CN112902694A - 一种提高冷效的间接空冷塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高冷效的间接空冷塔，其特征在于：空冷塔包括散热器，散热器垂直布置在空冷塔进风口外侧的圆周方向上，空冷塔内部，与散热器对应的位置设置消旋延伸板，消旋延伸板包括内消旋延伸板，消旋延伸板竖直设置，消旋延伸板沿着径向间隔排列，消旋延伸板的数量为4至16块的偶数块，在空冷塔内部，内消旋延伸板的一端与空冷塔的散热器相接，若干消旋延伸板贯穿中心位置相互连接或在中心位置断开。实现外部控流向、百叶窗整流向、内部消旋流的作用，因此提高了间接空冷塔的整体换热效果。

Description

一种提高冷效的间接空冷塔

技术领域

本发明属于冷却塔技术领域，具体涉及一种提高冷效的间接空冷塔。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

间接空冷塔应用于我国的电力、化工等领域，特别应用于缺水的地区，其主要用途是利用间接冷却的方式冷却汽轮机排汽，带走潜热热量。空冷系统分为海勒式空冷器系统、哈蒙式空冷系统和直接空冷系统。采用空冷技术是为了节约水资源。空冷发电厂中设置的冷却塔为空冷塔，循环水与空气是通过散热器间接进行热交换的。整个冷却过程处于干的状态。所以空冷塔又称为干式冷却塔。间接空冷系统一般由间冷塔和相关的系统组成。间接空冷单元可以设置在冷却塔的进风口，也可以设置在冷却塔内部。前者冷却单元垂直于地面安装，位于冷却塔的进风口，后者冷却单元水平布置，位于冷却塔内部进风口位置的上部横截面上。

对于冷却单元设置在冷却塔的进风口的间接空冷塔，在冷却塔内部，由于各个冷却部分侧风产生的作用不相同，使得内部产生不稳定的流动，甚至旋流现象。这种旋流现象，会阻塞部分位置的气流从外部的正常进入，从而减少进风量，影响冷却效果。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种提高冷效的间接空冷塔。通过冷却塔结构可改善冷却塔内部和外部的空气动力场，增强冷却塔的通风量，解决冷却效果差的问题。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种提高冷效的间接空冷塔，空冷塔包括散热器，散热器垂直布置在空冷塔进风口外侧的圆周方向上，空冷塔内部，与散热器相对应的位置设置消旋延伸板，消旋延伸板包括内消旋延伸板，消旋延伸板竖直设置，消旋延伸板沿着径向间隔排列，消旋延伸板的数量为4至16块的偶数块，在空冷塔内部，内消旋延伸板的一端与空冷塔的散热器相接，若干消旋延伸板贯穿中心位置相互连接或在中心位置断开。

间接空冷塔的冷却效果在运行时取决于进风量和进风速度的方向。有效进风量越大，冷却效果越好。而有效进风量取决于冷却单元有效进风速度的方向、冷却塔外部流场和冷却塔内部流场。很显然，有效进风速度的方向取决于冷却单元与外界侧风的相对位置。在冷却塔外部，在外界侧风的作用下，冷却塔的迎风面会正常进风，而在侧面产生绕流，减少进风量。在冷却塔背面，可能由于产生穿堂风而出现出流现象，也大幅度减少了冷却塔的进风量。在冷却塔内部，所以由于各个冷却部分侧风产生的作用不相同，使得内部产生不稳定的流动，甚至旋流现象。这种旋流现象，会阻塞部分位置的气流从外部的正常进入，从而减少进风量，影响冷却效果。如图7、图8所示。图7为冷却塔内部由于外界侧风的不同作用，导致的压力分布不均匀。这种不均匀，会导致气流偏转，当外界风速高的时候，这种偏流会形成旋流(旋涡)，如图8所示。

消旋延伸板的设置，避免空冷塔内部的空气产生旋流现象，空气从空冷塔的进气口进入后，沿着径向向内，然后向上流动，形成有序的流动风向，更加有利于空冷塔的冷却效果。如图9所示。当设置冷却塔散热器冷却单元内消旋延伸板后，冷却塔内部的压力分布趋向均匀，则可以消除偏流和旋流。

