專利名稱：超大型逆流式自然通風濕式冷卻塔的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種自然通風冷卻塔，尤其是指一種超大型逆流式自然通風冷卻塔。
背景技術(shù)：
逆流式自然通風濕式冷卻塔(以下簡稱自然塔)廣泛的應用于國民經(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筒常采用雙曲線形，用鋼筋混凝土澆制，塔筒底部為進風口，空氣從進風口進入塔體，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。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、進風口高度h > Ilm)自然通風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，在冷卻塔設計方面積累了不少經(jīng)驗，在借鑒了國內(nèi)外冷卻塔設計研究的基礎上，考慮結(jié)構(gòu)和工藝的要求，編制出了我國冷卻塔的設計規(guī)范，規(guī)范建議的自然通風冷卻塔塔型的比例關系如下表I。表I規(guī)范建議的冷卻塔雙曲線型風筒殼體幾何比例關系
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風口面和與
直徑比殼底面積比高比__%_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冷卻塔的塔型尺寸基本都符合表I的比例關系。隨著冷卻塔的淋水面積、塔高、塔底部直徑增大,塔的進風口高度也相應增高,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)進行超大型冷卻塔的塔型設計，則“塔高與零米直徑比”為“I. 20 I. 60”、“進風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;這勢必會導致進風口高度、淋水高度均較高，這樣的塔型，其配水高度也響應較高，從而導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，一是對通風量影響；二是對填料斷面風速分布的影響。隨塔高增高，塔的有效高度增大，抽力增大通風量亦變大；風量增大，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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超大型逆流式自然通風冷卻塔，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。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種超大型逆流式自然通風濕式冷卻塔，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)設于所述淋水填料區(qū)的下方，所述淋雨區(qū)的外周為進風口，進風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)設于所述淋水填料區(qū)的下方，所述淋雨區(qū)的一側(cè)為進風口，所述進風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風口區(qū)域，進風口高度是影響進風口區(qū)域氣流阻力的主要塔型參數(shù)。進風口高度的合理取值，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。通過將進風口面積與塔底殼面積的比值范圍為O. 30-0. 35 (或?qū)⑦M風口高度與塔底殼直徑的比值范圍為O. 075-0. 085)，選擇合理的進風口高度，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。本發(fā)明超大型逆流式自然通風濕式冷卻塔與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果本發(fā)明通過將塔高與零米直徑的比值范圍設計為I. 1-1. 2，降低塔高，提高超大型逆流式自然通風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，通過改變進風口面積與塔底殼面積的比值范圍為O. 30-0. 35，降低自然塔的進風口高度、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。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)對逆流式自然通風冷卻塔的塔型的設計偏見，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為本發(fā)明超大型逆流式自然通風冷卻塔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為塔高與出塔水溫降低的關系圖；圖3為進風口高度對冷卻塔雨區(qū)阻力系數(shù)的關系圖；圖4為進風口高度對冷卻塔總阻力系數(shù)的關系圖；圖5為不同進風口高度熱季工況填料斷面風速分布圖6為不同進風口高度夏季10%工況填料斷面風速分布圖；圖7為不同進風口高度春秋季工況填料斷面風速分布圖；圖8為進風口高度與出塔水溫的關系圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明超大型逆流式自然通風濕式冷卻塔，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的外周為進風口。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。在本發(fā)明中，所述超大型逆流式自然通風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)的進出塔溫差的百分數(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的溫差百分數(shù)與塔高是相關的，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，通風量增加。另一方面，通風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速分布影響不大，可以認為塔高的變化主要是增加冷卻塔的抽力，提高通風量來提高自然塔的熱力特性的，填料斷面的風速變化較小可忽略不計。表2冷卻塔高與阻力系數(shù)的關系
權(quán)利要求
1.一種超大型逆流式自然通風濕式冷卻塔，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)設于所述淋水填料區(qū)的下方，所述淋雨區(qū)的外周為進風口，進風口面積與塔底殼面積的比值范圍為0. 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)設于所述淋水填料區(qū)的下方，所述淋雨區(qū)的一側(cè)為進風口，所述進風口高度與塔底殼直徑的比值范圍為0. 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。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超大型逆流式自然通風濕式冷卻塔，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。本發(fā)明通過將塔高與零米直徑的比值范圍設計為1.1-1.2，降低塔高，提高超大型逆流式自然通風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，通過改變進風口面積與塔底殼面積的比值范圍為0.30-0.35，降低自然塔的進風口高度、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F28C1/02GK102798296SQ201210276210
公開日2012年11月28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:中國能源建設集團廣東省電力設計研究院