一种适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备的制作方法

1.本实用新型涉及冷却塔性能优化的技术领域，特别是涉及一种适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备。


背景技术：

2.自然通风逆流湿式冷却塔是火电厂及核电厂常用的冷端设备，主要通过冷却液与空气直接接触进行热质交换以达到降低循环冷却水温度的目的。
3.由冷却塔冷却特性可知，冷空气经冷却塔进风口进入雨区，外围区域空气流量大，温度和湿度低，换热效果好；少部分气流克服淋水阻力进入冷却塔中心区域，在径向行程中同喷淋下来的冷却液发生传热传质，即以冷却塔中央竖井为中心指向塔外壁的径向方向上，冷空气风速、风量呈现由小到大逐渐增强的分布特征，冷却能力呈现由弱到强，而距离中心相近距离的区域冷却能力相似，现有的配水设备，无法根据冷却塔的径向换热性能差异分区定量化配水。
4.此外，在寒冷季节(环境温度较低时)，冷却塔远离中心位置温度较低，冷却液容易在冷却塔进风的上部边缘、边缘填料位置、配水装置远离冷却塔中心的喷头等位置结冰，进而容易导致塔内换热状况恶化以及填料层损坏的情况，现有的配水装置，也无法动态适应气候的变化进而达到防止结冰达到目的。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备。
6.为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，包括：
8.中央竖井，设置于冷却塔中心轴线位置；
9.配水装置，包括沿所述冷却塔径向等距离设置的若干喷水管路以及连通喷水管路与所述中央竖井的配水管路；
10.控制装置，包括若干温度检测装置以及根据温度检测装置实时检测温度，调节不同所述喷水管路喷水量和/或喷水方向的配水装置控制模块；
11.若干所述温度检测装置均设置于所述冷却塔的填料层下方，并与所述喷水管路一一对应设置。
12.优选地，所述喷水管路包括若干环形分水管，每根所述环形分水管均连接有若干喷头；
13.自所述冷却塔中心向边缘方向设置的若干所述环形分水管，所述环形分水管的中心轴线重合，且管径逐渐增大；
14.至少与管径最大的所述环形分水管相连的所述喷头设置为可旋转喷头；
15.所述环形分水管上安装的所述喷头的数量与所述环形分水管的截面积呈正比。
16.优选地，所述配水管路包括若干送水管，每根所述送水管上均安装有一个调节阀；
17.所述送水管与所述环形分水管一一对应连接，且所述送水管和与其对应连接的所述环形分水管管径相等；
18.所有所述送水管的截面积之和与所述中央竖井的截面积相等。
19.优选地，所述送水管围绕所述中央竖井呈环形阵列设置。
20.优选地，安装于同一根所述环形分水管上的所述喷头，对称分布于对应所述环形分水管的两侧。
21.优选地，所述喷水管路包括若干弧形分水管，且距离所述中央竖井等距离的所述弧形分水管环形阵列分布若干根；
22.沿所述冷却塔同一半径方向上设置的所述弧形分水管呈扇形分布，每根所述弧形分水管均连接有若干喷头；
23.自所述冷却塔中心向边缘方向设置的若干所述弧形分水管，所述弧形分水管的中心轴线重合，且管径逐渐增大；
24.至少与管径最大的所述弧形分水管相连的所述喷头设置为可旋转喷头；
25.所述弧形分水管上安装的所述喷头的数量与所述弧形分水管的截面积呈正比。
26.优选地，所述配水管路包括若干围绕所述中央竖井呈环形阵列分布的第一配水管，且所述第一配水管一端与所述中央竖井相连；
27.所述第一配水管通过若干第二配水管连接沿所述冷却塔同一半径方向上设置的若干所述弧形分水管，所述第二配水管与所述弧形分水管一一对应设置，每根所述第二配水管上均安装有调节阀；
28.所述第二配水管和与其对应连接的所述弧形分水管管径相等；所有所述第二配水管的截面积之和与所述第一配水管的截面积相等；所有所述第一配水管的截面积之和与所述中央竖井的截面积之和相等。
29.优选地，所述第一配水管围绕所述中央竖井呈环形阵列设置；
