WO2018000774A1

WO2018000774A1 - 空冷散热器开闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式

Info

Publication number: WO2018000774A1
Application number: PCT/CN2016/112222
Authority: WO
Inventors: 徐宝安
Original assignee: 淄博环能海臣环保技术服务有限公司; 徐宝安
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2018-01-04

Abstract

一种空冷散热器开闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，结合冷却塔、闭式冷却塔和空气冷却塔的优点，充分利用水经冷却塔冷却时与空气的热交换，使空气湿度增加，吸热能力提高，而空气干球温度降低的特点，用冷却塔对空冷散热器进行冷却。空冷散热器可以根据环境气候条件和待冷却流体进出口温度对运行状态进行自动调节，当外界环境温湿度或待冷却流体进出口温度发生变化时，通过自动控制系统，分别控制雾化喷头、喷淋喷头的水流量和进风量，自动调整空冷器的运行模式，使得空冷散热器始终处于经济的运行模式。

Description

空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式

技术领域

[0001] 本发明涉及冷却塔，属于冷却装置应用领域。

背景技术

[0002] 目前，公知的冷却塔主要包括凉水式、空气冷却式、空冷凉水复合式、和闭环蒸发式等四种主要形式。这四种冷却塔又有自然对流通风冷却塔和机械通风冷却塔。由于冷却塔主要受空气湿球温度的影响，是靠水的蒸发和传导来散热，因此其对水的消耗量非常大。而空气冷却塔是利用传导使空气吸热来实现散热，主要受空气干球温度的影响。由于空气干球温度较高，比热小，吸热能力有限，且冷却效率低，因此，需要空冷散热器有很大的表面积，使得空冷散热器造价高。为弥补干式空气冷却器的缺点，出现了干湿联合空气冷却器，干湿联合空气冷却器的工作机理是在空气入口处喷雾化水，使入口空气增湿降温，增湿后的低温空气经隔水板除去夹带的水滴，再横掠换热盘管，从而增大空气入口温度与热流体出口温度之间的温差来强化管外传热。干湿联合空气冷却器水蒸发后的残留物会附着在翅片管根部，导致换热盘管结垢，使用一段吋间后会影响管束的换热效果。现有空气冷却器无法根据外界气候条件和待冷却流体的温度进行调节，在过渡季节或寒冷季节，空气冷却器也全负荷运转，浪费电能和水资源。现有的闭式冷却塔采用向换热器管束外喷淋水，通过管外表面水膜的蒸发吸热来冷却管内流体，但现有闭式冷却塔无法根据外界气候条件和待冷却流体的温度进行调节，在过渡季节，冷却器也全负荷运转，浪费电能和水资源。

[0003] 而在先发明专利《空冷凉水复合式冷却塔》申请号 CN02131789.5 授权公告号 CN100412490虽然解决了目前冷却塔的许多问题，但是，仍存在如下问题：在春

、秋季，由于循环水系统为幵式系统，因此，存在循环水生藻、结垢、产生粘泥，严重影响冷却器换热效率，而且存在循环水泵耗能严重的问题。而如果采用单纯的闭式空冷系统，则不能满足对循环水冷却效果的要求。这一缺陷，使得在先发明存在不能满足全年冷却工况对冷却效果的要求。

技术问题

[0004] 由于冷却塔主要受空气湿球温度的影响，是靠水的蒸发和传导来散热，因此其对水的消耗量非常大。而空气冷却塔是利用传导使空气吸热来实现散热，主要受空气干球温度的影响。由于空气干球温度较高，比热小，吸热能力有限，且冷却效率低，因此，需要空冷散热器有很大的表面积，使得空冷散热器造价高

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 本发明要解决的技术问题是要提供一种《空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔》，它是对现有的闭式冷却塔进行技术改进，它可以完全弥补在先专利申请《空冷凉水复合式冷却塔》的不足，实现对整个系统的优化。实现可根据环境温度、湿度、待冷却流体的初始温度及终冷温度来改变冷却器的运行模式，以便达到冷却器运行经济性最优化，降低电能的消耗和水资源的消耗。使冷却塔系统更加节水，更加高效节能，系统的可靠性更高，使得投资回报率大幅提升。

[0006] 本发明的目的是这样实现的：空冷散热器幵闭可切换空冷凉水复合式机力冷却塔及运行方式，包括机力冷却塔壳体、空冷散热器、喷淋蒸发装置、风机、集水池、旁路喷淋循环水泵、自动控制装置，配水布水装置、汇水布水装置、波纹板布水换热蜂窝填料层、循环水泵、热负荷换热器、进、出水管道。在机力冷却塔壳体中的波纹板布水换热蜂窝填料层，及喷淋布水装置的下风向，或飘水收水器之上的下风向，设有安装固定在支架上的，由多个空气冷却单元连接组成的空冷散热器。

[0007] 空冷散热器的空气冷却单元相互之间，空冷散热器的空气冷却单元，与机力冷却塔壳体壁之间无冷却风短路漏风通道。均匀分布安装固定于与机力冷却塔承重支撑，连接的空冷散热器支架上。

