阅读说明：本技术 一种高位收水冷却塔的导风井及其冷却塔 ([db:专利名称-en]) 是由 杨护洲 于 2019-12-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供的一种高位收水冷却塔的导风井及其冷却塔,包括井筒体,井筒体的下端穿过锥斗水池与基础连接,其上端设置有遮水帽,冷却空气通过由井筒体的下部进入,经过遮水帽导出对冷却塔内部的填料进行冷却,同时井筒体和锥斗水池相互起到支撑作用,提高导风井和锥斗水池的稳定性；其次,在井筒体的顶部设置有遮水帽,防止水进入井筒体中,实现水气分离,最后在井筒体的顶部设置支柱,支柱并与填料梁和除水器梁连接,对填料梁和除水器梁起到支撑作用,同时也提高了上部空间的利用率。([db:摘要-en])

一种高位收水冷却塔的导风井及其冷却塔

技术领域

本发明属于火(核)电厂湿式冷却塔的领域，特别涉及一种高位收水冷却塔的导风井及其冷却塔。

背景技术

由比利时哈蒙(Hamon)公司设计的全球首座高位收水冷却塔于1986年在法国贝尔维尔核电站投运。可以把这种冷却塔简称为“哈高塔”，以区别于“常规塔”。

我国第一座“哈高塔”于1996年3月在陕西蒲城电厂投运。与常规塔相比较，哈高塔具有的节能、降噪和冷风可抵达塔中心的显著优点。自2012年以来，我国先后投运哈高塔的火电厂有安庆、万州、莱芜、寿光、九江、合肥庐江、瑞金、大别山、句容、中山和湖南平江等电厂，但核电引进哈蒙设计技术的江西彭泽核电厂13000m²的哈高塔目前还处于缓建状态，另外，湖北咸宁核电厂19000m²的哈高塔尚未开工。

哈高塔是通过建造和安装复杂的收水装置，改变冷却塔雨区落水的路径和空气的上升路径，达到了高位收水的目标，但付出的代价是投资大。例如，安庆电厂12000m²哈高塔与冷效相当的14000m²常规塔相比较，初始投资增加约3861万元(以进口材料计算)；江苏句容电厂10200m²的哈高塔比冷效等同的12000m²常规塔多投资2850万元(部分材料按国产材料计算)；安徽合肥庐江电厂的9500m²的哈高塔比常规塔的投资要多出1800万元(按国产材料计算)。

发明内容

为解决现有哈高塔投资大的问题，本发明提供了一种高位收水冷却塔的导风井及其冷却塔，通过建造锥斗收水池和落地导风井，在基本不改变冷却塔雨区落水的路径和仅改变空气的上升路径的前提下，可以达到高位收水的目标，同时降低了高位收水冷却塔的建造成本。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种高位收水冷却塔的导风井，包括井筒体，所述井筒体的下端与冷却塔的基础连接，井筒体的上端穿过冷却塔的锥斗水池，井筒体的顶部设置有遮水帽，遮水帽的侧壁上设置有至少一个出风口，出风口高于锥斗水池的水位面，井筒体上还设置有进风口，并且位于锥斗水池的下方；

井筒体顶部设置有若干向上延伸的支柱，支柱分别与冷却塔的填料梁和除水器梁连接。

优选的，所述遮水帽为下端开口的空心圆台结构，遮水帽的下端与井筒体的顶部连接。

优选的，所述遮水帽的顶部还设置有若干个导风管，导风管的下端穿过遮水帽的顶部与井筒体连通，导风管的顶部封闭，其侧壁上设置有出风口。

优选的，所述遮水帽的顶部边缘还设置有环形的整流槽，整流槽的底部设置有埋管，埋管的一端伸出整流槽，并能够将整流槽的水导流至锥斗水池中。

优选的，所述井筒体上还设置有控风门，用于控制进风口的开度大小。

优选的，所述控风门为圆环状结构，转动安装在井筒体中，并与进风口处于同一高度，控风门上设置有风口。

优选的，所述控风门与驱动装置连接，驱动装置用于驱动控风门转动；

所述驱动装置包括壳体，壳体中设置有斜齿轮组，壳体安装在井筒体内壁的下部，斜齿轮组的输入轴水平伸出壳体的外壁与摇柄连接，斜齿轮组的输入轴垂直设置在壳体上，输入轴的上端设置有驱动齿轮，控风门的内壁设置有内齿，驱动齿轮与控风门的内齿啮合。

