本实用新型专利技术公开了一种逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构，其特征是：在冷却塔中，以冷却塔的中心为中心、自中心向外围呈圆环形划分出各区域，各区域分别为内环区和外环区，在不同区域对于填料高度和水量的分配呈非均匀化布置。本实用新型专利技术有效解决了逆流式自然通风冷却塔各区域换热能力不均衡、空气冷却能力利用率低、填料富裕量过大的问题，充分挖掘冷却塔各区域的冷却潜力，在保证冷却塔换热效率的情况下尽可能减少填料用量，以降低工程造价、减少运行维护费用。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及冷却塔中换热结构，更具体地说是广泛应于在能源、石化和冶金等领域中的逆流式自然通风冷却塔的换热结构。
技术介绍
随着逆流式自然通风冷却塔传热传质理论研究的不断发展，对塔内速度场、湿度场、温度场非均匀分布的理论已得到许多学者的论证，现有技术中，多数冷却塔都是遵循塔内冷却风量均匀分布、填料等高布置、水量均匀分配的原则进行设计和建造的，这导致了冷却塔的实际运行状态与设计状态有着较大的出入，是目前制约进一步提高冷却塔冷却效率和降低工程造价的关键因素。文献资料表明，冷却空气从冷却塔进风口进入，经过雨区吸热和吸湿后，在塔内各处冷却空气速度分布并不均匀，在冷却塔入口，空气不断加速，进入塔内后在雨区阻力作用下空气速度逐渐降低，到达冷却塔中心区后，速度降至最低。同时在进风口上沿塔壁附近由于存在纵向漩涡导致该区域空气速度较小。空气速度较低的中心区和进风口贴近塔壁区由于吸收了热量和水分的湿热空气不易及时离开，该区域空气温度和空气含湿量较高，汽水比小，水-空气的传热传质效果较弱。而介于塔心和塔壁之间的区域空气速度较高，空气的焓值与饱和焓值之间的差值，以及空气含湿量与饱和含湿量的差值均较大，显示这些区域的冷却能力并没有完全发挥出来。显见，按照冷却风量均匀分布、填料等高布置、水量均匀分配原则设计建造的冷却塔，必然导致空气与水在数量与换热能力上处处不对应，即有些风量大，换热能力强的地方相对而言水量较小，而另一些地方又显得水量过大，这就使得有相当数量的冷却塔进风的冷却能力并没有得到充分发挥，填料用量偏大，造成浪费。
技术实现思路
本技术是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构，以期在保证冷却塔冷却效率的同时，尽可能减少填料使用量，从而能够降低工程造价和运行维护费用而。本技术为解决技术问题采用如下技术方案：本技术逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构的特点是：在冷却塔中，以冷却塔的中心为中心、自中心向外围呈圆环形划分出各区域，所述各区域分别为内环区和外环区，在不同区域对于填料高度和水量的分配呈非均匀化布置。本技术逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构的特点也在于：所述各区域的划分为：所述内环区是半径为Rn的中心圆区，所述外环区是内径为Rn、外径为R的外围圆环区，Rn＜R，R为冷却塔半径。本技术逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构的特点也在于：设置Rn为：Rn＝(0.2-0.4)R；本技术逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构的特点也在于：在所述外环区中呈圆环形划分出各外环区域，所述各外环区域由内向外依次划分第一外环区(2)、第二外环区(3)和第三外环区(4)；所述第一外环区(2)的内径为Rn，外径为R1；所述第二外环区(3)的内径为R1，外径为R2；所述第三外环区(4)的内径为R2，外径为R；其中，R1＝(0.5-0.6)R，R2＝(0.7-0.9)R。本技术逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构的特点也在于：所述内环区的填料高度为0，内环区的区域中无填料，内环区的水量为总水量的10～20％。本技术逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构的特点也在于：所述各外环区域之间的填料高度和水量分配是以填料高度较高配合水量较大为原则。本技术逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构的特点也在于：设置第二外环区的填料高度为最高，水量为总水量的40～70％；第一外环区和第三外环区的填料高度次于第二填料区，水量为总水量的10～20％。本技术逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构的特点也在于：在所述冷却塔中，处在内环区所在的梁柱上安装离心雾化装置，所述离心雾化装置的用水由冷却塔进水管单独接管供给或由原配水管供水。本技术逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构的特点也在于：所述离心雾化装置的出水方向朝上。