[0008] 在空冷散热器的上风向，设有与旁路喷淋循环水泵连接的喷淋蒸发装置。旁路喷淋循环水泵从集水池抽取旁路加湿循环水，通过管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置连接，通过自动控制装置控制喷淋蒸发装置淋水。

[0009] 或在空冷散热器的上风向，设有与旁路喷淋循环水泵连接的另一路独立喷雾加湿系统。旁路喷淋循环水泵从专设储水池抽取旁路加湿循环水，通过独立的管道控制阀门组件，与专设喷嘴矩阵连接，专设喷嘴矩阵的分布，与原有的喷淋蒸发装置的设置分布等同。通过另一路独立喷雾加湿系统的喷嘴，对从波纹板布水换热蜂窝填料层喷雾。形成在机力冷却塔壳体内部，从排风口向进风口，依次为风机、配水布水装置、空冷散热器、汇水布水装置、喷淋蒸发装置、波纹板布水换热蜂窝填料层、波纹板布水换热蜂窝填料层支撑框架、进风分配容腔、集水池的机力冷却塔架构。

[0010] 或形成在机力冷却塔壳体内，从排风口向进风口，依次为风机、配水布水装置

、空冷散热器、汇水布水装置、飘水收水器、喷淋蒸发装置、波纹板布水换热蜂窝填料层、波纹板布水换热蜂窝填料层支撑框架、进风分配容腔、集水池的机力冷却塔架构。

[0011] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水复合式机力冷却塔，分为四种运行模式： [0012] 第一种：为空冷散热器直接喷淋式冷却循环的幵放式运行模式，此模式为夏季运行模式：

[0013] 冷却循环水进水管道母管，与设置于机力冷却塔壳体内的配水布水装置连接，配水布水装置，与空冷散热器的空气冷却单元上端管道连接，空冷散热器空气冷却单元的下端，与汇水布水装置连接，汇水布水装置与管道控制阀门组件连接。管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置直接连接。或管道控制阀门组件，穿过飘水收水器，与喷淋蒸发装置连接。

[0014] 其中，管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间为幵启联通状态。管道控制阀门组件，与循环水泵之间，为关闭截流状态。旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内。喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为关闭截流状态。

[0015] 或管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间为幵启联通状态。管道控制阀门组件，与循环水泵之间，也为幵启联通状态，通过调控管道控制阀门组件，实现对进入循环水泵冷却循环水温的控制。旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内。喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为关闭截流状态

[0016] 冷却循环水，通过喷淋蒸发装置淋水，冷却循环水落到波纹板布水换热蜂窝填料层上，喷淋蒸发装置淋水形成的飘水上升，直接与空冷散热器接触。或喷淋蒸发装置淋水形成的飘水上升，通过飘水收水器收集下流。落到波纹板布水换热蜂窝填料层上的淋水，穿过波纹板布水换热蜂窝填料层的管腔表面，和上升气流换热。将冷却循环水的显热，通过蒸发转换为汽化潜热。上升气流则通过空气湿度增加，使干球温度降低，湿球温度升高实现对冷却循环水的蒸发传导降温。冷却循环水在机力冷却塔壳体的进风分配容腔内和进入的冷却风进一步换热后，落入集水池中完成冷却循环水的冷却过程。经过冷却的冷却循环水，通过幵启集水池与循环水泵之间的阀门，将冷却循环水通过出水管道，泵入热负荷换热器，冷却循环水在热负荷换热器内吸热后，通过冷却循环水进水管道母管，进入配水布水装置、空冷散热器，实现空冷散热器冷却循环水的幵放式循环。

[0017] 冷却风通过机力冷却塔壳体的进风通道，进入进风分配容腔，与下淋的冷却循环水初步接触换热，之后，冷却风进入波纹板布水换热蜂窝填料层，与沿波纹板布水换热蜂窝填料层管壁下流的冷却循环水进行逆流热交换，使空气湿度增力口，对冷却循环水降温。当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，夹带吹起从喷淋蒸发装置下淋的冷却循环水。夹带有飘水的饱和湿空气冷却风上升，穿过飘水收水器，飘水收水器收集截留部分飘水，仍夹带有部分飘水的饱和湿空气冷却风继续上升，与空冷散热器接触，使饱和湿空气冷却风夹带的部分飘水，与空冷散热器表面触碰吸热蒸发，将风吹飘水充分利用。饱和湿空气冷却风通过空冷散热器表面加热升温，干球温度升高，空气湿度降低变成不饱和空气，空气密度下降，增强了机力冷却塔壳体内外空气对流。

[0018] 首先进入空冷散热器的冷却循环水，在空冷散热器内得到预冷，实现进入喷淋蒸发装置前冷却循环水温度大幅下降，经过喷淋蒸发装置喷淋的冷却循环水，通过蒸发散热降温的耗水大幅下降，冷却循环水浓缩速度大幅降低，冷却循环水的排污量大幅下降。冷却循环水的冷却效果更为良好。

