CN216115600U - 一种自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统包括冷却塔、填料、喷嘴以及集水池。填料、喷嘴以及集水池均设置在冷却塔中，喷嘴位于填料的上方，集水池位于填料的下方，喷嘴进口与待散热的液体相连。填料分为内填料区和外填料区，内填料区靠近冷却塔的中心设置，外填料区靠近冷却塔的塔径设置，内填料区上方对应的喷嘴的直径小于外填料区上方对应的喷嘴的直径。对填料采用不均匀配水策略，充分利用内填料区和外填料区的散热潜力，提高了冷却塔的冷却效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及冷却塔技术领域，尤其涉及一种自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统。
背景技术
普通冷却塔作为冷源设备已不能满足大型核电站循环水冷却的需求，因此超大型冷却塔应运而生。由于填料区占冷却塔总散热量的60％～70％，同时喷淋区配水优劣直接影响填料区两相流的传热传质，因此，合理优化冷却塔的配水形式，对提高冷却塔的冷却性能具有重要的意义。在现有的技术中，冷却塔内均是采用均匀配水的策略，这就导致了冷却塔的冷却效率低。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型提供了一种自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统旨在提高冷却塔的冷却效率。
(二)技术方案
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，所述自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统包括冷却塔、填料、喷嘴以及集水池；
所述填料、所述喷嘴以及所述集水池均设置在所述冷却塔中，所述喷嘴位于所述填料的上方，所述集水池位于所述填料的下方，所述喷嘴进口与待散热的液体相连；
所述填料分为内填料区和外填料区，所述内填料区靠近冷却塔的中心设置，所述外填料区靠近冷却塔的塔径设置，所述内填料区上方对应的喷嘴的直径小于所述外填料区上方对应的喷嘴的直径。
优选地，所述填料上的空气吸热吸湿能力
的区域为所述内填料区，所述填料上的空气吸热吸湿能力
的区域为所述外填料区；其中，Wmax为填料上空气吸热吸湿能力沿冷却塔径向的最大值，Wmin为空气吸热吸湿能力沿冷却塔径向的最小值；
另外W＝(1+|ΔT|)(1+|Δh|)(1+|Δx|)，ΔT为沿所述冷却塔塔径方向上所述所述填料两侧的空气温差、Δh为沿所述冷却塔塔径方向上所述所述填料两侧的焓差、Δx为沿所述冷却塔塔径方向上所述所述填料两侧的含湿量差。
优选地，所述内填料区靠近所述喷嘴的一侧的面积小于3000m2时，所述内填料区的截面为正方形；所述内填料区靠近所述喷嘴的一侧的面积大于3000m2时，所述内填料区的截面为圆形；。
优选地，所述内填料区上方对应的喷嘴的喷嘴口的直径为：D1＝Wmin/Wavr*Davr；其中Wavr为空气吸热吸湿能力沿冷却塔径向的平均值，Davr表示均匀配水时的所述喷嘴的喷嘴口的直径，且Davr为：32mm、34mm或36mm。
优选地，所述外填料区上方对应的喷嘴的喷嘴口的直径为：DII＝Wmax/Wavr*Davr。
优选地，所述喷嘴为XPH型喷嘴、TP-II喷嘴或反射III型喷嘴。
优选地，所述内填料区上方对应的喷嘴之间的间距大于所述外填料区上方对应的喷嘴之间的间距。
优选地，所述内填料区上方对应的喷嘴之间的间距为1.2m、1.3m或1.4m。
优选地，所述外填料区上方对应的喷嘴之间的间距为0.9m、1.0m、1.1m。
优选地，所述内填料区的淋水密度为q1，所述外填料区的淋水密度为q2，所述淋水密度单位时间内通过单位面积的水的质量流量，且0.75q≤q1≤q且1.05q≤q2≤1.2q，其中q表示均匀配水时的淋水密度，q为5.04m3/(m2·h)、5.4m3/(m2·h)或5.76m3/(m2·h)。
(三)有益效果
本实用新型将冷却塔中的填料划分为内填料区和外填料区，且内填料区上方对应的喷嘴的喷嘴口的直径小于外填料区上方对应的喷嘴的喷嘴口的直径，对填料采用不均匀配水策略，充分利用内填料区和外填料区的散热潜力，提高了冷却塔的冷却效率。
