用于自然通风冷却塔的空气旁通系统的设备和方法

专利名称：用于自然通风冷却塔的空气旁通系统的设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于自然通风冷却塔的空气旁通系统的设备和方法，该自然通风冷却塔采用湿式换热器、直接接触式干式换热器或者间接接触式干式换热器从加热流体吸取热，该流体通常为液体或蒸汽。上述冷却塔通过自然通风操作，其经由高风筒而采用空气浮力。吸取的热产生暖空气，并由于与较冷的外部周围空气的密度差而自然上升。
背景技术：
冷却塔为广泛用于将低等级的热散发到大气的一种类型的换热器，且典型地用于发电、空调装置等。在用于前述应用的自然通风冷却塔中，气流通过进入塔的底部的冷空气与离开顶部的热空气之间的密度差经由中空的风筒状的塔而诱发。该差由于来自穿过塔内部的正被冷却的流体的热传递而产生。冷却塔可为湿式或干式。干式冷却塔可为“直接接触式干燥(direct dry)”，其中蒸汽由经过包含该蒸汽的换热器介质的空气直接冷凝，或者干式冷却塔可为“间接接触式干燥(indirect dry) ”型自然通风冷却塔，其中蒸汽首先经过由流体冷却的表面冷凝器，该加热流体被传送到冷却塔换热器，其中该流体保持与空气隔离，类似于汽车的散热器。干式冷却具有蒸发的水不会损失的优点。两种类型的干式冷却塔通过传导和对流散发热，且两种类型的干式冷却塔目前都在使用。湿式冷却塔提供将空气与正被冷却的流体直接接触。湿式冷却塔受益于蒸发潜热，该蒸发潜热提供非常有效的热传递，但蒸发掉小百分比的循环流体。除了上述冷却塔设计类型以外，冷却塔可进一步被分为横流式或逆流式。典型地， 在横流式冷却塔中，随着待冷却的流体向下移动，空气水平移动通过填充器或填料。相反， 在逆流式冷却塔中，空气向上行进通过填充器或填料，与待冷却的流体的向下运动相反。在直接接触式干式冷却塔中，涡轮回汽在空气冷却冷凝器中被直接冷凝。需要约五到十倍的机械通风蒸发塔所需的空气用于干式冷却塔。这种类型的冷却通常在水很少或没有水可用的情况下使用。这种类型的系统耗费非常少的水且不会发射水蒸汽羽流。为了实现所需的冷却，冷凝器要求大的表面区域以散发气体或蒸汽中的热能，并对设计工程师提出若干问题。由于系统管道压力损失和速度分布造成的蒸汽输送中的不均勻性，难以有效且有力地将蒸汽引导到冷凝器的所有内部表面区域上。因此，均勻的蒸汽分布在空气冷却冷凝器中是希望的，且对于获得最佳性能是关键的。因此，希望具有一种带有战略布局的管道和冷凝器表面的冷凝器，其会确保蒸汽在整个冷凝器中的均勻分布，并允许最大量的冷却气流直穿且横贯冷凝器表面。目前的空气冷却冷凝器的另一问题是由温度差引起的管道和冷却表面的膨胀和收缩。管膨胀接头可在关键区域使用，以补偿热运动。典型类型的用于管系统的膨胀接头为波纹管，其可由金属(最普遍的是不锈钢)制造。波纹管由一系列的一个或多个褶合组成，且该褶合的形状被设计为经受管的内部压力，但柔性足以接受轴向、侧向和/或角变形。在所有但最少的应用中，蒸汽管道的分支被需要用于将蒸汽分配到冷凝器的各个盘管区段中。分支的本质在于将蒸汽流分布到不同方向，这必然沿不同方向引入热膨胀。这些膨胀吸纳装置很昂贵。因此，还希望具有一种冷凝器装置，其中热膨胀和收缩被简单且低廉
地管理。自然通风冷却塔典型地具有中空的顶部敞口的钢筋混凝土的壳体，其具有直立的对称轴线和圆形横截面。薄壁壳体结构在从子午横截面观看时通常包括颈缩的双曲线形状，或者该壳体可具有圆柱形或圆锥形形状。在塔结构基底处的开口使周围空气能够进入， 以帮助从流体向空气的换热。强制通风(forced draft)冷却塔也是已知的，其中气流由风扇产生。由于风扇取代自然通风冷却塔的风筒效果，因此这些设备通常不会包含自然通风壳体。然而，强制通风风扇可被包含在自然通风设计中，以补充上述密度差不足以产生希望的气流处的气流。已知改进冷却塔性能(即，吸取给定表面中的增加量的废热的能力)可导致蒸汽厂的换热对电能的总效率提高，和/或增大特定条件下的功率输出。