CN109099723A - 一种节水型自然通风冷却塔及其冷却方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节水型自然通风冷却塔，包括顶端设置出口的塔筒、间壁式换热装置和风机、人字柱以及淋水装置；风机与间壁式换热装置连通，间壁式换热装置包括外壁、隔板、湿热空气通道、设置在湿热空气通道的换热壁以及由外壁、隔板和换热壁构成的第二风道；一种基于节水型自然通风冷却塔的节水方法，包括如下步骤：S1、使外界空气进入塔筒内部；S2、进行第一次换热，生成湿热空气；S3、抽取外界空气并进入第二风道，冷却换热壁；S4、使湿热空气与冷却后的换热壁进行第二次换热冷却，使湿热空气凝结回收蒸发水；本发明解决了现有技术存在的耗水量大，资源消耗大的问题。
Description
技术领域
本发明属于冷却塔技术领域，具体涉及一种节水型自然通风冷却塔及其冷却方法。
背景技术
火电主要是以燃煤为主的蒸汽轮机发电工艺过程，水由锅炉加热为高温高压蒸汽，进入汽轮机做功，做功后的乏汽须重新变相为水才能进入锅炉形成循环。这就需要将乏汽送入凝汽器进行冷凝，乏汽冷凝放出大量低温废热，由循环冷却水带出，并散于环境水域或大气中。燃烧的煤的热量仅有约40％转化为电能，其余作为废热弃于环境中。循环冷却水的温度高低影响着发电的效率，温度越低，蒸汽轮机的低压端乏汽凝结形成的真空度就越高，发电效率就越高。
目前，火电厂多采用自然通风逆流式冷却塔，经过凝汽器被加热了的循环冷却水通过管路至冷却塔的中央竖井，流入多根分水槽再进入分水槽上设置的配水管，由配水管上的喷头将循环冷却水喷洒向其下面的淋水填料上。在淋水填料中循环水与空气充分接触进行传热传质(蒸发)换热，换热后空气温度升高，湿度加大，密度减小，在浮力作用下向上运动，高大的冷却塔筒使热空气与大气相隔，可保持温度向上运动，将循环冷却水的热量带向环境大气，同时带走了蒸发的冷却水。常用的火电厂机组配制为一机配一塔，如1000MW机组配套的自然通风冷却塔淋水面积约13000平米，塔底直径150米，塔高度170米以上。
现有技术存在以下问题：
(1)随着火电发展，现有湿冷系统中循环冷却水在冷却塔中直接与空气接触进行热交换，热交换方式节水的效率逐渐不能满足要求；
(2)现有冷却塔的耗水量大，资源消耗大。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种节水效率高、减少耗水量以及节约资源的节水型自然通风冷却塔及其冷却方法，提高了节水效率，改善了节水效果，解决了现有技术存在的耗水量大，资源消耗大的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种节水型自然通风冷却塔，包括顶端设置出口的塔筒、位于出口的间壁式换热装置和风机、位于塔筒底端的人字柱以及位于塔筒内部的淋水装置；
风机对称设置在塔筒顶部的外壁，其输出端与间壁式换热装置连通，间壁式换热装置包括外壁、与外壁底端固定连接的隔板、围绕隔板中心设置的湿热空气通道、设置在湿热空气通道的换热壁以及由外壁、隔板和换热壁构成的第二风道。
本方案的有益效果为：
(1)本方案的节水型自然通风冷却塔结构和节水过程简单，同时对旧式冷却塔的改造方便，无需重新建造，节约了资金投入，提高了节水型自然通风冷却塔的实用性；
(2)进风口进入的外界冷空气在淋水装置中进行湿冷换热，提高了节水效率，改善了节水效果；外界空气与循环冷却水充分接触，遇冷凝结出更多的水，节约了资源，减少了冷却塔的耗水量，并且提高了节水效果；
(3)风机抽取外界空气，冷却换热壁，在间壁式换热装置中与湿热空气进行换热，提高了节水效率，节约了资源，减少了冷却塔的耗水量。
进一步地，湿热空气通道围绕中心呈花瓣状均匀分布。
上述进一步方案的有益效果为：
形成对称的第二风道，便于第二风道内部的外界空气流通。
进一步地，位于风机侧的换热壁表面光滑无棱角。
减少空气阻力，提高冷却换热壁效率，进而改善节水效果。
进一步地，风机为鼓风机。
上述进一步方案的有益效果为：
提高了抽取外界空气的效率，从而进一步改善了节水效果。
进一步地，塔筒包括内部的空腔以及由人字柱与塔筒底端组成的进风口，空腔包括第一风道，淋水装置位于空腔。
上述进一步方案的有益效果为：
便于进行湿冷换热，生成湿热空气。
进一步地，塔筒的外侧设置有爬梯。
上述进一步方案的有益效果为：
便于工作人员维修和巡检，进一步提高了冷却塔的实用性。
一种基于节水型自然通风冷却塔的节水方法，包括如下步骤：
S1：使外界空气从人字柱的进风口进入塔筒内部；
