一种具有弯月形填料的湿式冷却塔及其应用的制作方法

本发明涉及冷却塔技术领域，尤其涉及一种具有弯月形填料的湿式冷却塔及其应用。

背景技术：

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

自然通风逆流湿式冷却塔在我国电力领域基因广泛使用，以基本原理为：热水由管道通过竖管(竖井)送人热水分配系统,然后通过喷溅设备，将水洒到填料上；经填料后成雨状落人蓄水池，冷却后的水抽走重新使用，塔筒底部为进风口，空气从进风口进人塔体，穿过填料下的雨区，和热水流动成相反方向流过填料(故称逆流式)，通过收水器回收空气中的水滴后.再从塔街出口排出，塔外冷空气进人冷却塔后，吸收由热水蒸发和接触散失的热量，温度增加，湿度变大，密度变小，由于塔内、外空气密度差异在进风口内外产生压差，致使塔外空气源源不断地流进塔内而无需通风机械提供动力，即为自然通风。

自然通风逆流湿式冷却塔在运行过程中，空气从底部进风口进入冷却塔，循环水从冷却塔配水区落下，空气与循环水在配水区、填料区和雨区完成传热传质过程。由于冷却塔自身结构，在无风工况下，空气流量沿冷却塔径向不断降低，导致冷却塔性能沿径向不断降低，冷却塔内部形成传热恶化区。专利文献CN 102607324 A公开了“湿式冷却塔填料的一种新型布置方式”,是一种沿着湿式冷却塔的直径方向采取填料非等高布置的方式，在湿式冷却塔的中心位置填料最薄,塔的外沿部分填料高度次之,中间某个直径范围内填料最厚,这样可以均匀塔内各处的传热传质性能,提高冷却塔的冷却效率。

技术实现要素：

上述专利文献中的方法未针对侧风环境下的塔内空气动力场进行最优化处理。但是，本发明发现：当存在外界侧风时，冷却塔内部的空气动力场更加复杂，冷却塔各处的性能更加不均衡，尤其是集水池表面会形成“弯月形”高水温区域，即冷却塔性能恶化区转变为“弯月形”。为此，本发明提供一种具有弯月形填料的湿式冷却塔，以解决侧风环境下冷却塔内“弯月形”性能恶化区导致的冷却问题。

本发明第一目的：提供一种具有弯月形填料的湿式冷却塔。

本发明第二目的：提供所述具有弯月形填料的湿式冷却塔的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开一种具有弯月形填料的湿式冷却塔，包括：塔筒、中央竖井和弯填料区域；所述中央竖井位于塔筒中心位置，所述填料区域位于塔筒和中央竖井之间，且填料区域分为“弯月形”填料区和“弯月形”以外填料区；所述“弯月形”填料区的厚度大于“弯月形”以外填料区的厚度；所述“弯月形”填料区位于侧风导致的“弯月形”高水温区域。

作为进一步的技术方案，所述“弯月形”填料区的位置和几何尺寸与外界侧风的风向和风速有关系，一般可按照冷却塔所在地区常年风速风向或最恶劣工况对应的风速风向来确定。

作为进一步的技术方案，所述“弯月形”填料区和“弯月形”以外填料区的厚度关系为：1.2-1.3倍。

作为进一步的技术方案，所述“弯月形”填料区位于以下区域：以中央竖井为中心，以侧风风向为对称轴，沿对称轴左、右两侧并与对称轴呈角度θ向中央竖井外围延伸形成两条延长线，用曲线将两条延长线的端点连接起来；所述端点为远离中央竖井的一端，所述曲线为两条，分布在两条延长线的前、后两侧，从而形成“弯月形”填料区，所述角度θ为锐角。

作为进一步的技术方案，所述侧风风速为4-6m/s时，所述延长线的长度L＝45～50m，θ＝75～80°，且所述L为延长线在水平轴上的投影长度。

作为进一步的技术方案，所述侧风风速为4m/s时，所述延长线的长度L＝45m，θ＝80°，且所述L为延长线在水平轴上的投影长度。

作为进一步的技术方案，所述侧风风速为6m/s时，所述延长线的长度L＝50m，θ＝75°，且所述L为延长线在水平轴上的投影长度。

最后，本发明公开所述具有弯月形填料的湿式冷却塔在工业生产、制冷工艺中的应用。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：本发明针对冷却塔在侧风下的运行工况，考虑了冷却塔本身结构和外界侧风两种因素造成的“弯月形”性能恶化区，提出了“弯月形”非等高布置填料的技术构思，采用本发明的冷却塔“弯月形”填料区的气水接触时间变长，此区域内循环水温降提高，冷却性能得到增强。同时，该区域内空气温升提高，空气密度降低，使得抽力增大，而该区域内填料厚度的增加会增大空气流动的阻力，因此整个冷却塔的空气动力场变化不明显，从而在不会影响其他区域的传热传质的基础上强化了冷却塔的整体冷却性能，提高循环水温降。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1的具有弯月形填料的湿式冷却塔的俯视图。

图2为本发明实施例1的具有弯月形填料的湿式冷却塔的结构示意图。

上述附图中标记分别代表：1-塔筒、2-中央竖井、3-“弯月形”填料区、4-“弯月形”以外填料区、5-对称轴。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如，在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如前文所述，当存在外界侧风时，冷却塔内部的空气动力场更加复杂，冷却塔各处的性能更加不均衡，尤其是集水池表面会形成“弯月形”高水温区域，即冷却塔性能恶化区转变为“弯月形”。因此，本发明提出一种具有弯月形填料的湿式冷却塔；现结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。

参考图1和2，一种具有弯月形填料的湿式冷却塔，包括：塔筒1、中央竖井2和弯填料区域；所述中央竖井2位于塔筒1中心位置，所述填料区域位于塔筒1和中央竖井2之间，且填料区域分为“弯月形”填料区3和“弯月形”以外填料区4；所述“弯月形”填料区的厚度为“弯月形”以外填料区4的厚度的1.3倍；所述“弯月形”填料区3位于侧风导致的“弯月形”高水温区域。

实施例2

一种具有弯月形填料的湿式冷却塔，同实施例1，区别在于：所述“弯月形”填料区3位于以下区域：以中央竖井2为中心，以侧风风向(图1中箭头所示)为对称轴5，沿对称轴左、右两侧并与对称轴呈角度θ向中央竖井2外围延伸形成两条延长线，用曲线将两条延长线的端点连接起来；所述端点为远离中央竖井2的一端，所述曲线为两条，分布在两条延长线的前、后两侧，从而形成“弯月形”填料区3，所述角度θ为锐角；且所述“弯月形”填料区的厚度为“弯月形”以外填料区4的厚度的1.2倍。

实施例3

一种具有弯月形填料的湿式冷却塔，同实施例2，区别在于：某淋水面积为5500m²的冷却塔，其所在地区的常年风速为4m/s，常年风向为南风。针对该冷却塔进行“弯月形”填料非等高布置时，弯月形性能恶化区内的填料厚度增加，循环水流经填料区域的时间变长，空气与循环水的接触时间增加，从而强化了该区域内的气水传热传质。常年风向风速下，该冷却塔“弯月形”填料区3位置为：延长线的长度L＝45m，角度θ＝80°，所述L为延长线在水平轴上的投影长度。

实施例4

一种具有弯月形填料的湿式冷却塔，同实施例3，区别在于：冷却塔所在地区的最恶劣工况所对应的风向为南风，风速为6m/s，此时“弯月形”填料区3的位置为：延长线的长度L＝50m，角度θ＝75°。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。