一种用于冷却塔的水汽回收处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种用于冷却塔的水汽回收处理系统，其特征在于：所述系统包括至少一个或多个放电电极，所述放电电极至少设置于冷却塔的上端出口附近且不影响气流的上升，所述放电电极连接高压电源，且在高压电源的激励下放电产生等离子体。电极通过高压放电产生等离子体，作用于向上扩散的水雾使之携带电荷，这些带电水雾颗粒相互吸引或被收集电极吸引并凝聚，最后由于重力的作用下落而实现回收再利用。本发明可以有效解决冷却塔水损失的问题。
【专利说明】一种用于冷却塔的水汽回收处理系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及放电等离子体水雾凝聚领域，特别涉及一种用于冷却塔的水汽回收处 理系统。
【背景技术】
[0002] 我国淡水资源紧缺，水资源紧张严重影响着经济的发展。在电力工业中，许多新建 或扩建的电厂都受到供水能力的制约；有些正在运行的电厂机组由于供水能力的减少而降 低出力运行。而在许多制冷或换热领域中，同样存在利用冷却塔和水汽来进行热量交换以 便降温的系统。在上述涉及冷却塔的领域中，冷却塔是耗水的主要部分，因此冷却塔水损失 的回收势在必行。这对于降低耗水量，提高经济性，加快绿色经济的发展具有重要的意义。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种用于冷却塔的水汽回收处理系统，其特征在于：所述系统包括至 少一个或多个放电电极，所述放电电极至少设置于冷却塔的上端出口附近且不影响气流的 上升，所述放电电极连接高压电源，且在高压电源的激励下放电产生等离子体。
[0004] 本发明所述的水汽回收处理系统具有以下的优点：⑴本发明放电电极几乎不增 加冷却塔中空气排向大气的阻力，并且可以通过高压电源激励下的等离子体来高效回收水 汽；（2)如果放电电极边缘与冷却塔内壁进一步贴合，可以全面覆盖整个冷却塔，对所有的 水雾都可以起到促进凝聚的作用；（3)如果放电电极表面安装放电突起，可以进一步增强 局部电场强度以增强回收效果。（4)便于增设放电电压电流监测保护装置，以提高安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0005] 图1为本发明一个实施例的结构示意图；
[0006] 图2为本发明另一个实施例的结构示意图；
[0007] 图3为本发明另一个实施例的结构示意图；
[0008] 图4为本发明另一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0009] 就本发明而言，最基础的实施例在于提出了：一种用于冷却塔的水汽回收处
[0010] 理系统，所述系统包括至少一个或多个放电电极，所述放电电极至少设置于冷却 塔的上端出口附近且不影响气流的上升，所述放电电极连接高压电源，且在高压电源的激 励下放电产生等离子体。
[0011] 该实施例中，所述放电电极连接高压电源后产生等离子体，使得从冷却塔的上端 出口处向上扩散出去的水雾被凝聚，并在重力的作用下降落实现回收再利用。
[0012] 就该实施例而言，其原理是放电产生等离子体，其中的带电粒子会随着热空气向 高空运动，这个过程中，负离子与气溶胶结合形成大量带电气溶胶，这些带电气溶胶作为高 效凝结核能够吸收水分，从而使水滴体积不断增大，最后在重力的作用下降落。需要指出的 是，这与现有技术中的通过在冷却塔内放置金属网明显属于不同的技术路线，因为冷却塔 内放置金属网这一现有技术是利用：在水雾上升过程中和金属网之间摩擦带电，从而在电 晕线产生的电场作用下受力做定向移动，最后聚集下落。
[0013] 在另一个实施例中：所述系统还包括电压电流监测保护装置，所述监测保护装置 用于实时监测放电的电压和电流，并且在发生击穿的故障后及时切断所述高压电源。
[0014] 就该实施例而言，比如当电极间发生击穿产生电弧时，电压跌落，电流增加，如果 以预先设定阈值的方式（当然，也可以是其他监测方式），那么当达到预先设定的阈值时， 系统开始报警，并且发出信号及时切断电源以防止事故发生。
[0015] 可选的：所述放电电极包括与冷却塔出口所在平面呈水平布置的水平电极，所述 水平电极四周与冷却塔的内壁贴合。该实施例意在以水平布置为例，限定一种常规的电极 布置方式及附加的电极四周的贴合方式。更重要的，放电电极与冷却塔内壁贴合，可以全面 覆盖整个冷却塔，对所有的水雾都可以起到促进凝聚的作用。