[0019] 第二种：为空冷散热器封闭式冷却循环，旁路喷淋空气加湿循环的冷却运行模式，为春秋运行模式。

[0020] 冷却循环水进水管道母管，与设置于机力冷却塔壳体内的配水布水装置连接，配水布水装置，与空冷散热器的空气冷却单元上端管道连接，空冷散热器空气冷却单元的下端，与汇水布水装置连接，汇水布水装置与管道控制阀门组件连接。管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置直接连接。或管道控制阀门组件，穿过飘水收水器，与喷淋蒸发装置连接。其中，管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间，为关闭截流状态。与循环水泵之间，为幵启联通状态。旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内。喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为幵启联通状态。

[0021] 冷却循环水在热负荷换热器内吸热后，通过冷却循环水进水管道母管，进入配水布水装置、空冷散热器，空冷散热器经过空气冷却后，进入汇水布水装置，之后，经过空冷散热器冷却的循环水，通过与循环水泵之间幵启的阀门，将冷却循环水通过出水管道，泵入热负荷换热器，实现空冷散热器冷却循环水的封闭式冷却循环。封闭式冷却循环的管路系统上，设有水膨胀罐。

[0022] 旁路喷淋循环水泵，与喷淋蒸发装置之间的管道控制阀门组件，设于幵启联通状态，旁路喷淋循环水泵，从集水池抽取旁路加湿循环水，旁路喷淋循环水泵的出水管道，通过与之连接的喷淋蒸发装置淋水。冷却循环水落到波纹板布水换热蜂窝填料层上，喷淋蒸发装置淋水形成的飘水上升，直接与空冷散热器接触。或喷淋蒸发装置淋水形成的飘水上升，通过飘水收水器收集下流。落到波纹板布水换热蜂窝填料层上的淋水，穿过波纹板布水换热蜂窝填料层的管腔表面，和上升气流换热增湿。将上升气流的显热，通过蒸发增湿转换为汽化潜热。使上升气流通过空气湿度增加，实现冷却空气干球温度的降低。旁路加湿循环水，在机力冷却塔壳体的进风分配容腔内，和进入的冷却风加湿换热后，落入集水池中，完成旁路加湿循环水对冷却风的加湿冷却过程。通过幵启集水池，与旁路喷淋循环水泵之间的阀门，将旁路加湿循环水通过出水管道，泵入喷淋蒸发装置，旁路加湿循环水在对冷却风加湿降温后，落入集水池，实现旁路加湿循环水对冷却风的幵放式加湿降温循环。

[0023] 或独立喷雾加湿水泵，连接另一路独立喷雾加湿系统。另一路独立喷雾加湿系统的喷嘴分布，与原有的喷淋蒸发装置的设置分布等同。通过另一路独立喷雾加湿系统的喷嘴对冷却风喷雾化水，对冷却风进行加湿，降低干球温度，提高冷却风的吸热能力，另一路独立喷雾加湿系统的喷嘴喷雾形成的飘水，通过接触空冷散热器表面蒸发，提高了空冷散热器的冷却效果，实现了空冷散热器蒸发传导复合散热。

[0024] 冷却风通过机力冷却塔壳体的进风通道，进入进风分配容腔，与下淋的旁路加湿循环水初步接触换热，之后，冷却风进入波纹板布水换热蜂窝填料层，与沿波纹板布水换热蜂窝填料层管壁下流的旁路加湿循环水进行逆流热交换，使空气湿度增加。当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，夹带吹起从喷淋蒸发装置下淋的旁路加湿循环水。夹带有飘水的饱和湿空气冷却风上升，直接与空冷散热器接触，使饱和湿空气冷却风夹带的部分飘水，与空冷散热器表面触碰吸热蒸发，将风吹飘水充分利用。或当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，夹带吹起从喷淋蒸发装置下淋的旁路加湿循环水。夹带有飘水的饱和湿空气冷却风上升，与穿过飘水收水器，飘水收水器收集截留部分飘水，仍夹带有部分飘水的饱和湿空气冷却风继续上升，与空冷散热器接触，使饱和湿空气冷却风夹带的部分飘水，与空冷散热器表面触碰吸热蒸发，将风吹飘水充分利用。而饱和湿空气冷却风，则通过空冷散热器表面加热升温，使空气的干球温度升高，空气湿度降低，变成不饱和空气，空气密度下降，增强了机力冷却塔壳体内外空气对流。提高了冷却循环水的冷却效果。

[0025] 第三种：为只幵风机的空冷散热器封闭式通风冷却运行模式，为初春、深秋运行模式：

[0026] 冷却循环水进水管道母管，与设置于机力冷却塔壳体内的配水布水装置连接，配水布水装置，与空冷散热器的空气冷却单元上端管道连接，空冷散热器空气冷却单元的下端，与汇水布水装置连接，汇水布水装置与管道控制阀门组件连接。管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置直接连接。或管道控制阀门组件，穿过飘水收水器，与喷淋蒸发装置连接。其中，管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间，为关闭截流状态。与循环水泵之间，为关闭截流状态。旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内。喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为关闭截流状态。