成本有效方法的改进是希望的。本发明致力于该希望。相同的考虑措施可应用于使用大型自然通风冷却塔的工业中。另外，大型自然通风冷却塔为高资本成本、长使用寿命的固定装置，希望能够在没有大幅改动(特别是对主塔结构)的情况下实现改进。本发明的方法和设备可应用于现有自然通风冷却塔的改进以及应用于新型冷却塔。在较冷气候下，流体从冷却塔的返回温度和/或冻结换热器中的流体是主要关注焦点。当气流比希望的换热具有更大的换热能力时，气流必须减小。气流阻尼器已知用于与换热器串联。阻尼器可节流以限制气流。然而，即使在全开的位置，也会发生通过阻尼器的压力损失。该压力损失减少总气流并因而减小塔的冷却能力。另外，由于温度和湿度极值，自然通风冷却塔可从加热流体中吸取过多的热能，或使待冷却的液体被冻结。例如，干式冷却塔可从加热的液体冷凝物中吸取过多的热能，这会要求来自锅炉或热源的额外的加热能量，以将液体重新加热到其最佳温度，因而降低系统的效率。另一方面，湿式塔易于在寒冷的气候下形成冰。特别是冰可在填充器中形成和积聚，并对填充器和/或支撑结构造成结构损坏。因此，希望具有经济、有效的自然通风冷却塔，其中冷却气流也可得到控制。还希望具有用于将周围空气与冷却空气混合以更好调节整个冷却系统的方法。

发明内容
本发明的各实施例有利地提供一种用于冷却塔的空气旁通系统和方法，其可应用于干式或湿式冷却塔。本发明的实施例包括冷却工业流体的自然通风冷却塔，包括具有围绕竖直轴线竖直延伸的周界的塔，气流流过该塔；以及邻近所述塔设置的换热器，其中，所述工业流体和气流流动通过该换热器。其进一步包括风筒区段和基部区段，其中所述基部区段包括位于沿所述竖直轴线的第一竖直位置的第一气流入口以及位于沿所述竖直轴线的第二竖直位置的第二气流入口。另一实施例用于冷却工业流体的自然通风冷却塔，其包括具有围绕竖直轴线竖直延伸的周界的塔以及位于沿所述竖直轴线的第一竖直位置以提供第一气流的第一气流入口。其进一步包括与所述第一气流入口相邻定位的换热器，从而所述第一气流在进入所述第一空气入口之前进入并经过所述换热器；以及位于沿所述竖直轴线的第二竖直位置以
6提供待与所述第一气流混合的第二气流的第二气流入口。本发明的另一实施例用于一种用于使用自然通风冷却塔冷却工业流体的方法，该方法包括使待冷却的所述工业流体流动通过换热器；使第一气流流动通过位于第一竖直位置的第一入口并经过所述换热器以诱发换热；并使第二气流流动通过位于第二竖直位置的第二气流入口。该方法进一步包括当所述第一气流离开所述换热器时，将所述第一气流和所述第二气流混合。本发明的另外实施例用于一种用于使用自然通风冷却塔冷却工业流体的方法，该方法包括使待冷却的所述工业流体流动通过换热器，其中所述换热器与位于第一竖直位置的第一气流入口相邻定位，以诱发换热；并使第二气流流动通过位于第二竖直位置的第二气流入口。该方法进一步包括当所述第一气流离开所述换热器时，使所述第一气流和所述第二气流混合。另一实施例用于一种系统，其具有用于使用自然通风冷却塔冷却工业流体的装置以及用于使待冷却的所述工业流体流动通过换热器的装置。该系统还具有用于使第一气流流动通过位于第一竖直位置的第一入口的装置；用于使所述第一气流流动通过所述换热器以经由所述气流对所述工业流体诱发换热的装置；用于使第二气流流动通过第二入口的装置；以及用于在冷却塔结构内将所述第一气流和第二气流混合的另一装置。因而，已相当广泛地概述了本发明的某些实施例，以便于可更好理解本发明在此的详细描述，并且以便于可更好认识对现有技术作出的当前贡献。当然，本发明的另外实施例将在下文中描述并将形成所附权利要求的主题。关于这一点，在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应理解，本发明在其应用方面不限于在以下描述阐释的或者在附图中图示的构造的细节和各部件的布置。本发明可具有除了那些描述之外的实施例，并可以各种方式实践和实现。而且，应理解，在此采用的措辞术语以及摘要仅用于描述的目的，不应视为限制。同样，本领域技术人员将认识到，本公开内容所基于的概念可易于被采用作为设计用于实现本发明若干目的其他结构、方法和系统的基础。因此，重要的是，权利要求应被视为包括这种等同构造，只要它们不脱离本发明的精神和范围。