[0016] 更进一步的，在另一个实施例中，所述系统还包括一个或多个接地的电极作为收 集电极，所述收集电极为金属网；当为一个收集电极时，其位置在所有放电电极的上方；当 为多个收集电极时，所述收集电极至少设置于每两个相邻的放电电极之间；更优选的，所述 收集电极与放电电极距离介于l〇cm到lm之间，该距离为经验参数，根据多次布置后的效果 而综合得出，相对而言，在该距离范围内可以获得效果与成本的平衡。关键在于：由于水汽 向上运动，收集电极设计在放电电极上方，可以进一步对等离子体处理后的水汽进行凝聚 使其最后掉落以优化回收效果。
[0017] 与水平布置相应的，在另一个实施例中：所述放电电极包括与冷却塔出口所在平 面呈坚直布置的至少2块平行排列的坚直电极，所述坚直电极通过绝缘杆固定，所述坚直 电极的纵向高度介于l〇cm至50cm之间，该距离为经验参数，根据多次布置后的效果而综合 得出，相对而言，在该距离范围内可以获得效果与成本的平衡。事实上，为了优化回收作用， 也可以混合配置放电电极，既采用水平布置，也采用坚直布置，当然，这会增加成本。
[0018] 更进一步的，对于坚直布置，在另一个实施例中，所述系统还包括一个或多个接地 的电极作为收集电极，所述收集电极为金属网或金属板，所述收集电极至少设置于每相邻 的两个放电电极，所述放电电极与收集电极的距离介于l〇cm至lm之间；优选的，也是由于 水汽向上运动的缘故，在另一个实施例中，至少一个收集电极的高度高于一个放电电极以 便于对气流中水汽的收集。
[0019] 在另一个实施例中，所述放电电极至少选择如下一种作为放电电极：金属网或金 属板。就该实施例而言，其依然要服从第一实施例的限定，即所述放电电极至少设置于冷却 塔的上端出口附近且不影响气流的上升。金属网或金属板可以是单独的，也可以是一个平 面上的多个金属网或多个金属板，当为一个平面上的多个放电电极时，其互相间隔要以不 影响气流的上升为最根本原则。金属的材质可以是铜、不锈钢等。
[0020] 在另一个实施例中：所述放电电极外层包裹绝缘介质，从而产生介质阻挡放电，避 免放电电极被水汽腐蚀。
[0021] 在另一个实施例中：所述高压电源为正弦电源，其电压和频率可以调节。比如，当 水汽的排量和排速增大时，升高电压和频率，增大放电功率从而提高处理效率。更优选的： 高压电源为双极性或单极性脉冲电源，这是为了增加其放电均匀性。
[0022] 在另一个实施例中：放电电极表面设置突起，这样能够增强局部电场强度，降低放 电电压，并提高整个放电均匀性，以及等离子体对水汽的渗透深度。
[0023] 下面结合附图，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用 于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可 以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范 围。
[0024] 如图1所示，本发明的冷却塔水汽回收处理系统包括放电电极100和电压电流监 测保护装置200。
[0025] 放电电极100连接高压电源，在高电压的激励下放电产生等离子体。电压电流监 测保护装置200可以实时监测放电的电压和电流，并且在发生击穿的故障后可以及时切断 电源，以防事故发生。下面具体说明。
[0026] 实施例A
[0027] 请参阅图2,本实施例中的冷却塔水汽回收处理系统包括水平放置的金属网状的 放电电极100,和电压电流监测保护装置200。
[0028] -层放电电极100边缘与冷却塔内壁紧密贴合。在高电压的激励下放电产生等离 子体。高压电源可以是正弦电源，它的频率和电压可根据冷却塔内水汽的排量和排速进行 调节。具体实现时可以设置一传感器用于检测水汽排出的速度，同时设置一控制器，控制器 根据接收到的传感器检测到的水汽排放速度相应调节高压电源的电压或频率。当水汽的排 量和排速增大时，升高电压和频率，增大放电功率从而提高处理效率。根据研究表明，产生 高浓度带电粒子的等离子体的最佳驱动频率为50Hz到100MHz。因为频率低时，放电稳定性 欠佳，而频率过高，电子浓度迅速升高从而导致负离子浓度下降。
[0029] 电压电流监测保护装置200可以实时监控放电的电压电流波形和幅值。如果发生 击穿等故障，电压电流上升到一定阈值，则有控制器接收到信号将电源及时切断以防事故 发生。
[0030] 为了降低放电电压，本发明实施例中的放电电极100上还可以设置有突起101，突 起101可以设置多个，突起可以为针状也可以为凸台状，效果略有差异。
[0031] 以上是对本发明上述实施例A的结构做了介绍，下面对本装置的水汽回收处理过 程以其他实施例形式做进一步介绍。
[0032] 所述本实施例中金属网状放电电极100可以电离空气产生等离子体，其中含有大 量带电粒子，这些带电粒子随着热空气上升，并与气溶胶结合形成大量的带电气溶胶，这些 带电气溶胶作为高效凝结核可以吸收周围水分快速增长，从而使水珠体积不断增大，最后 在重力的作用下降落实现回收再利用。
