[发明专利]一种利用自然通风逆流式冷却塔空气能发电装置

说明书

发明名称一种利用自然通风逆流式冷却塔空气能发电装置摘要本发明公开了一种利用自然通风逆流式冷却塔空气能发电装置，包括进风系统及空气能发电装置。其特征是：在冬季或者低温环境下，向冷却塔塔筒内部直接通风，由于塔内外空气密度存在差异，塔外空气加速流向塔筒内部，利用空气流动产生的动力进行发电。本发明的有益效果：利用空气能发电，增加了发电量；降低了冷却塔的抽力，改善了冷却塔在冬季或者低温环境下运行时结冰程度；降低了循环冷却水系统的电耗。

技术领域

本发明属于火力发电厂和原子能发电及可再生能源利用领域，涉及一种利用自然通风逆流式冷却塔空气能发电装置。

背景技术

自然通风逆流式冷却塔由于塔筒内外空气密度存在差异，在塔筒内外产生压差，致使塔外空气源源不断地流进塔筒内而无需通风机械提供动力，具有效率高、维护量小、运行费用低等特点。自然通风逆流式冷却塔目前是火力发电厂及核电厂应用最广泛和最重要的冷却设备之一。由于循环水系统及冷却塔的冷却能力是按照夏季当地最高环境温度下满足凝汽器真空需要进行设计的，因此，在冬季或环境温度较低时，冷却塔的冷却富余量很大，当天气寒冷、气温较低或凝汽器热负荷小时，冷却塔的某些部位可能结冰，影响正常运行。为此人们采取了一些防结冰措施，主要有：提高上塔水温、加大淋水密度、使用防冰管、控制入塔空气量等，这些措施有效解决了冷却塔冬季结冰问题，但是增大了冷却水量、提高了冷却水温，冷却塔的冷却效率大大降低了，提高了发电机组运行背压，增加了煤耗，牺牲了经济性。

发明内容

本发明针对自然通风逆流式冷却塔的冷却富余量大及冬季由于采取防结冰措施导致冷却塔冷却效率低等问题，提供一种利用自然通风逆流式冷却塔空气能发电装置。根据计算得到的塔筒内部气流速度场、温度场、密度场和湿度场分布结果，向塔筒内部直接通风，由于塔筒内部空气密度的差异，塔外空气加速流向塔筒内部，利用空气流动产生的动力进行发电，同时降低了冷却塔的抽力，减少冷却塔下部进风，从而达到提高冷却塔出水温度，改善冷却塔在冬季运行时结冰情况，并降低循环冷却水系统的电耗，提高冷却塔的利用率和发电机组的发电效率的目的。本发明可运用于冷却塔技术设计、改造等。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明设置冷却塔塔内喷溅装置上方进风系统：进风系统的进风口设置在冷却塔塔筒上。进风管伸至塔筒内部。

进一步的，所述进风系统的进风口呈周向对称布置，还可以不对称布置。

本发明在进风管中设置风力发电机，风力发电机发出功率并入电网。

进一步的，所述风力发电机总发出功率与总进风通流面积、塔筒内外空气密度差成正比，即：

W=∝F△ρ

式中：

w为发电装置总发出功率；

∝系数；

F为总进风通流面积；

△ρ为塔内塔外空气密度差。

进一步的，所述风力发电机的进口布置风量调节装置，用来开启和关闭，具有调节风量大小的功能，调节风量大小的依据是以冷却塔填料层底部不结冰的池水温度，当池水温度小于5℃时，开大风量调节装置，增加进风量；当池水温度大于于10℃时，关小风量调节装置，减少进风量。

进一步的，所述风力发电机发电做功后的进塔空气经出风口排入冷却塔塔筒中，出风口优选设置在居塔心距离3/4R~R处，这种布置能够保证冷却塔内外圈上升热空气与冷空气充分混合，增加冷却塔外圈上升热空气阻力，避免冷却塔淋水出现局部过冷却。

进一步的，所述进风管材料采用包括玻璃钢、pvc塑料、铝合金或钢板等，所述的进风管形状为矩形、平行四边形或圆形。

本发明有益效果体现在