通过参照以下结合附图对本公开内容的不同实施例的描述，本公开内容的上述和其他特征和优点以及获得它们的方式将变得更为明显，并且本公开内容自身将被更好地理解。图1是简化的发电装置的蒸汽/水环路的示意图，其中本发明的实施例可被使用在该发电装置中。图2图示出本发明实施例的简单示意图，其中蒸汽涡轮的输出直接联接到冷凝器 +
-tB。图3是本发明实施例的俯视图，其图示出连接径向管道臂和管束的蒸汽管道。图4A和图4B是图示出本发明实施例的管道方位和本系统的径向运动的夸大描述的实施例的侧视图。图5图示出根据本发明实施例的径向管道臂歧管。
图6A图示出根据本发明实施例的分叉管道和冷却环状环区段的一部分，并且还图示出系统的径向运动。图6B图示出用于将径向臂连接到冷却环状环区段的可替代装置。图7图示出根据本发明实施例的包括基层区段、冷却环状环区段、角形屋顶区段和风筒区段的冷却结构。图8是本发明的层区段和冷却环状环的侧视方位。图9图示出单一组的肋管束，其将外围歧管附接到根据本发明实施例定位的蒸汽箱，并且还非常夸大地图示出本系统的径向和角运动。图10图示出根据本发明的肋管束的下部区段和收集器。图IlA图示出根据本发明实施例的冷却塔，其中空气入口旁通关闭，并且通过换热器的空气被最大化。图IlB图示出根据本发明实施例的冷却塔，其中位于结构内的空气入口旁通关闭，并且通过换热器的空气被最大化。图12A图示出根据本发明实施例的冷却塔，其中空气入口打开，并且通过换热器的空气被减少。图12B图示出根据本发明实施例的冷却塔，其中位于结构内的空气入口旁通打开，并且通过换热器的空气被减少。图13图示出根据本发明实施例的冷却塔，其中空气旁通关闭，并且通过换热器的空气被最大化，其中换热器位于塔壳体结构外。图14图示出根据本发明实施例的冷却塔，其中空气旁通打开，并且通过换热器的空气被减少，其中换热器位于塔外。
具体实施例方式在以下详细描述中将参照附图，附图构成该详细描述的一部分并通过图示显示可实践本发明的具体实施例。这些实施例被描述得足够详细，以使本领域技术人员能够实践这些实施例，并且将理解的是可以采用其他实施例并可以进行结构、逻辑、加工和电变化。 应认识到，材料或元件的布置结构的任何列举仅用于举例，绝非意在穷举。所描述的过程加工步骤的进展仅为示例，然而，各步骤的次序不限于在此所阐释的次序，并且可如本领域已知的那样进行变化，除了必须以某一顺序发生的步骤之外。图1是极度简化的发电装置的蒸汽/水环路1的示意图。锅炉2产生蒸汽，该蒸汽经由管道3行进到驱动发电机5的蒸汽涡轮4。锅炉2可利用诸如煤的化石燃料或天然气的燃烧来提供热，或者热源可为核反应堆(未显示)。离开蒸汽涡轮4的湿蒸汽在换热器 6中冷凝，并作为水离开，该水作为给水经由给水泵7重新循环到锅炉2。单独的冷却水供给通过冷却水泵10泵抽而经由管道8提供给换热器并经由管道9 在高温下离开。在一些装置中，大型水供给可从湖、河或者用作冷却水的人工冷却池获得。 然而，在无法获得供给的情况下，冷却水可如图1所示直接重新循环，在经由管道8返回换热器6之前经过冷却塔11以降低其温度。该布置结构无需大型冷却水的自然供给。应理解的是，环路1仅用于例示目的。在实际发电厂中，可存在另外的部件(未显示)，例如节约器、过热器和(通常)多个锅炉和涡轮以及用于容纳它们的管道。