[0033] 而电压电流监测保护装置200可以实时监控放电电压电流波形和幅值，一旦遇到 击穿或是其他故障，可以迅速反应，切断电源以防事故发生，增强了安全性。
[0034] 实施例B
[0035] 本实施例重点介绍与其他实施例的不同之处，相同之处不再赘述。以水平放置的 金属网放电电极为例，参阅图3,不同之处在于放电电极100包括两层，一层为水平放电电 极102, 一层为收集电极103。收集电极在水平放电电极上方，可以对进一步对处理后的水 汽进行凝聚最后掉落。与实施例A相同，电极也可以设置放电突起101，在此不再详述。
[0036] 实施例C
[0037] 请参阅图4,不同之处在于放电电极100为数块坚直布置、平行排列的金属板组 成，这些板由绝缘杆104固定，也可以选择金属网，也可以设置突起，此处不再详述。这样的 话可以构成数个通道，每一个通道都可以产生放电等离子体对水汽进行处理，更加提高处 理效率。也可以在相邻两个放电电极之间再增加一层接地的金属网或金属板作为坚直收集 电极105,放电电极与坚直收集电极的距离介于20cm至lm之间。收集电极的高度可以高于 放电电极以便于对气流中水汽的收集。
[0038] 以上对本发明所提供的用于冷却塔的水汽回收处理系统，进行了详细介绍，本文 中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮 助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思 想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对 本发明的限制。
【权利要求】
1. 一种用于冷却塔的水汽回收处理系统，其特征在于：所述系统包括至少一个或多个 放电电极，所述放电电极至少设置于冷却塔的上端出口附近且不影响气流的上升，所述放 电电极连接高压电源，且在高压电源的激励下放电产生等离子体。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括电压电流监测保护装置， 所述监测保护装置用于实时监测放电的电压和电流，并且在发生击穿的故障后及时切断所 述高压电源。
3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述放电电极包括与冷却塔出口所在平 面呈水平布置的水平电极，所述水平电极四周与冷却塔的内壁贴合。
4. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述放电电极包括与冷却塔出口所在平 面呈坚直布置的至少2块平行排列的坚直电极，所述坚直电极通过绝缘杆固定，所述坚直 电极的纵向高度介于l〇cm至50cm之间。
5. 根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述放电电极至少选择如下一种 作为放电电极：金属网或金属板。
6. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述放电电极外层包裹绝缘介质，从而产 生介质阻挡放电，避免放电电极被水汽腐蚀。
7. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述高压电源为正弦电源，其电压和频率 可以调节，更优选的：高压电源为双极性或单极性脉冲电源，以增加其放电均匀性。
8. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，优选的：放电电极表面设置突起，以增强 局部电场强度，降低放电电压，并提高整个放电均匀性，以及等离子体对水汽的渗透深度。
9. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述系统还包括一个或多个接地的电极 作为收集电极，所述收集电极为金属网；当为一个收集电极时，其位置在所有放电电极的上 方；当为多个收集电极时，所述收集电极至少设置于每两个相邻的放电电极之间；更优选 的，所述收集电极与放电电极距离介于l〇cm到lm之间。
10. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述系统还包括一个或多个接地的电极 作为收集电极，所述收集电极为金属网或金属板，所述收集电极至少设置于每相邻的两个 放电电极，所述放电电极与收集电极的距离介于l〇cm至lm之间；优选的，至少一个收集电 极的高度高于一个放电电极以便于对气流中水汽的收集。
【文档编号】F28F25/00GK104089522SQ201410324109
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】刘定新, 李策, 王小华, 荣命哲 申请人:西安交通大学