收水器上；由风机马达和风机叶片构成的风 机安装在风筒内；收水器固定在内部通风墙顶端上的收水器支架上；集水池位于塔体底 部，设有排泥管、防水堰、吸水管和吸水坑；配水管由入水管和入水管阀门构成，位于塔顶平 台上，一端通过塔顶中心与塔体内联通，另一端与总水管和事故溢流管、事故溢流管阀门连 接；塔体侧墙位于塔体的左右两侧，两道中部滑道墙位于两道侧墙的中间，在塔体侧墙内侧 和中部滑道墙两侧设有水平滑道槽；内部通风墙由两快墙体组成，内部通风墙位于侧墙内 侧，内部通风墙上设有长方形通风孔，每个通风孔下沿安装有折页形的收水板，每个收水板 的内侧向上弯折，另一侧突出于内部通风墙；波纹板在水平方向，内外交错地安装在侧墙和 中部滑道墙上的滑道槽内，每两片交错安装的波纹板对应一个单独的通风孔，每一片靠外 侧波纹板的外端部装有面板，两个面板之间形成的空间形成进风口。[0007]所述侧墙呈平行四边形建造，中部滑道墙呈倒梯形建造。两道内部通风墙分别向前后倾斜成80°角。每个靠外侧波纹板，最后端和最前端安装有外侧挡水板和内侧溢水堰，在每个波 谷部分的靠近前端的位置成列地设置有7 10个内侧淋水孔。每个靠内侧波纹板，最后端 和最前端安装有内侧挡水板和外侧溢水堰，在每个波谷部分的靠近前端的位置成列地设置 有2 3个外侧淋水孔，在每个波峰部分的靠近后端的位置设置有水膜片。面板由纵向挡板、斜向挡板和限位架构成，通过纵向挡板四角处的螺栓孔固定在 侧墙和中部滑道墙相对应的螺栓孔内，限位架焊接在斜向挡板的两侧。运行时，循环水流经每片波纹板并迂回下落，且在下落过程中不断与低温干燥的 新鲜空气接触换热。在每三片交错安装的波纹板所形成的两个间隔内，空气与循环水均有 四个接触阶段，即水从上一级波纹板淋落过程、水在波纹板上横向流动过程、水落在水膜片 上的成膜过程和水向下一级波纹板淋落过程。在塔体的上三分之二处，水温高于空气的干 球温度，水的降温主要来自接触散热和蒸发散热，而在塔体的下三分之一处，水温已降至接 近空气的干球温度，水的降温则主要来自蒸发散热。本实用新型的无填料多级通风冷却塔与现有技术相比所具有的优点体现在1、冷却效果好。由于波纹板在水平方向上的的内外交错布置，使得水的停留时间 (即水气接触时间)增加了近6 8倍左右；波纹板具有较大表面积，结合水膜片和淋水孔， 使气水接触的面积大大增加；同时由于多级通风结构，使得循环水在下落过程中不断接触 干球温度较低的新鲜干燥空气，由一次热交换变为多次热交换，均增强了冷却效果。2、布水均勻。水流自波纹板的波谷处沿溢水堰溢出，淋至下层波纹板的波峰处， 然后均勻流向两侧波谷处，使得水流的分布会一直保持在均衡状态。3、噪音小。每级波纹板上，水滴淋落的垂直高度仅为25 30cm，且多数淋落在波 纹板的波峰处的倾斜段，声音较小；同时，由于塔体整体为钢筋混凝土结构，极大地减小了 风机转动所产生的震动噪音。4、使用寿命长。波纹板在使用过程中，由于无需像传统填料那样要考虑间隙和片 数，所以在制造时可以适当增加膜片厚度，这样就加大了波纹板强度，延长了使用寿命。5、不易滋生藻类。塔体为全避光结构，无阳光直射入冷却塔内部，杜绝了藻类的滋 生。6、检维修方便，无需停产。由于特殊的滑道设计和波纹板的分体结构，所以在对每 一片单独的波纹板进行清洗、检修或更换时，只需将相应波纹板从滑道内抽出，而不会影响 冷却塔整体的正常运行。7、能耗较低。由于进风口和通风孔较大，波纹板间距较宽，塔内通风顺畅，无需像 传统敞开式机械通风冷却塔那样依靠风机强制抽风，可使风机在较低转速下运行。8、无风吹损失。由于水落差较小，且落点距进风口较远，故不存在风吹损失现象。
