冷却塔的换热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种冷却塔的换热装置，其包括喷溅机构和填料机构，喷溅机构包括具有入水口和多个出水口的配水系统和具有第一组喷嘴、第二组喷嘴和第三组喷嘴的喷嘴群，其中由第一组喷嘴、第二组喷嘴和第三组喷嘴形成的冷却平面与塔筒的轴线垂直相交；冷却平面包括布置有第一组喷嘴的中心区、布置有第二组喷嘴的内部区和布置有第三组喷嘴的外围区；中心区、内部区和外围区均呈环状且在塔筒径向上中心区、内部区和外围区依次设置，填料机构包括在塔筒的径向上依次设置的第一区域、第二区域和第三区域，第一区域和第二区域分别在塔筒轴线方向上与中心区和内部区投影对应，第一区域的淋水密度小于第二区域的淋水密度。本发明专利技术能提高冷却塔的冷却效率。

【技术实现步骤摘要】
冷却塔的换热装置
本专利技术属于发电厂冷端设备领域，特别涉及一种冷却塔的换热装置。
技术介绍
冷却塔用于使高温循环水在塔内与空气进行热交换以对高温循环水进行冷却降温，其广泛应用于发电厂。根据火力发电厂“节能评价与能源审计手册”的规定，在设计许可范围内，经冷却塔冷却后的循环水的温度每降低1.0℃，可使发电机组热耗降低0.3～0.5％，发电煤耗可降低1.1g/(KWH)。由于冷却塔换热性能的优劣决定了进入凝汽器循环水的进水温度的高低，因此对机组，乃至整个电厂安全经济运行有至关重要的影响。现有技术中，基于冷却塔内的风是一维、均匀的设计思路，在配水(喷溅在填料机构上的水)时要求均匀布水，即通过采用填料等高布置和均匀布水的方式实现换热。在西安热工研究院、山东电科院、西安交通大学等单位于2001年做过的联合课题－－研究配水不均对冷却塔性能的影响及其计算方法中提出了水分布均匀度系数且认为：冷却塔换热性能与水分布的均匀程度有关，而与环境参数及水力负荷基本无关。水分布均匀度系数由1(分布均匀)下降至0.75(很不均匀)，将影响冷却塔出塔水温达4℃。然而，实际中冷却塔内的风是不均匀分布的，若均匀布水，会使得淋水不均，出现重水区、轻水区或无水区，导致风阻过大和空气短路现象并存，导致填料区负荷变化加剧，从而造成冷却塔的冷却效率低。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种冷却塔的换热装置，其具有喷溅机构和填料机构，在所述冷却塔的塔筒的轴线方向上，所述喷溅机构和所述填料机构从上到下依次设置于所述塔筒内部，所述填料机构包括由上至下依次层叠的多层填料，所述喷溅机构包括：具有入水口和多个出水口的配水系统，所述入水口与在所述冷却塔外部输送来自于发电厂的高温循环水的管道连通；以及具有第一组喷嘴、第二组喷嘴和第三组喷嘴的喷嘴群，所述第一组喷嘴、所述第二组喷嘴和所述第三组喷嘴中均包含多个喷嘴，且任一所述喷嘴均单独与多个所述出水口中的一个出水口连通以喷溅高温循环水；其中，由所述第一组喷嘴、所述第二组喷嘴和所述第三组喷嘴形成的冷却平面与所述塔筒的轴线垂直相交；所述冷却平面包括布置有所述第一组喷嘴的中心区、布置有所述第二组喷嘴的内部区和布置有所述第三组喷嘴的外围区；所述中心区、所述内部区和所述外围区均呈环状，且在所述塔筒的径向上，所述中心区、所述内部区和所述外围区由内到外依次设置；所述填料机构包括在所述塔筒的径向上，由内到外依次设置的第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域与所述中心区在所述塔筒轴线方向上投影对应，所述第二区域与所述内部区在所述塔筒轴线方向上投影对应，且所述第一区域的淋水密度小于所述第二区域的淋水密度。在如上所述的换热装置中，优选，所述第一组喷嘴中的多个喷嘴均为旋流型喷嘴或溅水碟型喷嘴，且以边长为0.8～1.5m的正六边形的形式布置于所述中心区内；所述第二组喷嘴中的多个喷嘴均为溅水碟型喷嘴，且以边长为0.8～1.5m的正四边形的形式布置于所述内部区内。