專利名稱：超大型逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自然通風(fēng)冷卻塔，尤其是指一種超大型逆流式自然通風(fēng)冷卻
背景技術(shù)：
逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔(以下簡稱自然塔)廣泛的應(yīng)用于國民經(jīng)濟的諸多部門，主要有電力、石油、化工等，其作用是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內(nèi)與空氣直接接觸進(jìn)行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散入大氣。這種類型冷卻塔通風(fēng)筒常采用雙曲線形，用鋼筋混凝土澆制，塔筒底部為進(jìn)風(fēng)口，空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入塔體，穿過填料下的雨區(qū)，和熱水流動成相反方向流過填料，再從塔筒出口流出。如下圖所示自然塔淋水面積是指冷卻塔內(nèi)“填料區(qū)頂部”的斷面面積，按淋水面積A冷卻塔可初步劃分為小型塔A < 4000m2中型塔4000m2 彡 A < 7000m2大型塔7000m2 彡 A < 12000m2超大型塔A彡12000m2 (塔底部直徑D > 110m、進(jìn)風(fēng)口高度h > Ilm)自然通風(fēng)逆流式冷卻塔的散熱包含了淋水區(qū)(圖中配水區(qū)與填料之間的區(qū)域)、填料區(qū)和雨區(qū)(圖中填料區(qū)以下、塔底水池水面以上的部分稱為雨區(qū))三個部分。我國是世界上冷卻塔用量最多的國家之一，在冷卻塔設(shè)計方面積累了不少經(jīng)驗，在借鑒了國內(nèi)外冷卻塔設(shè)計研究的基礎(chǔ)上，考慮結(jié)構(gòu)和工藝的要求，編制出了我國冷卻塔的設(shè)計規(guī)范，規(guī)范建議的自然通風(fēng)冷卻塔塔型的比例關(guān)系如下表I。表I規(guī)范建議的冷卻塔雙曲線型風(fēng)筒殼體幾何比例關(guān)系
塔高與零米喉部面積與喉部高度與塔塔頂擴散殼體子午線進(jìn)風(fēng)口面積與
直徑比殼底面積比高比__M_傾角塔底殼面積比
1.2 1.6 0.3 0.4 0.75 -0.85 6°-8° 16° 20° 0.35 -0.40目前，已經(jīng)建成在用的自然通風(fēng)冷卻塔的塔型尺寸基本都符合表I的比例關(guān)系。隨著冷卻塔的淋水面積、塔高、塔底部直徑增大,塔的進(jìn)風(fēng)口高度也相應(yīng)增高,雨區(qū)的高度(淋水高度)也增高，特別是超大型冷卻塔高度、塔底部直徑有的可能超過現(xiàn)有已建冷卻塔的尺寸，高度可達(dá)180 220m，零米直徑超過150m，且淋水面積> 14000m2 ;如仍按現(xiàn)有國家規(guī)范規(guī)定的塔型參數(shù)進(jìn)行超大型冷卻塔的塔型設(shè)計，則“塔高與零米直徑比”為“I. 20 I. 60”、“進(jìn)風(fēng)口面積與塔底殼面積比”為“O. 35 O. 40”，且如果淋水填料高度仍(I. 25m;這勢必會導(dǎo)致進(jìn)風(fēng)口高度、淋水高度均較高，這樣的塔型，其配水高度也響應(yīng)較高，從而導(dǎo)致冷卻水提升水泵的揚程相對較高，不利于節(jié)能。另一方面，塔高過于高對熱力特性影響有兩方面，一是對通風(fēng)量影響；二是對填料斷面風(fēng)速分布的影響。隨塔高增高，塔的有效高度增大，抽力增大通風(fēng)量亦變大；風(fēng)量增大，塔的總阻力系數(shù)與塔內(nèi)的空氣流場的分布也有變化，從而影響塔的冷卻效果。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種超大型逆流式自然通風(fēng)冷卻塔，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，能夠適用 于超大型塔，確保自然塔的冷卻效果。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種超大型逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔，其包括有淋水填料區(qū)，其零米處的直徑為零米直徑，其塔高與零米直徑的比值范圍為I. 1-1. 2，所述淋水填料區(qū)的高度> I. 25米。