本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：

本发明针对间接空冷塔在外部环境侧风作用下，外部进风不均匀，内部空气流动不稳定，影响间冷塔冷却效果这一特性，提出了一种间接空冷塔提高冷效的方法。间冷塔内部消旋结构，限定了内部流场的不稳定流动，减少了偏流和旋流流动。通过改变各个冷却扇段对应的百叶窗开度，可以做到与内部的空气动力场匹配，进一步改善进风的有效进风量。冷却塔外部增设延伸板，可以改善冷却塔外部的空气动力场。因此本发明的间接空冷塔提高冷效的方法，可使得冷却塔外部流场、内部流场、各冷却扇段的进风均得到改善和优化，内部消旋延伸板和改变百叶窗开度和外部延伸板可以同时实施，实现外部控流向、百叶窗整流量、内部消旋流的作用，因此提高了间接空冷塔的整体换热效果。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为实施例1的提高冷效的间接空冷塔的示意图；

图2为实施例1的提高冷效的间接空冷塔的示意图；

图3为实施例1的提高冷效的间接空冷塔的示意图；

图4为实施例1的提高冷效的间接空冷塔的示意图；

图5为实施例1的提高冷效的间接空冷塔的示意图；

图6为实施例1的提高冷效的间接空冷塔的示意图；

图7为塔内部压力分布图；

图8为大风速下塔内部产生的漩涡示意图；

图9为塔内部增设延伸板后的压力分布图；

其中，1-空冷塔，2-百叶窗，3-内消旋延伸板，4-外消旋延伸板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

一种提高冷效的间接空冷塔，空冷塔包括散热器，散热器垂直布置在空冷塔进风口外侧的圆周方向上，空冷塔内部，与散热器相对应的位置设置消旋延伸板，消旋延伸板包括内消旋延伸板，消旋延伸板竖直设置，消旋延伸板沿着径向间隔排列，消旋延伸板的数量为4至16块的偶数块，在空冷塔内部，内消旋延伸板的一端与空冷塔的散热器相接，若干消旋延伸板贯穿中心位置相互连接或在中心位置断开。

在本发明的一些实施方式中，空冷塔的环向进风口的位置设置百叶窗，散热器的外侧为百叶窗。百叶窗用于调节各个散热器冷却扇段的进风量。

在本发明的一些实施方式中，消旋延伸板为直板。消旋延伸板为直板，具有阻挡风产生旋流的作用。

在本发明的一些实施方式中，空冷塔内设置内消旋延伸板8块至16块，消旋延伸板之间在中心位置断开。

在本发明的一些实施方式中，空冷塔内设置内消旋延伸板的数量为4-8块，若干消旋延伸板之间贯穿中心位置相互连接。

在本发明的一些实施方式中，空冷塔内设置内消旋延伸板的数量为8-16块，部分相对的消旋延伸板之间贯穿中心位置相互连接，部分相对的消旋延伸板之间在中心位置断开。

在本发明的一些实施方式中，还包括外消旋延伸板，外消旋延伸板设置在空冷塔进风口外侧的位置，外消旋延伸板与内消旋延伸板的位置相对，外消旋延伸板的一端与散热器相接。

在本发明的一些实施方式中，空冷塔设置外消旋延伸板2或4块，内消旋延伸板设置2-8块，若干内消旋延伸板之间在中心位置断开。

优选的，空冷塔设置外消旋延伸板2块，内消旋延伸板设置4块，2块外消旋延伸板与2块内消旋延伸板相接，若干内消旋延伸板之间在中心位置断开。

优选的，空冷塔内设置外消旋延伸板4块，内消旋延伸板4块，4块外消旋延伸板分别与4块内消旋延伸板相接，若干内消旋延伸板之间在中心位置断开。

在本发明的一些实施方式中，内消旋延伸板的长度为1/16-1/2空冷塔底部进风口对应位置的直径，高度为10-15米。

在本发明的一些实施方式中，外消旋延伸板长度为1/16-1/2空冷塔底部进风口对应位置的直径，高度为10-15米。

正如前文所述，间接空冷塔受到外界侧风的影响，冷却单元各扇段的有效进风方向发生改变，冷却塔外部出现绕流，内部出现不稳定的旋流，因此导致冷却塔外部空气动力场、内部空气动力场不均匀，导致进风量减少，冷却效果降低。因此，本发明提出一种提高冷效的间接空冷塔，以增大所述区域的通风量。

一种提高冷效的间接空冷塔，空冷塔包括散热器，散热器垂直布置在空冷塔进风口外侧的圆周方向上，空冷塔内部，与散热器相对应的位置设置消旋延伸板，消旋延伸板包括内消旋延伸板，消旋延伸板竖直设置，消旋延伸板沿着径向间隔排列，消旋延伸板的数量为4至16块的偶数块，在空冷塔内部，内消旋延伸板的一端与空冷塔的散热器相接，若干消旋延伸板贯穿中心位置相互连接或在中心位置断开。

