一種空心加肋輔助冷卻效能自然通風冷卻塔及方法與流程

2023-10-30 23:34:02

本發明公開了一種空心加肋輔助冷卻效能自然通風冷卻塔及方法，涉及電力系統的建築技術領域和大型高聳結構抗風技術領域。

背景技術：

在火力發電廠中，自然通風冷卻塔是通過循環水與空氣之間進行熱量交換，使水分蒸髮帶走溫度，從而使循環水得以降溫的構築物。冷卻塔的結構型式既要保證循環水冷卻的工藝要求，同時必須具有足夠的強度和穩定性，能夠抵抗風或地震等荷載作用。冷卻塔是以承受風荷載為主的高聳空間薄殼結構，對風荷載極為敏感，在風荷載作用下冷卻塔喉部的位移最大可達幾十釐米，隨著我國發電機組容量的增加與電力行業「上大壓小」項目的實施，湧現出了一批超規範（190m）高度限制的超大型冷卻塔，由於超大型冷卻塔是典型的高聳、薄殼結構，具有柔度大、自振頻率低的特點，屬於典型的風敏感結構，故採取適當的工程措施，調整冷卻塔塔筒表面風壓分布，降低風荷載對冷卻塔的影響，是結構工程師努力的方向。就目前來說，主筒外側豎向加鋼筋混凝土肋是主要措施之一，但冷卻塔主筒外側加肋也有諸多缺點，例如需要製作異型模板，增大了施工難度，增加了施工措施費，尤其是對於超大型冷卻塔，塔高較高，自身工期較長，主筒外側肋條的增設更加延長了施工工期，這在西北地區冬季漫長、施工期較短的條件下極為不利。

技術實現要素：

針對現有的技術缺陷與工程實際難題，本發明提出了一種施工方便、構造簡單、能顯著提升結構抗風抗震性且能提高冷卻效能的空心加肋輔助冷卻效能自然通風冷卻塔，其公開的技術方案為：

一種空心加肋輔助冷卻效能自然通風冷卻塔，其塔身包括主筒，其特徵在於，所述主筒的筒壁外側布置有多根空心肋條，所述空心肋條的頂端與進氣管連接，所述進氣管為開口朝下指向主筒內部的彎管，所述空心肋條的底部與出氣管連接，所述出氣管為開口朝上指向主筒內部的彎管，所述進氣管、出氣管與所述空心肋條的管腔連通。

在上述方案的基礎上，進一步改進或優選的方案還包括：

所述主筒為雙曲線型塔筒。

所述空心肋條沿雙曲線主筒子午向固定在主筒的筒壁上。

相鄰空心肋條在主筒環向方向上的間距為2-5m。

所述空心肋條優選採用空心鋼管，尤其是空心方形鋼管。

一種用於自然通風冷卻塔的空心加肋輔助冷卻效能的方法，其特徵在於，在冷卻塔主筒外側沿其子午向均勻布置多條空心鋼管制成的肋條，將肋條固定在冷卻塔主筒筒壁上，通過開口朝下指向主筒內部的彎管將主筒出風口氣流引入空心肋條的管腔，通過開口朝上指向主筒內部的彎管將肋條管腔中的氣流導入主筒的進風口。

有益效果：

本發明提出了一種空心加肋輔助冷卻效能自然通風冷卻塔及用於自然通風冷卻塔的空心加肋輔助冷卻效能的方法，可在提升冷卻塔整體結構抗風抗震性能的同時輔助提升冷卻塔的冷卻效能，且具有構造簡單、施工方便的優點，適合推廣使用。

附圖說明

圖1為本發明冷卻塔的整體結構示意圖；

圖2為本發明冷卻塔的局部結構示意圖一；

圖3為本發明冷卻塔的局部結構示意圖二；

圖4為本發明冷卻塔的局部結構示意圖三。

具體實施方式

為了闡明本發明的技術方案和技術效果，下面結合附圖與具體實施例對本發明做進一步的說明。

一種用於自然通風冷卻塔的空心加肋輔助冷卻效能的方法，包括：在冷卻塔主筒外側沿其子午向均勻布置多條空心鋼管制成的肋條，將肋條固定在冷卻塔主筒筒壁上，用於提升冷卻塔整體結構的抗風抗震性能；通過開口朝下指向主筒內部的彎管將主筒出風口氣流引入肋條的管腔，通過開口朝上指向主筒內部的彎管將肋條管腔中的氣流導入主筒的進風口，可加速主筒內部的氣流流動，提升冷卻效能。

如圖1至圖4所示，基於上述方法的一種空心加肋輔助冷卻效能自然通風冷卻塔，其塔身由主筒1、支柱2和環基3等部分組成。所述主筒1的筒壁外側沿其子午向均勻布置有多根空心肋條4，所述空心肋條4的頂端與進氣管5連接，所述進氣管5為越過主筒頂部筒沿且開口朝下指向主筒內部的彎管；所述空心肋條4的底部與出氣管6連接，所述出氣管6為越過主筒底部筒沿且開口朝上指向主筒內部的彎管，所述進氣管5、出氣管6與所述空心肋條4的管腔連通。

本實施例以國內某大型高位雙曲線收水冷卻塔（高度190m）為例，如圖1所示，在冷卻塔主體結構（包括主筒、支柱和環基）施工完成後，如圖1所示，將上述空心肋條4通過筒壁上的預埋螺栓快速固定於主筒1的外側，其材質為空心方形鋼管，相對於現有的鋼筋混凝土肋條具有質量輕便、施工快捷的優點。空心肋條4的設置可有效降低冷卻塔負壓極值，根據冷卻塔所處的地貌條件，可適當調整肋條尺寸（寬度與高度），有效地將冷卻塔側風面最大風壓係數由-1.5降至-1.2或-1.1或-1.0，顯著減小整體結構的風致響應，沿主筒1子午向固定於主筒1外側的空心肋條4環向間距為2-5m。

本實施例採用空心鋼管肋條替換傳統的鋼筋混凝土肋條，可有效減輕肋條重量，提高冷卻塔整體結構基頻，顯著提升冷卻塔整體結構的抗風抗震性能。

空心肋條4安裝完成後，在空心肋條4上安裝進風管5和出風管6，進風管5與出風管6均為彎管，進風管5的一端與空心肋條4頂部緊密對接，另一端越過主筒1的筒壁，以開口朝下的方式彎折，如圖3所示；出風管6的一端與空心肋條4底部緊密對接，另一端越過主筒1的筒壁，以開口朝上的方式彎折，如圖4所示。進風管5可將主筒1出風口處的氣流導入空心肋條4內部，並由出風管6導出，加速主筒1內部的氣流流動。

本實施例中，所述進風管5、出風管6開口的方向指向主筒1的中心，實踐中，可根據冷卻塔主筒1上部與下部的具體結構線型適當調整進風管5與出風管6的彎曲角度，或根據主筒1進風口與出風口的截面半徑適當調整進風管5與出風管6的開口尺寸，以使主筒內部氣流流動效率最大化。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，本發明要求保護範圍由所附的權利要求書、說明書及其等效物界定。