一种高位收水冷却塔空气整流系统.pdf

本发明公开了一种高位收水冷却塔空气整流系统，包括位于冷却塔内的配水区和填料区，所述的配水区和填料区内的配水和填料均采用非均匀布置和分区布置，即沿着高位收水冷却塔的直径方向由内向外采取一种填料非等高布置、配水非均匀布置的布置方式，所述配水区各区配水的半径范围与填料区各区填料的范围相对应。本发明采用采用非均匀配水配风的耦合方式，即填料非均匀布置与配水非均匀布置相结合的一种方式，可最大限度的提高塔内各区域的气水比，充分发挥冷却塔的冷却性能，提高了高位收水冷却塔的冷却效率。

1.  一种高位收水冷却塔空气整流系统，包括位于冷却塔内的配水区和填料区，其特征在于：所述的配水区和填料区内的配水和填料均采用非均匀布置和分区布置，即沿着高位收水冷却塔的直径方向由内向外采取一种填料非等高布置、配水非均匀布置的布置方式，所述配水区各区配水的半径范围与填料区各区填料的范围相对应。

2.  如权利要求1所述的高位收水冷却塔空气整流系统，其特征在于，所述的配水区和填料区的分区方式为：以冷却塔的竖向轴线为中心，依次向外分为不同半径的三个环状区域，即A区、B区和C区。

3.  如权利要求2所述的高位收水冷却塔空气整流系统，其特征在于，三个填料区的填料半径的关系为:A区≤B区≤C区。

4.  如权利要求2所述的高位收水冷却塔空气整流系统，其特征在于，三个配水区的配水半径的关系为:A区≤B区≤C区，三个配水区的配水半径与三个填料区的填料半径一一对应，且半径大小各自相等。

5.  如权利要求2所述的高位收水冷却塔空气整流系统，其特征在于，三个填料区的填料厚度关系为:A区≥B区＞C区。

6.  如权利要求2所述的高位收水冷却塔空气整流系统，其特征在于，所述三个配水区的淋水密度关系为：A区>B区>C区。

7.  如权利要求2所述的高位收水冷却塔空气整流系统，其特征在于，所述三个填料区的填料半径范围为：
A区填料半径范围：B区填料半径范围：C区填料半径范围：其中为当量半径，为该处填料半径与填料区域半径最大值之比。

8.  如权利要求2所述的高位收水冷却塔空气整流系统，其特征在于，所述三个填料区的填料厚度范围为：
A区厚度：hA＝δ～1.17δ，B区厚度：hB＝δ，C区厚度：hC＝0.8δ～0.83δ，其中δ为填料均匀等高布置时的高度。

9.  如权利要求2所述的高位收水冷却塔空气整流系统，其特征在于，三个配水区的配水半径范围为：
A区配水半径范围：B区配水半径范围：C区配水半径范围：其中为当量半径，为该处配水区半径与配水区域半径最大值之比。

10.  如权利要求2所述的高位收水冷却塔空气整流系统，其特征在于，三个配水区的淋水密度为：A区：1.05q≤wq≤1.15q；B区：0.85q≤wq≤q；C区：0.7q≤wq≤0.8q，其中q为均匀配水时的淋水密度。

