一种空心加肋辅助冷却效能自然通风冷却塔及方法与流程

本发明公开了一种空心加肋辅助冷却效能自然通风冷却塔及方法，涉及电力系统的建筑技术领域和大型高耸结构抗风技术领域。

背景技术：

在火力发电厂中，自然通风冷却塔是通过循环水与空气之间进行热量交换，使水分蒸发带走温度，从而使循环水得以降温的构筑物。冷却塔的结构型式既要保证循环水冷却的工艺要求，同时必须具有足够的强度和稳定性，能够抵抗风或地震等荷载作用。冷却塔是以承受风荷载为主的高耸空间薄壳结构，对风荷载极为敏感，在风荷载作用下冷却塔喉部的位移最大可达几十厘米，随着我国发电机组容量的增加与电力行业“上大压小”项目的实施，涌现出了一批超规范（190m）高度限制的超大型冷却塔，由于超大型冷却塔是典型的高耸、薄壳结构，具有柔度大、自振频率低的特点，属于典型的风敏感结构，故采取适当的工程措施，调整冷却塔塔筒表面风压分布，降低风荷载对冷却塔的影响，是结构工程师努力的方向。就目前来说，主筒外侧竖向加钢筋混凝土肋是主要措施之一，但冷却塔主筒外侧加肋也有诸多缺点，例如需要制作异型模板，增大了施工难度，增加了施工措施费，尤其是对于超大型冷却塔，塔高较高，自身工期较长，主筒外侧肋条的增设更加延长了施工工期，这在西北地区冬季漫长、施工期较短的条件下极为不利。

技术实现要素：

针对现有的技术缺陷与工程实际难题，本发明提出了一种施工方便、构造简单、能显著提升结构抗风抗震性且能提高冷却效能的空心加肋辅助冷却效能自然通风冷却塔，其公开的技术方案为：

一种空心加肋辅助冷却效能自然通风冷却塔，其塔身包括主筒，其特征在于，所述主筒的筒壁外侧布置有多根空心肋条，所述空心肋条的顶端与进气管连接，所述进气管为开口朝下指向主筒内部的弯管，所述空心肋条的底部与出气管连接，所述出气管为开口朝上指向主筒内部的弯管，所述进气管、出气管与所述空心肋条的管腔连通。

在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：

所述主筒为双曲线型塔筒。

所述空心肋条沿双曲线主筒子午向固定在主筒的筒壁上。

相邻空心肋条在主筒环向方向上的间距为2-5m。

所述空心肋条优选采用空心钢管，尤其是空心方形钢管。

一种用于自然通风冷却塔的空心加肋辅助冷却效能的方法，其特征在于，在冷却塔主筒外侧沿其子午向均匀布置多条空心钢管制成的肋条，将肋条固定在冷却塔主筒筒壁上，通过开口朝下指向主筒内部的弯管将主筒出风口气流引入空心肋条的管腔，通过开口朝上指向主筒内部的弯管将肋条管腔中的气流导入主筒的进风口。

有益效果：

本发明提出了一种空心加肋辅助冷却效能自然通风冷却塔及用于自然通风冷却塔的空心加肋辅助冷却效能的方法，可在提升冷却塔整体结构抗风抗震性能的同时辅助提升冷却塔的冷却效能，且具有构造简单、施工方便的优点，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明冷却塔的整体结构示意图；

图2为本发明冷却塔的局部结构示意图一；

图3为本发明冷却塔的局部结构示意图二；

图4为本发明冷却塔的局部结构示意图三。

具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案和技术效果，下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。

一种用于自然通风冷却塔的空心加肋辅助冷却效能的方法，包括：在冷却塔主筒外侧沿其子午向均匀布置多条空心钢管制成的肋条，将肋条固定在冷却塔主筒筒壁上，用于提升冷却塔整体结构的抗风抗震性能；通过开口朝下指向主筒内部的弯管将主筒出风口气流引入肋条的管腔，通过开口朝上指向主筒内部的弯管将肋条管腔中的气流导入主筒的进风口，可加速主筒内部的气流流动，提升冷却效能。

如图1至图4所示，基于上述方法的一种空心加肋辅助冷却效能自然通风冷却塔，其塔身由主筒1、支柱2和环基3等部分组成。所述主筒1的筒壁外侧沿其子午向均匀布置有多根空心肋条4，所述空心肋条4的顶端与进气管5连接，所述进气管5为越过主筒顶部筒沿且开口朝下指向主筒内部的弯管；所述空心肋条4的底部与出气管6连接，所述出气管6为越过主筒底部筒沿且开口朝上指向主筒内部的弯管，所述进气管5、出气管6与所述空心肋条4的管腔连通。

本实施例以国内某大型高位双曲线收水冷却塔（高度190m）为例，如图1所示，在冷却塔主体结构（包括主筒、支柱和环基）施工完成后，如图1所示，将上述空心肋条4通过筒壁上的预埋螺栓快速固定于主筒1的外侧，其材质为空心方形钢管，相对于现有的钢筋混凝土肋条具有质量轻便、施工快捷的优点。空心肋条4的设置可有效降低冷却塔负压极值，根据冷却塔所处的地貌条件，可适当调整肋条尺寸（宽度与高度），有效地将冷却塔侧风面最大风压系数由-1.5降至-1.2或-1.1或-1.0，显著减小整体结构的风致响应，沿主筒1子午向固定于主筒1外侧的空心肋条4环向间距为2-5m。

本实施例采用空心钢管肋条替换传统的钢筋混凝土肋条，可有效减轻肋条重量，提高冷却塔整体结构基频，显著提升冷却塔整体结构的抗风抗震性能。

空心肋条4安装完成后，在空心肋条4上安装进风管5和出风管6，进风管5与出风管6均为弯管，进风管5的一端与空心肋条4顶部紧密对接，另一端越过主筒1的筒壁，以开口朝下的方式弯折，如图3所示；出风管6的一端与空心肋条4底部紧密对接，另一端越过主筒1的筒壁，以开口朝上的方式弯折，如图4所示。进风管5可将主筒1出风口处的气流导入空心肋条4内部，并由出风管6导出，加速主筒1内部的气流流动。

本实施例中，所述进风管5、出风管6开口的方向指向主筒1的中心，实践中，可根据冷却塔主筒1上部与下部的具体结构线型适当调整进风管5与出风管6的弯曲角度，或根据主筒1进风口与出风口的截面半径适当调整进风管5与出风管6的开口尺寸，以使主筒内部气流流动效率最大化。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。