与已有技术相比，本技术有益效果体现在：本技术依据冷却塔三维数值计算结果，遵循冷却塔填料高度、水量分配非均匀化布置原则，将无填料冷却技术与传统填料冷却技术在同一冷却塔内进行了有效融合，能有效解决逆流式自然通风冷却塔各区域换热能力不均衡、空气冷却能力利用率低、填料富裕量过大的问题，可充分挖掘冷却塔各区域的冷却潜力，在保证冷却塔换热效率的情况下尽可能减少填料用量，从而降低工程造价、减少运行维护费用。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术中各区域划分示意图；图中标号：1内环区，2第一外环区，3第二外环区，4第三外环区，5离心雾化装置，6冷却塔，7喷溅装置，8收水器，9竖井。具体实施方式参见图1和图2，本实施例中逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构是：在冷却塔6中，以冷却塔6的中心为中心、自中心向外围呈圆环形划分出各区域，各区域分别为内环区1和外环区，在不同区域对于填料高度和水量的分配呈非均匀化布置。各区域的划分为：内环区1是半径为Rn的中心圆区，外环区是内径为Rn、外径为R的外围圆环区，Rn＜R，R为冷却塔半径；设置Rn为：Rn＝(0.2-0.4)R。具体实施中，进一步设置在外环区中呈圆环形划分出各外环区域，各外环区域由内向外依次划分第一外环区2、第二外环区3和第三外环区4，其中第一外环区2的内径为Rn，外径为R1；第二外环区3的内径为R1，外径为R2；第三外环区4的内径为R2，外径为R；并且R1＝(0.5-0.6)R，R2＝(0.7-0.9)R。针对这一区域划分，设置内环区1的填料高度为0，内环区1的区域中无填料，内环区1的水量为总水量的10～20％；各外环区域之间的填料高度和水量分配是以填料高度较高配合水量较大为原则；具体为：设置第二外环区3的填料高度为最高，水量为总水量的40～70％；第一外环区2和第二外环区4的填料高度次于第二填料区，水量为总水量的10～20％。图1和图2所示，本实施例中在冷却塔6中，处在内环区1所在的梁柱上安装离心雾化装置5，离心雾化装置5的用水由冷却塔进水管单独接管供给或由原配水管供水，离心雾化装置5的出水方向朝上。图1中所示，在各区域的上方设置喷溅装置7，收水器8处在喷溅装置7的上方，竖井9位于冷却塔1的中心位置上。本实施例中针对冷却塔内区域的划分是基于CFD软件Fluent和传热传质理论对冷却塔内传热传质过程进行三维数值计算，分析获得塔内空气速度场、温度场和含湿场的分布，依据计算获得的分布情况设置各区域的填料高度与水量分配的一一对应关系，各区域各不相同，使空气量与水量相匹配，避免各区域的冷却能力过剩或冷却能力不足。本实施例通过对塔内水量分配、填料高度的布置进行非均匀化调整，充分挖掘了各换热区的潜力，在保证冷却塔冷却效率的同时，尽可能降低填料使用量以降低工程造价和运行维护费用。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构，其特征是：在冷却塔(6)中，以冷却塔(6)的中心为中心、自中心向外围呈圆环形划分出各区域，所述各区域分别为内环区(1)和外环区，在不同区域对于填料高度和水量的分配呈非均匀化布置；所述各区域的划分为：所述内环区(1)是半径为Rn的中心圆区，所述外环区是内径为Rn、外径为R的外围圆环区，Rn＝(0.2‑0.4)R，R为冷却塔半径；在所述外环区中呈圆环形划分出各外环区域，所述各外环区域由内向外依次划分第一外环区(2)、第二外环区(3)和第三外环区(4)；所述第一外环区(2)的内径为Rn，外径为R1；所述第二外环区(3)的内径为R1，外径为R2；所述第三外环区(4)的内径为R2，外径为R；其中，R1＝(0.5‑0.6)R，R2＝(0.7‑0.9)R；所述内环区(1)的填料高度为0，内环区(1)的区域中无填料，内环区(1)的水量为总水量的10～20％。
【技术特征摘要】
1.一种逆流式自然通风冷却塔中空混合换热结构，其特征是：在冷却塔(6)中，以冷却塔(6)的中心为中心、自中心向外围呈圆环形划分出各区域，所述各区域分别为内环区(1)和外环区，在不同区域对于填料高度和水量的分配呈非均匀化布置；所述各区域的划分为：所述内环区(1)是半径为Rn的中心圆区，所述外环区是内径为Rn、外径为R的外围圆环区，Rn＝(0.2-0.4)R，R为冷却塔半径；在所述外环区中呈圆环形划分出各外环区域，所述各外环区域由内向外依次划分第一外环区(2)、第二外环区(3)和第三外环区(4)；所述第一外环区(2)的内径为Rn，外径为R1；所述第二外环区(3)的内径为R1，外径为R2；所述第三外环区(4)的内径为R2，外径为R；其中，R1＝(0.5-0.6)R，R2＝(0.7-0.9)R；所述内环区(1)的填料高度为0，内环区(1)的区域中...
【专利技术属性】
技术研发人员：李燕勇，
申请(专利权)人：安徽泰达尔能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34
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