湿式或蒸发式冷却塔为下述类型的换热器，其中如图1所示的液体为冷却水，该冷却水被传送到气态大气流过的空间，并在该空间中通过与较冷的空气直接接触以及通过部分蒸发而被冷却。为了提供足够长的液体停留时间和气体/液体分界区域，液体经常被喷射到该空间中，向下降落或溅射到位于塔的基底的大表面区域的固定结构(已知例如为 “填料”)上，最后聚集在该填料下方的盆池中。在使用在空气调节和类似应用中的小型冷却塔中，气体流动通常通过典型地与冷却塔自身整体形成的风扇产生。然而，在代表发电应用的最大型冷却塔中，通常依赖于自然通风来提供气流。图2图示出本发明实施例的简单示意图，其中蒸汽涡轮的输出直接联接到空气冷却的冷凝器。锅炉2加热流体，例如水，直到其变为气体(蒸汽)。蒸汽经由蒸汽管道3离开锅炉2并进入蒸汽涡轮4，该蒸汽涡轮4为从受压蒸汽吸取热能并将其转化成旋转运动的机械设备。该旋转运动例如可使发电机5转动以发电。在该示例中，蒸汽涡轮为冷凝式涡轮。这种类型的蒸汽涡轮在远低于大气的压力下将处于部分冷凝状态的典型为近似90%质量的蒸汽经由管道12排放到空气冷却式冷凝器的塔14。空气冷却式冷凝器的塔14从蒸汽中进一步吸取热能，以产生正好低于沸点温度的液体，该液体被收集并经由泵16通过回水管道18泵送返回至锅炉2。现在参照图3至图6，其显示发电机30通过蒸汽涡轮32而运作。蒸汽可通过众多方式产生，例如烧煤锅炉或核反应堆。随着废蒸汽离开涡轮32，废蒸汽进入水平管道34 的第一端。水平管道34的另一端固定到位于塔中央并终止于径向歧管38的中心提升管道 36。四个径向管道40从径向歧管38发散。每个径向管道都连接到如图6A中的被显示为 Y管道42的终端管道。Y管道42的其他侧连接到外围歧管46，该外围歧管46连续围绕塔的周界。外围歧管46经由管束管道连接到肋管束48。管束系统产生循环模式，用于产生环状环52。应指出，根据冷却系统的性能需求和尺寸，径向管道可为任意数量。例如，在另外的实施例中，可存在六个或八个从中心提升管道36发散到外围歧管的径向管道。图6B 图示出用于将径向管道40连接到外围歧管46的可替代实施例，其采用宽松式T字形管道 (eased tee duct)430图3图示出支撑壳体62的一系列支柱53。在该实施例中，管道系统从壳体的底部悬垂，并未从下方得到支撑。图6A为图3的边缘部分。径向臂管道40从塔壳体62的底部悬垂。转向图4A和图4B，其描绘出用于支撑水平管道34的管道支撑件35。管道在塔的中心被刚性固定到支撑件并由附图标记37表示。这些附图还图示出本系统的任一夸大的径向运动。在优选实施例中，盘管、管道和管件材料均为碳钢，从而对更为昂贵的材料提供经济替代方案。如同经历温度变化的任何物体一样，其将根据其温度而膨胀或收缩。在具有固定点中心提升布置结构的大型回路中使用外围歧管的优点在于，其热扩张纯粹为径向，并且不需要波纹管。最大的径向膨胀为约1英寸。这种运动在盘管的顶部被引入，该盘管根据径向运动在顶部故意不受约束，这是因为管束的顶部仅连接到蒸汽箱和外围管道。由于盘管很高，径向运动将仅诱发盘管的轻微倾斜。这不仅由于不再采用波纹管而节省构造成本， 而且波纹管将不会变为系统的失效点且将不必以规定的维护间隔来进行更换。以上布置结构的另外的优点在于，允许工程师设计简单且低廉的清洗系统，其可悬垂在位于冷却环状环的周界上和管束上方的轨道上，这是因为管束与折叠状或锯齿形布置结构相反沿圆周向外朝向地布置。转向图7，冷却结构56包括具有环状环区段52的基底区段M、角形屋顶区段60 和风筒区段62。基底区段M的环状环区段52由多个肋管束48组成，多个肋管束48如图 3所示被放置为连续围绕周界的圆形布置结构。角形屋顶区段60实质上是肋管束48与风筒区段62之间的热空气引导器，并可为钢包覆层或任何其他冷却结构建筑材料。由此可见，基层区段M的底部处于地面水平，并具有其中安装有气流调节器的空气入口。在该示例中，气流调节器被显示为百叶窗55，其在打开与关闭位置之间转换，以控制通过冷却结构56的气流。贯穿本申请论述的百叶窗可被替换成任何气流调节设备。例如，百叶窗可被替换成卷帘门、铰链门、滑动门或者任何用于限制通过开口的气流的可用结构。可选的检修门59也被显示。图示的风筒区段为圆柱形；然而，其可以是任何允许空气有效横穿风筒区段的形状。