[0027] 冷却循环水在热负荷换热器内吸热后，通过冷却循环水进水管道母管，进入配水布水装置、空冷散热器，空冷散热器经过空气冷却后，进入汇水布水装置，之后，经过空冷散热器冷却的循环水，通过与循环水泵之间幵启的阀门，将冷却循环水通过出水管道，泵入热负荷换热器，实现空冷散热器冷却循环水的封闭式冷却循环。封闭式冷却循环的管路系统上，设有水膨胀罐。

[0028] 第四种：为不幵风机的空冷散热器封闭式自然对流通风冷却运行模式，为冬季运行模式：

[0029] 冷却循环水进水管道母管，与设置于机力冷却塔壳体内的配水布水装置连接，配水布水装置，与空冷散热器的空气冷却单元上端管道连接，空冷散热器空气冷却单元的下端，与汇水布水装置连接，汇水布水装置与管道控制阀门组件连接。管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置直接连接。或管道控制阀门组件，穿过飘水收水器，与喷淋蒸发装置连接。其中，管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间，为关闭截流状态。与循环水泵之间，为关闭截流状态。旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内。喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为关闭截流状态。

[0030] 冷却循环水在热负荷换热器内吸热后，通过冷却循环水进水管道母管，进入配水布水装置、空冷散热器，空冷散热器经过空气冷却后，进入汇水布水装置，之后，经过空冷散热器冷却的循环水，通过与循环水泵之间幵启的阀门，将冷却循环水通过出水管道，泵入热负荷换热器，实现空冷散热器冷却循环水的封闭式冷却循环。封闭式冷却循环的管路系统上，设有水膨胀罐。

[0031] 以上四种冷却运行模式可以任意切换。热循环水通过配水布水装置，等流径、等压、均匀分布配水于空冷散热器中，通过空冷散热器预冷的循环水，也以等流径、等压、均匀要求，通过汇水布水装置收集汇流循环水。经空冷散热器预冷却的循环水，通过布水控制阀门，控制喷淋蒸发装置控制喷淋水量，将水布于波纹板布水换热蜂窝填料层上，循环水在波纹板布水换热蜂窝填料层内，与上升的空气热交换冷却后，下淋于集水池。通过调控管道控制阀门组件，控制空冷散热器冷却水，与通过喷淋蒸发装置冷却水对循环水泵的供水比例，实现对各个季节对循环水泵的供水温度调控。

[0032] 冷却风通过机力冷却塔壳体的进风通道，进入进风分配容腔，之后，冷却风进入波纹板布水换热蜂窝填料层，当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，冷却风上升，直接与空冷散热器接触，或当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，穿过飘水收水器，与空冷散热器接触，冷却风则通过空冷散热器表面加热升温，使空气的干球温度升高，空气湿度降低，使空气密度下降，增强了机力冷却塔壳体内外空气对流。提高了冷却循环水的冷却效果。

[0033] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其空冷散热器空气冷却单元为冷却管，冷却管为光管，或为翅片管。或空冷散热器空气冷却单元为冷却热管，冷却热管为光管，或为翅片管。冷却热管包括金属管，玻璃管，塑胶管。

[0034] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其空冷散热器支架用金属、混凝土或塑钢及高分子有机复合材料制作，空冷散热器支架固定于冷却塔的承重支撑体上。

[0035] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其空冷散热器悬挂于空冷散热器固定支架上或摆放于空冷散热器支架上，也通过键、栓紧固组件加以固定。

[0036] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其进水管、汇水管与空气冷却气进水口通过管道及接口连接，进水母管布置于空冷散热器进水口旁边由空冷散热器支架支撑固定，汇水管与空冷散热器出水口通过管及接头连接，汇水管通过空冷散热器支架支撑固定。

[0037] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其飘水收水器固定于空冷散热器的进风口处，与空冷散热器连接组合或固定于空冷散热器固定支架上。

[0038] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其喷淋布水装置上安装有控制水的阀门。 [0039] 冷散热器幵闭可切换空冷凉水复合式冷却塔及运行方式，其空冷散热器以人字形、 V形或多面体形按矩阵或同心扇形方式布置排列，安装固定在空冷散热器支架上。

[0040] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其汇水管上的阀门用于控制空冷散热器的独立运行和变负荷运行。

[0041] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其空冷散热器空气冷却单元为冷却管，冷却管为光管，或为翅片管；冷却管包括金属管、塑胶管；或空冷散热器空气冷却单元为冷却热管，冷却热管为光管，或为翅片管；冷却热管包括金属管、玻璃管、塑胶管；空气冷却单元为单一材料管制造，或为复合材料管制造。

[0042] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其空冷散热器由多个空气冷却单元组成，空气冷却单元为光管，或为带冷却翅片的管；空气冷却单元由金属材料或导热性能良好的材料通过焊接、铆接、胀接、铸造、粘接、轧制、挤出工艺制作成型，冷却翅片管通过金属轧制、挤出制成型材加工制作，加工出的型材上面的翅片为螺纹状；空冷散热器通过与管道，将多个空气冷却单元管片密封连接；或空冷散热器通过与管道，将多个空气冷却单元热管密封连接；构成平行六面体的空气冷却器组件；空气冷却器组件的进水口与出水口等流径布置，管片与管片之间设有空气冷却器组件间隔支撑；空冷散热器以人字形，或多面体形，按矩阵，或同心扇形方式布置排列，安装固定在空冷散热器支架上。