30.所述第一配水管通过所述第二配水管与所述弧形分水管中段位置相连。
31.优选地，安装于同一根所述弧形分水管上的所述喷头关于所述第一配水管对称设置。
32.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
33.上述技术方案中所提供的一种适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，根据冷却塔自边缘向中心，冷却能力逐渐减弱的特性，沿所述冷却塔径向等距离设置的若干喷水管路，并利用温度检测装置检测不同冷却区的实时温度，利用配水装置控制模块根据实时温度调节不同喷水管路喷水量和/或喷水方向，使得本装置能够实现对填料塔冷却区的定量化供水，有利于本设备根据环境温度、冷却液的温度，及时调节不同喷水管路对不同冷却区的喷水量以及喷水方向，进而可增加冷却塔的冷却效率，避免冷却塔结冰；具体地，利用本设备定量化供水包括调节不同冷却区的配水量、调节配水装置的喷水方向等方式的单独应用或组合，使得在环境温度较高时，无需考虑距离冷却塔中心最远冷却区处冷却液温度过低而导致结冰的情况，进而可直接调节配送至各冷却区的配水量，使得换热效率更高；而当环境温度较低时，距离冷却塔中心最远冷却区处冷却液温度过低容易导致结冰的情况，此时，监测到的冷却液温度过低，则可增加距离冷却塔中心最远冷却区的配水量，还可调节配
水装置的喷水方向，使得配水方向朝向对应冷却区，达到避免结冰的情况。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为配水装置以及填料层在冷却塔内的分布示意图。
36.图2为配水装置的第一种实施例结构示意图。
37.图3为配水装置的第二种实施例结构示意图。
38.图4为图3自a方向观测的示意图。
39.图5为图3自b方向观测的示意图。
40.图6为图3自c方向观测的示意图。
41.图7为配水装置控制装置的连接示意图。
42.图8为本实用新型提供的设备使用方法的步骤示意图。
43.图9为本实用新型使用时第一种实施例的步骤示意图。
44.图10为本实用新型使用时第二种实施例的步骤示意图。
45.附图标记说明：
46.1、中央竖井；10、冷却塔；101、填料层；2、配水装置；20、喷水管路；201、环形分水管；202、喷头；203、弧形分水管；21、配水管路；210、送水管；211、第一配水管；212、第二配水管；213、调节阀；3、配水装置控制装置；30、配水装置控制模块；31、温度检测装置；32、冷却液温度实时监测模块；33、冷却液凝固点阈值预设单元；34、温度判断单元；35、冷却能力比较单元；36、调节信号输出单元。
具体实施方式
47.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
48.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，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。
49.在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。
50.如图1至图7所示，本实用新型实施例提供了一种适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，包括：中央竖井1、配水装置2、配水装置控制装置3；其中，中央竖井1设置于冷却塔10中心轴线位置；配水装置2包括沿冷却塔10径向等距离设置的若干喷水管路20以及连通喷水管路20与中央竖井1的配水管路21，喷水管路20与配水管路21设置在填料层101的上方，填料层101上设置有若干个冷却区(沿镜像设置的环形冷却区)，喷水管路20与冷却区一一对应设置；配水装置控制装置3包括若干温度检测装置31以及根据温度检测装置31实时检测温度，调节不同喷水管路20喷水量、喷水方向的配水装置控制模块30；若干温度检测装置31均设置于冷却塔10的填料层101下方，并与喷水管路20一一对应设置，进而可测量不同冷却区的冷却液温度，作为优选，温度检测装置31的位置根据冷却区进行设置，每个冷却区均对应设置有温度检测装置31，同一冷却区内的温度检测装置31可设置1个、2个或多个，数量超过1个时，可围绕冷却塔10中心呈环形阵列分布，在获取时冷却液温度时，可计算温度检测装置31的平均值，进而使得检测精度更准确。