消旋延伸板的设置，可以使外界空气进入冷却塔后，在各个消旋延伸板之间形成的独立流动通道内流动，限定了不稳定流动，减少了偏流和旋流流动。

本发明针对的间接空冷塔，干式空冷塔与湿式冷却塔是显著不同的，湿式冷却塔是在冷却塔的下部设置雨区，湿式冷却塔利用冷却水冷却循环水。干式空冷塔是利用散热器实现空气冷却循环水。

湿式冷却塔由于存在雨区，雨水与进来的空气进行接触的过程中，气流受到阻力的作用，所以不存在旋流的问题。

干式空冷塔由于要与环形方向上的散热器进行有效换热，必须保证进风方向，所以如果产生偏流或者旋流，会使某个方向的进风偏离有效进风方向或者进风量减少，导致换热效果变差、换热不均匀。

现有的干式空冷塔只在空冷塔的底部进风口位置外部设置导风板，其目的在于调节外界的进风，减少扰流作用，增大进风量。但是对于内部的空气动力场不起作用。在空冷塔内部，内消旋延伸板的一端与空冷塔的散热器相接，消旋延伸板竖直设置，内消旋延伸板设置在空冷塔的底部进风口对应的空间内，消旋延伸板沿着径向间隔排列。这样内消旋延伸板的作用是，使进风直接沿着相邻延伸板直接的通道进行流动。

外消旋延伸板设置在空冷塔底部进风口外部，外消旋延伸板的作用是：与常年的风向进行配合，使外界的侧风导流到空冷塔内部，减少冷却塔背面的出流，减少侧面的绕流，增加空冷塔的进风量。

消旋延伸板的数量为4至16块的偶数块，数量的设置，有助于空冷塔内部的空气流动的稳定性。

空冷塔的环向进风口的位置设置百叶窗。百叶窗用于调节各冷却扇段的进风量。

空冷塔还包括散热器，散热器垂直布置在空冷塔进风口外侧的圆周方向上，散热器的外侧为百叶窗。本发明针对的是散热器设置在空冷塔的进风口位置的情况。散热器垂直于地面布置，所以如果在空冷塔的内部产生旋流，会阻塞部分气流从外部的正常进入，从而减少进风量，影响冷却效果。

实施本发明后，外界空气进入外消旋延伸板——百叶窗——散热器——冷却塔内部——内消旋导流板——从上部排出塔外。

下面结合实施例对本发明进一步说明

实施例1

如图1所示，1000MW间接空冷机组空冷塔1，包括塔内部设置八块内消旋延伸板3，消旋延伸板之间在中心位置断开。每块板的长度为20米，高度为15米。

图1为空冷塔内部设置八块消旋延伸板，中心部位不贯通，沿直径布置。

实施例2

如图2所示，600MW间接空冷机组空冷塔1，包括塔内部设置2块内消旋延伸板3，消旋延伸板3之间在中心位置断开。长度为70米，高度为15米。

图2为中心部位贯通，沿直径布置。

实施例3

如图3所示，600MW间接空冷机组空冷塔1，包括塔内部设置2块内消旋延伸板3，消旋延伸板之间在中心位置断开。其中4块内消旋延伸板长度为70米，高度为15米，另4块内消旋延伸板长度为15米，高度为15米。

图3为间冷塔内部设置八块消旋延伸板，中心部位交替贯通，沿直径布置。

实施例4

如图4所示，1000MW间接空冷机组空冷塔1，包括塔内部设置16块内消旋延伸板3，消旋延伸板之间在中心位置断开。每块板的长度为20米，高度为15米。

图4为间冷塔内部设置消旋延伸板，和百叶窗2开度逻辑控制的横截面示意图，设置十六块内部消旋延伸板，中心部位不贯通，沿直径布置

实施例5

如图5所示，1000MW间接空冷机组空冷塔1，包括塔内部设置2块内消旋延伸板3，2块外消旋延伸板4，消旋延伸板之间在中心位置断开。内消旋延伸板的长度为20米，高度为15米。外消旋延伸板的长度为10米，高度为10米。