[0043] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其空冷散热器支架用金属、混凝土、玻璃钢、或塑钢及高分子有机复合材料制作，空冷散热器支架固定于冷却塔的承重支撑体上；或空冷散热器悬挂于空冷散热器固定支架上，或摆放于空冷散热器支架上，通过包括插键、螺栓紧固组件加以固定。

[0044] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其进水管、汇水管与空气冷却器进、出水口密封连接，进水母管布置于空冷散热器进水口旁边，由空冷散热器支架支撑固定，汇水管与空冷散热器出水口，通过管及接头连接，汇水管通过空冷散热器支架支撑固定。 [0045] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其飘水收水器固定于空冷散热器的进风口处，与空冷散热器连接组合或固定于空冷散热器固定支架上。

[0046] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其汇水管上的阀门用于控制空冷散热器的独立运行和变负荷运行；喷淋布水装置上安装有自动控制阀门。

[0047] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其循环水泵、旁路喷淋循环水泵的进水口，或出水口上，设有超声波灭藻器。

[0048] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其旁路喷淋水的补水，为软化水。

发明的有益效果

有益效果

[0049] 本发明提供了空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，此发明结合冷却塔、闭式冷却塔和空气冷却塔的优点，充分利用水经冷却塔冷却吋与空气的热交换，使空气湿度增加，吸热能力提高 (水蒸汽比热接近空气比热的 2 倍)而空气干球温度降低的特点，用其对空冷散热器进行冷却。通过对现有空气空冷散热器优缺点的分析，提出了一种可以根据环境气候条件和待冷却流体进出口温度来自动调节运行状态的空冷散热器，当外界环境温湿度或待冷却流体进出口温度发生变化吋，本发明通过自动控制系统，分别控制雾化喷头、喷淋喷头的水流量和进风量，自动调整空冷器的运行模式，使得空冷器始终处于最经济的运行模式，相较现有的空冷散热器更加节水节电，经济性更好。本发明的多种工作模式，分别适用于不同的室外环境空气温湿度情况。利用空冷散热器预冷却管内流体，并幵放喷淋蒸发的冷却运行模式，适用于环境空气温湿度很高的气象条件；绝热加湿蒸发冷却运行模式适用于环境温湿度适中的过渡季节，有效的利用过渡季节的环境气象条件，相较喷淋蒸发冷却运行模式即减少了水的消耗，又能够满足换热量要求；风机运转的干式冷却运行模式适用于环境温度较低吋。自然冷却运行模式适用于环境温度非常低的冬季，此模式下风机处于关闭状态，只利用环境的低温空气和管内高温热流自然对流换热来冷却管内流体。由于设计冷却热水首先进入空冷散热器，与高湿度、低干球温度的空气逆流换热，冷却空冷散热器中的水。同吋，空冷散热器加热了高湿度的空气，使其密度减小，降低了冷却塔风筒内的压力，提高了空气升腾的速度，增加了冷却塔的冷却进风量。经过空冷散热器预冷的水温度降低，再经过布水喷淋蒸发装置分布到冷却塔的布水冷却热交换填料上，冷却散热，减少了水的蒸发，同吋，降低了空气的干球温度，又使得空冷散热器有好的冷却换热效果。由于喷淋蒸发装置分布到冷却塔布水冷却热交换填料上的水温度低，因此，可减少水的大量蒸发，从而减少了水的散失和排污，形成了充分利用空气干、湿球温度。空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔，在气温低的吋候可以实现空冷散热器地自然运行，最大限度实现节约用水。

对附图的简要说明

附图说明

[0050] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

[0051] 图 1为空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔设有收水器旁路循环，其空冷散热器为矩形多边形矩阵布置结构示意图；

[0052] 图 2为空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔无收水器旁路循环并增加喷雾，其空冷散热器为矩形多边形矩阵布置系统结构示意图；

[0053] 图 3为空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔设有收水器旁路循环，其空冷散热器为人字形布置结构示意图；

[0054] 图 4为空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔无收水器旁路循环并增加喷雾，其空冷散热器为人字形布置系统结构示意图。

[0055] 图 5为空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔设有收水器旁路循环，其空冷散热器为 V形布置结构示意图；

[0056] 图 6为空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔设有收水器旁路循环并增加喷雾，其空冷散热器为 V字形布置系统结构示意图；

[0057] 图 7为空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔设有收水器旁路循环，其空冷散热器为矩形多边形矩阵布置结构示意图；

[0058] 图 8为空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔设有收水器旁路循环并增加喷雾，其空冷散热器为矩形多边形矩阵布置系统结构示意图。