图1为冷却塔波纹板剖面及波纹板滑道剖面结构示意图；图2为冷却塔正面及内部通风墙正面示意图；图3为冷却塔爬梯及检修门位置示意图；[0024]图4为靠内侧的波纹板结构示意图；图5为靠外侧的波纹板结构示意图；图6为波纹板底部固定架结构示意图；图7为波纹板支架结构示意图；图8为波纹板纵向剖面示意图；图9a为溢水堰安装示意图；图9b为膜片安装示意图；图IOa为面板结构示意图；图IOb为面板安装示意图。图中1风机马达、2风机叶片、3风机支架、4收水器、5收水器支架、6塔顶平台、 7入水管、8配水管、9面板、10靠外侧波纹板、11靠内侧波纹板、12进风口、13防水堰、14横 向穿墙孔、15排泥管、16风筒、17内部通风墙、18顶梁、19配水管支架、20靠内侧波纹板滑 道槽、21靠外侧波纹板滑道槽、22收水板、23、通风孔、24集水池、25吸水管、26吸水坑、27 入水管阀门、28总上水管、29事故溢流管、30事故溢流管阀门、31纵向穿墙孔、32中部滑道 墙、33护栏、34爬梯、35爬梯平台、36侧墙、37侧墙支撑梁、38功能池、39检修门、40塔体、 41外侧溢水堰、42外侧淋水孔、43水膜片、44内侧挡水板、45波峰部分、46波谷部分、47外 侧挡水板、48内侧淋水孔、49内侧溢水堰、50固定架、51波纹板支架、52纵筋、53吊装环、54 横筋、55滚轮、56纵向挡板、57斜向挡板、58限位架、59膨胀螺栓、60螺栓孔
具体实施方式
参照图1、2和3，塔体40的主体是由钢筋混凝土结构的侧墙36、塔顶平台6、内部 通风墙17和中部滑道墙32共同组成。两道侧墙36位于塔体40的左右两侧，其下方延伸 至集水池24的底部，并被连接于集水池24的上沿的侧墙支撑梁37所支撑，每道侧墙36的 内侧的前后两端相对应地交错设置有靠内侧波纹板滑道槽20和靠外侧波纹板滑道槽21， 每道靠内侧波纹板滑道槽20均延伸至内部通风墙17，每道靠外侧波纹板滑道槽21均延伸 至距离内部通风墙17约30cm的位置。塔顶平台6桥架在侧墙36的中间，并被两道靠近前 后两侧的横跨左右的顶梁18所加固。双曲线型的风筒16安装在塔顶平台6的中间位置， 风机马达1和风机叶片2安装在风筒16内部中间位置，并被搭建在塔顶平台6上的呈十字 形交叉的风机支架3所支撑。在内部通风墙17上方的中间位置安装有收水器支架5，在收 水器支架5上安装有足够遮住风筒16下沿的收水器4，作用是减少水蒸气的散逸。两道内 部通风墙17沿塔体40的左右方向向两侧呈80°角建造，其上方与塔顶平台6连接，其下方 延伸至集水池24的底部，并在下方设置有4个纵向穿墙孔31，使集水池24前后连通。在内 部通风墙17上设有长方形通风孔23，每个通风孔23的下沿均安装有折页型的收水板22， 每个收水板22的内侧均向上弯折，另一侧略突出于内部通风墙17，作用是防止未被彻底降 温的水花溅入集水池24。两道中部滑道墙32位于两道侧墙36的中间，其内侧与内部通风 墙17相连，其上方与塔顶平台6相连，其下方延伸至集水池24的底部，并在下方设置有2 个横向穿墙孔14，使集水池24左右连通。