一种三区协同增效的湿式冷却塔及发电设备

本发明属于冷却塔，尤其涉及一种三区协同增效的湿式冷却塔及发电设备。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、冷却塔是冷端系统的重要组成部分，其中自然通风逆流湿式冷却塔的冷却能力强、经济性好，常被广泛应用于各大火(核)电厂。冷却塔的冷却效率对整个火(核)电机组出力和安全运行具有重要影响，提升其冷却性能可提高机组发电效率，实现能源高效利用。

3、随着核电机组的规划建设以及火电机组向着超超临界方向的发展，冷却塔的整体容量越来越大，有的塔底直径甚至超过120m。塔底直径过大，外界空气很难进入塔心区域，造成塔内通风沿径向分布不均匀，严重影响全塔气水比分布的均匀性，降低冷却效率。

4、从单一传热传质区或者两区协同角度，研究人员提出了许多增效技术：实用新型专利cn204757735u“一种湿式自然通风逆流式冷却塔”提出了填料区从里到外分为三个区域分别布置不同片距填料，且片距依次减小，使通风量和冷却负荷相匹配；实用新型专利cn217058503u“一种湿式冷却塔非均匀填料与分区配水协同增效系统”提出了填料非等片距布置与分区配水方式相配合的协同增效方案，可减小冷却塔的通风阻力，进一步增强冷却塔的冷却性能。发明专利cn109708489b“一种雨区采用干湿混合冷却模式的超大型湿式冷却塔”提出了干湿混合雨区模式，减小了雨区通风阻力，强化雨区以及填料区的换热。

5、但发明人发现，现有技术依然没有最大限度的挖掘冷却塔的节能潜力，未形成全塔耦合的协同增效技术，全塔的冷却能力仍有提升空间。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种三区协同增效的湿式冷却塔及发电设备，其能够优化塔内空气流场，提高气水比分布均匀性，强化传热传质，进一步提升冷却塔冷却性能。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供了一种三区协同增效的湿式冷却塔。

4、在一个或多个实施例中，一种三区协同增效的湿式冷却塔，其包括：配水区、填料区和雨区，所述配水区在填料区上部，所述填料区在雨区上部；

5、所述配水区采用二分区配水形式，所述填料区采用二分区非等片距填料布置形式，所述雨区采用干湿混合雨区模式；二分区配水形式、非等片距填料布置方式以及干湿混合雨区模式在冷却塔内部同时实施，以实现湿式冷却塔的配水区、填料区和雨区相互协调匹配协同增效。

6、作为一种实施方式，所述配水区的二分区配水形式为：

7、在额定的总循环水流量下，将配水区分成同轴线的配水内圆形区域和配水外环形区域，配水外环形区域环绕配水内圆形区域布置。

8、作为一种实施方式，所述配水外环形区域的淋水密度大于配水内圆形区域的淋水密度。

9、作为一种实施方式，所述填料区的二分区非等片距填料布置形式为：

10、将填料区分成同轴线的填料内圆形区域和填料外环形区域，填料外环形区域环绕填料内圆形区域布置，所述填料外环形区域的填料片距小于填料内圆形区域的填料片距。

11、作为一种实施方式，所述雨区的干湿混合雨区模式为：

12、所述雨区包括分流板、干区和湿区，分流板以与冷却塔径向平行方向安装于雨区外围，所有分流板以冷却塔中心呈中心对称分布，分流板下部为干区，干区以外的雨区部分为湿区。

13、作为一种实施方式，所述分流板与填料区之间留有间隔。

14、作为一种实施方式，所述干区为无水滴区域，形成为冷却塔中心区域送风的外界空气进风通道。

15、作为一种实施方式，所述湿区内含有水滴，以保证雨区的冷却能力。

16、作为一种实施方式，所述配水区、填料区和雨区中的参数优化过程为：

17、在配水区、填料区和雨区中的参数预设取值范围内，利用控制变量法，逐一研究单一参数对湿式冷却塔热力性能的影响，得到冷却塔出塔水温的变化规律，进而获得相应优化的参数值。

18、本发明的第二个方面提供了一种发电设备。

19、在一个或多个实施例中，一种发电设备，其包括如上述所述的三区协同增效的湿式冷却塔。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、(1)本发明的配水区采用二分区配水形式，填料区采用二分区非等片距填料布置形式，雨区采用干湿混合雨区模式，形成三区协同增效技术；本发明的一种湿式冷却塔的新型的三区协同增效技术，以此优化塔内空气流场，提高了气水比分布均匀性，强化传热传质，进一步提升冷却塔冷却性能。

22、(2)为最大限度的提升冷却塔的冷却能力，本发明在冷却塔内部实施分区配水形式、非等片距填料布置方式和干湿混合雨区模式相协调匹配的协同增效技术，此技术可增强全塔通风性能，强化冷却塔中心区域传热传质，进一步充分发挥冷却塔的冷却能力。

23、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种三区协同增效的湿式冷却塔，其特征在于，包括：配水区、填料区和雨区，所述配水区在填料区上部，所述填料区在雨区上部；

2.如权利要求1所述的三区协同增效的湿式冷却塔，其特征在于，所述配水区的二分区配水形式为：

3.如权利要求2所述的三区协同增效的湿式冷却塔，其特征在于，所述配水外环形区域的淋水密度大于配水内圆形区域的淋水密度。

4.如权利要求1所述的三区协同增效的湿式冷却塔，其特征在于，所述填料区的二分区非等片距填料布置形式为：

5.如权利要求1所述的三区协同增效的湿式冷却塔，其特征在于，所述雨区的干湿混合雨区模式为：

6.如权利要求5所述的三区协同增效的湿式冷却塔，其特征在于，所述分流板与填料区之间留有间隔。

7.如权利要求5所述的三区协同增效的湿式冷却塔，其特征在于，所述干区为无水滴区域，形成为冷却塔中心区域送风的外界空气进风通道。

8.如权利要求5所述的三区协同增效的湿式冷却塔，其特征在于，所述湿区内含有水滴，以保证雨区的冷却能力。

9.如权利要求1所述的三区协同增效的湿式冷却塔，其特征在于，所述配水区、填料区和雨区中的参数优化过程为：

10.一种发电设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的三区协同增效的湿式冷却塔。

技术总结
本发明属于冷却塔0技术领域，提供了一种三区协同增效的湿式冷却塔及发电设备。其中，三区协同增效的湿式冷却塔包括：配水区、填料区和雨区，所述配水区在填料区上部，所述填料区在雨区上部；所述配水区采用二分区配水形式，所述填料区采用二分区非等片距填料布置形式，所述雨区采用干湿混合雨区模式；二分区配水形式、非等片距填料布置方式以及干湿混合雨区模式在冷却塔内部同时实施，以实现湿式冷却塔的配水区、填料区和雨区相互协调匹配协同增效。

技术研发人员：高明,杨继冲,何锁盈,史月涛
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12