附图说明
图1为实用新型自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统的示意图；
图2为本实用新型中填料两侧温差分布图；
图3为本实用新型中填料两侧含湿量差分布图；
图4为本实用新型中填料两侧焓差分布图；
图5为本实用新型中空气吸热吸湿能力沿冷却塔塔径方向上的分布图。
具体实施方式
为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1所示，本实用新型提供了一种自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，其特征在于，自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统包括冷却塔、填料、喷嘴以及集水池。填料、喷嘴以及集水池均设置在冷却塔中，喷嘴位于填料的上方，集水池位于填料的下方，喷嘴用于喷出待散热的液体，喷嘴用于向填料喷出待冷却的液体，液体在重力的作用下穿过填料实现降温冷却，并流至集水池中，实现回收利用。
填料分为内填料区和外填料区，内填料区靠近冷却塔的中心设置，外填料区靠近冷却塔的塔壁设置，内填料区上方对应的喷嘴的喷嘴口的直径小于外填料区上方对应的喷嘴的喷嘴口的直径。将填料分为内填料区和外填料区，并且填料分为内填料区和外填料区上方对应的喷嘴的喷嘴口的直径不相等，使得内填料区和外填料区的淋水密度不相同，采用非均匀的配水策略，这极大地利用了填料在冷却塔中的冷却性能，极大地提高了冷却效率。淋水密度单位时间内通过单位面积的水的质量流量。在优选的实施方案中，内填料区的淋水密度为q1，外填料区的淋水密度为q2，淋水密度单位时间内通过单位面积的水的质量流量，且0.75q≤q1≤q且1.05q≤q2≤1.2q，其中q表示均匀配水时的淋水密度，q为5.04m3/(m2·h)、5.4m3/(m2·h)或5.76m3/(m2·h)。
进一步地，填料上的空气吸热吸湿能力
的区域为内填料区，填料上的空气吸热吸湿能力
的区域为外填料区；其中，Wmax为填料上空气吸热吸湿能力沿冷却塔径向的最大值，Wmin为空气吸热吸湿能力沿冷却塔径向的最小值；
另外W＝(1+|ΔT|)(1+|Δh|)(1+|Δx|)，ΔT为沿冷却塔塔径方向上填料两侧的空气温差、Δh为沿冷却塔塔径方向上填料两侧的焓差、Δx为沿冷却塔塔径方向上填料两侧的含湿量差。其中填料两侧对应位置的空气温差ΔT、焓差Δh、含湿量差Δx沿冷却塔的直径方向的分布如图2至图4所示。根据计算得到的空气吸热吸湿能W具有沿冷却塔径向方向由内向外具有非线性增大的规律。本实用新型用填料两侧的空气温差ΔT、焓差Δh和含湿量差Δx来计算得到填料空气吸热吸湿能力，然后根据空气吸热吸湿能力将填料划分内填料区和外填料区，然后确定内填料区和外填料区对应的喷嘴的喷嘴口的直径，进而使得内填料区和外填料区的淋水密度不相同，采用不均匀配水，充分利用填料的散热潜力，充分挖掘冷却塔的冷却效率。
更进一步地，内填料区靠近喷嘴的一侧的面积小于3000m2时，内填料区的截面为正方形；内填料区靠近喷嘴的一侧的面积大于3000m2时，内填料区的截面为圆形；。
在优选的实施方案中，内填料区上方对应的喷嘴的喷嘴口的直径为：D1＝Wmin/Wavr*Davr；其中Wavr为空气吸热吸湿能力沿冷却塔径向的平均值，由于W沿冷却塔塔径方向具有非线性增大的规律，如图5所示，若冷却塔的半径为R，Wavr可以理解为W与横轴围成的剖面的面积S与R的商，即Wavr＝S/R。Davr表示均匀配水时的喷嘴的喷嘴口的直径，且Davr为：32mm、34mm或36mm。
外填料区上方对应的喷嘴的喷嘴口的直径为：DII＝Wmax/Wavr*Davr。喷嘴为XPH型喷嘴、TP-II喷嘴或反射III型喷嘴。
最后，内填料区上方对应的喷嘴之间的间距大于外填料区上方对应的喷嘴之间的间距。内填料区上方对应的喷嘴之间的间距为1.2m、1.3m或1.4m。外填料区上方对应的喷嘴之间的间距为0.9m、1.0m、1.1m。