集水池24建造在地下位置，且左右两侧略突出于 侧墙36约120cm，并由此形成了功能池38，作用是用于取样、临时加药或补水等用途，在集 水池24的上部的外沿设置有防水堰13，在底部设置有排泥管15和吸水坑26，吸水管25伸至吸水坑26底部。参照图1和2，总上水管28设置于塔体40的一侧，并与侧墙36相平行，其顶部高 于塔顶平台6，并在顶部的两侧平行地安装有两套入水管7和入水管阀门27，每根入水管7 均延伸到中部滑道墙32的垂直上方，并伸入塔体40的内部，与配水管8的中部相连接，配 水管8被配水管支架19固定在塔顶平台6的前后两端，作用是对循环水进行均勻播洒。事 故溢流管29和事故溢流管阀门30设置在总上水管28的下方接近地面的位置，事故溢流管 29的出口位于功能池38的上方。参照图2和3，爬梯34、爬梯平台35和检修门39设置在相对于总上水管28的另 一侧的侧墙36上，在塔顶平台6的四周设置有护栏33。参照图1、4、5、6和7，在每个靠外侧波纹板滑道槽21内均安装有一个靠外侧波纹 板10，外侧挡水板47和内侧溢水堰49分别被安装在靠外侧波纹板10的最后端和最前端， 并在每个波谷部分46的靠近前端的位置成列地设置有7 10个内侧淋水孔48。在每个靠 内侧波纹板滑道槽20内均安装有一个靠内侧波纹板11，内侧挡水板44和外侧溢水堰41分 别被安装在靠内侧波纹板11的最后端和最前端，并在每个波谷部分46的靠近前端的位置 成列地设置有2 3个外侧淋水孔42，在每个波峰部分45的靠近后端的位置设置有水膜片 43。每块靠外侧波纹板10和靠内侧波纹板11均被安装在相应的波纹板支架51上，并由波 纹板底部的固定架50和波纹板支架51上的横筋54通过尼龙绳或钢丝相互固定，每个波纹 板支架51上并排地设置有5根横筋54，并被左右两侧的两根横筋52所固定，在每根横筋 52上焊接有两个吊装环53和5个滚轮55。参照图8，每两片相邻的靠外侧波纹板10和靠内侧波纹板11在水平方向上左右交 错，即上一层波纹板的波峰部分45位于下一层波纹板的波谷部分46的正上方。参照图9a、9b，为了便于波纹板的生产，并防止在运输途中损坏，对外侧溢水堰 41、内侧溢水堰49和水膜片43采用分体式设计，即可通过卡槽式结构和粘结处理，进行现 场安装。参照图1、2和10a、10b，面板9由纵向挡板56、斜向挡板57和限位架58共同构成， 安装时可由设置在纵向挡板56的四角处的膨胀螺栓59伸入侧墙36和中部滑道墙32的相 对应的螺栓孔60内进行固定。在斜向挡板57的两侧，焊接有限位架58，作用是将靠内侧波 纹板11固定在靠内侧波纹板滑道槽20内。运行时，循环水由总上水管28进入每根入水管7内，然后被分配至配水管8内进 行播洒，循环水首先落入第一层靠外侧波纹板10的波谷部分46内部，然后分别从内侧淋 水孔48和内侧溢水堰49淋落在下一层内侧波纹板11的水膜片43上，形成了一层较薄的 水膜，最终落入内侧波纹板11的波谷部分46的内部，然后分别从外侧淋水孔42和外侧溢 水堰41淋落入下一级靠外侧波纹板10的波谷部分46内部，如此往复，最终流入集水池24 内，被吸水管25抽出，进入下一个热交换过程。循环水在塔内淋落期间，风机马达1带动风 机叶片2进行高速转动，空气从进风口 12进入塔体40内部，分别与从上一级波纹板淋落的 水、波纹板上横向流动的水、水膜片上的水膜和向下一级波纹板淋落的水相接触，产生了较 高效率的接触散热和蒸发散热。在对波纹板进行清洗时，只需卸下面板9，利用高压水枪自上而下地对每一级波纹 板进行冲洗，污物最终会落入集水池24内，并通过排泥管15排走。对波纹板的检修更换过程也十分简单，只要卸下相应的面板9，通过吊装环53将波纹板拉出进行检修或更换，然后 将检修或更换后的波纹板吊装回原处，只要逐级进行上述步骤，可实现对冷却塔的不停产 检维修。
