专利名称：超大型逆流式自然通风湿式冷却塔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自然通风冷却塔，尤其是指一种超大型逆流式自然通风冷却塔。
背景技术：
逆流式自然通风湿式冷却塔(以下简称自然塔)广泛的应用于国民经济的诸多部门，主要有电力、石油、化工等，其作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气直接接触进行热交换，使废热传输给空气并散入大气。这种类型冷却塔通风筒常采用双曲线形，用钢筋混凝土浇制，塔筒底部为进风口，空气从进风口进入塔体，穿过填料下的雨区，和热水流动成相反方向流过填料，再从塔筒出口流出。自然塔淋水面积是指冷却塔内“填料区顶部”的断面面积，按淋水面积A冷却塔可初步划分为
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 (塔底部直径D > 110m、进风口高度h > Ilm)自然通风逆流式冷却塔的散热包含了淋水区(图中配水区与填料之间的区域)、填料区和雨区(图中填料区以下、塔底水池水面以上的部分称为雨区)三个部分。我国是世界上冷却塔用量最多的国家之一，在冷却塔设计方面积累了不少经验，在借鉴了国内外冷却塔设计研究的基础上，考虑结构和工艺的要求，编制出了我国冷却塔的设计规范，规范建议的自然通风冷却塔塔型的比例关系如下表I。表I规范建议的冷却塔双曲线型风筒壳体几何比例关系
塔高与零米喉部面积与喉部高度与塔塔顶扩散壳体子午线进风口面和与
直径比壳底面积比高比__%_倾角塔底壳面积比
1.2-1.6 0.3 0.4 0.75 0.85 6° 8° 16°-20° 0.35-0.40目前，已经建成在用的自然通风冷却塔的塔型尺寸基本都符合表I的比例关系。随着冷却塔的淋水面积、塔高、塔底部直径增大,塔的进风口高度也相应增高,雨区的高度(淋水高度)也增高，特别是超大型冷却塔高度、塔底部直径有的可能超过现有已建冷却塔的尺寸，高度可达180 220m，零米直径超过150m，且淋水面积> 14000m2 ;如仍按现有国家规范规定的塔型参数进行超大型冷却塔的塔型设计，则“塔高与零米直径比”为“I. 20 I. 60”、“进风口面积与塔底壳面积比”为“O. 35 O. 40”，且如果淋水填料高度仍(I. 25m;这势必会导致进风口高度、淋水高度均较高，这样的塔型，其配水高度也响应较高，从而导致冷却水提升水泵的扬程相对较高，不利于节能。另一方面，塔高过于高对热力特性影响有两方面，一是对通风量影响；二是对填料断面风速分布的影响。随塔高增高，塔的有效高度增大，抽力增大通风量亦变大；风量增大，塔的总阻力系数与塔内的空气流场的分布也有变化，从而影响塔的冷却效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种超大型逆流式自然通风冷却塔，其能够克服现有技术的缺陷，能够适用于超大型塔，确保自然塔的冷却效果。本发明的目的是这样实现的一种超大型逆流式自然通风湿式冷却塔，其包括有淋水填料区，其零米处的直径为零米直径，其塔高与零米直径的比值范围为I. 1-1. 2，所述淋水填料区的高度> I. 25米。对于塔高高于180m的超大型自然塔，土建造价较高，且超高建筑也会带来安全问题，因此，有必要在不降低冷却能力的前提下，降低自然塔的塔高；因此，塔高与零米直径的比值范围为I. 1-1. 2，可以确保在降低塔高、提高自然塔自身安全性的前提下，且不会降 低自然塔的冷却能力。在其中一个实施例中，其还包括有淋雨区，所述淋雨区设于所述淋水填料区的下方，所述淋雨区的外周为进风口，进风口面积与塔底壳面积的比值范围为O. 30-0. 35。在其中一个实施例中，其还包括有淋雨区，所述淋雨区设于所述淋水填料区的下方，所述淋雨区的一侧为进风口，所述进风口高度与塔底壳直径的比值范围为O.075-0. 085。在其中一个实施例中，所述超大型自然塔是指其零米直径大于150m，塔高为180m-220m，淋水面积大于12000m2。自然塔的阻力主要集中在冷却塔的进风口区域，进风口高度是影响进风口区域气流阻力的主要塔型参数。进风口高度的合理取值，对自然塔的气流阻力和塔内填料断面的空气流态分布都会产生影响，从而影响整个自然塔的热力特性。通过将进风口面积与塔底壳面积的比值范围为O. 30-0. 35 (或将进风口高度与塔底壳直径的比值范围为O. 075-0. 085)，选择合理的进风口高度，合理的淋水高度，确保冷却水提升水泵的扬程适中，利于节能。本发明超大型逆流式自然通风湿式冷却塔与现有技术相比，具有如下有益效果本发明通过将塔高与零米直径的比值范围设计为I. 1-1. 2，降低塔高，提高超大型逆流式自然通风湿式冷却塔的本身的安全性，并改善超大型自然塔的冷却能力；另一方面，通过改变进风口面积与塔底壳面积的比值范围为O. 30-0. 35，降低自然塔的进风口高度、淋水高度，降低冷却水提升水泵的扬程，利于节能，降低成本。本发明克服了现有技术对逆流式自然通风冷却塔的塔型的设计偏见，在不改变其冷却能力的前提下，降低了塔高，提高自然塔自身的安全性，且利于节能，降低了运行成本。