在如上所述的换热装置中，优选，所述第一组喷嘴中的多个喷嘴均为旋流型喷嘴，且以边长为0.8～1.5m的正四边形的形式布置于所述中心区内，所述第二组喷嘴中的多个喷嘴均为溅水碟型喷嘴，且以边长为0.8～1.5m的正四边形的形式布置于所述内部区内；或所述第一组喷嘴中的多个喷嘴均为溅水碟型喷嘴，且以边长为0.8～1.5m的正四边形的形式布置于所述中心区内，所述第二组喷嘴中的多个喷嘴均为溅水碟型喷嘴，且以边长为0.8～1.5m的正四边形的形式布置于所述内部区内，所述第一组喷嘴中的溅水碟型喷嘴的喷嘴直径小于所述第二组喷嘴中的溅水碟型喷嘴的喷嘴直径。在如上所述的换热装置中，优选，所述第三组喷嘴中的多个喷嘴均为旋流型喷嘴，且以边长为0.8～1.5m的正三角形或正四边形的形式布置于所述外围区内。在如上所述的换热装置中，优选，所述旋流型喷嘴为XPH型喷嘴，所述溅水碟型喷嘴为TP-Ⅱ型喷嘴。在如上所述的换热装置中，优选，所述中心区、所述内部区和所述外围区沿所述塔筒径向的宽度占塔筒半径的比例为0.2～0.3/0.4～0.6/0.2～0.3。在如上所述的换热装置中，优选，所述第一区域的总高度小于所述第二区域的总高度。在如上所述的换热装置中，优选，所述第三区域的总高度小于所述第二区域的总高度，且大于所述第一区域的总高度。在如上所述的换热装置中，优选，所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域的总高度比为0.5～0.7/1/0.7～0.9，且所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域的总高度均为1～2m。在如上所述的换热装置中，优选，所述第一组喷组、所述第二组喷嘴和所述第三组喷嘴中的各个喷嘴距离所述填料机构的高度均为0.5～1.6m。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：因“风-水匹配”，充分发挥了原进塔空气的换热能力；“水-风匹配”，充分利用水资源配置。出塔空气吸热量的上升，使出塔空气密度减少，由此加大了冷却塔内外空气的密度差，并最终使冷却塔的进塔空气量增大。出塔空气的动能使其具有携带能力；其相对湿度可以超过100％，即空气呈过饱和状态。采用以“风水双向匹配”为原则、基于三维CFD方法的冷却塔改造，其冷却能力的提升均超过20％。与传统“均匀配水”相比有较为明显的提高冷却塔冷却效率20～40％，平均出水温度下降～2℃。附图说明图1为现有技术提供的一种火电厂发电系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种冷却塔的塔筒与喷溅机构、填料机构的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种填料机构的第一区域、第二区域和第三区域的立体示意图；图4为放大的图3的平面示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种中心区、内部区和外围区的布置方式示意图；图6为本专利技术实施例提供的多个喷嘴以正四边形形式布置的示意图；图7为本专利技术实施例提供的多个喷嘴以正六边形形式布置的示意图；图8为本专利技术实施例提供的多个喷嘴以正三角形形式布置的示意图；图9为通过采用本专利技术实施例提供的填料机构后的风水配比与通过采用现有技术提供的均匀填料后的风水配比的比较示意图；图10为通过采用本专利技术实施例提供的过热装置后的循环水出塔温度与通过采用现有技术提供的过热装置的循环水出塔温度的比较示意图；其中，图中符号标记如下：1凝汽器、2循环水泵、3抽气器、4冷却塔、40塔筒、5汽轮机、6凝结水泵、7低压加热器、8发电机、10填料机构、20喷嘴群。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。冷却塔4是一种冷端系统，以图1所示的火电厂发电系统为例进行说明，其向凝汽器1提供所需温度及流量的循环冷却水用以冷却主系统中做完功的乏汽，吸收乏汽的汽化潜热使其变成凝结水，完成循环；另外也对凝汽器真空的形成与保持提供保证。发电系统的工作过程如下：汽轮机5在外部的高温高压蒸汽的推动下做功以驱动发电机8发电。