例如，风筒区段可以是双曲面形状，其为大多数人同核能发电站联系起来的形状。图8为本发明的另外的侧视图，其更好地图示出基层区段M和环状环区段52。图 9为肋管束48其中一片的侧视图。肋管束48经由管束管道50附接到外围歧管46。蒸汽箱51可位于肋管束48的顶部，以有助于蒸汽的运动。该具体实施例中的蒸汽箱可将废蒸汽分布到该组肋管束48的整个顶部，以有助于蒸汽的冷凝。为了更好地认识本实施例的尺寸，测量值AA表示肋管束48的高度，并且也图示在图7中。图9为了例示清楚也非常夸大地图示出本系统的径向和角运动。随着蒸汽横穿肋管束48，蒸汽冷却并恢复到其液体形式。该液体到达肋管束48的底部而进入到收集器49，液体然后经由回水64离开，如图10所示。在图9中还显示基层区段M的其中一片，其描绘出在本发明的一个实施例中百叶窗55可被定位的位置。如图8所示，百叶窗55位于肋管束48下方，以提供第二空气路径并使空气能够绕过管束，从而控制系统的冷却能力。百叶窗55被竖直安装，并在位于管束下方的竖直密封包覆层57中形成“窗户”。当百叶窗关闭时，塔的冷却能力被最大化，并且所有的冷却空气流过管束，并且通风位于其最大极限。当百叶窗处于打开位置时，干式冷却塔的能力由于两个作用而被减小。第一个作用是由于流过肋管束的冷却空气的减少。第二个是由于与塔区段中的通风(风筒作用)的减少相关的总气流的减少，而通风的减少是由于由经过管束的空气的热产生的热空气与经过百叶窗的冷空气一同混合而在塔内形成较低的温度所引起。 这反过来允许使用者控制干式冷却塔的速率和能力，因而使用者可控制蒸汽涡轮的背压。本发明具有许多优点。例如，百叶窗提供低廉的控制系统。百叶窗比必须安装在蒸汽管道上以通过隔断或分割来中和换热表面的隔离阀更为低廉。本发明需要相对少量的百叶窗，管束的表面区域的约50%需要覆盖有百叶窗才更为有效。另外，百叶窗的致动器处于地面水平，从而实现简单的维护。然而，空气旁通可位于管束上方，并具有类似的气流调节特性。现在转向图IlA和图12A，每一个都图示出可替代实施例中的用于逆流式自然通风冷却塔的百叶窗功能。例如，图IlA图示出具有处于关闭位置的一组空气旁通百叶窗66a 的气流入口，并且通过换热器76的气流因而被最大化。换热器76经常由湿式塔构造中的蒸发冷却填充器组成。周围空气70通过气流入口进入塔65的基底，并且所有周围空气70 通过换热器76。换热器76可以为任意类型的加热流体分配系统，该系统中的热能由被加热
10的液体移除。被加热的空气72由于对流上升。热表面上方的对流由于热空气膨胀而发生， 密度变小，并如理想气体定律描述的那样上升。现在转向图IlB和图12B，在可替代实施例中，气流入口的一组空气旁通百叶窗 66a(图11A)可被替换成内部气流旁通百叶窗66b，其位于塔65内。该设计不太可能受不利天气(例如冰雪或冻雨)的影响。第一气流入口的旁通百叶窗66a和内部气流旁通百叶窗66b通常为在打开与关闭位置之间转换的百叶窗。所有实施例的百叶窗可直接安装在冷却塔支撑结构内，与冷却塔换热器齐平，或者安装在冷却塔换热器外。在另外实施例中，百叶窗可被更换为门类型的入口控制。在图12A和图12B中，气流入口的一组空气旁通百叶窗66a或6 打开，并且通过换热器76的空气被减少。周围空气70在塔65的基底进入，并且周围空气70经过换热器 76并变成被加热的空气73。另外，周围空气70在换热器76上方进入塔65，并稍微与被加热的空气73混合，然后离开塔65的顶部，因而流过塔的空气的量被减少。在图12中，第一空气旁通百叶窗66a(或66b)打开，并且通过换热器76的空气被减少。周围空气70在塔65的基底进入，并且周围空气70经过换热器76并变成被加热的空气73。另外，周围空气70在换热器76上方进入塔65，并稍微与被加热的空气73混合， 且离开塔65的顶部，因而流过塔的空气的量被减少。现在转向图13和图14，每一个都图示出在可替代实施例中的用于自然通风冷却塔的百叶窗功能，其中可使用位于塔外的换热器74。