图I为本发明超大型逆流式自然通风冷却塔的结构示意图；图2为塔高与出塔水温降低的关系图；图3为进风口高度对冷却塔雨区阻力系数的关系图；图4为进风口高度对冷却塔总阻力系数的关系图；图5为不同进风口高度热季工况填料断面风速分布图6为不同进风口高度夏季10%工况填料断面风速分布图；图7为不同进风口高度春秋季工况填料断面风速分布图；图8为进风口高度与出塔水温的关系图。
具体实施例方式如图I所示，本发明超大型逆流式自然通风湿式冷却塔，其包括有塔体11，所述塔体11内依次从上至下设置有淋水填料区12及淋雨区13，其中所述淋雨区13的外周为进风口。自然塔的零米处的直径为零米直径DP，塔高H与零米直径Dp的比值范围为I. 1-1. 2，所述淋水填料区12的高度> I. 25米。通过增高淋水填料区12的高度，确保自然塔的冷却能力。对于塔高高于180m的超大型自然塔,土建造价较高,且超高建筑也会带来安全问题，因此，有必要在不降低冷却能力的前提下，降低自然塔的塔高；因此，塔高与零米直径的比值范围为I. 1-1. 2，可以确保在降低塔高、提高自然塔自身安全性的前提下，且不会降低 自然塔的冷却能力。在本发明中，所述超大型逆流式自然通风湿式冷却塔的零米直径大于150m，塔高为180m-220m，淋水面积大于12000m2。以某超大型自然塔为实例，在淋水填料高度为I.25m、冷却水量相同、气象条件相同的条件下，通过对比计算发现，塔高与零米直径比I. I增大至I. 5，春秋季的自然塔出塔水温降低了 O. 84°C、热季降低了 O. 58°C，夏季10%降低了 O. 57°C。将不同运行季节的温度降低表示为各季节的进出塔温差的百分数，绘于图2。由图2可看出，自然塔的出塔水温的降低值占其对应的温差百分数与塔高是相关的，塔高与零米直径比由I. I增大至I. 5，出塔水温降低值占冷却水温差的约12%。自然塔水温降低反映冷却塔的热力特性变好，原因是自然塔的抽力增加，通风量增加。另一方面，通风量的增加又引起塔内的空气流速分布的变化，反过来再影响塔的热力特性。由表2可见，随自然塔塔高的增大，塔的总阻力系数减小，春秋季最大差6%、热季差10%、夏季10%的气象条件差9%，这说明塔高变化对填料断面的风速分布影响不大，可以认为塔高的变化主要是增加冷却塔的抽力，提高通风量来提高自然塔的热力特性的，填料断面的风速变化较小可忽略不计。表2冷却塔高与阻力系数的关系
权利要求
1.一种超大型逆流式自然通风湿式冷却塔，其包括有淋水填料区，其特征在于，其零米处的直径为零米直径，其塔高与零米直径的比值范围为I. 1-1. 2，所述淋水填料区的高度彡I. 25米。
2.根据权利要求I所述的超大型逆流式自然通风湿式冷却塔，其特征在于，其还包括有淋雨区，所述淋雨区设于所述淋水填料区的下方，所述淋雨区的外周为进风口，进风口面积与塔底壳面积的比值范围为0. 30-0. 35。
3.根据权利要求I所述的超大型逆流式自然通风湿式冷却塔，其特征在于，其还包括有淋雨区，所述淋雨区设于所述淋水填料区的下方，所述淋雨区的一侧为进风口，所述进风口高度与塔底壳直径的比值范围为0. 075-0. 085。
4.根据权利要求I所述的超大型逆流式自然通风湿式冷却塔，其特征在于，其零米直径大于150m，塔高为180m-220m，淋水面积大于12000m2。
全文摘要
本发明公开了一种超大型逆流式自然通风湿式冷却塔，其包括有淋水填料区，其零米处的直径为零米直径，其塔高与零米直径的比值范围为1.1-1.2，所述淋水填料区的高度≥1.25米。本发明通过将塔高与零米直径的比值范围设计为1.1-1.2，降低塔高，提高超大型逆流式自然通风湿式冷却塔的本身的安全性，并改善超大型自然塔的冷却能力；另一方面，通过改变进风口面积与塔底壳面积的比值范围为0.30-0.35，降低自然塔的进风口高度、淋水高度，降低冷却水提升水泵的扬程，利于节能，降低成本。
文档编号F28C1/02GK102798296SQ201210276210
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者龙国庆, 杨志, 毛卫兵, 汤东升, 罗必雄, 彭雪平, 乔旭斌, 匡俊, 李波, 朱嵩 申请人:中国能源建设集团广东省电力设计研究院