CN104729318A - 一种带有分隔墙的双层湿冷塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有分隔墙的双层湿冷塔，包括同轴线、内外嵌套的、底部平齐的内层塔筒和外层塔筒，内层塔筒和外层塔筒的塔底分别固定在同一机械架上，外层塔筒为双曲线型冷却塔，内层塔筒为圆柱型冷却塔，内层塔筒的高度高于外层塔筒的高度，在外层塔筒与内层塔筒之间区域的下侧设置有分别呈圆环形的填料区和雨区，雨区在填料区的下方，内层塔筒与外层塔筒之间布置有分隔墙。本发明的有益效果是：由于部分新鲜空气直接通至环形冷却塔中心区域，可大大提高冷却效率；可以有效防止侧风对湿冷塔工作性能的影响；在极冷天气情况下，可保持每一个扇环内的填料区在临界结冰热负荷以上，防止填料冻坏，可实现不停机进行冷却塔填料的更换及检修。

Description

一种带有分隔墙的双层湿冷塔

技术领域

本发明涉及能源与动力工程领域，尤其涉及到一种用于大型火电厂的带有分隔墙的双层湿冷塔。

背景技术

国家发展与改革委员会于2014年9月12号发布关于《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020)》的通知，通知中明确规定了2020年各类煤电机组必须达到的供电煤耗指标，煤电机组节能压力非常大。

目前使用火电厂和核电厂使用的自然循环湿式冷却塔，底部自然通风。循环水进入冷却塔填料层部位向下流动，空气自底部进风口向上流动，吸收循环水的热量，完成传热与传质的过程，使得循环水温度降低。

随着我国经济发展、新建电源项目的建设及上大压小新机组的建设，我国主力发电机组从上世纪九十年代的300MW机组，发展到现在以600MW和1000MW等级机组为主力的现状。根据《中国核电中长期发展规划》，我国将在15年内投资超过5000亿元在沿海建设58台百万千瓦等级的核电站。机组的容量越大，冷却塔的体积也越大，进风口的直径已经超过百米。

随着进风口直径的增大，新鲜空气(含湿量比较小的干空气)进入到塔中心部位的可能性就越来越小，导致塔中心位置处的填料传热传质恶化，严重影响塔的整体性能。

中国专利200910014931.6，冷却塔补新风系统，公布了一种新型导风管结构，可使得塔中心部位通入少量新鲜空气。但是，由于导风管布置有限且极易受到风向影响，效果有限。

中国专利201320192675.1，高位收水装置及包含该装置的冷却塔，公布了一种高位收水装置，完全取消了传统冷却塔的雨区，进入填料的冷风全部是新鲜干空气，仅仅依靠填料区传热传质。但是由于取消了雨区，传热效果大大折扣。

发明内容

本发明的目的就是克服上述现有技术的不足，提供一种双层自然通风湿式冷却塔，直接向填料中心区域提供合适的新鲜空气(含湿量比较小的干空气)，可以提高冷却塔的冷却效率的带有分隔墙的双层湿冷塔。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:

一种带有分隔墙的双层湿冷塔，包括同轴线、内外嵌套的、底部平齐的内层塔筒和外层塔筒，内层塔筒和所述的外层塔筒的塔底分别固定在同一机械架上，所述外层塔筒为双曲线型冷却塔，所述内层塔筒为圆柱型冷却塔，所述内层塔筒的高度高于所述外层塔筒的高度，在所述外层塔筒与所述内层塔筒之间区域的下侧设置有分别呈圆环形的填料区和雨区，所述雨区在所述填料区的下方，所述内层塔筒与所述外层塔筒之间布置有底部落地安装，顶部与所述外层塔筒等高的分隔墙。

进一步地，所述内层塔筒的直径为d，所述外层塔筒的喉部直径为D，所述内层套筒的直径与所述外层塔筒的喉部直径比d/D的范围为0.3～0.7。

进一步地，所述内层塔筒加机械架的高度为H，所述外层塔筒加机械架的高度为h，这两个高度比H/h的范围为1.2～2倍。

进一步地，分隔墙有2-10个。

进一步地，填料区被所述分隔墙、所述内层塔筒和所述外层塔筒分割成多个扇环填料区。

进一步地，扇环填料区的水侧为独立系统，可单独运行或解列。

与传统的单层冷却塔相比，采取如上技术方案，带来的收益如下：

1)有一部分新鲜空气(含湿量比较小的干空气)经过内层塔筒直接送入填料区中心区域，提高了冷却塔的冷却效率，降低了机组供电煤耗率。

2)2～10个分隔墙从地面一直延伸到所述外层塔筒2顶端，类似于十字隔墙的作用，可有效降低环境侧风对冷却塔的影响。

3)上述结构形成了一种若干个所述扇环5围绕着所述内层塔筒1的结构，每一个扇环5都可以看作一个独立的冷却塔。运行时，可根据实际情况，投入或停运某个扇环。第一，在极冷天气下，可保持填料热负荷高于结冰的临界热负荷，防止冻坏填料；第二，可实现不停机检修或更换各扇环填料。