對于塔高高于180m的超大型自然塔，土建造價較高，且超高建筑也會帶來安全問題，因此，有必要在不降低冷卻能力的前提下，降低自然塔的塔高；因此，塔高與零米直徑的比值范圍為I. 1-1. 2，可以確保在降低塔高、提高自然塔自身安全性的前提下，且不會降低自然塔的冷卻能力。在其中一個實施例中，其還包括有淋雨區(qū)，所述淋雨區(qū)設(shè)于所述淋水填料區(qū)的下方，所述淋雨區(qū)的外周為進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口面積與塔底殼面積的比值范圍為O. 30-0. 35。在其中一個實施例中，其還包括有淋雨區(qū)，所述淋雨區(qū)設(shè)于所述淋水填料區(qū)的下方，所述淋雨區(qū)的一側(cè)為進(jìn)風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口高度與塔底殼直徑的比值范圍為O.075-0. 085。在其中一個實施例中，所述超大型自然塔是指其零米直徑大于150m，塔高為180m-220m，淋水面積大于12000m2。自然塔的阻力主要集中在冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口區(qū)域，進(jìn)風(fēng)口高度是影響進(jìn)風(fēng)口區(qū)域氣流阻力的主要塔型參數(shù)。進(jìn)風(fēng)口高度的合理取值，對自然塔的氣流阻力和塔內(nèi)填料斷面的空氣流態(tài)分布都會產(chǎn)生影響，從而影響整個自然塔的熱力特性。通過將進(jìn)風(fēng)口面積與塔底殼面積的比值范圍為O. 30-0. 35 (或?qū)⑦M(jìn)風(fēng)口高度與塔底殼直徑的比值范圍為
O.075-0. 085)，選擇合理的進(jìn)風(fēng)口高度，合理的淋水高度，確保冷卻水提升水泵的揚程適中，利于節(jié)能。本實用新型超大型逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果本實用新型通過將塔高與零米直徑的比值范圍設(shè)計為I. 1-1. 2，降低塔高，提高超大型逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔的本身的安全性，并改善超大型自然塔的冷卻能力；另一方面，通過改變進(jìn)風(fēng)口面積與塔底殼面積的比值范圍為O. 30-0. 35，降低自然塔的進(jìn)風(fēng)口高度、淋水高度，降低冷卻水提升水泵的揚程，利于節(jié)能，降低成本。本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)對逆流式自然通風(fēng)冷卻塔的塔型的設(shè)計偏見，在不改變其冷卻能力的前提下，降低了塔高，提高自然塔自身的安全性，且利于節(jié)能，降低了運行成本。

圖I為本實用新型超大型逆流式自然通風(fēng)冷卻塔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為塔高與出塔水溫降低的關(guān)系圖；[0028]圖3為進(jìn)風(fēng)口高度對冷卻塔雨區(qū)阻力系數(shù)的關(guān)系圖；圖4為進(jìn)風(fēng)口高度對冷卻塔總阻力系數(shù)的關(guān)系圖；圖5為不同進(jìn)風(fēng)口高度熱季工況填料斷面風(fēng)速分布圖；圖6為不同進(jìn)風(fēng)口高度夏季10%工況填料斷面風(fēng)速分布圖；圖7為不同進(jìn)風(fēng)口高度春秋季工況填料斷面風(fēng)速分布圖；圖8為進(jìn)風(fēng)口高度與出塔水溫的關(guān)系圖。
具體實施方式如圖I所示，本實用新型超大型逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔，其包括有塔體11，所述塔體11內(nèi)依次從上至下設(shè)置有淋水填料區(qū)12及淋雨區(qū)13，其中所述淋雨區(qū)13的外周為進(jìn)風(fēng)口。自然塔的零米處的直徑為零米直徑DP，塔高H與零米直徑Dp的比值范圍為
