一种高位收水冷却塔集水装置和方法与流程

1.本发明属于高位收水冷却塔技术领域，具体涉及一种高位收水冷却塔集水装置和方法。


背景技术：

2.高位收水冷却塔与常规冷却塔相比，喷头喷洒出来的循环冷却水在填料间换热后，循环冷却水自由下落，并不是下落在冷却塔底部的集水池而是由填料下进风口上的集水装置收集。收集到的循环冷却水送至循环水泵房。与常规冷却塔相比高位收水冷却塔具有有效的降低水泵的耗电量，配风均匀性和通风量都得到了显著的改善。
3.冷却水从填料区冷却后自由下落在集水板上，对于现有的集水板，冷却水以较快的速度落在集水板上，产生了较大的飞溅密度与飞溅距离，造成较大的溅水率，同时造成了较大的噪声污染。
4.针对集水板的飞溅问题，常见的集水板的防溅技术多为在pvc集水板上铺一层pvc防溅材料，在生产过程中分别生产，然后装配在一起，在装配组装过程中复杂，增加了集水板的造价和组装困难。
5.对于现有的u型集水槽，竖直悬挂在高位冷却塔进风口上部，高速气流与集水槽呈一定夹角进入冷却塔内，横向分速度气流冲击冷却塔集水槽底部，形成横向旋涡，特别是在u型集水板的尾部气体通流面积突然扩大形成较大旋涡，造成局部损失，减少了空气的流速，影响高位收水冷却塔的换热性能，为了提高冷却塔的换热性能有必要在集水槽区域减少或消除旋涡。
6.与此同时，自由下落的雨滴在下落至排水板u型集水槽，部分水滴从集水槽上部溅出浸泡冷却塔底部，特别在北方寒冷地区集水装置上存在挂冰问题，对冷却塔的安全性造成影响。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高位收水冷却塔集水装置和方法，以解决现有技术中从高位收水冷却塔填料区冷却的冷却水自由下落以较高的速度冲击集水板产生较大的飞溅密度和飞溅距离，使得冷却水溅出集水装置外，造成冷却水的损失，渗出的水滴浸泡地基或北方地区水滴结冰现象。
8.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
9.一种高位收水冷却塔集水装置，包括集水板和集水槽，所述集水板为长方体状，所述集水槽为截面为弯钩的板状；
10.所述集水板的正面设置有蜂窝孔，所述蜂窝孔沿集水板的长度方向和宽度方向阵列，相邻的蜂窝孔之间为排水通道；
11.所述集水槽包括依次一体连接的第一平面段、第二曲面段、第三曲面段、第四曲面段和第五平面段；所述第一平面段的内侧壁和集水板的背面连接。
12.本发明的进一步改进在于：
13.优选的，所述蜂窝孔为六边形孔、四边形孔或圆形孔。
14.优选的，当蜂窝孔为六边形孔或四边形孔时，边长l的范围为：4≤l≤10mm；当蜂窝孔为圆形孔时，圆形孔的直径d的范围为5≤d≤10mm。
15.优选的，所述集水槽的宽度大于等于集水板的宽度。
16.优选的，所述集水板与竖直方向的夹角为30
°
～45
°
。
17.优选的，所述第二曲面段的长度长于第四曲面段，所述第四曲面段的长度长于第三曲面段。
18.优选的，所述第三曲面段的弧度大于第四曲面段的弧度，所述第四曲面段的弧度大于第二曲面段的弧度。
19.优选的，所述第一平面段和第五平面段之间的夹角为
±
2℃。
20.优选的，所述第五平面段与竖直方向呈30
°
～45
°
。
21.一种基于上述装置的高位收水冷却塔集水方法，从冷却塔跌落的冷却水跌落在集水板上，顺着排水通道向下流动至第一平面段或第二曲面段上，然后流入至第三曲面段中，从第三曲面段的两端流出；
22.若冷却水喷溅至第四曲面段和第五平面段上，喷溅的冷却水顺着第四曲面段和第五平面段流回至第三曲面段中，从第三曲面段的两端流出。
23.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
24.本发明公开了一种高位收水冷却塔集水装置，属于高位集水冷却塔领域。所述一种高位收水冷却塔由上而下依次设置由集水板、集水槽。所述集水板由蜂窝型孔与长方体构成，所述蜂窝型与长方体相连处有四边形排水孔，所诉蜂窝型呈五边形体或四边形体或圆形体。所诉集水槽呈弯钩形状，本发明采用具有防溅功能的集水板和翼型导流集水槽。集水板在确保落水量的同时，减少冷却水滴溅出集水装置，蜂窝型结构减少了噪声污染。翼型集水槽具有导流作用消除从高位收水冷却塔入口空气流入集水槽时产生的横向涡流，减小局部损失。并减少由冷却水滴从集水板溅落在集水槽外。现有的集水板防溅技术在pvc防溅板上再铺一层pvc防溅材料，组装过于复杂，分开生产增加了生产的成本，消耗组装集水板时长，蜂窝型集水板使得集水板在制作过程中能够一次成型，不存在铺设组装的问题。该装置提高了高位收水冷塔的进风速度，高位收水冷却塔整体的热力性质改善，在提高冷却性能的情况下，还可减少高位收水冷却塔的集水装置的造价。