51.具体地说，根据冷却塔10自边缘向中心，冷却能力逐渐减弱的特性，可在冷却塔10的填料层101上，自冷却塔10径向设置若干冷却区，并利用温度检测装置31对各个冷却区的冷却液温度进行实时监测，从而可根据冷却液温度判断冷却塔10不同冷却区的冷却能力，并根据不同冷却区的冷却能力，利用配水装置控制模块30控制不同喷水管路20的喷水量、喷水方向，进而实现定量化、定向化供水，达到在环境温度较高时提高冷却塔10换热效果，而在环境温度较低时避免冷却塔10结冰的优点；此外，其定量化供水的方式包括调节不同喷水管路20对不同冷却区的配水量、调节喷水管路20的喷水方向等方式的单独应用或组合，使得在环境温度较高时，无需考虑距离冷却塔10中心最远冷却区处冷却液温度过低而导致结冰的情况，进而可直接根据不同冷却区的冷却能力，调节配送至各喷水管路20的配水量，使得换热效率更高；而当环境温度较低时，距离冷却塔10中心最远冷却区处冷却液温度过低容易导致结冰的情况，此时，温度检测装置31监测到的冷却液温度过低，则可增加距离冷却塔10中心最远的喷水管路20的配水量，还可调节喷水管路20的喷水方向，使得配水方向朝向对应冷却区，达到避免结冰的情况。
52.喷水管路20与配水管路21可设置为多种组合结构，能够实现对填料层101上设置的不同冷却区的定量化配水以及配水量调节即可。
53.如图2所示，在其中一种实施例中，喷水管路20包括若干环形分水管201，环形分水管201沿中央竖井1径向等距离可设置3根、4根或多根，每根环形分水管201均连接有若干喷头202；具体地，由于冷却塔10以中央竖井1为中心指向冷却塔10外壁(边缘)的径向方向上，冷却空气的风速、风量呈现由小到大逐渐增强的分布特征，冷却塔10的冷却能力呈现由弱到强，而距离中心相近距离的区域冷却能力相似，故自中央竖井1中心向冷却塔10边缘(外壁)方向分布的若干根环形分水管201，环形分水管201的中心轴线重合，且管径逐渐增大；由于环境温度较低时，一般只有最外围循环冷却水温度会低于冷却水凝固点阈值，因此可至少与管径最大的环形分水管201相连的喷头202设置为可旋转喷头，也可将所有喷头202均设置为可旋转喷头；为了实现对不同冷却区进行定量配水，环形分水管201上安装的喷头202的数量与环形分水管201的截面积呈正比。
54.进一步地说，配水管路21包括若干送水管210，每根送水管210上均安装有一个调节阀213；送水管210与环形分水管201一一对应连接，且送水管210和与其对应连接的环形
分水管201管径相等；所有送水管210的截面积之和与中央竖井1的截面积相等，此外，为了便于调节控制，本设备中可旋转喷头与调节阀213均可与配水装置控制模块30电性连接；旋转喷头与调节阀213也可手动调节。
55.以图2为例进一步说明，环形分水管201自冷却塔10边缘向中心等距离设置有d、e、f三根，其对应的管径可设置为rd、re、rf，与d、e、f三根环形分水管201一一对应设置的送水管210分别为g、h、i，其对应的管径分别设置为rg、rh、ri，d、e、f三根环形分水管201对应连接的喷头202数量分别为nd、ne、nf,中央竖井1对应的直径为r0，则各参数之间关系为：
56.r0》rd＝rg》re＝rh》rf＝ri；
57.r
g2
+r
h2
+r
i2
＝r
02
；
58.r
d2
：r
e2
：r
f2
＝nd：ne：nf。
59.此设计通过控制调节阀213的开度，即可实现利用送水管210、环形分水管201以及喷头202对不同冷却区进行定量化配水，此方案中只需要控制与送水管210对应个数的调节阀213即可，调节更加便捷。