图中： 1发电机、 2汽轮机、 3汽轮机转子、 4冷凝器、 5冷凝水泵、 6热循环水输水母管、 7循环水泵、 8循环水给水管、 9a空气幵闭循环切换阀、 10b空气幵闭循环切换阀、 11空气冷却器闭路循环回水管、 12集水池、 13蜂窝波浪布水冷却层、 14布水器、 15布水控制阀门、 16汇水管、 17排水槽、 18空气冷却器、 19冷却塔筒体、 20膨胀水箱、 21循环水取水母管、 22排污控制阀、 23排污管、 24喷淋母管控制阀 a、 25汇水母管控制阀、 26循环水补水管、 27循环水补水逆止阀、 28 旁路喷淋取水控制阀、 29旁路喷淋循环水泵、 30喷淋母管控制阀15、 31喷淋母管、 32调风百页窗、 33收水器、 34风机、 35独立加湿给水母管控制阀、 36独立加湿给水母管、 37独立加湿蓄水箱、 38进排气管、 39补水阀、 40补水管、 41喷头、 42雾化喷头控制阀、 43独立加湿水泵、 44独立加湿进水控制阀

Claims

权利要求书

[权利要求 1] 空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，包括机力冷却塔壳体、空冷散热器、喷淋蒸发装置、风机、集水池、旁路喷淋循环水泵、自动控制装置，配水布水装置、汇水布水装置、波纹板布水换热蜂窝填料层、循环水泵、热负荷换热器、进、出水管道，其特征是：在机力冷却塔壳体中的波纹板布水换热蜂窝填料层，及喷淋布水装置的下风向，或飘水收水器之上的下风向，设有安装固定在支架上的，由多个空气冷却单元连接组成的空冷散热器；

空冷散热器的空气冷却单元相互之间，空冷散热器的空气冷却单元，与机力冷却塔壳体壁之间无冷却风短路漏风通道；均匀分布安装固定于与机力冷却塔承重支撑，连接的空冷散热器支架上；

在空冷散热器的上风向，设有与旁路喷淋循环水泵连接的喷淋蒸发装置；旁路喷淋循环水泵从集水池抽取旁路加湿循环水，通过管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置连接，通过自动控制装置控制喷淋蒸发装置淋水；

或在空冷散热器的上风向，设有与旁路喷淋循环水泵连接的另一路独立喷雾加湿系统；旁路喷淋循环水泵从专设储水池抽取旁路加湿循环水，通过独立的管道控制阀门组件，与专设喷嘴矩阵连接，专设喷嘴矩阵的分布，与原有的喷淋蒸发装置的设置分布等同；通过另一路独立喷雾加湿系统的喷嘴，对从波纹板布水换热蜂窝填料层喷雾；形成在机力冷却塔壳体内部，从排风口向进风口，依次为风机、配水布水装置、空冷散热器、汇水布水装置、喷淋蒸发装置、波纹板布水换热蜂窝填料层、波纹板布水换热蜂窝填料层支撑框架、进风分配容腔、集水池的机力冷却塔架构；

或形成在机力冷却塔壳体内，从排风口向进风口，依次为风机、配水布水装置、空冷散热器、汇水布水装置、飘水收水器、喷淋蒸发装置、波纹板布水换热蜂窝填料层、波纹板布水换热蜂窝填料层支撑框架、进风分配容腔、集水池的机力冷却塔架构；空冷散热器幵闭可切换空冷凉水复合式机力冷却塔，分为四种运行模式：

第一种：为空冷散热器直接喷淋式冷却循环的幵放式运行模式，此模式为夏季运行模式：

冷却循环水进水管道母管，与设置于机力冷却塔壳体内的配水布水装置连接，配水布水装置，与空冷散热器的空气冷却单元上端管道连接，空冷散热器空气冷却单元的下端，与汇水布水装置连接，汇水布水装置与管道控制阀门组件连接；管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置直接连接；或管道控制阀门组件，穿过飘水收水器，与喷淋蒸发装置连接；

其中，管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间为幵启联通状态；管道控制阀门组件，与循环水泵之间，为关闭截流状态；旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内；喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为关闭截流状态；

或管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间为幵启联通状态；管道控制阀门组件，与循环水泵之间，也为幵启联通状态，通过调控管道控制阀门组件，实现对进入循环水泵冷却循环水温的控制；旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内；喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为关闭截流状态；

冷却循环水，通过喷淋蒸发装置淋水，冷却循环水落到波纹板布水换热蜂窝填料层上，喷淋蒸发装置淋水形成的飘水上升，直接与空冷散热器接触；或喷淋蒸发装置淋水形成的飘水上升，通过飘水收水器收集下流；落到波纹板布水换热蜂窝填料层上的淋水，穿过波纹板布水换热蜂窝填料层的管腔表面，和上升气流换热；将冷却循环水的显热，通过蒸发转换为汽化潜热；上升气流则通过空气湿度增加，使干球温度降低，湿球温度升高实现对冷却循环水的蒸发传导降温；冷却循环水在机力冷却塔壳体的进风分配容腔内和进入的冷却风进一步换热后，落入集水池中完成冷却循环水的冷却过程；经过冷却的冷却循环水，通过幵启集水池与循环水泵之间的阀门，将冷却循环水通过出水管道，泵入热负荷换热器，冷却循环水在热负荷换热器内吸热后，通过冷却循环水进水管道母管，进入配水布水装置、空冷散热器，实现空冷散热器冷却循环水的幵放式循环；

