内外分区配水自然通风冷却塔及其部分逆向配水重构方式制造技术

本发明专利技术公开了内外分区配水自然通风冷却塔及其部分逆向配水重构方式，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，只新建四段1/2冷却塔半径长输水槽，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。提高了冷却塔的基础效率。提高了冷却塔的基础效率。

【技术实现步骤摘要】
内外分区配水自然通风冷却塔及其部分逆向配水重构方式


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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，将大大降低了冷却塔性能。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]冷却水的流向是：内区配水，由中央竖井通过内区主水槽流向半径30米处结束，进行内区配水。外区配水，由中央竖井处通过30米长的输水槽将水输送到半径30米处，由半径30米处开始通过外区主水槽流向半径60米处，进行外区配水。
[0016]不论是内区主水槽或外区主水槽，其水的流向都是有内向外的。
[0017]热水在由内向外流动过程中，每经过一处配水管其总水量就会逐渐减少，在冷却塔部分流量运行时，就会造成同一主水槽内出现远端或末端无水，气流在冷却塔无水或少水区域形成短路，大大降低了冷却塔的冷却性能。
[0018]冷却塔的结构决定：塔的空气量由外向内是逐渐减小的。主要是由于空气要进入到冷却塔的内区，需要穿过冷却塔外区的雨区。越往冷却塔中心去，穿过的雨区越深，阻力越大，空气量越小。
[0019]目前国内外大量采用的内外区分区配水，其配水方向还是由内向外。在100％设计工况下，能保证内区主水槽和外区主水槽末端有水运行。但是在75％、50％、甚至更小的循环冷却水量下，内区主水槽和外区主水槽末端处就不一定能保证有水运行。
[0020]冷却塔是按100％工况设计的，即循环冷却水的流量是按100％设计的。由于新能源发电的迅速崛起，绝大部分机组大部分时间都在部分负荷下运行。电厂出于节电需要大都对循环水泵进行了双速泵节能改造或循环水泵变频改造。使得循环水量随时能与机组的负荷相匹配。从而实现在满足机组真空和安全的条件下，循环水的经济运行。
[0021]其后果是：1.冬季由于冷却塔外围得不到充足的冷却水(热水)而结冰。必须额外采取措施，进行防冻。由于冷却塔本身结构巨大，所以无论采用何种措施，其费用都比较昂贵。2.在部分负荷下，主水槽的远处或末端少水或无水而造成无水区的存在，使得空气短路。短路的空气降低了冷却塔的出塔空气温度，使得冷却塔的抽力下降。最终使得进塔空气量减小。冷却塔性能劣化。
[0022]冷却塔的抽力来自出塔空气与进塔空气的密度差。冷却塔的换热性能越好，出塔空气温度越高，进出塔空气密度差越大，冷却塔抽力越大，冷却塔进空气量越大。进塔空气量越多，带走的冷却水热量越多，出塔水温度越低。冷却塔性能越好。
[0023]本专利技术旨在经济高效地解决既有大中型自然通风冷却塔的冬季防冻和提高冷却塔的基础换热效率。
[0024]提高冷却塔的基础换热效率在高晋柏专利ZL202021614717.2中已经提出。对于新建冷却塔采用ZL202021614717.2非常地合适。但对于既有大中型冷却塔进行专利ZL202021614717.2的改造，其最大缺点是：工程量较大、造价较高、工期较长。限制了该专利的推广应用。

技术实现思路

[0025]为解决大中型冷却塔改造的技术经济问题。即采用最小的经济代价，获得最大的
改造成果，提供内外分区配水大型自然通风冷却塔部分逆向配水重构方式。
[0026]本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
[0027]内外分区配水大型自然通风冷却塔部分逆向配水重构方式，具体方法如下：
[0028]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。
[0029]本专利技术还提供一种部分逆向配水冷却塔，如上述内外分区配水大型自然通风冷却塔部分逆向配水重构方式实现的部分逆向配水冷却塔。
[0030]进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.内外分区配水自然通风冷却塔部分逆向配水重构方式，其特征在于，具体方法如下：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；将外区主水槽外沿下壁打通；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。2.内外分区配水自然通风冷却塔，其特征在于，如权利要求1中所述的内外分区配水自然通风冷却塔部分逆向配水重构方式实现的冷却塔体。3.根据权利要求2中所述的内外分区配水自然通风冷却塔，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：高晋柏，徐涛，宋娉，
申请(专利权)人：宋娉安徽方智电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：