60.更进一步地说，送水管210围绕中央竖井1呈环形阵列设置，此设计，使得整个配水装置2重量分布更加均衡，便于配水装置2的整体安装，进而可避免配水装置2重量分布不均，而在使用过程中变形；安装于同一根环形分水管201上的喷头202，对称分布于对应环形分水管201的两侧，此设计一方面，有利于喷头202的均匀分布，有利于整个配水装置2重量平衡；另一方面，当喷头202需要旋转，进而改变喷水方向时，喷出的冷却液不会受环形分水管201的影响。
61.如图3至图6所示，在另一种实施例中，喷水管路20包括若干弧形分水管203，且距离中央竖井1等距离的弧形分水管203环形阵列分布若干根，距离中央竖井1等距离的弧形分水管203可围绕呈圆圈；沿冷却塔10同一半径方向上设置的弧形分水管203呈扇形分布，每根弧形分水管203均连接有若干喷头202；自冷却塔10中心向边缘方向设置的若干弧形分水管203，弧形分水管203的中心轴线重合，且管径逐渐增大；至少与管径最大的弧形分水管203相连的喷头202设置为可旋转喷头；弧形分水管203上安装的喷头202的数量与弧形分水管203的截面积呈正比。
62.具体地说，配水管路21包括若干围绕中央竖井1呈环形阵列分布的第一配水管211，且第一配水管211一端与中央竖井1相连；第一配水管211通过若干第二配水管212连接沿冷却塔10同一半径方向上设置的若干弧形分水管203，第二配水管212与弧形分水管203一一对应设置，每根第二配水管212上均安装有调节阀213；第二配水管212和与其对应连接的弧形分水管203管径相等；所有第二配水管212的截面积之和与第一配水管211的截面积相等；所有第一配水管211的截面积之和与中央竖井1的截面积之和相等。
63.以图3至图6为例进一步说明，弧形分水管203自冷却塔10边缘向中心等距离设置有j、k、m三根，且三者呈扇形分布，其对应的管径可设置为rj、rk、rm，与j、k、m三根弧形分水管203一一对应设置的第二配水管212分别为o、p、q，其对应的管径分别设置为ro、r
p
、rq，j、k、m三根弧形分水管203对应连接的喷头202数量分别为nj、nk、nm,中央竖井1对应的直径为r0，第一配水管211对应管径为r1，则各参数之间关系为：
64.r0》r1》rj＝ro》rk＝r
p
》rm＝rq；
65.nr
12
＝r
02
(n为第一配水管211的数量)；
66.r
o2
+r
p2
+r
q2
＝r
12
；
67.r
j2
：r
k2
：r
m2
＝nj：nk：nm。
68.此设计中将弧形分水管203、第二配水管212、第一配水管211进行组合，并设置成为若干组，相对于结构(如环形分水管201)整体设置而言，更容易后续检修确定故障点位置，便于检修。
69.进一步地说，第一配水管211围绕中央竖井1呈环形阵列设置；第一配水管211通过第二配水管212与弧形分水管203中段位置相连。
70.更进一步地说，安装于同一根弧形分水管203上的喷头202关于第一配水管211对称设置。
71.如图7所示，为了使本设备能够根据环境温度(冷却液温度)实现配水量、喷水方向的调节，配水装置控制装置3可设置于电厂的dcs系统内，可在设备使用过程中，用于监测数据的处理以及信号的输出，具体地，配水装置控制装置3包括配水装置控制模块30、温度检测装置31、冷却液温度实时监测模块32、冷却液凝固点阈值预设单元33、温度判断单元34、冷却能力比较单元35、调节信号输出单元36；其中，冷却液温度实时监测模块32与温度检测装置31电性连接，实时监测不同冷却区冷却液温度；冷却液凝固点阈值预设单元33用于设置冷却液凝固点阈值，一般可设置为2至3℃；温度判断单元34用于判断冷却液温度实时监测模块32监测的冷却液温度(主要为距离冷却塔10中心最远距离的冷却区冷却液温度)与冷却液凝固点阈值预设单元33预设的冷却液凝固点阈值大小，并生成判断结果；冷却能力比较单元35用于根据冷却液温度比较不同冷却区1的冷却能力，获得比较结果；调节信号输出单元36，用于根据判断结果与比较结果，输出调节信号，控制配水装置控制模块30，进而控制调节阀213、喷头202，实现配水装置2配水量或喷水方向的调节。