例如，图13图示出第一空气旁通百叶窗78a关闭，并且通过换热器74的空气被最大化。周围空气70经过换热器74进入塔中。 被加热的空气72上升并离开塔65的顶部。在可替代实施例中，第一空气旁通百叶窗78a 可被替换成位于塔65与换热器74之间的第二空气旁通百叶窗78b。在图14中，第一空气旁通78a打开，并且通过换热器74的空气被减少。周围空气 70在塔65的基底进入，并且周围空气70经过换热器74并变成被加热的空气72。另外，利用第二空气旁通百叶窗78b，周围空气70越过换热器74进入塔65，并与被加热的空气72 混合，然后离开塔65的顶部，因而流过塔的空气的量被减少。在上述描述和附图中描述的百叶窗可被替换成其他装置以调节气流，例如但不限于卷帘门、铰链门、滑动门或蝶阀。上述描述和附图中的过程和设备仅图示出一些方法和设备的示例，其可被使用和生产以实现在此描述的各实施例的目标、特征和优点，并且本发明的各实施例可应用于间接接触式干燥、直接接触式干燥和湿型换热器。因而，它们不应被视为受到各实施例的前述描述的限制，而是应受到所附权利要求的限制。任何权利要求或特征可与本发明范围内的任何其他权利要求或特征组合。本发明的许多特征和优点根据该详细的说明书是明显的，因此，意在由所附权利要求覆盖本发明的落入在本发明的纯粹精神和范围内的所有这种特征和优点。进一步，由于对于本领域技术人员而言可容易进行众多修改和变化，不希望将本发明限制于所示和所述的精确构造和操作，并且相应地，所有适当的修改和等同设置可受益于落入本发明范围内的那些修改和等同设置。
权利要求
1.一种冷却工业流体的自然通风冷却塔，包括具有围绕竖直轴线竖直延伸的周界的塔，气流流动通过该塔；邻近所述塔设置的换热器，其中，所述工业流体和气流流动通过该换热器；风筒区段；和具有气流入口的基部区段，其中所述塔具有位于沿所述竖直轴线的第一位置的第一气流路径以及位于沿所述竖直轴线的第二位置的第二气流路径。
2.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一气流路径包括第一气流调节器，该第一气流调节器在打开位置与关闭位置之间转换，以控制通过所述入口的气流。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二气流路径包括第二气流调节器，该第二气流调节器在打开位置与关闭位置之间转换，以控制通过所述入口的气流。
4.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一气流调节器能够为百叶窗、卷帘门、铰链门、滑动门或任何用于调节气流的可控结构。
5.根据权利要求3所述的设备，其中所述第二气流调节器能够为百叶窗、卷帘门、铰链门、滑动门或任何用于调节气流的可变结构。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述换热器为间接接触式干式换热器。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述换热器为直接接触式干式换热器。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述换热器为湿式换热器。
9.根据权利要求5所述的设备，其中第二气流入口位于与所述冷却塔的外表面相同的平面中。
10.根据权利要求5所述的设备，其中所述第二气流入口位于所述冷却塔内。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述基部区段进一步具有位于所述塔的所述周界周围的多个气流入口。