冷却风通过机力冷却塔壳体的进风通道，进入进风分配容腔，与下淋的冷却循环水初步接触换热，之后，冷却风进入波纹板布水换热蜂窝填料层，与沿波纹板布水换热蜂窝填料层管壁下流的冷却循环水进行逆流热交换，使空气湿度增加，对冷却循环水降温；当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，夹带吹起从喷淋蒸发装置下淋的冷却循环水；夹带有飘水的饱和湿空气冷却风上升，穿过飘水收水器，飘水收水器收集截留部分飘水，仍夹带有部分飘水的饱和湿空气冷却风继续上升，与空冷散热器接触，使饱和湿空气冷却风夹带的部分飘水，与空冷散热器表面触碰吸热蒸发，将风吹飘水充分利用；饱和湿空气冷却风通过空冷散热器表面加热升温，干球温度升高，空气湿度降低变成不饱和空气，空气密度下降，增强了机力冷却塔壳体内外空气对流；

第二种：为空冷散热器封闭式冷却循环，旁路喷淋空气加湿循环的冷却运行模式，为春秋运行模式；

冷却循环水进水管道母管，与设置于机力冷却塔壳体内的配水布水装置连接，配水布水装置，与空冷散热器的空气冷却单元上端管道连接，空冷散热器空气冷却单元的下端，与汇水布水装置连接，汇水布水装置与管道控制阀门组件连接；管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置直接连接；或管道控制阀门组件，穿过飘水收水器，与喷淋蒸发装置连接；其中，管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间，为关闭截流状态；与循环水泵之间，为幵启联通状态；旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内；喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为幵启联通状态；

冷却循环水在热负荷换热器内吸热后，通过冷却循环水进水管道母管，进入配水布水装置、空冷散热器，空冷散热器经过空气冷却后，进入汇水布水装置，之后，经过空冷散热器冷却的循环水，通过与循环水泵之间幵启的阀门，将冷却循环水通过出水管道，泵入热负荷换热器，实现空冷散热器冷却循环水的封闭式冷却循环；封闭式冷却循环的管路系统上，设有水膨胀罐；

旁路喷淋循环水泵，与喷淋蒸发装置之间的管道控制阀门组件，设于幵启联通状态，旁路喷淋循环水泵，从集水池抽取旁路加湿循环水，旁路喷淋循环水泵的出水管道，通过与之连接的喷淋蒸发装置淋水；冷却循环水落到波纹板布水换热蜂窝填料层上，喷淋蒸发装置淋水形成的飘水上升，直接与空冷散热器接触；或喷淋蒸发装置淋水形成的飘水上升，通过飘水收水器收集下流；落到波纹板布水换热蜂窝填料层上的淋水，穿过波纹板布水换热蜂窝填料层的管腔表面，和上升气流换热增湿；将上升气流的显热，通过蒸发增湿转换为汽化潜热；使上升气流通过空气湿度增加，实现冷却空气干球温度的降低；旁路加湿循环水，在机力冷却塔壳体的进风分配容腔内，和进入的冷却风加湿换热后，落入集水池中，完成旁路加湿循环水对冷却风的加湿冷却过程；通过幵启集水池，与旁路喷淋循环水泵之间的阀门，将旁路加湿循环水通过出水管道，泵入喷淋蒸发装置，旁路加湿循环水在对冷却风加湿降温后，落入集水池，实现旁路加湿循环水对冷却风的幵放式加湿降温循环；

或独立喷雾加湿水泵，连接另一路独立喷雾加湿系统；另一路独立喷雾加湿系统的喷嘴分布，与原有的喷淋蒸发装置的设置分布等同；通过另一路独立喷雾加湿系统的喷嘴对冷却风喷雾化水，对冷却风进行加湿，降低干球温度，提高冷却风的吸热能力，另一路独立喷雾加湿系统的喷嘴喷雾形成的飘水，通过接触空冷散热器表面蒸发，提高了空冷散热器的冷却效果，实现了空冷散热器蒸发传导复合散热；冷却风通过机力冷却塔壳体的进风通道，进入进风分配容腔，与下淋的旁路加湿循环水初步接触换热，之后，冷却风进入波纹板布水换热蜂窝填料层，与沿波纹板布水换热蜂窝填料层管壁下流的旁路加湿循环水进行逆流热交换，使空气湿度增加；当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，夹带吹起从喷淋蒸发装置下淋的旁路加湿循环水；夹带有飘水的饱和湿空气冷却风上升，直接与空冷散热器接触，使饱和湿空气冷却风夹带的部分飘水，与空冷散热器表面触碰吸热蒸发，将风吹飘水充分利用；或当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，夹带吹起从喷淋蒸发装置下淋的旁路加湿循环水；夹带有飘水的饱和湿空气冷却风上升，与穿过飘水收水器，飘水收水器收集截留部分飘水，仍夹带有部分飘水的饱和湿空气冷却风继续上升，与空冷散热器接触，使饱和湿空气冷却风夹带的部分飘水，与空冷散热器表面触碰吸热蒸发，将风吹飘水充分利用；而饱和湿空气冷却风，则通过空冷散热器表面加热升温，使空气的干球温度升高，空气湿度降低，变成不饱和空气，空气密度下降，增强了机力冷却塔壳体内外空气对流；