优选的，井筒体的内壁上设置有定位环，定位环且位于进风口的下方，控风门设置在定位环的顶部，定位环与井筒体之间设置推力圆柱滚子轴承。

本发明还提供了一种高位收水冷却塔，包括塔筒体，以及设置其内部的锥斗水池和上述的导风井；

锥斗水池悬空设置并导风井连接，多个导风井环形阵列设置，导风井的下端穿过锥斗水池的底部与基础连接，锥斗水池的底部中心设置有与其连通的出水井，出水井中设置有配水竖井，配水竖井从出水井的内部穿过；

塔筒体中还自上而下设置有除水器梁和填料梁，除水器梁与导风井支柱的顶部连接，填料梁与支柱的中部连接。

优选的，所述环形阵列的多个导风井，各个导风井的进风口距离基础的高度均不相同，自塔筒体的中心向外逐渐增高。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种高位收水冷却塔的导风井，包括井筒体，井筒体的下端穿过锥斗水池与基础连接，其上端设置有遮水帽，冷却空气通过由井筒体的下部进入，经过遮水帽导出对冷却塔内部的填料进行冷却，同时井筒体和锥斗水池相互起到支撑作用，提高导风井和锥斗水池的稳定性；其次，在井筒体的顶部设置有遮水帽，防止水进入井筒体中，实现水气分离，最后在井筒体的顶部设置支柱，支柱并与填料梁和除水器梁连接，对填料梁和除水器梁起到支撑作用，同时也提高了上部空间的利用率。

进一步，在遮水帽的顶部设置有导风管，进一步提高冷却效率。

进一步，通过整流槽对遮水帽顶部的水进行收集，以减少遮水帽上冷水落入水池时对出风的阻力。

进一步，通过控风门对进风量进行控制，实现进风量的调节。

进一步，通过驱动装置控制控风门，操作便捷且省力。

本发明的一种高位收水冷却塔，与现有的高位收水冷却塔相比较，高位塔设置高位集水池，取消高位收水装置，同时将现有矩形集水池修改为锥斗水池，降低了建造成本，井筒体自下而上穿过锥斗水池，在井筒体的顶部设置有遮水帽，防止淋水从导风井流走，冷风从导风井中窜出并绕流经过遮水帽后到达填料的下方。在井筒体的顶部设置支柱，并在支柱上浇筑成型填料梁和除水器梁，提高上部空间的利用率，同时使井筒体、锥斗水池、填料梁和除水器梁形成整体，提高稳定性；其次，在锥斗水池的上部设置挑水环板，防止冷却塔雨区之水飞溅至塔外，环板上也有导风管，使塔筒体的风经过导风管进入填料的底部，提高冷却塔的冷却效果。

附图说明

图1为本发明冷却塔塔的结构示意图；

图2为图1A-A的剖视图；

图3为本发明导风井的结构图；

图4为本发明导风井的俯视图；

图5为本发明遮水帽的结构示意图；

图6为本发明导风井的结构图；

图7为本发明控风门的和塔筒体的安装示意图；

图8为本发明驱动齿轮和控风门的连接示意图；

图9为本发明控风门驱动装置的结构示意图。

图中：1、塔筒体；2、塔支柱；3、锥斗水池；4、井筒体；5、配水竖井；6、出水井；7、防护围栏；8、进风口；9、填料梁；10、除水器梁；11、挑水环板；12、导风管；13、出风口；14、百叶窗；15、整流槽；16、埋管；18、支柱；19、遮水帽；20、控风门；21、门框；22、门；23、壳体；24、加油孔；25、摇柄；26、防尘管；27、传动杆；28、驱动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参阅图1和图2一种高位收水冷却塔的导风井，包括设置在塔筒体中的井筒体4，井筒体4的下端与基础连接，井筒体4的上端穿过八高塔的锥斗水池3，并位于填料梁9的底部，井筒体4的顶部设置有圆台形型的遮水帽19，用于防止顶部的雨水进入井筒体4中，遮水帽19的小端与井筒体4的顶部连接，遮水帽19的侧壁上设置有至少一个出风口13，出风口13上设置有百叶窗14。

参阅图3和4，所述遮水帽19为下端开口结构，开口端与井筒体4的上端外壁连接，井筒体4顶部还圆周均布有若干个支柱18，支柱18垂直向上延伸，支柱18的中部与填料梁9连接，支柱18的顶部与除水器梁10连接，支柱18用于支撑填料梁9和除水器梁10。