72.如图8、图9、图10所示，本设备在使用时，可根据监测的冷却液温度，实现对冷却塔10配水方式的调节，其具体方法包括：
73.s1：冷却区设置，包括沿冷却塔径向设置若干冷却区，且距离冷却塔中心最远的冷却区为强冷却区；
74.s2：冷却液温度实时监测，包括监测经过不同冷却区的冷却液温度；
75.s3：配水装置2调节，包括根据不同冷却区对应的冷却液温度，调节配水装置2对不同冷却区的配水量和/或调节配水装置2的喷水方向。
76.由冷却塔换热的特性可知，冷却塔送风是自冷却塔的外围逐渐向冷却塔内部扩散，进而使冷却塔自边缘向中心，冷却能力逐渐减弱，通过上述方法，能够根据冷却塔不同冷却区的冷却液温度来判断对应冷却区的冷却能力，控制配水装置2对不同冷却区的配水量，进而实现定量化配水，增加冷却塔的处理效果及效率；由于当环境温度较低时，冷却塔靠近边缘位置温度更低，更容易结冰，而上述方法能够实时监测冷却液的温度，进而能够在冷却区环境温度较低时，及时获取强冷却区的冷却液温度，进而及时调整对其冷却液的供水量、喷水方向，避免冷却区(强冷却区)结冰的情况；上述方法还能够在冷却液温度较高时，控制所配水装置2喷水方向全部朝上，进而增加增大冷却液的喷射高度及扩散面积，有利于增大冷却液和冷空气的接触面积，从而降低循环冷却水的温度，使冷却液冷却效果更好。
77.如图2所示，s3步骤的其中一种实施例为：
78.s3.1：根据不同冷却区对应的冷却液温度，调节配水装置2对不同冷却区的配水量和调节配水装置2的喷水方向，其具体步骤包括：
79.s3.1.1：利用冷却液凝固点阈值预设单元33预设冷却液凝固点阈值；
80.s3.1.2：判断经过强冷却区的冷却液温度是否小于冷却液凝固点阈值；
81.s3.1.3：当冷却液温度小于冷却液凝固点阈值时，调节配水装置2来增大强冷却区的配水量；
82.s3.1.4：再次判断经过强冷却区的冷却液温度是否小于冷却液凝固点阈值；
83.s3.1.5：当冷却液温度依旧小于冷却液凝固点阈值时，调节配水装置2对强冷却区的喷水方向，使喷水方向朝向强冷却区。
84.上述实施例更适用于在环境温度较低时，在环境温度较低时，根据冷却塔的特性可知，冷却塔最外围(即靠近冷却塔边缘)位置温度相对于冷却塔内部而言，温度更低，冷却液更容易在填料层101产生结冰的情况，而上述方法中，通过判断强冷却区冷却液的温度是否达到凝固点阈值，进而能够判断冷却液是否容易结冰，若容易结冰，则可通过调节阀213增加对强冷却区的配水量，一方面可以提高冷却液冷却后的温度，另一方面也可以增大水流速度，提高水流的冲击力和摩擦力，防止结冰；而经过s3.1.3步骤操作后，可再次对冷却液温度进行判断，若不低于冷却液凝固点阈值，则可保持此状态持续运行，配水装置2(的喷头202)朝向均朝向冷却塔顶部的一侧喷水，而仅针对冷却液的流量进行调控，此方式既能够不影响冷却塔的冷却效果，又能够避免冷却塔结冰的情况；若最外围冷却区温度依旧低于冷却液凝固点阈值，可再通过调节配水装置2的喷水方向，具体为将喷头202喷口由竖直朝上的方向调整为对准强冷却区的方向，喷头202的喷口方向朝向对应冷却区时，在重力的作用下可提高冷却液流速，减小冷却液和冷却空气的接触面积，增大水流的冲击力和摩擦力，从而防止冷却液结冰导致塔内换热状况恶化以及填料层101损坏的情况。
85.如图3所示，s3步骤的第二种实施例为：
86.s3.2：根据不同冷却区对应的冷却液温度，调节配水装置2的喷水方向，其具体包括：
87.s3.2.1：利用冷却液凝固点阈值预设单元33预设冷却液凝固点阈值；
88.s3.2.2：判断经过强冷却区的冷却液温度是否小于冷却液凝固点阈值；
89.s3.2.3：当冷却液温度不小于冷却液凝固点阈值时，调节配水装置2朝向冷却塔顶部方向喷淋，当冷却液温度小于冷却液凝固点阈值时，调节配水装置2朝向冷却塔底部方向喷淋。