12.—种冷却工业流体的自然通风冷却塔，包括具有围绕竖直轴线竖直延伸的周界的塔；位于沿所述竖直轴线的第一竖直位置从而为第一气流提供第一气流路径的第一气流入口 ；与所述第一气流入口相邻定位的换热器，从而所述第一气流在进入所述第一空气入口之前进入并经过所述换热器；位于沿所述竖直轴线的第二竖直位置从而为第二气流提供第二气流路径的第二气流入口。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述第一气流路径包括第一气流调节器，该第一气流调节器在打开位置与关闭位置之间转换，以控制通过所述入口的气流。
14.根据权利要求12所述的设备，其中所述第二气流路径包括第二气流调节器，该第二气流调节器在打开位置与关闭位置之间转换，以控制通过所述入口的气流。
15.根据权利要求13所述的设备，其中所述第一气流调节器能够为百叶窗、卷帘门、铰链门、滑动门或任何用于调节气流的可变结构。
16.根据权利要求14所述的设备，其中所述第二气流调节器能够为百叶窗、卷帘门、铰链门、滑动门或任何用于调节气流的可变结构。
17.根据权利要求11所述的设备，其中所述第二气流调节器被安装在与所述冷却塔外部壳体相同的平面内。
18.根据权利要求11所述的设备，其中所述基部区段进一步具有围绕所述冷却塔外壳体定位的多个第一气流入口和多个第二气流入口。
19.根据权利要求12所述的设备，其中所述换热器为湿式换热器。
20.根据权利要求12所述的设备，其中所述换热器为干式换热器。
21.根据权利要求12所述的设备，其中所述换热器为间接接触式干式换热器。
22.一种用于使用自然通风冷却塔冷却工业流体的方法，该方法包括 使待冷却的所述工业流体流动通过换热器；使第一气流流动通过位于第一竖直位置的第一入口并经过所述换热器以诱发换热；使第二气流流动通过位于第二竖直位置的第二气流入口 ；以及当所述第一气流离开所述换热器时，将所述第一气流和所述第二气流混合。
23.一种用于使用自然通风冷却塔冷却工业流体的方法，该方法包括使待冷却的所述工业流体流动通过换热器，其中所述换热器与位于第一竖直位置的第一气流入口相邻定位，以诱发换热；使第二气流流动通过位于第二竖直位置的第二气流入口 ；以及当所述第一气流离开所述换热器时，将所述第一气流和所述第二气流混合。
24.根据权利要求23所述的方法，进一步包括在所述第二气流入口操作在打开位置与关闭位置之间转换的气流调节器。
25.—种系统，包括用于使用自然通风冷却塔冷却工业流体的装置； 用于使待冷却的所述工业流体流动通过换热器的装置； 用于使第一气流流动通过位于第一竖直位置的第一入口的装置； 用于使所述第一气流流动通过所述换热器以经由所述气流对所述工业流体诱发换热的装置；用于使第二气流流动通过第二入口的装置；和用于在冷却塔结构内将所述第一气流和第二气流混合的装置。
26.—种冷却工业流体的自然通风冷却塔，包括具有围绕竖直轴线竖直延伸的周界的塔，气流流动通过该塔；设置在所述塔内的换热器，其中，所述工业流体和气流流动通过该换热器；风筒区段和基部区段，其中所述基部区段包括气流入口，在所述气流入口附近的气流调节器区段，其中所述百叶窗段在打开位置与关闭位置之间转换。
27.根据权利要求26所述的自然通风冷却塔，其中所述气流调节器区段操作以允许气流的至少一部分进入所述入口以绕过所述换热器。
28.一种用于使用自然通风冷却塔冷却工业流体的方法，该方法包括 使待冷却的所述工业流体流动通过换热器；使第一气流经过所述换热器流动通过入口，以诱发换热；使第二气流流动通过所述入口并通过一系列百叶窗，从而绕过所述换热器；以及当所述第一气流离开所述换热器时，将所述第一气流和所述第二气流混合。
全文摘要
本发明涉及用于自然通风冷却塔的空气旁通系统的设备和方法，其采用湿式换热器、直接接触式干式换热器或者间接接触式干式换热器，以从加热流体中吸取热，该加热流体通常为液体或蒸汽。
文档编号F28D1/06GK102213556SQ20111007322
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月22日 优先权日2010年3月22日
发明者埃尔顿·F·摩克利, 米歇尔·武什 申请人:Spx冷却技术公司