一种高位收水冷却塔空气整流系统
技术领域
本发明属于火力发电厂和原子能发电领域，特别是涉及到为提高高位收水冷却塔冷却效率而采用的一种非均匀配水配风耦合的空气整流系统。
背景技术
高位收水冷却塔在国内使用日渐增多，目前高位收水冷却塔的配水配风系统均为常规设计，即填料在塔内均匀布置，不同半径处等高布置；淋水密度沿配水面直径均匀分配。但是冷却塔体积庞大，塔内空间巨大，且进风口上沿布置有集水装置，环境风从冷却塔底部进风口进入后，在塔内流速分布不均匀，破坏了塔内空气动力场分布，使得冷却塔的冷却能力没有得到充分利用，气水比较低，冷却塔冷却效率较低。
在专利[201310132397.5]中公开了一种，高位收水装置及包含该装置的湿式冷却塔，该高位收水冷却塔采用填料均匀等高布置，均匀配水，塔内冷却能力没有得到充分利用，塔内空气动力场分布不均匀，气水比较低，冷却效率较低。
在专利[201210085960.3]中公开了一种湿式冷却塔填料的一种布置方式，该布置方式是通过空气的吸热吸湿原理对湿式冷却塔内的填料进行了非均匀布置，该布置方式仅针对湿式冷却塔，对于高位收水冷却塔若应用该种非均匀布置方式，会使得高位收水冷却塔的冷却效率进一步降低，因为高位收水冷却塔不存在雨区，空气通过进风口进入塔内后不存在吸热吸湿的过程，高位收水冷却塔的填料非均匀布置原理与湿式冷却塔有本质上的区别，高位收水冷却塔通过提高塔内空气的气水比来对塔内填料进行非均匀布置。
发明内容
本发明为了解决上述问题，克服现有高位收水冷却塔配水配风存在的问题，提供了高位收水冷却塔非均匀配水配风的耦合方式的一种高位收水冷却塔空气整流系统，均匀塔内空气动力场，提高塔内气水比，充分利用塔内的冷却能力，提高高位收水冷却塔的冷却效率。
本发明采用的技术方案如下：
一种高位收水冷却塔空气整流系统，包括位于冷却塔内的配水区和填料区，所述的配水区和填料区内的配水和填料均采用非均匀布置和分区布置，即沿着高位收水冷却塔的直径方向由内向外采取一种填料非等高布置、配水非均匀布置的布置方式，所述配水区各区配水的半径范围与填料区各区填料的范围相对应。
所述的配水区和填料区的分区方式为：以冷却塔的竖向轴线为中心，依次向外分为不同 半径的三个环状区域，即A区、B区和C区。
所述三个填料区的填料半径的关系为:A区≤B区≤C区。
所述三个配水区的配水半径的关系为:A区≤B区≤C区。
三个配水区的配水半径与三个填料区的填料半径一一对应，且半径大小各自相等。
所述三个填料区的填料厚度关系为:A区≥B区＞C区。
所述三个配水区的淋水密度关系为：A区>B区>C区。
所述三个填料区的填料半径范围为：
A区填料半径范围：B区填料半径范围：C区填料半径范围：其中为当量半径，为该处填料半径与填料区域半径最大值之比。
所述三个填料区的填料厚度范围为：
A区厚度：hA＝δ～1.17δ，B区厚度：hB＝δ，C区厚度：hC＝0.8δ～0.83δ，其中δ为填料均匀等高布置时的高度。
在保证总的淋水密度量不变的情况下，所述各区配水的半径范围与各区填料的范围相对应，三个配水区的配水半径范围为：
A区配水半径范围：B区配水半径范围：C区配水半径范围：其中为当量半径，为该处配水区半径与配水区域半径最大值之比。
三个配水区的淋水密度为：
A区：1.05q≤wq≤1.15q；B区：0.85q≤wq≤q；C区：0.7q≤wq≤0.8q，其中q为均匀配水时的淋水密度。
本发明的工作原理如下：
外界空气进入高位收水冷却塔后经过集水区域进入填料区域，由于集水装置区域对空气的一定导向作用使得高位收水冷却塔中心区域空气流速最大，外围区域空气流速最小。由于中间区域空气流速最大且中间区域冷却水温距离其冷却极限湿球空气温度尚有差距，即中间区域冷却能力还有提升空间，为尽可能利用其冷却能力，加高中间区域填料高度，同时加大中间区域淋水密度。外围区域由于空气流量不足，影响其循环水的冷却，故为增大其通风量，提高冷却效率，减小外围区域高度和外围区域淋水密度。