权利要求一种无填料多级通风冷却塔，由塔体、风机、风筒、波纹板、配水管、收水器和集水池构成；其特征在于塔体由钢筋混凝土构件构成的塔顶平台、侧墙、内部通风墙和中部滑道墙构成；风筒安装在塔顶平台中心，下端坐在收水器上；由风机马达和风机叶片构成的风机安装在风筒内；收水器固定在内部通风墙顶端上的收水器支架上；集水池位于塔体底部，设有排泥管、防水堰、吸水管和吸水坑；配水管由入水管和入水管阀门构成，位于塔顶平台上，一端通过塔顶中心与塔体内联通，另一端与总水管和事故溢流管、事故溢流管阀门连接；塔体侧墙位于塔体的左右两侧，两道中部滑道墙位于两道侧墙的中间，在塔体侧墙内侧和中部滑道墙两侧设有水平滑道槽；内部通风墙由两快墙体组成，内部通风墙位于侧墙内侧，内部通风墙上设有长方形通风孔，每个通风孔下沿安装有折页型的收水板，每个收水板的内侧向上弯折，另一侧突出于内部通风墙；波纹板在水平方向，内外交错地安装在侧墙和中部滑道墙上的滑道槽内，每两片交错安装的波纹板对应一个单独的通风孔，每一片靠外侧波纹板的外端部装有面板，两个面板之间形成的空间形成进风口。
2.根据权利要求1所述的无填料多级通风冷却塔，其特征在于所述侧墙呈平行四边 形建造，中部滑道墙呈倒梯形建造。
3.根据权利要求1所述的无填料多级通风冷却塔，其特征在于两道内部通风墙分别 向前后倾斜成80°角。
4.根据权利要求1所述的无填料多级通风冷却塔，其特征在于每个靠外侧波纹板，最 后端和最前端安装有外侧挡水板和内侧溢水堰，在每个波谷部分的靠近前端的位置成列地 设置有7 10个内侧淋水孔。
5.根据权利要求1所述的无填料多级通风冷却塔，其特征在于每个靠内侧波纹板，最 后端和最前端安装有内侧挡水板和外侧溢水堰，在每个波谷部分的靠近前端的位置成列地 设置有2 3个外侧淋水孔，在每个波峰部分的靠近后端的位置设置有水膜片。
6.根据权利要求1所述的无填料多级通风冷却塔，其特征在于面板由纵向挡板、斜向 挡板和限位架构成，通过纵向挡板四角处的螺栓孔固定在侧墙和中部滑道墙相对应的螺栓 孔内，限位架焊接在斜向挡板的两侧。
专利摘要一种无填料多级通风冷却塔；塔体由塔顶平台、侧墙、内部通风墙和中部滑道墙构成；风筒安装在塔顶平台中心，下端坐在收水器上；风机安装在风筒内；收水器固定在内部通风墙顶端；集水池位于塔体底部，设有排泥管、防水堰、吸水管和吸水坑；配水管位于塔顶平台上，与塔体内联通；内部通风墙位于侧墙内侧，内部通风墙上设有通风孔，每个通风孔下沿安装有收水板；波纹板在水平方向，内外交错地安装在侧墙和中部滑道墙上的滑道槽内，每两片交错安装的波纹板对应一个通风孔，每一片靠外侧波纹板的外端部装有面板，两个面板之间形成的空间形成进风口；冷却效果优于同等进水量的机械通风冷却塔，噪音小，寿命长，占地小，可不停产维修。
文档编号F28C1/00GK201740419SQ20102024972
公开日2011年2月9日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者李江利, 王巍, 苗磊, 陈万友 申请人:中国石油天然气股份有限公司