[发明专利]可消纵向旋涡的填料及高位收水冷却塔

说明书

本发明公开了一种可消纵向旋涡的填料及高位收水冷却塔，包括可消纵向旋涡的填料和高位收水冷却塔。可消纵向旋涡的填料由内环填料、中环填料和外环填料构成，其中中环填料底部相对于内环填料底部下凸，外环填料底部相对于中环填料底部下凸，凸起面向收水装置，内环填料、中环填料、外环填料的顶部平齐；高位收水冷却塔由塔筒、除水器、配水系统、可消纵向旋涡的填料、收水装置等组成。本发明通过填料底部外圈相对于内圈向下凸起，减小了高位塔外环收水装置区域纵向旋涡的生成空间，有效减小甚至消除了高位塔外环收水装置区域空气流场的纵向旋涡，强化了高位塔外环区域传热传质，提高了高位塔热力性能，对于其设计优化及系统节能有重要的价值。

技术领域

本发明涉及火力发电厂和原子能发电领域，确切地说是可消纵向旋涡的填料及高位收水冷却塔。

背景技术

高位收水冷却塔(简称高位塔)在国内使用日益增多，随着我国1000MW级大型电站机组的建设及对沿海电站循环水热污染的重视，高位收水冷却塔已是超大型冷却塔技术发展的新方向之一。相比常规自然通风冷却塔，高位收水冷却塔采用收水装置进行高位收水，具有节能、降噪等优点。通过收水装置高位收水，高位塔可大幅减小其供水几何扬程。高位塔供水几何扬程为配水水位和收水水位之间的落差，不受冷却塔进风口高度的限制，因此有利于冷却塔的大型化。常规自然通风冷却塔在填料下方存在大的雨区，大雨区存在的优点是有一定的传热传质能力，可降低环境自然风的不利影响，但雨区阻力较大，且动能损失较大。而采用高位收水装置的高位冷却塔，则将填料下方的雨滴通过收水装置汇集到集水沟，形成一定的水头从而大幅降低循环水泵扬程，实现高位收水冷却塔的运行节能；采用高位收水装置，则将原来的大雨区缩小为小雨区，一定程度上减小了雨区的传热传质能力；但因为大雨区的减小，高位收水冷却塔通风阻力减小，增大了通风量，一定程度的上强化了其余区域的传热传质。现有技术中专利名称为：核电收水装置及包含收水装置的高位塔(公布号CN201410021108)。

现有的高位收水冷却塔结构如图1所示，其在不同环境风速下的空气动力场如图2～图4所示。由图1可知，无环境自然风条件下，高位塔进风口处空气流速沿高度分布相对均匀，塔内填料下方收水装置具有一定的导向作用，但在高位塔最外侧收水单元与塔壁间所形成的收水装置区域最外侧空气流动通道内存在大的纵向旋涡，降低了该区域内空气流速及其上部填料区的传热传质。如图2、图3所示，随环境侧风风速的增加，高位塔迎风侧收水装置区域纵向旋涡逐渐增大，背风侧收水装置区域纵向旋涡相对较小。在2m/s环境自然风下，高位塔迎风侧进风口上缘产生的纵向旋涡基本可充满其迎风侧收水装置区域的4个空气流动通道；在7m/s环境自然风下，高位塔迎风侧纵向漩涡更大，几乎影响了整个半塔的收水装置区域，造成迎风侧半塔收水装置区域所有空气流动通道内空气流速均较小。由此可见，高位收水冷却塔内存在的纵向漩涡是影响高位收水冷却塔冷却性能的主要因素。为提高高位收水冷却塔冷却性能，有必要减小或消除高位收水冷却塔内收水装置区域所存在的纵向漩涡。

申请公布号CN201510250178，该专利技术公开了一种高位收水冷却塔非均匀填料系统，解决的技术问题和取得技术效果为提高填料区域的气水比，充分利用高位收水冷却塔填料的冷却能力，提高高位收水冷却塔的冷却效率。而该发明非均匀填料并未对高位收水冷却塔内的纵向旋涡产生减小或消除作用，依然极易诱导大的纵向旋涡，使其冷却性能急剧降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是高位收水冷却塔填料下方外围收水装置区域存在的大的纵向旋涡，特别是在环境侧风条件下，纵向旋涡覆盖了高位塔迎风侧收水区域多个空气流动通道，造成该区域上方通风量较小、传热传质较差，高位收水冷却塔冷却性能相应降低。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

本发明公开的一种可消纵向旋涡的填料，所述填料的底部，其外圈相对于内圈向下凸起，凸起面朝向收水装置。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是：