与现有技术相比具有的有益效果如下：
本发明采用采用非均匀配水配风的耦合方式，即填料非均匀布置与配水非均匀布置相结 合的一种方式，可最大限度的提高塔内各区域的气水比，充分发挥冷却塔的冷却性能，提高了高位收水冷却塔的冷却效率。
附图说明
图1是高位收水冷却塔空气整流系统示意图；
图2是高位收水冷却塔内填料部分的剖面图；
图3是高位收水冷却塔内填料部分的俯视图；
图4是高位收水冷却塔内配水部分的剖面图，以剖面厚度代表淋水密度大小。
图中1、高位收水冷却塔；2、配水区；3、填料区；4、集水装置。
具体实施方式
结合实施例针对本发明做更详细说明。
如图1-4所示，一种高位收水冷却塔1空气整流系统，包括位于冷却塔内且依次上、下布置的配水区2、填料区3和集水装置4，配水区2和填料区3内的配水和填料均采用非均匀布置和分区布置，配水区2各区配水的半径范围与填料区3各区填料的范围相对应。
配水区2和填料区3的分区方式为：以冷却塔的竖向轴线为中心，依次向外分为不同半径的三个环状区域，即A区、B区和C区。
三个填料区3的填料半径的关系为:A区≤B区≤C区。
所述三个配水区2的配水半径的关系为:A区≤B区≤C区。
三个配水区2的配水半径与三个填料区的填料半径一一对应，且半径大小各自相等。
三个填料区3的填料厚度关系为:A区≥B区＞C区。
三个配水区2的淋水密度关系为：A区>B区>C区。
三个填料区3的填料半径范围为：
A区填料半径范围：B区填料半径范围：C区填料半径范围：其中为当量半径，为该处填料半径与填料区域半径最大值之比。
所述三个填料区的填料厚度范围为：
A区厚度：hA＝δ～1.17δ，B区厚度：hB＝δ，C区厚度：hC＝0.8δ～0.83δ，其中δ为填料均匀等高布置时的高度。
在保证总的淋水密度量不变的情况下，所述各区配水的半径范围与各区填料的范围相对应，三个配水区的配水半径范围为：A区配水半径范围：B区配水半径范围：C区配水半径范围：其中为当量半径，为该处配水区半径与配水 区域半径最大值之比。三个配水区的配水密度为：A区1.05q≤wq≤1.15q；B区0.85q≤wq≤q；C区0.7q≤wq≤0.8q，其中q为均匀配水时的淋水密度，下面是两个具体的实施例：
实施例1
A区范围：填料厚度hA＝δ，淋水密度wqA＝1.073q；
B区范围：填料厚度hB＝δ，淋水密度wqB＝q；
C区范围：填料厚度hC＝0.8δ，淋水密度wqC＝0.8q。
实施例2
A区范围：填料厚度hA＝1.2δ，淋水密度wqA＝1.12q；
B区范围：填料厚度hB＝δ，淋水密度wqB＝0.9q；
C区范围：填料厚度hC＝0.75δ，淋水密度wqC＝0.75q。
上述装置的工作的原理如下：
外界空气进入高位收水冷却塔后经过集水区域进入填料区域，由于集水装置区域对空气的一定导向作用使得高位收水冷却塔中心区域空气流速最大，外围区域空气流速最小。由于中间区域空气流速最大且中间区域冷却水温距离其冷却极限湿球空气温度尚有差距，即中间区域冷却能力还有提升空间，为尽可能利用其冷却能力，加高中间区域填料高度，同时加大中间区域淋水密度。外围区域由于空气流量不足，影响其循环水的冷却，故为增大其通风量，提高冷却效率，减小外围区域高度和外围区域淋水密度。
本发明采用采用非均匀配水配风的耦合方式，即填料非均匀布置与配水非均匀布置相结合的一种方式，可最大限度的提高塔内各区域的气水比，充分发挥冷却塔的冷却性能，提高了高位收水冷却塔的冷却效率。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。