经汽轮机5做功后的乏汽排入凝汽器1，与冷却水进行热交换以凝结成水，凝结成的水由凝结水泵6送入低压加热器7，然后经高压加热器等作用变成高温高压蒸汽再输送至汽轮机5。抽气器3与凝汽器连通，用于抽吸凝汽器1内不凝结的气体。凝汽器内的冷却水由于与乏汽进行换热，使得其水温升高，变成高温水，该高温水在冷却塔4内与空气进行换热，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却塔的换热装置，具有喷溅机构和填料机构，在所述冷却塔的塔筒的轴线方向上，所述喷溅机构和所述填料机构从上到下依次设置于所述塔筒内部，所述填料机构包括由上至下依次层叠的多层填料，其特征在于，所述喷溅机构包括：具有入水口和多个出水口的配水系统，所述入水口与在所述冷却塔外部输送来自于发电厂的高温循环水的管道连通；以及具有第一组喷嘴、第二组喷嘴和第三组喷嘴的喷嘴群，所述第一组喷嘴、所述第二组喷嘴和所述第三组喷嘴中均包含多个喷嘴，且任一所述喷嘴均单独与多个所述出水口中的一个出水口连通以喷溅高温循环水；其中，由所述第一组喷嘴、所述第二组喷嘴和所述第三组喷嘴形成的冷却平面与所述塔筒的轴线垂直相交；所述冷却平面包括布置有所述第一组喷嘴的中心区、布置有所述第二组喷嘴的内部区和布置有所述第三组喷嘴的外围区；所述中心区、所述内部区和所述外围区均呈环状，且在所述塔筒的径向上，所述中心区、所述内部区和所述外围区由内到外依次设置；所述填料机构包括在所述塔筒的径向上，由内到外依次设置的第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域与所述中心区在所述塔筒轴线方向上投影对应，所述第二区域与所述内部区在所述塔筒轴线方向上投影对应，且所述第一区域的淋水密度小于所述第二区域的淋水密度。...

【技术特征摘要】
1.一种冷却塔的换热装置，具有喷溅机构和填料机构，在所述冷却塔的塔筒的轴线方向上，所述喷溅机构和所述填料机构从上到下依次设置于所述塔筒内部，所述填料机构包括由上至下依次层叠的多层填料，其特征在于，所述喷溅机构包括：具有入水口和多个出水口的配水系统，所述入水口与在所述冷却塔外部输送来自于发电厂的高温循环水的管道连通；以及具有第一组喷嘴、第二组喷嘴和第三组喷嘴的喷嘴群，所述第一组喷嘴、所述第二组喷嘴和所述第三组喷嘴中均包含多个喷嘴，且任一所述喷嘴均单独与多个所述出水口中的一个出水口连通以喷溅高温循环水；其中，由所述第一组喷嘴、所述第二组喷嘴和所述第三组喷嘴形成的冷却平面与所述塔筒的轴线垂直相交；所述冷却平面包括布置有所述第一组喷嘴的中心区、布置有所述第二组喷嘴的内部区和布置有所述第三组喷嘴的外围区；所述中心区、所述内部区和所述外围区均呈环状，且在所述塔筒的径向上，所述中心区、所述内部区和所述外围区由内到外依次设置；所述填料机构包括在所述塔筒的径向上，由内到外依次设置的第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域与所述中心区在所述塔筒轴线方向上投影对应，所述第二区域与所述内部区在所述塔筒轴线方向上投影对应，且所述第一区域的淋水密度小于所述第二区域的淋水密度。2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一组喷嘴中的多个喷嘴均为旋流型喷嘴或溅水碟型喷嘴，且以边长为0.8～1.5m的正六边形的形式布置于所述中心区内；所述第二组喷嘴中的多个喷嘴均为溅水碟型喷嘴，且以边长为0.8～1.5m的正四边形的形式布置于所述内部区内。3.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一组喷嘴中的多个喷嘴均为旋流型喷嘴，且以边长为0.8～1.5m的正四边形的形式布置于所述中心区内，...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵健，刘学民，腾东玉，张宇，严四华，田红霞，张彤燕，赵虎军，
申请(专利权)人：国电龙源电力技术工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11