井筒体4顶高于锥斗水池最高液位，防止冷水从井中漏走。

所述井筒体4上还设置有进风口8，并位于锥斗水池3的下部，进风口8上设置有控风门20，用于控制进风口8的开度大小。

参阅图7-9，所述控风门20为圆环状结构，配装在井筒体4中，并与进风口8处于同一高度，控风门20上设置有风口，当需要控制进风口8的大小时，轴向旋转控风门20，使其沿轴向控风门20，使其风口与控风门20的进风口8正对，此时进风量达到最大，当需要使进风量变小时，旋转控风门20使其风口与进风口8错位，则进风口缩小，进而进风量变小，当控风门20的风口进风口8完全错位，即控风门20将进风口8完成遮挡，此时进风口关闭。

所述控风门20通过驱动装置连接，驱动装置用于驱动控风门20转动，井筒体4的内壁上设置有定位环，定位环且位于进风口8的下部，控风门20位于定位环的顶部，定位环与井筒体4之间设置推力圆柱滚子轴承，用于减少控风门20转动时的摩擦力。

所述控风门20与井筒体4的内壁间隙配合，控风门20的内壁上设置有环形的内齿。

所述驱动装置包括壳体23，壳体23中设置有斜齿轮组，壳体23安装在井筒体4内壁的下部，便于操作人员进行操作，斜齿轮组的输入轴水平伸出壳体的外壁与摇柄25连接，斜齿轮组的输入轴垂直设置在壳体上，输入轴的端部与传动杆27下端连接，传动杆27的上端设置有驱动齿轮28，驱动齿轮28与控风门20的内齿啮合。

壳体23上还设置有加油孔24，通过加入润滑油对斜齿轮组进行润滑，早传动杆的下端还套设防尘管26，防尘管26的下端与壳体23连接。

所述井筒体4的底部还设置于出入口，出入口上嵌装有带有门框21的门22，方便工作人员进入井筒体4中。

进一步，井筒体4与锥斗水池3采用密封连接，防止水自井筒体4与锥斗水池3出泄露。

所述基础为圆形，位于冷却塔地面标高±0.00米以下，连同井底部位于土壤之中。

参阅图6，每个井筒体有4个出风口，出风口之间有4根柱子，并位于遮水帽19的顶部，出风口的净高度为1/2导风井的半径，出风口位于水池水面以上。

井筒体4为圆柱型筒体，筒体的直径根据需要而大小不等，但至少要有一个直径不小于2米的筒体兼作吊物孔。

塔筒体上的门22位于地面，在井筒体开设门洞，安装井筒门，可以对门洞圆角，类似于风电塔筒门。此门作为安装时运输冷却塔填料的人工通道，以及控风门电动机的维护检修通道。

定位环上搁置有推力圆柱滚子轴承，以减少控风门转动时的阻力。用导风井筒的内壁限制控风门跑偏。用功率很小的电动机通过齿轮，改变控风门的开度。控风门内壁周圈设有啮合齿。

百叶窗为弧型固定式百叶窗，为可选部件，安装在出风口上，倾角一般为45°。

遮水帽的顶部边缘设置有整流槽15，平面上呈环状、截面上为U型。用于收集降落到导风井盖上的冷水，并通过埋管整流成股状水流后进入锥斗水池，以减少井顶盖板上冷水落入水池时对出风的阻力。

参阅图5，在遮水帽的顶部还设置有若干导风管12，在遮水帽上预埋金属短管，短管上部露头200mm高，用于在外面嵌套塑料导风管。嵌套前先热胀塑料导风管，导风管自带百叶窗出风。

所述井筒体为钢筋混凝土结构，可以对其筒壁上所有的开孔进行圆角处理，避免应力集中。

本发明提供的一种高位收水冷却塔的导风井，在锥斗水池上设置垂直的井筒体，井筒体的下端与基础连接，上端穿过锥斗水池位于填料梁的底部，风自进风口进入，并通过出口对填料梁上的填料进行冷却，同时井筒体和锥斗水池相互起到支撑作用，提高导风井和锥斗水池的稳定性；其次，在井筒体的顶部设置有遮水帽，防止水进入井筒体中，实现水气分离，最后在井筒体的顶部设置支柱，支柱并与填料梁和除水器梁连接，对填料梁和除水器梁起到支撑作用，同时也提高了上部空间的利用率。

