CN111578736A - 一种具有自然通风冷却功能的吸热塔 - Google Patents

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朱云涛
李�诚
范攀
高志广
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Abstract

本发明属于光热发电领域，公开了一种具有自然通风冷却功能的吸热塔，包括塔筒、吸热塔设备间、蒸汽管和凝结水管；吸热塔设备间设置在塔筒顶端；塔筒上部侧壁上开设出风口，塔筒底端侧壁上开设进风口；进风口处设置空冷散热器系统，蒸汽管通过空冷散热器系统连接凝结水管。利用高耸建筑吸热塔的塔筒进行冷却系统的设计，对于光热电厂来说，可以实现吸热塔与冷却塔的两塔合一，可以在光热电厂中采用自然通风冷却系统，降低厂用电率，提高光热电厂效益，不增加高大建筑物，减少遮挡损失；同时，降低项目造价，减少占地面积。

Description

一种具有自然通风冷却功能的吸热塔
技术领域
本发明属于光热发电领域，涉及一种具有自然通风冷却功能的吸热塔。
背景技术
太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，将太阳热能反射至吸热塔顶端的吸热器中，通过吸热器提供热量，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的，采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。为了减少对阳光的遮挡，光热电厂主机冷却系统一般采用机械通风冷却塔，以降低冷却塔高度，但是采用机械通风增加了厂用电量，影响电厂运行的经济性。光热电厂上网电价高，降低厂用电可以提高电厂的经济性，因而冷却系统采用自然通风有其合理性。
但是，要实现冷却系统的自然通风需要将冷却塔建立的足够高大，而高大建筑会遮挡阳光，从而产生遮挡损失，影响光热电厂经济性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中，机械通风增加厂用电，影响热电厂经济性的缺点，提供一种具有自然通风冷却功能的吸热塔，将吸热塔与自然通风冷却塔合二为一，这样就可以在遮挡面积增加不多的情况下，实现冷却系统的自然通风，以降低厂用电量，提高电厂经济性。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种具有自然通风冷却功能的吸热塔，包括塔筒、吸热塔设备间、蒸汽管和凝结水管；吸热塔设备间设置在塔筒顶端；塔筒上部侧壁上开设出风口，塔筒底部开设进风口；进风口外沿处设置空冷散热器系统，蒸汽管通过空冷散热器系统连接凝结水管。
本发明进一步的改进在于：
所述空冷散热器系统包括展宽平台、空冷散热器基础、蒸汽分配管、凝结水集合管和若干空冷散热器；所有空冷散热器均设置在空冷散热器基础上方，展宽平台位于空冷散热器上方，且展宽平台一端与进风口顶端连接；蒸汽分配管上设置蒸汽分配管进口和若干蒸汽分配管出口，蒸汽分配管进口连接蒸汽管，蒸汽分配管出口与空冷散热器进口一一对应连接；凝结水集合管上设置凝结水集合管出口和若干凝结水集合管进口，凝结水集合管进口与空冷散热器出口一一对应连接，凝结水集合管出口连接凝结水管。
所述若干空冷散热器在进风口外侧呈环形布置。
所述展宽平台和/或空冷散热器基础上设置开启度能够调节的百叶窗。
所述空冷散热器系统远离进风口的一侧设置开启度能够调节的百叶窗。
所述出风口的顶端和底端均设置导流板，导流板沿靠近塔筒顶端的方向上向外倾斜延伸。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
通过在现有吸热塔的顶端侧壁和底端侧壁分别设置出风口和进风口，并在进风口处设置空冷散热器系统，通过利用吸热塔的塔筒，冷空气在塔筒的抽力作用下，先掠过空冷散热器系统然后从进风口进入塔筒，蒸汽通过蒸汽管进入空冷散热器系统，在流经空冷散热器系统时与流过空冷散热器系统表面的冷空气进行热交换从而使蒸汽冷凝，升温后的冷空气从出风口排出，实现自然通风冷却，降低厂用电率，同时，实现了吸热塔和冷却塔的两塔合一，不需要增加额外的高大建筑物，可以减少遮挡损失，提高光热电厂发电效益，降低成本，减少占地面积。
进一步的，空冷散热器沿进风口外侧环形布置并距进风口一定的距离，可以放置更多的空冷散热器，提升散热效果。
进一步的，展宽平台和/或空冷散热器基础上设置开启度能够调节的百叶窗，可以根据系统运行参数和环境温度调节百叶窗的开启度，进而调节冷却塔的进风量，是冬季运行防冻和运行调节的重要手段。
进一步的，空冷散热器系统远离进风口的一侧设置开启度能够调节的百叶窗，可以根据系统运行参数和环境温度调节百叶窗的开启度，进而调节冷却塔的进风量，是冬季运行防冻和运行调节的重要手段。
进一步的，出风口的顶端和底端均设置导流板，导流板沿靠近塔筒顶端的方向上向外倾斜延伸，可以减少出风口出风损失，同时可以使热空气远离吸热塔设备间，减少热空气对吸热塔设备间的影响。
附图说明
图1为本发明的剖视结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图。
其中：1-吸热塔设备间；2-导流板；3-塔筒；4-蒸汽分配管；5-蒸汽管；6-凝结水管；7-凝结水集合管；8-空冷散热器基础；9-百叶窗；10-空冷散热器；11-展宽平台。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1和2，本发明具有自然通风冷却功能的吸热塔，利用高耸建筑，比如光热电厂的吸热塔，作为光热电厂的冷却系统中冷却塔的风筒，使吸热塔和冷却塔合二为一，不需要增加额外的高大建筑。该吸热塔包括塔筒3、吸热塔设备间1、蒸汽管5和凝结水管6；吸热塔设备间1设置在塔筒3顶端；塔筒3上部侧壁上设置出风口，通过在塔筒3顶端设置若干顶端立柱撑起吸热塔设备间1，若干顶端立柱之间形成出风口，塔筒3底端侧壁上设置进风口，通过在塔筒3底端设置若干底端立柱撑起塔筒3，若干底端立柱3之间形成进风口；进风口处外侧设置空冷散热器系统，蒸汽管5出口通过空冷散热器系统连接凝结水管6进口。
其中，空冷散热器系统包括展宽平台11、空冷散热器基础8、蒸汽分配管4、凝结水集合管7和至少一个空冷散热器10；所有空冷散热器10均设置在空冷散热器基础8上方，展宽平台11位于空冷散热器10上方，且展宽平台11一端与进风口顶端连接；蒸汽分配管4上设置蒸汽分配管4进口和若干蒸汽分配管4出口，蒸汽分配管4进口连接蒸汽管5出口，蒸汽分配管4出口与空冷散热器10进口一一对应连接；凝结水集合管7上设置凝结水集合管7出口和若干凝结水集合管7进口，凝结水集合管7进口与空冷散热器10出口一一对应连接，凝结水集合管7出口连接凝结水管6进口。
优选的，空冷散热器系统中的若干空冷散热器10沿进风口外侧竖直布置，单个散热器呈现A型或一型，散热器距冷却塔一定距离，以增加空冷散热器的布置面积，提高空冷散热效率。
优选的，空冷散热器系统远离进风口的一侧、展宽平台11和空冷散热器基础8中的一个或若干个上均设置开启度能够自动调节的百叶窗9，通过将百叶窗9设置在空冷散热器系统进风侧，或者展宽平台11或者空冷散热器基础8上，百叶窗9的开启度可以根据系统运行参数通过自动控制系统自动调节，进而实现冷却塔的风量调节，是冬季运行防冻和正常运行调节参数的重要手段。
优选的，出风口的顶端和底端均设置导流板2，导流板2沿靠近塔筒3顶端的方向上向外倾斜延伸，这样可以减少出风口损失，同时可以使热空气远离吸热塔设备间1，减少热空气对吸热塔设备间1的影响。
本发明具有自然通风冷却功能的吸热塔的工作过程：
蒸汽或其他需冷却的热介质经蒸汽管5和蒸汽分配管4进入空冷散热器10，参见图1中表示空气流向的箭头，冷空气在塔筒3抽力的作用下，由塔外先经过空冷散热器10后再经进风口进入塔内，冷空气在掠过空冷散热器10外表面时与空冷散热器10内的蒸汽进行热交换，冷空气受热变成热空气从塔上部的出风口排出塔外，同时空冷散热器10内蒸汽被冷却后变为凝结水，通过凝结水集合管7和凝结水管6收集排出。
本发明具有自然通风冷却功能的吸热塔，利用高耸建筑吸热塔的塔筒3进行冷却系统的设计，对于光热电厂来说，可以实现吸热塔与冷却塔的两塔合一，其一，可以在光热电厂中采用自然通风冷却系统，降低厂用电率，提高光热电厂效益；其二，不增加高大建筑物，可以减少遮挡损失；其三，可以降低项目造价，同时减少占地面积。
以上内容是结合附图对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (6)

