冷却塔风力水力混合发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型的冷却塔风力水力混合发电装置，具体地说，是涉及一种利用冷却塔出风口的富余风量和风速进行风力发电，以及冷却塔淋水口的水流进行水力发电的装置，用于提高冷却塔效率、便于加工安装调试、可以广泛地用于各种现有冷却塔改造和新设计的冷却塔节能装置
【背景技术】
[0002]在2013年，在国家发改委公布的1400家高能耗企业名单中发现，除部分水泥制造企业以外，90%以上的企业都大量使用机械通风式冷却塔，而平均每家企业的用量又都在10万吨以上。根据估算，仅上述1400家企业中，传统冷却塔的总量就在I亿3千万吨左右，因此仅冷却塔一项每年的能源消耗量非常巨大，另外中央空调系统也大量使用冷却塔用于冷却水的散热，即冷却塔是一种量大面广的通用设备。
[0003]冷却塔是大型热力循环和工业过程中常用的散热装置，它广泛应用于电力、石油、化工、建筑暖通等各个行业，它蕴藏着可观的节能潜力，冷却塔的热力性能直接关系到工厂的经济效率。随着冷却塔应用的不断增长，在目前能源紧张的严峻现实中，全方位地对冷却塔进行节能改造，已成为当务之急，冷却塔节能对于节约企业成本，提高企业效益，保护自然环境具有非常重要的意义，而重建新型节能冷却塔显热是不可能短期实现的。冷却塔风机富余动能与冷却水富余扬程蕴含巨大的发电潜力，但不能随意开关风机、改变水泵扬程和新建冷却塔来节能，因此设计一种应用于常见冷却塔、基于利用冷却塔富余风力和水力的混合型发电装置是非常必要的。
[0004]本实用新型装置除具有传统冷却塔的高效冷却功能以外，还可以进一步提高冷却塔的冷却效率，同时充分利用冷却塔的富余风力与水力发电等多种功能，同时具有高效率、结构紧凑、具有一定的电能输出，也可以利用该电能输出直接给景观灯或其他装置供电作用等多方面的优点。
【发明内容】
[0005]本装置需解决的技术问题是:冷却塔风机是系统的核心设备，风机一般处于常运转状态，即使阴天、下雨、水温比较低的情况下，没有停机指令，冷却塔风机仍然在运转，这无疑浪费了很多电能，并且为了保证排气流量，确保冷却效果，风机的额定功率一般是系统所需功率的1-2倍，气体被排到自然环境中，考虑将排出气体的富余动能转化为电能。在风力发电模块，为了使所设计的发电模块对冷却塔的性能不产生负面影响，通过实验的方式，首先最优化了导流片的角度，并基于排风速度曲线确定了风力发电机安置的最佳位置。该风力发电机模块安装有一个扩散板，扩散板形成多个气流通道，以最大限度地提高风电，减少对排出空气流的阻碍。在冷却塔循环水冷却方面，普遍存在冷却水提升水泵扬程设计偏大的现象，并且冷却回水富余扬程被自然释放没被有效利用。在水力发电部分，整个模块由旋转式循环水喷管和水力发电机组组成，当旋转式喷管开始喷水时，有着过高速度的水流冲击发电机组的叶片上，使叶片旋转发电，充分利用水泵的提升水流的过高的扬程。
[0006]本实用新型需解决的技术问题是:克服现有的冷却塔能量利用存在的缺陷，提供一种旨在充分利用冷却塔出风口的富余风量进行风力发电，以及利用冷却塔淋水口的水流进行水力发电的发电装置。这样即可以充分利用冷却塔的富余容量，提供更好的冷却效果，又可以有效地减少冷却塔的噪声污染，达到很好的节能减排目的。
[0007]本实用新型的理论依据:利用冷却塔本身风机的富余风量和风速带动冷却塔出口的风力发电装置发电，进而利用冷却塔喷水管喷水口水流冲击水力叶轮或贯流式水力发电机组混合发电，同时采用改进的PVC冷却塔填料，进一步降低水流阻力和风力流过冷却塔填料的风速，提高冷却塔换热效率和冷却效率，一举三得。
[0008]本实用新型的技术方案是:一种冷却塔风力水力混合发电装置，包括集水池、塔体、支撑、填料、导流片、风机、水泵、水力发电装置和风力发电装置，其中集水池设在支承底部，在支承上安装塔体。