需要理解的是，以上对本实用新型的具体实施例进行的描述只是为了说明本实用新型的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，但本实用新型并不限于上述特定实施方式。凡是在本实用新型权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，其特征在于，所述自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统包括冷却塔、填料、喷嘴以及集水池；
所述填料、所述喷嘴以及所述集水池均设置在所述冷却塔中，所述喷嘴位于所述填料的上方，所述集水池位于所述填料的下方，所述喷嘴用于喷出待散热的液体；
所述填料分为内填料区和外填料区，所述内填料区靠近冷却塔的中心设置，所述外填料区靠近冷却塔的塔壁设置，所述内填料区上方对应的喷嘴的直径小于所述外填料区上方对应的喷嘴的直径。
2.如权利要求1所述的自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，其特征在于：
所述填料上的空气吸热吸湿能力
的区域为所述内填料区，所述填料上的空气吸热吸湿能力
的区域为所述外填料区；其中，Wmax为填料上空气吸热吸湿能力沿冷却塔径向的最大值，Wmin为空气吸热吸湿能力沿冷却塔径向的最小值；
另外，W＝(1+|ΔT|)(1+|Δh|)(1+|Δx|)，ΔT为沿所述冷却塔塔径方向上所述填料上下两侧的空气温差、Δh为沿所述冷却塔塔径方向上所述填料上下两侧的焓差、Δx为沿所述冷却塔塔径方向上所述填料上下两侧的含湿量差。
3.如权利要求2所述的自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，其特征在于，所述内填料区的上表面的面积小于3000m2时，所述内填料区的截面为正方形；所述内填料区的上表面的面积大于3000m2时，所述内填料区的截面为圆形。
4.如权利要求2-3中任意一项所述的自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，其特征在于，所述内填料区上方对应的喷嘴的喷嘴口的直径为：D1＝Wmin/Wavr*Davr；其中Wavr为空气吸热吸湿能力沿冷却塔径向的平均值，Davr表示均匀配水时的所述喷嘴的喷嘴口的直径，且Davr为：32mm、34mm或36mm。
5.如权利要求2-3中任意一项所述的自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，其特征在于，所述外填料区上方对应的喷嘴的喷嘴口的直径为：DII＝Wmax/Wavr*Davr；其中Wavr为空气吸热吸湿能力沿冷却塔径向的平均值，Davr表示均匀配水时的所述喷嘴的喷嘴口的直径，且Davr为：32mm、34mm或36mm。
6.如权利要求1-3中任意一项所述的自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，其特征在于，所述喷嘴为XPH型喷嘴、TP-II喷嘴或反射III型喷嘴。
7.如权利要求1-3中任意一项所述的自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，其特征在于，所述内填料区上方对应的喷嘴之间的间距大于所述外填料区上方对应的喷嘴之间的间距。
8.如权利要求7所述的自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，其特征在于，所述内填料区上方对应的喷嘴之间的间距为1.2m、1.3m或1.4m。
9.如权利要求8所述的自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，其特征在于，所述外填料区上方对应的喷嘴之间的间距为0.9m、1.0m或1.1m。
10.如权利要求8所述的自然通风逆流湿式冷却塔非均匀配水系统，其特征在于，所述内填料区的淋水密度为q1，所述外填料区的淋水密度为q2，所述淋水密度为单位时间内通过单位面积的水的质量流量，且0.75q≤q1≤q且1.05q≤q2≤1.2q，其中q表示均匀配水时的淋水密度，q为5.04m3/(m2·h)、5.4m3/(m2·h)或5.76m3/(m2·h)。
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