一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔的制作方法

1.本发明涉及火力发电厂和原子能发电领域，具体涉及到一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔。


背景技术：

2.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。
3.根据现有的研究发现：在无风条件下，高位塔进风口处空气流速沿高度分布相对均匀，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较大的纵向旋涡，降低了该区域内空气流速及其上部填料区的传热传质；在有风条件下，高位塔迎风侧收水装置区域的空气纵向旋涡会随着风速的增加逐渐增大。高位塔内存在的空气纵向漩涡，会影响高位塔的换热性能。因此，有必要研究如何减小或消除高位收水冷却塔内收水装置区域所存在的空气纵向漩涡，最大限度的发挥高位收水塔的冷却性能。
4.中国申请专利，申请号201910411269.1公开了一种内外分区集水的自然通风高位收水冷却塔。本发明结合常规冷却塔和高位塔的空气流场结构特点，设计出一种内外分区集水的自然通风高位收水冷却塔。内区，在填料下方采用收水斜板、u型收水槽、收水沟等收水装置集水；外区，在填料下方，不设置收水装置，冷却水自填料下方落入塔底水池，即采用塔底水池集水。内外分区集水，可减小或消除高位收水冷却塔内的纵向漩涡，充分利用填料的冷却能力，提高冷却效率。该发明在内区、外区分别采取不同的集水措施，可减小或消除高位收水冷却塔内的纵向漩涡。但该方式在冬季使用时外区冷却水容易结冰，从而影响高位塔性能，分析并不全面。
5.中国申请专利，申请号201810106294.4，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。该发明通过改变高位塔内部填料层结构，从而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，但是，该方法需要对填料层进行调整，不易施工，且高位塔塔体结构会受到影响。