90.上述实施例可根据环境温度对喷淋方向进行调节，在环境温度较高时，无需考虑冷却塔是否会结冰的情况，配水时，只需要考虑如何使冷却塔换热效果更好，由于配水装置2的喷水方向朝上时，可增加冷却液的喷射高度以及扩散面积，进而有利于增加冷却液与冷空气的接触面积，从而降低冷却液的温度，使得冷却液冷却效果更好；而在环境温度较低时，考虑到防止冷却液结冰，可将配水装置2(具体为喷头202喷口)朝向填料层101设置的冷却区(可朝向强冷却区)，进而减少冷却液的喷射高度，减少其与空气的换热时间，增大冲击力，以达到防止结冰的目的。
91.如图2所示，s3步骤的第三种实施例为：
92.s3.3：根据冷却液温度，调节配水装置2对不同冷却区的配水量，包括：
93.s3.3.1：利用冷却液凝固点阈值预设单元33预设冷却液凝固点阈值；
94.s3.3.2：判断经过强冷却区的冷却液温度是否小于冷却液凝固点阈值；
95.s3.3.3：当冷却液温度不小于冷却液凝固点阈值时，实时获取不同冷却区对应的冷却液温度；
96.s3.3.4：根据冷却液温度比较不同冷却区的冷却能力，获得比较结果；
97.s3.3.5：根据比较结果，调节配水装置2对不同冷却区的配水量。
98.上述实施例更适用于在环境温度较高时，在环境温度较高时，无需考虑冷却塔是否会结冰的情况，配水时，只需要考虑如何使冷却塔换热效果更好，即根据不同冷却区的冷却能力，合理分配配水装置2分给不同冷却区的配水量即可。具体地说，在冷却塔运行时，首先可将所有的调节阀213阀门开度调至100％，冷却液温度稳定后，实时获取不同冷却区的冷却液温度，并通过对应冷却液温度，比较不同冷却区的冷却能力，进而获得比较结果，比较结果可由温度的比值进行体现。
99.例如，自冷却塔边缘向中心方向，选a、b、c三个不同冷却区为例，假设对应获取的对应冷却区的冷却液温度分别为ta、tb、tc，冷却液进塔的温度为t0，则各个各冷却区对应的冷却能力比值nsta：nstb：nstc＝(t
a-t0)：(t
b-t0)：(t
c-t0)，根据此比较结果去调节配水量时，可保持a这个冷却区对应的配水量不变(调节阀213开度不变)，按照对应的比值，去调节b、c对应冷却区的调节阀213开度即可。以某一具体工况为例，冷却塔进水温度为41.54℃，由内而外各冷却区的冷却液温度分别为36.16℃，34.74℃和32.60℃，此时，冷却区对应的调节阀213的开度比例可设置为1：0.76：0.60。
100.作为优选，冷却液凝固点阈值根据冷却液特性进行设置，一般可设置为2至3℃。
101.具体地说，为了实现定量化配水，配水装置2调节还包括配水装置2适配安装，其具体包括：在冷却区上方一一对应安装分水管(分水管可设置为环形分水管201或弧形分水管203)，且自冷却塔中心向冷却塔边缘方向设置的若干根分水管，管径依次增大；在每根分水管入水端均安装一个调节阀213；在每根分水管上均安装若干喷头202，且喷头202数量与对应分水管截面积呈正比。
102.进一步地说，调节配水装置2对不同冷却区的配水量以及调节配水装置2的喷水方向的方式有多种，能够实现定量化供水，使得在确保冷却塔换热效率的同时，避免冷却塔结冰即可。
103.在其中一种实施例中，当冷却液温度小于冷却液凝固点阈值时，保持距离冷却塔中心最远的分水管对应的调节阀213的阀门开度最大，并关闭其余所有调节阀213。
104.在其中一种实施例中，当冷却液温度大于冷却液凝固点阈值时，保持距离冷却塔中心最远的分水管对应调节阀213的阀门开度最大，以开度最大的调节阀213阀门开度为基准，按照不同冷却区对应的冷却液温度的比值，调节对应调节阀213的阀门开度。
105.在其中一种实施例中，可将强冷却区对应的分水管上所有喷头202喷口朝向强冷却区，此时，确保强冷却区对应的分水管上设置的所有喷头为可旋转喷头即可。
106.在其中一种实施例中，将所有喷头202喷口方向朝向强冷却区，此时配水装置2的所有喷头202均设为可旋转喷头。
107.综上所述，本设备在环境温度较高时，冷却塔优化配水的目的主要为提高冷却能力，尽可能地降低循环冷却水的温度，从而提高火电厂汽轮发电机组的发电效率；在环境温
度较低时，应采取措施防止冷却塔淋水外围结冰。