25.进一步的，与普通集水板相比，蜂窝型集水板上部有一层蜂窝结构与下部有四边形排水孔，防止高速下降的水滴溅出集水装置，减小溅水率。
26.进一步的，翼型集水槽与现有u型集水槽相比，安装角度与入风角度相同对空气起导流作用，减少空气对集水板的横向冲力，特别是减少在集水槽尾部因导流面积突然变大而形成较大旋涡减少局部损失。
附图说明
27.图1为高位收水冷却塔集水装置结构视图。
28.图2为六边形蜂窝型集水板。
29.图3为四边形蜂窝型集水板。
30.图4为圆形蜂窝型集水板。
31.图5为六边形蜂窝型集水板侧视图。
32.图6为机翼型集水槽结构图。
33.图7为机翼型集水槽正视图。
34.其中，1-集水板；2-集水槽；11-蜂窝孔；12-长方体板；13-排水通道；14-六边形孔；15-四边形孔；16-圆形孔；21-第一平面段；22-第二曲面段；23-第三曲面段；24-第四曲面段；25-第五平面段。
具体实施方式
35.下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细描述：
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.对于高位收水冷却塔，高速气流以一定倾斜角进入冷却塔内，横向分速度气流冲击冷却塔，形成横向旋涡，特别是在u型集水板的尾部气体通流面积突然扩大形成较大旋涡，造成局部损失，减少了空气的流速，影响高位收水冷却塔的换热性能。现有的防溅技术是在集水板上再铺一层防溅材料，使得集水板在收集水滴的过程中，溅水率高，噪声污染大，集水板防溅技术组装复杂，生产周期长。从冷却塔进口流入的空气，气流冲击u型收水槽并且在u型收水槽尾部形成较大的旋流，造成局部损失，减少气流的流动速度，传热传质较差，高位收水冷却塔冷却性能降低。
38.基于上述原因，本发明公开了一种高位冷却塔集水板的结构，参见图1，主体结构包括集水板1和集水槽2；集水板1的下部和集水槽2连接。
39.优选的，集水板1的背面(靠下面)和集水槽2连接，连接方式能够为螺栓连接，焊接等其他连接方式。更为优选的，和集水板1连接的集水槽2的部分为平面状，使得集水板1和集水槽2能够充分的接触，并连接牢固。
40.集水板1的主体结构为扁平状的长方体板12，长方体板12的正面(靠上面)上开设有阵列的蜂窝孔11，蜂窝孔11之间为排水通道13。参见图2、图3和图4蜂窝孔11的形状为可以为六边形孔、四边形孔或圆形孔。当蜂窝孔11的形状为六边形孔或四边形孔时，六边形孔和四边形孔的边长l的范围为4≤l≤10mm，当蜂窝孔11的形状为圆形孔时，圆形孔11的直径d的范围为5≤d≤10mm，具体选择蜂窝孔11的形状能够根据实际情况进行选择。
41.基于上述结构，具体的集水槽2和长方体板12的背面连接集水槽2的一端，根据高位收水冷却塔的进口风角度可设置集水板与高位收水冷却塔的竖直方向夹角为30
°
～45
°
范围，从而实现在气流阻力和收水效率之间达到最优值。更为优选的，集水板1与高位收水冷却塔的竖直方向的夹角为45
°±1°
，为集水板的最优安装角度。
42.参见图5、图6和图7，集水槽2头部迎风处截面呈翼型钝头形状，第五平面段25与竖直方向呈30
°
～45
°
夹角。具体的包括，依次一体连接的第一平面段21、第二曲面段22、第三曲面段23、第四曲面24和第五平面段25；第二曲面段22的长度长于第四曲面段24，第一平面段21的内侧壁和集水板1的背面连接，第一平面段21和第五曲面段25之间的夹角为
±2°
。第三曲面段23的弧度大于第四曲面段24的弧度，第四曲面段24的弧度大于第二曲面段22的弧度。第一平面段21和长方体板12平行。集水槽2的整个宽度大于等于集水板1的宽度，优选的为大于，保证从集水板1流下的水均能够掉入至集水槽2中，集水槽2的两个侧端为空，未设置挡板等，使得集水板1中的水能够顺着两侧流出。
43.本发明的实施过程为：
44.冷却水从冷却塔跌落至集水板1的正面，如果跌落到蜂窝孔11中则流入至排水通道13中，或直接流入至排水通道13中，所有的冷却水顺着排水通道13向下流动，从集水板1的正面流入到集水槽2中，顺着第一平面段21或第二曲面段22流入到第三曲面段23中，并在第三曲面段23中聚集，顺着第三曲面段23的两端流出集水槽2，如果有冷却水的因流速过大直接从第一平面段21、第二曲面段22或第三曲面段23的底部向上向外溅落，则被第四曲面段24和第五曲面段25反弹后落回至第三曲面段23，再从集水槽2的两端流出。
45.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。