[实用新型]一种部分逆向配水冷却塔

说明书

本实用新型公开了一种部分逆向配水冷却塔，建造一个长宽高与旧输水槽相同的新输水槽；对新输水槽一端开口进行封堵；将既有的外区主水槽开口端与旧输水槽断开；对外区主水槽的断开处封堵；将新输水槽置于冷却塔半径1/2和冷却塔外沿之间；将新旧两个输水槽的开口端连通；将新输水槽冷却塔外沿处上壁面打通；将外区主水槽冷却塔外沿处下壁打通；上下壁打通面积等于输水槽的截面积；构成水的U型通道；冷却塔部分逆向配水重构完成。重构代价低，对于大型冷却塔，只新建四个冷却塔半径1/2长的输水槽，就对75％换热面积的配水进行了重构，实现了冬季防冻，提高了机组冬季运行的安全和经济性，保证了外区配水气水匹配，提高了冷却塔的基础效率。

技术领域

本实用新型涉及大中型工业冷却塔领域，特别是涉及既有大中型自然通风冷却塔防冻和风水配合改造技术。

背景技术

大中型工业冷却塔是工业领域广泛应用的换热装置。是非常重要的冷却设备，其性能的优劣对生产的能耗和水耗有重大影响。

据统计：传统火力发电厂中，燃料燃烧的能量只有大约40％转化为电能，而48％随冷却水排掉。而在核电站中，核能中只有大约33％转化为电能，其它67％均变为废热由冷却水带走。而冷却水中的热量大都通过冷却塔排向大气。有数据表明：冷却塔的效率仅有50％左右，处于较低水平。

自然通风冷却塔主要由：双曲线冷却塔筒、冷却塔蓄水池、中央竖井、十字形内区主水槽、输水槽、十字形外区主水槽、配水管、喷淋装置、填料层等组成。

自然通风冷却塔运行过程中，循环冷却水(热水)通过中央竖井和配水管槽，经喷嘴喷出，以水雾的形式喷洒和降落在淋水填料的表面。在填料区，冷却水以薄膜的形式流经填料表面，与空气进行传热传质。在填料区域以下，冷却水聚集成液滴以雨滴的形式落下，在降落过程中与冷空气进行接触换热，最后落入集水池。

冷却塔中央竖井为一个竖立的井筒，底部与循环水压力管连接，顶部为敞开式，热水经竖井送到配水高程。通过内区主水槽和外区主水槽，将水送到配水管，再通过安装在这些配水管两侧的喷头将水洒在填料上。

无论是槽式配水还是管式配水，热水在进入冷却塔后总的流向都是由内向外。之所以采用由内向外的配水方向，是由于竖井设置在冷却塔内部中央对冷却塔进风口的通风阻力影响小，并且可以方便地通过配水槽或配水管达到配水的目的。这种配水系统布置，热水是由处于冷却塔内中央竖井流向周围配水区域，故总的流向是由内向外。

中央竖井冷却塔在全世界应用广泛，在淋水面积大的冷却塔中，主水槽就会很长，流量一定时，沿水槽水面高程变化较大，尤其是在冷却塔部分负荷下小流量时，水槽远端或末端可能少水或无水。

由实际测量和数值模拟表明：自然通风冷却塔空气流速沿冷却塔半径方向由外向内逐渐减小。即：外区空气流速较大，内区空气流速较低。

结果是：沿半径方向冷却水由内向外，逐渐减小。而进塔空气量沿冷却塔半径方向由内向外，逐渐增大。即水量大的地方，空气量小。水量小的地方，空气量大。

水流的有无和大小代表了塔内空气的阻力分布，空气流很少从淋水密度大的区域通过，空气在无水区则短路。造成有水的地方缺气，有气的地方无水。水气不能充分换热，换热效率低，塔冷却能力下降。

气水的不匹配，将直接影响空气分配及填料发挥冷却作用的能力，大大降低了冷却塔性能。

现在大型自然通风冷却塔大都采用两区配水，即内区配水和外区配水。以直径120米的自然通风冷却塔为例。以冷却塔的竖井为圆心，圆心到半径30米处，形成的圆为内区。半径30米处到半径60米处，形成的圆环为外区。

内区面积为2826m²,外区面积为8478m²。外区面积是内区面积的3倍。可见冷却塔75％的换热都是在外区进行的。外区气水匹配好，才是提高冷却塔效率的关键。