108.具体地，当环境温度高时，即集水池或强冷却区底部冷却温度不小于冷却液凝固阈值时，本设备具体使用方式为：
109.先调节喷头202朝上喷水，可增大循环冷却水的喷射高度及扩散面积，有利于增大循环冷却水和冷空气的接触面积，从而降低循环冷却水的温度；
110.再将各调节阀213门开度调至100％，待循环冷却水温度稳定后，通过填料层101底部各冷却区对应设置的温度检测装置31(具体可设置为温度传感器)获取各分水管区域对应的填料底部温度，从而计算各冷却区对应的冷却能力比值；
111.再将各调节阀213门开度调节至与其对应冷却区的冷却能力比值一致，实现各配水装置的配水量比值与对应区域的冷却能力比值一致，从而使冷却塔内各冷却区气水比保持一致，有利于改善换热环境，从而提高冷却塔的冷却能力；
112.根据环境条件变化，按照上述变化，利用实时监测的冷却液温度实时计算冷却区的冷却能力，动态调节各调节阀213的开度与其对应的各冷却区的冷却能力比值一致。当环境条件改变后，例如温度、风速改变后，各冷却区的冷却能力会发生改变，此方式通过实时监测获取冷却区对应的冷却液温度与冷却塔循环冷却水进水温度，从而实时动态调节各阀门的开度与所述各冷却区的冷却能力比值一致，使各冷却区的配水量始终与该区域对应填料层的冷却能力相对应，从而提高冷却塔的换热效果。
113.当环境温度高时，即集水池或强冷却区底部冷却温度不小于冷却液凝固阈值时，本设备具体使用方式为：
114.首先，调节冷却塔最外围(即强冷却区)配水量为最大，即将强冷却区的调节阀213开度开到最大，同时可切断对其余所有或部分冷却区的配水(具体可关闭对应调节阀213)，通过增大外围喷嘴的流量，一方面可以提高循环冷却水冷却后的温度，另一方面也可以增大水流速度，提高水流的冲击力和摩擦力，防止结冰。
115.再监测集水池或强冷却区底部的冷却液温度，根据强冷却区冷却液温度调整喷头202的方向；若冷却液温度不小于冷却液凝固阈值，则保持最外围配水量，喷头202朝塔顶喷洒，若冷却液温度小于冷却液凝固阈值，则将强冷却区对应的喷头202或所有喷头202的喷口朝向强冷却区，在重力的作用下可提高循环冷却水流速，减小循环冷却水和冷却空气的接触面积，增大水流的冲击力和摩擦力，从而进一步防止循环冷却水结冰。
116.上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

技术特征：
1.一种适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，其特征在于，包括：中央竖井(1)，设置于冷却塔(10)中心轴线位置；配水装置(2)，包括沿所述冷却塔(10)径向等距离设置的若干喷水管路(20)以及连通喷水管路(20)与所述中央竖井(1)的配水管路(21)；控制装置(3)，包括若干温度检测装置(31)以及根据温度检测装置(31)实时检测温度，调节不同所述喷水管路(20)喷水量和/或喷水方向的配水装置控制模块(30)；若干所述温度检测装置(31)均设置于所述冷却塔(10)的填料层(101)下方，并与所述喷水管路(20)一一对应设置。2.根据权利要求1所述的适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，其特征在于，所述喷水管路(20)包括若干环形分水管(201)，每根所述环形分水管(201)均连接有若干喷头(202)；自所述冷却塔(10)中心向边缘方向设置的若干所述环形分水管(201)，所述环形分水管(201)的中心轴线重合，且管径逐渐增大；至少与管径最大的所述环形分水管(201)相连的所述喷头(202)设置为可旋转喷头；所述环形分水管(201)上安装的所述喷头(202)的数量与所述环形分水管(201)的截面积呈正比。3.根据权利要求2所述的适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，其特征在于，所述配水管路(21)包括若干送水管(210)，每根所述送水管(210)上均安装有一个调节阀(213)；所述送水管(210)与所述环形分水管(201)一一对应连接，且所述送水管(210)和与其对应连接的所述环形分水管(201)管径相等；所有所述送水管(210)的截面积之和与所述中央竖井(1)的截面积相等。