I.1-1. 2，所述淋水填料區(qū)12的高度> I. 25米。通過增高淋水填料區(qū)12的高度，確保自然塔的冷卻能力。對于塔高高于180m的超大型自然塔,土建造價較高,且超高建筑也會帶來安全問題，因此，有必要在不降低冷卻能力的前提下，降低自然塔的塔高；因此，塔高與零米直徑的比值范圍為I. 1-1. 2，可以確保在降低塔高、提高自然塔自身安全性的前提下，且不會降低自然塔的冷卻能力。在本實用新型中，所述超大型逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔的零米直徑大于150m，塔高為180m-220m，淋水面積大于12000m2。以某超大型自然塔為實例，在淋水填料高度為I.25m、冷卻水量相同、氣象條件相同的條件下，通過對比計算發(fā)現(xiàn)，塔高與零米直徑比I. I增大至I. 5，春秋季的自然塔出塔水溫降低了 O. 84°C、熱季降低了 O. 58°C，夏季10%降低了 O. 57°C。將不同運行季節(jié)的溫度降低表示為各季節(jié)的進(jìn)出塔溫差的百分?jǐn)?shù)，繪于圖2。由圖2可看出，自然塔的出塔水溫的降低值占其對應(yīng)的溫差百分?jǐn)?shù)與塔高是相關(guān)的，塔高與零米直徑比由I. I增大至I. 5，出塔水溫降低值占冷卻水溫差的約12%。自然塔水溫降低反映冷卻塔的熱力特性變好，原因是自然塔的抽力增加，通風(fēng)量增加。另一方面，通風(fēng)量的增加又引起塔內(nèi)的空氣流速分布的變化，反過來再影響塔的熱力特性。由表2可見，隨自然塔塔高的增大，塔的總阻力系數(shù)減小，春秋季最大差6%、熱季差10%、夏季10%的氣象條件差9%，這說明塔高變化對填料斷面的風(fēng)速分布影響不大，可以認(rèn)為塔高的變化主要是增加冷卻塔的抽力，提高通風(fēng)量來提高自然塔的熱力特性的，填料斷面的風(fēng)速變化較小可忽略不計。表2冷卻塔高與阻力系數(shù)的關(guān)系
權(quán)利要求1.一種超大型逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔，其包括有淋水填料區(qū)，其特征在于，其零米處的直徑為零米直徑，其塔高與零米直徑的比值范圍為I. 1-1. 2，所述淋水填料區(qū)的高度彡I. 25米。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超大型逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔，其特征在于，其還包括有淋雨區(qū)，所述淋雨區(qū)設(shè)于所述淋水填料區(qū)的下方，所述淋雨區(qū)的外周為進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口面積與塔底殼面積的比值范圍為O. 30-0. 35。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超大型逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔，其特征在于，其還包括有淋雨區(qū)，所述淋雨區(qū)設(shè)于所述淋水填料區(qū)的下方，所述淋雨區(qū)的一側(cè)為進(jìn)風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口高度與塔底殼直徑的比值范圍為O. 075-0. 085。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超大型逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔，其特征在于，其零米直徑大于150m，塔高為180m-220m，淋水面積大于12000m2。
專利摘要本實用新型公開了一種超大型逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔，其包括有淋水填料區(qū)，其零米處的直徑為零米直徑，其塔高與零米直徑的比值范圍為1.1-1.2，所述淋水填料區(qū)的高度≥1.25米。本實用新型通過將塔高與零米直徑的比值范圍設(shè)計為1.1-1.2，降低塔高，提高超大型逆流式自然通風(fēng)濕式冷卻塔的本身的安全性，并改善超大型自然塔的冷卻能力；另一方面，通過改變進(jìn)風(fēng)口面積與塔底殼面積的比值范圍為0.30-0.35，降低自然塔的進(jìn)風(fēng)口高度、淋水高度，降低冷卻水提升水泵的揚程，利于節(jié)能，降低成本。
文檔編號F28C1/02GK202709785SQ201220386588
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者龍國慶, 楊志, 毛衛(wèi)兵, 湯東升, 羅必雄, 彭雪平, 喬旭斌, 匡俊, 李波, 朱嵩 申請人:中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計研究院