附图说明

图1是本发明的结构原理图；

图2是本发明的横向截面图；

其中，1.内层塔筒，2.外层塔筒，3.填料区，4.雨区，5.扇环空间，6.分隔墙。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的阐述：

如图1和2所示，包括同轴线、内外嵌套的、底部平齐的内层塔筒1和外层塔筒2，内层塔筒1和所述的外层塔筒2的塔底分别固定在同一机械架上，所述外层塔筒2为双曲线型冷却塔，所述内层塔筒1为圆柱型冷却塔，所述内层塔筒1的高度高于所述外层塔筒2的高度，在所述外层塔筒2与所述内层塔筒1之间区域的下侧设置有分别呈圆环形的填料区3和雨区4，所述雨区4在所述填料区3的下方，所述内层塔筒1与所述外层塔筒2之间布置有底部落地安装，顶部与所述外层塔筒2等高的分隔墙6。

进一步地，内层塔筒1的直径为d，高度为H，所述外层塔筒2的喉部直径为D，所述内层套筒1的直径与所述外层塔筒2的喉部直径比d/D的范围为0.3～0.7。

进一步地，所述内层塔筒1加机械架的高度为H，所述外层塔筒2加机械架的高度为h，这两个高度比H/h的范围为1.2～2倍。

进一步地，分隔墙6有2-10个。

进一步地，填料区3被所述分隔墙6、所述内层塔筒1和所述外层塔筒2分割成多个扇环填料区。

进一步地，扇环填料区的水侧为独立系统，可单独运行或解列。

内层塔筒1的存在使得外层塔筒2内形成了两个空间，其一是所述内层塔筒1内部的圆筒形空间；其二是所述内层塔筒1与所述外层塔筒2之间的圆环形空间。

所述分隔墙6、所述内层塔筒1与所述外层塔筒2组成了2～10个扇环空间5。所述环形填料区3被所述分隔墙分割成2～10个等份的扇环填料区，每一个扇环填料区的水侧可单独运行或解列。

被所述环形填料区3加热的空气及水蒸汽进入由所述内层塔筒1与所述外层塔筒2形成的圆环形空间。一部分冷空气从所述冷却塔进风口外侧进入，流经所述料区3与所述雨区4后，进入环形空间；另一部分冷空气在所述内层塔筒1向下流动，流经所述填料区3与所述雨区4后，进入环形空间。

空气流动方向如图1中箭头方向所示。为了防止环形空间出口的热风从所述内层塔筒1的上端口进入所述内层塔筒1，要求所述内层塔筒1必须高于所述外层塔筒2，高度比H/h的范围为1.2～2倍。

此外，双层冷却塔节能原理：

实际运行表明，传统单层冷却塔填料与雨区中部的传热传质效果很差，其面积所占比例较小。通过增加内层塔筒1，增加了总通风口面积以及进入冷却塔内的新鲜空气(含湿量比较小的干空气)量，填料与雨区的通风量相应增加。通过优化设计，提高整体效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带有分隔墙的双层湿冷塔，其特征在于，包括同轴线、内外嵌套的、底部平齐的内层塔筒和外层塔筒，内层塔筒和所述的外层塔筒的塔底分别固定在同一机械架上，所述外层塔筒为双曲线型冷却塔，所述内层塔筒为圆柱型冷却塔，所述内层塔筒的高度高于所述外层塔筒的高度，在所述外层塔筒与所述内层塔筒之间区域的下侧设置有分别呈圆环形的填料区和雨区，所述雨区在所述填料区的下方，所述内层塔筒与所述外层塔筒之间布置有底部落地安装，顶部与所述外层塔筒等高的分隔墙。

2.如权利要求1所述的带有分隔墙的双层湿冷塔，其特征在于，所述内层塔筒的直径为d，所述外层塔筒的喉部直径为D，所述内层套筒的直径与所述外层塔筒的喉部直径比d/D的范围为0.3～0.7。

3.如权利要求1所述的带有分隔墙的双层湿冷塔，其特征在于，所述内层塔筒加机械架的高度为H，所述外层塔筒加机械架的高度为h，这两个高度比H/h的范围为1.2～2倍。

4.如权利要求1所述的带有分隔墙的双层湿冷塔，其特征在于，所述分隔墙有2-10个。

5.如权利要求1所述的带有分隔墙的双层湿冷塔，其特征在于，所述填料区被所述分隔墙、所述内层塔筒和所述外层塔筒分割成多个扇环填料区。

6.如权利要求5所述的带有分隔墙的双层湿冷塔，其特征在于，所述扇环填料区的水侧为独立系统，可单独运行或解列。