1.一种具有自然通风冷却功能的吸热塔，其特征在于，包括塔筒(3)、吸热塔设备间(1)、蒸汽管(5)和凝结水管(6)；
吸热塔设备间(1)设置在塔筒(3)顶端；塔筒(3)上部侧壁上开设出风口，塔筒(3)底部开设进风口；进风口外沿处设置空冷散热器系统，蒸汽管(5)通过空冷散热器系统连接凝结水管(6)。
2.根据权利要求1所述的具有自然通风冷却功能的吸热塔，其特征在于，所述空冷散热器系统包括展宽平台(11)、空冷散热器基础(8)、蒸汽分配管(4)、凝结水集合管(7)和若干空冷散热器(10)；
所有空冷散热器(10)均设置在空冷散热器基础(8)上方，展宽平台(11)位于空冷散热器(10)上方，且展宽平台(11)一端与进风口顶端连接；蒸汽分配管(4)上设置蒸汽分配管进口和若干蒸汽分配管出口，蒸汽分配管进口连接蒸汽管(5)，蒸汽分配管出口与空冷散热器(10)进口一一对应连接；凝结水集合管(7)上设置凝结水集合管出口和若干凝结水集合管进口，凝结水集合管进口与空冷散热器(10)出口一一对应连接，凝结水集合管出口连接凝结水管(6)。
3.根据权利要求2所述的具有自然通风冷却功能的吸热塔，其特征在于，所述若干空冷散热器(10)在进风口外侧呈环形布置。
4.根据权利要求2所述的具有自然通风冷却功能的吸热塔，其特征在于，所述展宽平台(11)和/或空冷散热器基础(8)上设置开启度能够调节的百叶窗(9)。
5.根据权利要求1所述的具有自然通风冷却功能的吸热塔，其特征在于，所述空冷散热器系统远离进风口的一侧设置开启度能够调节的百叶窗(9)。
6.根据权利要求1所述的具有自然通风冷却功能的吸热塔，其特征在于，所述出风口的顶端和底端均设置导流板(2)，导流板(2)沿靠近塔筒(3)顶端的方向上向外倾斜延伸。
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