[发明专利]一种节水型切换式自然通风冷却塔

说明书

本发明公开了一种节水型切换式自然通风冷却塔，塔内设有储水池、进气口、换热填料、布水器、除沫器、排气口，塔外设有循环水泵；其中换热填料包括填料膜片、换热管、入水口和出水口。本发明利用换热填料穿管间接换热及直接喷淋直接换热两种方式的切换，满足不同季节及工况的循环水冷却要求，并在此基础上尽可能提高间接换热方式的热水循环量。采用本发明可大幅降低自然通风冷却塔的耗水量，提高系统的运行稳定性、降低运行维护成本，还可消除自然通风冷却塔排气口白烟现象。

技术领域

本发明涉及资源与环境领域，尤其涉及一种节水型切换式自然通风冷却塔。

背景技术

冷却塔是在塔内将热水喷洒到淋水填料上形成水滴或水膜，自上而下地与从下向上流动的具有吸热能力的冷空气进行对流传热，并利用水的蒸发扩散作用带走水中热量的冷却设备。这种冷却设备主要为湿式冷却塔，湿式冷却塔又以抽风式逆流冷却塔型式为主。自然通风逆流湿式冷却塔作为有效的一种冷却装备，在工业生产中，特别是电站热力系统循环水的冷却被广泛采用。

火电厂、核电站的循环水自然通风冷却塔是一种大型薄壳型构筑物。建在水源不十分充足的地区的电厂，为了节约用水，需建造一个循环冷却水系统，以使得冷却器中排出的热水在其中冷却后可重复使用。大型电厂采用的冷却构筑物多为双曲线型冷却塔。此类冷却塔多用于内陆缺水电站。

自然通风逆流湿式双曲线型冷却塔其作用是将排出生产工艺流程的废热，通过使循环冷却水在塔内进行传热传质过程，将循环冷却水的温度降低。循环水在冷却塔中以传热和蒸发两种方式与空气进行热交换，传热即直接将循环水的热量传递给空气使其的温度升高；而蒸发是通过循环水向空气中的蒸发使空气湿度增大，称为潜热传递方式。由于空气在冷却塔中的温度升高，且蒸发饱和压力随其温度增高而增大，而冷却塔出口的空气即为饱和湿空气，因此潜热占总热量传递的份额相当大，这种换热方式导致了大量的蒸发水量损失。自然通风逆流式冷却塔的设计是根据水的蒸发原理进行的，是以蒸发扩散带出热量为前提。蒸发损失是为完成水的冷却而必须蒸发的水量。因此，根据冷却塔理论，为达到一定的冷却效果，应尽可能增大蒸发量。

自然通风逆流式冷却塔的耗水量是相当惊人的，冷却塔蒸发水损耗是按照冷却塔理论设计的蒸发损失率占总循环水量的百分数计算，文献一般介绍为1.5％，但实际上含飘逸的损失要占到总循环水量5％。若以耗水量计算，冷却塔蒸发损失水量整个机组总耗水量的百分比高达57％。大量的循环水蒸发损失这不仅会给火电站造成巨大的经济损失，同时由塔顶排出的白烟也会污染周围环境，尤其在冬季低温环境下，大量白烟不仅造成严重视觉污染，还会引起冷却塔附近环境空气湿度过高，促进环境空气中的气体污染物反应生成二次细颗粒物，加剧冬季雾霾现象。同时，现有自然通风逆流式冷却塔在运行过程中，为了保证循环水的冷却效果，通常采用夏天运行模式进行设计，冷却塔设计体积较为庞大，而在冬季低温时，环境空气温度低、密度大，冷却塔尾气自拔力大，大量低温空气与填料接触过程中，因换热水温过低大面积结冰，极易造成填料冻结堵塞。因此，开发冬季节水型无白烟冷却塔具有重大意义。

发明内容

本发明提供了一种节水型切换式自然通风冷却塔，采用本发明的自然通风冷却塔可大幅降低耗水量，提高系统的运行稳定性、降低运行维护成本，还可消除自然通风冷却塔排气口白烟现象。

具体技术方案如下：

一种节水型切换式自然通风冷却塔，塔底设有储水池，储水池上方设有进气口，塔顶设有排气口；

进气口上方的塔内由下至上依次设有换热填料、布水器、除沫器，塔外设有循环水泵；

所述进气口、换热填料、布水器、除沫器和排气口依次贯通，进气口、排气口与大气环境连通；

所述换热填料内部具有上下贯通的孔道以及贯穿换热填料的换热管；

所述布水器入水口与布水器进水管路连通、换热管入水口与换热填料进水管路连通，布水器进水管路与换热填料进水管路分别与进水总管连通；