其中两个外消旋延伸板与常年风向垂直布置。

实施例6

如图6所示，1000MW间接空冷机组空冷塔，1包括塔内部设置4块外消旋延伸板4，消旋延伸板之间在中心位置断开。

其中两个外消旋延伸板与常年风向垂直布置。另外两个外消旋延伸板与常年风向平行布置。

如图7所示为外界侧风为3.2m/s时，没有内部导风板，压力分布图。很显然，塔内部压力分布很不均匀。空气在内部低压的区域，容易进入，进风量也较大。在内部高压区域，进风阻力大，进风量较小。同时，由高压区域进入的空气，也会偏转向低压区域。这样，在冷却塔内部形成气流的偏转。这样造成的后果：(1)总进风量减少；(2)进风方向改变。(3)这两个方面均影响了进风口处的换热器换热效果。风量少，换热能力降低。风向改变，有效风速减少，换热系数降低。因此低风速下，冷却塔内部气流会偏转，偏离径向。

如图8所示，可以看到，在大风速12m/s的条件下，塔内部产生了漩涡，很显然这种漩涡的产生，极大地减小了进风量，降低了冷却塔效果。高风速下，冷却塔内部会产生旋涡。

如图9所示，为本发明内部增设消旋延伸板(实施例1)后的压力分布图，风速仍为3.2m/s。很显然，塔内部的压力分布均匀了。这样在各个延伸板之间，进风的阻力基本一致，均沿着径向向内向上的方向流动。这样的好处为：(1)消除了气流偏转；(2)内部压力均匀，进风方向一致，基本沿着与换热器有效风速的方向。(3)消除了大风速下的塔内部旋涡。(4)这几个现象，增大了进风量，均增加了换热器的换热效果。

本发明的空冷塔，内部的延伸板在低风速下具有消偏的作用，在高风速下具有消旋的作用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高冷效的间接空冷塔，其特征在于：空冷塔包括散热器，散热器垂直布置在空冷塔进风口外侧的圆周方向上，空冷塔内部，与散热器相对应的位置设置消旋延伸板，消旋延伸板包括内消旋延伸板，消旋延伸板竖直设置，消旋延伸板沿着径向间隔排列，消旋延伸板的数量为4至16块的偶数块，在空冷塔内部，内消旋延伸板的一端与空冷塔的散热器相接，若干消旋延伸板贯穿中心位置相互连接或在中心位置断开。

2.如权利要求1所述的提高冷效的间接空冷塔，其特征在于：空冷塔的环向进风口的位置设置百叶窗，散热器的外侧为百叶窗。

3.如权利要求1所述的提高冷效的间接空冷塔，其特征在于：消旋延伸板为直板。

4.如权利要求1所述的提高冷效的间接空冷塔，其特征在于：空冷塔内设置内消旋延伸板8块至16块，消旋延伸板之间在中心位置断开。

5.如权利要求1所述的提高冷效的间接空冷塔，其特征在于：空冷塔内设置内消旋延伸板的数量为4-8块，若干消旋延伸板之间贯穿中心位置相互连接。

6.如权利要求1所述的提高冷效的间接空冷塔，其特征在于：空冷塔内设置内消旋延伸板的数量为8-16块，部分相对的消旋延伸板之间贯穿中心位置相互连接，部分相对的消旋延伸板之间在中心位置断开。

7.如权利要求1所述的提高冷效的间接空冷塔，其特征在于：还包括外消旋延伸板，外消旋延伸板设置在空冷塔进风口外侧的位置，外消旋延伸板与内消旋延伸板的位置相对，外消旋延伸板的一端与散热器相接。

8.如权利要求7所述的提高冷效的间接空冷塔，其特征在于：空冷塔设置外消旋延伸板2或4块，内消旋延伸板设置4-16块，若干内消旋延伸板板贯穿中心位置相互连接或在中心位置断开。

9.如权利要求8所述的提高冷效的间接空冷塔，其特征在于：空冷塔设置外消旋延伸板2块，内消旋延伸板设置4块，2块外消旋延伸板与2块内消旋延伸板相接，若干内消旋延伸板之间在中心位置断开；

或，空冷塔内设置外消旋延伸板4块，内消旋延伸板4块，4块外消旋延伸板分别与4块内消旋延伸板相接，若干内消旋延伸板之间在中心位置断开。

10.如权利要求1所述的提高冷效的间接空冷塔，其特征在于：内消旋延伸板的长度为1/16-1/2空冷塔底部进风口对应位置的直径，高度为10-15米；

优选的，外消旋延伸板长度为1/16-1/2空冷塔底部进风口对应位置的直径，高度为10-15米。

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