第三种：为只幵风机的空冷散热器封闭式通风冷却运行模式，为初春、深秋运行模式：

冷却循环水进水管道母管，与设置于机力冷却塔壳体内的配水布水装置连接，配水布水装置，与空冷散热器的空气冷却单元上端管道连接，空冷散热器空气冷却单元的下端，与汇水布水装置连接，汇水布水装置与管道控制阀门组件连接；管道控制阀门组件，与喷淋蒸发装置直接连接；或管道控制阀门组件，穿过飘水收水器，与喷淋蒸发装置连接；其中，管道控制阀门组件的切换阀，与喷淋蒸发装置之间，为关闭截流状态；与循环水泵之间，为关闭截流状态；旁路喷淋循环水泵的取水管，置于集水池内；喷淋蒸发装置与旁路喷淋循环水泵之间阀门，为关闭截流状态；

第四种：为不幵风机的空冷散热器封闭式自然对流通风冷却运行模式，为冬季运行模式：

以上四种冷却运行模式可以任意切换；热循环水通过配水布水装置，等流径、等压、均匀分布配水于空冷散热器中，通过空冷散热器预冷的循环水，也以等流径、等压、均匀要求，通过汇水布水装置收集汇流循环水；经空冷散热器预冷却的循环水，通过布水控制阀门，控制喷淋蒸发装置控制喷淋水量，将水布于波纹板布水换热蜂窝填料层上，循环水在波纹板布水换热蜂窝填料层内，与上升的空气热交换冷却后，下淋于集水池；通过调控管道控制阀门组件，控制空冷散热器冷却水，与通过喷淋蒸发装置冷却水对循环水泵的供水比例，实现对各个季节对循环水泵的供水温度调控；

冷却风通过机力冷却塔壳体的进风通道，进入进风分配容腔，之后，冷却风进入波纹板布水换热蜂窝填料层，当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，冷却风上升，直接与空冷散热器接触，或当冷却风上升流出波纹板布水换热蜂窝填料层后，穿过飘水收水器，与空冷散热器接触，冷却风则通过空冷散热器表面加热升温，使空气的干球温度升高，空气湿度降低，使空气密度下降，增强了机力冷却塔壳体内外空气对流。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其特征是：空冷散热器空气冷却单元为冷却管，冷却管为光管，或为翅片管；冷却管包括金属管、塑胶管；或空冷散热器空气冷却单元为冷却热管，冷却热管为光管，或为翅片管；冷却热管包括金属管、玻璃管、塑胶管；空气冷却单元为单一材料管制造，或为复合材料管制造。

[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其特征是：空冷散热器空气冷却单元为冷却热管，冷却热管为光管，或为翅片管；冷却热管包括金属管、玻璃管、塑胶管；空气冷却单元为单一材料管制造，或为复合材料管制造。

[权利要求 4] 根据权利要求 1所述的空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其特征是：空冷散热器由多个空气冷却单元组成，空气冷却单元为光管，或为带冷却翅片的管；空气冷却单元由金属材料或导热性能良好的材料通过焊接、铆接、胀接、铸造、粘接、轧制、挤出工艺制作成型，冷却翅片管通过金属轧制、挤出制成型材加工制作，加工出的型材上面的翅片为螺纹状；空冷散热器通过与管道，将多个空气冷却单元管片密封连接；或空冷散热器通过与管道，将多个空气冷却单元热管密封连接；构成平行六面体的空气冷却器组件；空气冷却器组件的进水口与出水口等流径布置，管片与管片之间设有空气冷却器组件间隔支撑；空冷散热器以人字形，或多面体形，按矩阵，或同心扇形方式布置排列，安装固定在空冷散热器支架上。

根据权利要求 1所述的空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其特征是：空冷散热器支架用金属、混凝土、玻璃钢、或塑钢及高分子有机复合材料制作，空冷散热器支架固定于冷却塔的承重支撑体上；或空冷散热器悬挂于空冷散热器固定支架上，或摆放于空冷散热器支架上，通过包括插键、螺栓紧固组件加以固定。根据权利要求 1所述的空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其特征是：进水管、汇水管与空气冷却器进、出水口密封连接，进水母管布置于空冷散热器进水口旁边，由空冷散热器支架支撑固定，汇水管与空冷散热器出水口，通过管及接头连接，汇水管通过空冷散热器支架支撑固定。

根据权利要求 1所述的空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其特征是：飘水收水器固定于空冷散热器的进风口处，与空冷散热器连接组合或固定于空冷散热器固定支架上。

根据权利要求 1所述的空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其特征是：汇水管上的阀门用于控制空冷散热器的独立运行和变负荷运行；喷淋布水装置上安装有自动控制阀门。

根据权利要求 1所述的空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其特征是：循环水泵、旁路喷淋循环水泵的进水口，或出水口上，设有超声波灭藻器。

根据权利要求 1所述的空冷散热器幵闭可切换空冷凉水式机力冷却塔及运行方式，其特征是：旁路喷淋水的补水，为软化水。