S2：使进入塔筒内部的外界空气在淋水装置中进行第一次换热，生成湿热空气；
S3：使用电机抽取外界空气并进入第二风道，冷却换热壁；
S4：使上升到出口的湿热空气通过湿热空气通道，并与冷却后的换热壁进行第二次换热冷却，使湿热空气凝结回收蒸发水。
附图说明
图1为节水型自然通风冷却塔结构示意图；
图2为节水型自然通风冷却塔俯视图；
图3为冷却方法流程图。
其中，1、塔筒；11、空腔；12、进风口；13、第一风道；2、间壁式换热装置；21、外壁；22、隔板；23、湿热空气通道；24、换热壁；25、第二风道；3、风机；4、人字柱；5、淋水装置；6、爬梯。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
本发明实施例中，如图1和图2共同所示，一种节水型自然通风冷却塔，包括顶端设置出口的塔筒1、位于出口的间壁式换热装置2和风机3、位于塔筒1底端的人字柱4以及位于塔筒1内部的淋水装置5；
四个风机3对称设置在塔筒1顶部的外壁21，其输出端与间壁式换热装置2连通，间壁式换热装置2包括外壁21、与外壁21底端固定连接的隔板22、围绕隔板22中心设置湿热空气通道23、设置湿热空气通道23的换热壁24以及由外壁21、隔板22和换热壁24构成的第二风道25，外壁21、隔板22和换热壁24均为导热性好的材料制成。
本实施例中的风机3数量并不代表实际情况风机3的数量。
本实施例中的通道尺寸与数量并不代表实际尺寸与数量。
本实施例中，湿热空气通道23围绕中心呈花瓣状均匀分布，形成对称的第二风道13，便于第二风道13内部的外界空气流通。
本实施例中，位于风机3侧的换热壁24表面光滑无棱角，减少空气阻力，提高冷却换热壁24效率，进而改善节水效果。
本实施例中，风机3为鼓风机。
本实施例中，塔筒1包括内部的空腔11以及由人字柱4与塔筒1底端组成的进风口12，空腔11包括第一风道13，淋水装置位于空腔11。
本实施例中，塔筒1的外侧设置有便于工作人员维修和巡检的爬梯6。
一种基于节水型自然通风冷却塔的节水方法，如图3所示，包括如下步骤：
S1：使外界空气从人字柱的进风口进入塔筒内部；
S2：使进入塔筒内部的外界空气在淋水装置中进行第一次换热，生成湿热空气；
S3：使用风机吹入外界空气并进入第二风道，冷却换热壁；
S4：使上升到出口的湿热空气通过湿热空气通道，并与冷却后的换热壁进行第二次换热冷却，使湿热空气凝结回收蒸发水。
本发明提供的一种节水效率高、减少耗水量以及节约资源的节水型自然通风冷却塔及其冷却方法，提高了节水效率，改善了节水效果，解决了现有技术存在的耗水量大，资源消耗大的问题。
Claims (7)
1.一种节水型自然通风冷却塔，其特征在于，包括顶端设置出口的塔筒(1)、位于出口的间壁式换热装置(2)和风机(3)、位于塔筒(1)底端的人字柱(4)以及位于塔筒内部的淋水装置(5)；
所述风机(3)对称设置在塔筒(1)顶部的外壁，其输出端与间壁式换热装置(2)连通，所述间壁式换热装置(2)包括外壁(21)、与外壁(21)底端固定连接的隔板(22)、围绕隔板(22)中心设置的湿热空气通道(23)、设置在湿热空气通道(23)的换热壁(24)以及由外壁(21)、隔板(22)和换热壁(24)构成的第二风道(25)。
2.根据权利要求1所述的节水型自然通风冷却塔，其特征在于，所述湿热空气通道(23)围绕中心呈花瓣状均匀分布。
3.根据权利要求1所述的节水型自然通风冷却塔，其特征在于，位于风机(3)侧的所述换热壁(24)表面光滑无棱角。
4.根据权利要求1所述的节水型自然通风冷却塔，其特征在于，所述风机(3)为鼓风机。
5.根据权利要求1所述的节水型自然通风冷却塔，其特征在于，所述塔筒(1)包括内部的空腔(11)以及由人字柱(4)与塔筒(1)底端组成的进风口(12)，所述空腔(11)包括第一风道，所述淋水装置位于空腔(11)。
6.根据权利要求1所述的节水型自然通风冷却塔，其特征在于，所述塔筒(1)的外侧设置有爬梯(6)。
7.一种基于权利要求1-6任一所述节水型自然通风冷却塔的节水方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：使外界空气从人字柱的进风口进入塔筒内部；
S2：使进入塔筒内部的外界空气在淋水装置中进行第一次换热，生成湿热空气；
S3：使用电机抽取外界空气并进入第二风道，冷却换热壁；
S4：使上升到出口的湿热空气通过湿热空气通道，并与冷却后的换热壁进行第二次换热冷却，使湿热空气凝结回收蒸发水。
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