本发明还提供采用该导风井的高位收水冷却塔，具体结构如下：

一种高位收水冷却塔，包括双曲线型钢筋混凝土制成的塔筒体1、挑水环板11、导风井、钢筋混凝土成型的锥斗水池4、填料梁9和除水器梁10。

塔筒体1设置在环形布置的塔支柱3上，多个导风井圆周整列布置在塔筒体1的底部，并位于塔筒体1的内部，锥斗水池3通过导风井支撑在塔筒体1中，并位于导风井的中部，锥斗水池3的中心设置有出水井6，锥斗水池3收集的水流入出水井6中，出水井6中设置有配水竖井5，配水竖井5从出水井6的内部穿过，出水井6的口部还设置有防护围栏7，防止操作人员掉入，提高安全性。

所述挑水环板11环形设置在塔筒体1的内壁上，并斜向下设置，挑水环板11的内边缘位于锥斗水池3的上部，挑水环板11用于收集将沿塔筒体1内壁流下的水，并将其导入锥斗水池3中，挑水环板11上圆周均布有若干个导风管12，导风管12的下端穿过挑水环板11，上端为封闭结构，其侧壁上设置有出风口，出风口上设置有百叶窗14。

每个导风井的井筒体4的顶部设置有四根支柱18，支柱向塔筒体1的顶部方向延伸，在锥斗水池3的顶部自下而上依次设置有填料梁9和除水器梁10，填料梁9成型在支柱18的中部，并与支柱18通过混凝土一体浇筑成型，填料梁9的顶部设置有填料，调料支撑在填料梁9上，除水器梁10位于支柱18的顶部，除水器梁10上设置有除水器，除水器梁10的底部设置有出水管路，出水管路上设置有喷头，出水管路与配水竖井连接，喷头将水喷淋至填料上，水经过调料流入锥斗水池3中进行回收。

所有井筒体的截面积之和不小于冷却塔壳体支柱间的过风面积。井筒体的上部设有支撑填料的支柱。筒体在水面以上设有出风口，出风口带有百叶窗。井筒体穿过锥斗水池的底板，并与水池底板浇筑成整体，井筒体最下端为混凝土基础。井筒体上开设孔洞时，如需加固，则向筒内侧加固，以保持井筒体外壁的光滑美观。根据计算确定井筒体的壁厚，但在筒体上部设有柱子的部位壁厚不得减薄，壁厚等于柱子的截面宽度。实际上，井筒体也可以理解为用薄壁将四根柱子连接成整体的钢筋混凝土结构。

每个井筒体设有2个进风口8，面向塔外，两个进风口之间相隔一个塔筒体的宽度。不同的井筒体的进风口距离地面的高度均不相同：自塔筒体的中心向外逐渐增高。错落进风口的高度是为了规整进塔冷风的流场，均匀分配冷风。进风口的净高度等于导风井的半径。

部件说明如下：

表1附图部件说明表

实施例1

广东河源电厂1000MW发电机组配备采用了哈高塔，采用本发明的高位收水冷却塔，则每座冷却塔节省3158万元，本发明的高位锥斗水池的费用为933万元，而常规塔沉地圆柱水池的费用为1817万元。因此，本发明的冷却塔也比在河源电厂建造12000m²的常规塔节省投资884万元。

本发明的一种高位收水冷却塔，与现有的高位收水冷却塔相比较，高位塔设置高位集水池，取消高位收水装置，同时将现有矩形集水池修改为锥斗水池，降低了建造成本，井筒体自下而上穿过锥斗水池，在井筒体的顶部设置有遮水帽，防止淋水从导风井流走，冷风从导风井中窜出并绕流经过遮水帽后到达填料的下方。在井筒体的顶部设置支柱，并在支柱上浇筑成型填料梁和除水器梁，提高上部空间的利用率，同时使井筒体、锥斗水池、填料梁和除水器梁形成整体，提高稳定性；其次，在锥斗水池的上部设置挑水环板，防止冷却塔雨区之水飞溅至塔外，环板上也有导风管，使塔筒体的风经过导风管进入填料的底部，提高冷却塔的冷却效果。

本发明公开一种高位收水冷却塔，其内部的导风井不仅使冷却塔保持了高位收水冷却塔“节能、降噪和冷风可抵达塔中心”的优点，而且还规整了冷却塔的冷风流场，引导贴近地面的下部的入塔冷风进入冷却塔的内围配水区域，引导上部的入塔冷风进入冷却塔的***配水区域。另外，本落地导风井还具有导风、蔽水、支撑塔芯和控制冷风量的综合功能。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。