4.根据权利要求3所述的适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，其特征在于，所述送水管(210)围绕所述中央竖井(1)呈环形阵列设置。5.根据权利要求2所述的适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，其特征在于，安装于同一根所述环形分水管(201)上的所述喷头(202)，对称分布于对应所述环形分水管(201)的两侧。6.根据权利要求1所述的适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，其特征在于，所述喷水管路(20)包括若干弧形分水管(203)，且距离所述中央竖井(1)等距离的所述弧形分水管(203)环形阵列分布若干根；沿所述冷却塔同一半径方向上设置的所述弧形分水管(203)呈扇形分布，每根所述弧形分水管(203)均连接有若干喷头(202)；自所述冷却塔(10)中心向边缘方向设置的若干所述弧形分水管(203)，所述弧形分水管(203)的中心轴线重合，且管径逐渐增大；至少与管径最大的所述弧形分水管(203)相连的所述喷头(202)设置为可旋转喷头；所述弧形分水管(203)上安装的所述喷头(202)的数量与所述弧形分水管(203)的截面积呈正比。7.根据权利要求6所述的适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，其特征在于，所述配水管路(21)包括若干围绕所述中央竖井(1)呈环形阵列分布的第一配水管(211)，且所述第一配水管(211)一端与所述中央竖井(1)相连；
所述第一配水管(211)通过若干第二配水管(212)连接沿所述冷却塔同一半径方向上设置的若干所述弧形分水管(203)，所述第二配水管(212)与所述弧形分水管(203)一一对应设置，每根所述第二配水管(212)上均安装有调节阀(213)；所述第二配水管(212)和与其对应连接的所述弧形分水管(203)管径相等；所有所述第二配水管(212)的截面积之和与所述第一配水管(211)的截面积相等；所有所述第一配水管(211)的截面积之和与所述中央竖井(1)的截面积之和相等。8.根据权利要求7所述的适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，其特征在于，所述第一配水管(211)围绕所述中央竖井(1)呈环形阵列设置；所述第一配水管(211)通过所述第二配水管(212)与所述弧形分水管(203)中段位置相连。9.根据权利要求8所述的适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，其特征在于，安装于同一根所述弧形分水管(203)上的所述喷头(202)关于所述第一配水管(211)对称设置。

技术总结
本实用新型涉及一种适用于自然通风湿式冷却塔的配水设备，包括：中央竖井，设置于冷却塔中心轴线位置；配水装置，包括沿所述冷却塔径向等距离设置的若干喷水管路以及连通喷水管路与所述中央竖井的配水管路；控制装置，包括若干温度检测装置以及根据温度检测装置实时检测温度，调节不同所述喷水管路喷水量和/或喷水方向的配水装置控制模块；若干所述温度检测装置均设置于所述冷却塔的填料层下方，并与所述喷水管路一一对应设置，具有根据冷却液温度判断冷却塔不同冷却区的冷却能力，并根据不同冷却区的冷却能力进行定量化供水，达到在环境温度较高时提高冷却塔换热效果，而在环境温度较低时避免冷却塔结冰的优点。温度较低时避免冷却塔结冰的优点。温度较低时避免冷却塔结冰的优点。


技术研发人员：庞乐 邴汉昆 王波 张东兴 张元舒 刘明 武茂松
受保护的技术使用者：华电电力科学研究院有限公司
技术研发日：2023.03.02
技术公布日：2023/8/8