技术实现要素：

6.为了解决背景中出现的问题，本发明的目的是提出一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔。
7.为了实现上述目的，提供如下技术方案：一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔，包括带自支撑倾斜导流檐的高位塔和导流檐三维确定方法，其特征在于：所述带自支撑倾斜导流檐的高位塔包括自支撑倾斜导流檐装置和高位塔；所述自支撑倾斜导流檐装置包括导流檐、支撑柱，所述自支撑倾斜导流檐装置沿高位塔周向布置，起到有效消除塔内进风口上缘处的空气纵向旋涡，强化塔内进风口上缘区域局部传热传质的作用；所述高位塔包括塔筒、进风口和人字柱。
8.所述高位塔塔筒的高度为h，h取值范围为30m≤h≤150m；所述进风口的高度为h1，h1取值范围为5m≤h1≤25m；所述人字柱用于支撑塔体和支撑柱。
9.所述自支撑倾斜导流檐装置沿高位塔周向倾斜布置，所述自支撑倾斜导流檐装置的数量为n个，1≤n≤100，n为整数。
10.所述导流檐倾斜布置在塔体外侧的进风口上方处，导流檐内端固定在塔筒处，距离进风口上方的高度为h2，h2取值范围为0.4m≤h2≤5m；所述导流檐水平向下安装，与水平面呈一定角度θ，角度范围为0＜θ≤30
°
。
11.所述导流檐外端垂直高度为h3，h3≥h1。
12.所述支撑柱采用环箍固定在人字柱上；所述支撑柱用于支撑倾斜导流檐装置；所述支撑柱与竖直面呈一定角度α，α的取值范围为20
°
≤α≤60
°
；所述支撑柱的数量为m，m≥2n，m为整数。
13.所述导流檐的材质为镀铝锌板、镀锡板、玻璃钢、不锈钢、复合钢板、彩色涂层钢板和镁板；所述支撑柱材质为不锈钢、镀锌钢、铝镁合金。
14.所述导流檐三维确定方法获取最优的导流檐尺寸包括导流檐的长度l和宽度y。
15.所述分析计算中，确定优化算法时，选择以导流檐尺寸、安装角度为优化目标、以空气纵向旋涡位置和塔内通风量作为衡量标准、并能进行多次迭代计算的算法。
16.所述支撑柱安装位置结合导流檐自身重力、倾斜角度和所受风压来计算。
17.本发明的有益效果是采用自支撑倾斜导流檐装置能有效消除塔内进风口上缘处的空气纵向旋涡，提高进风口边缘处的进塔风速，强化塔内进风口上缘区域传热传质；传统导流檐是通过塔外的竖直立柱来固定的，本发明固定在人字柱上，增大了进风面积；导流檐三维确定方法解决了主要依靠经验、计算公式确定导流檐精度的问题，通过cfd软件获取对冷却塔冷却效能最优的导流檐尺寸、安装角度和支撑柱安装位置，提高了冷却塔运行性能。
附图说明
18.下面结合附图对本发明作进一步说明。
19.图1是带自支撑倾斜导流檐的高位塔模型结构示意图。
20.图2是带自支撑倾斜导流檐的高位塔模型结构侧视图。
21.图3是无自支撑倾斜导流檐装置时进风口处的速度场示意图。
22.图4是有自支撑倾斜导流檐装置时进风口处的速度场示意图。
23.其中：1.塔筒，2.进风口，3.人字柱，4.导流檐，5.支撑柱，6.空气纵向旋涡。
具体实施方式
24.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
25.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
26.实施例1为一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔。
27.如图1-图4所示一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔，包括自支撑倾斜导流檐装置和高位塔；高位塔包括塔筒1、进风口2、和人字柱3；塔筒1的高度h为80m，进风口高度h1为12m；自支撑倾斜导流檐装置包括导流檐4和支撑柱5，自支撑倾斜导流檐装置沿塔周向布置，数量为60套；导流檐4安装在塔筒外侧的进风口2上方一定高度h2处，h2为2m，檐长从塔筒延伸到外端；导流檐4和支撑柱5材质选择不锈钢；支撑柱5采用环箍固定在人字柱3上，环箍为半圆形结构，环箍之间用螺栓固定。
28.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，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施案例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施案例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
29.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔，包括带自支撑倾斜导流檐的高位塔和导流檐三维确定方法，其特征在于：所述带自支撑倾斜导流檐的高位塔包括自支撑倾斜导流檐装置和高位塔；所述自支撑倾斜导流檐装置包括导流檐、支撑柱，所述自支撑倾斜导流檐装置沿高位塔周向布置，起到有效消除塔内进风口上缘处的空气纵向旋涡，强化塔内进风口上缘区域局部传热传质的作用；所述高位塔包括塔筒、进风口和人字柱。2.根据权利要求1所述的一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔，其特征在于：所述高位塔的塔筒高度为h，h取值范围为30m≤h≤150m；所述进风口的高度为h1，h1取值范围为5m≤h1≤25m；所述人字柱用于支撑塔体和支撑柱。3.根据权利要求1所述的一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔，其特征在于：所述自支撑倾斜导流檐装置沿高位塔周向倾斜布置，所述自支撑倾斜导流檐装置的数量为n个，1≤n≤100，n为整数。4.根据权利要求1所述的一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔，其特征在于：所述导流檐倾斜布置在塔体外侧的进风口上方处，导流檐内端固定在塔筒处，距离进风口上方的高度为h2，h2取值范围为0.4m≤h2≤5m；所述导流檐水平向下安装，与水平面呈一定角度θ，角度范围为0＜θ≤20
°
。5.根据权利要求1所述的一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔，其特征在于：所述导流檐的外端与地面垂直高度为h3，h3≥h1。6.根据权利要求1所述的一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔，其特征在于：所述支撑柱采用环箍固定在人字柱上；所述支撑柱用于支撑倾斜导流檐装置；所述支撑柱与竖直面呈一定角度α，α的取值范围为20
°
≤α≤60
°
；所述支撑柱的数量为m，m≥2n，m为整数。7.根据权利要求1所述的一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔，其特征在于：所述导流檐的材质为镀铝锌板、镀锡板、玻璃钢、不锈钢板、复合钢板、彩色涂层钢板和镁板；所述支撑柱材质为不锈钢、镀锌钢、铝镁合金。

技术总结
本发明公开了一种带自支撑倾斜导流檐的高位塔，包括带自支撑倾斜导流檐的高位塔和导流檐三维确定方法，带自支撑倾斜导流檐的高位塔包括自支撑倾斜导流檐装置和高位塔；高位塔包括塔筒、进风口和人字柱；自支撑倾斜导流檐装置包括导流檐、支撑柱，自支撑倾斜导流檐装置沿塔周方向周向布置；本发明采用自支撑倾斜导流檐装置能有效消除塔内进风口上缘处的空气纵向旋涡，强化塔内进风口上缘区域传热传质，提高了冷却塔性能。提高了冷却塔性能。提高了冷却塔性能。


技术研发人员：王中华 臧猛 李宁 李冠一 张同赛 李爱华 齐建秋 吴万历 段强 赵斌 杨玉杰
受保护的技术使用者：济南蓝辰能源技术有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/20