[0009]所述实用新型装置由四大模块组成，原有的冷却塔模块、风力发电机组模块、水力发电机组模块、改进的填料模块，以及相应的导流片、支撑结构等辅助装置组成。
[0010]所述集水池用于收集冷却塔内由喷水管喷射后流经填料的冷却水。水泵在集水池底部的出水口通过出水管道将循环水不断地抽到水力发电装置中的旋转式喷管。
[0011]所述填料设在塔体内部，在冷却塔顶端的通风出口处有一个风机。风机用来保证冷却塔内气体能够及时地带着热量排出塔外。
[0012]所述水力发电装置设置在风机和填料之间，由旋转式循环水喷管和水力发电机组组成。
[0013]所述风力发电机组模块设置在冷却塔通风出口处，具体位置在风机上方，该风力发电装置由一个支撑结构保持，它能够安装在垂直方向上，而不会阻塞排出的空气流。
[0014]所述支承结构安装在冷却塔的排风口，其中排出的空气从下方在垂直方向上进入，风力发电机组模块装置设有导流片，能够调节气流进入风力发电装置的角度。
[0015]本实用新型的目的及解决其技术问题采用以下技术措施进一步实现。
[0016]所述水力发电机组模块布置在冷却塔的风机和旋转式循环水喷管下方与和填料之间，进一步收集水力富裕扬程的能量，该模块由改进型旋转式循环水喷管和水力发电机组组成。
[0017]当旋转式喷管开始喷水时，有着过高速度的水流冲击发电机组的叶片上，使叶片也旋转发电，充分地利用水泵提升的水流的过高扬程。
[0018]所述旋转式循环水喷管喷洒的水流由来自于冷却塔外的水泵供给。
[0019]其中上述装置中的旋转式循环水喷管两端，布满一定数量的喷水孔。该区域的大量喷水孔形成一个喷水区域，该喷水区域距离该旋转式循环水喷管的中心位置有一定的距离，使之能够将水流喷射在水力发电机组的叶轮上的一端，减少了不合理的能量损失，使所有喷射水流的动能尽可能地全部冲击水力发电机组的叶轮，极大地提高了能量的回收率及利用率。
[0020]所述风力发电机组由八个带有一定宽度的双叶叶轮组成，该八个叶轮在支撑板上，呈两两对称分布，充分利用冷却塔内部的空间，叶轮轴心与叶轮下面的电机连接在一起，能够在叶轮转动的同时带动电机转子的旋转，使电机发电。
[0021]所述叶轮叶片叶形采用螺旋桨叶形，充分地结合运动学的原理，使叶片在受到水流的冲击时能够极大地，将水流的机械能转化为叶轮的动能，进而转化为叶轮下面驱动的电机产生的电能。
[0022]更进一步的技术方案是在冷却塔顶端的通风出口处，加上一个前述的风力发电装置，进一步地回收排出的空气动能。
[0023]为了所设计的发电装置对冷却塔的性能不产生负面影响，首先最优化了导流片的角度，并基于排风速度曲线确定了风力发电机安置的最佳位置。
[0024]所述风力发电装置还安装有一个扩散板，扩散板形成多个气流通道，以最大限度地提高风电，减少对排出空气流的阻碍。
[0025]所述风力发电装置还设有可以调节气流进入风力发电装置角度的导流片。
[0026]所述导流片，在进行相关实验验证后，将最外围的两个导流片的最优角定为70°，最靠近中轴线的两个导流片的最优角定为40°。其他导流片介于两者之间，依次间隔设置。
[0027]冷却塔风力水力发电装置的安装方法，该安装方法包括以下步骤:
[0028]A、建集水池；
[0029]B、搭建支撑，将该支撑搭建在集水池上，该支撑为钢架；
[0030]C、在支撑上部安装塔体，支撑和塔体连通；
[0031]D、在集水池顶部或塔体内架设水力发电装置，水力发电装置入水口和冷却循环水管道连通；
[0032]E、在风力发电装置下方搭建填料；
[0033]F、安装水泵，水泵入水口用管道和集水池出水口连通，水泵出水口用管道通过冷却水循环管道与水力发电装置的旋转式喷管入水口连通；
[0034]G