冷却塔设计 电厂冷却塔

冷却塔设计

冷却塔底部通常由混凝土基础支撑，以确保稳定性和承重能力。在部分情况下，也可能会使用钢框架或其他结构支撑底部。这些支撑结构需要根据冷却塔的设计和规格进行精确计算和安装，以确保能够承受塔体的重量和风荷载，并且在恶劣天气条件下保持稳定。同时，底部支撑还需要考虑到冷却塔运行时可能产生的振动和冲击力，以确保支撑结构的耐久性和安全性。

电厂冷却塔

在经过热电厂时，我们一定见过这样细腰型的高大建筑（如下图），通常上方会冒着白烟（实际是水蒸气），很多人以为这是烟囱。

实际上这是发电厂用来给水冷却的冷却塔，现在常见的就是双曲线冷却塔，是一种自然通风式冷却塔。

双曲线冷却塔什么是双曲线冷却塔因为其外形类似于数学图形内的双曲线图形，因此此类塔通常称之为双曲线冷却塔。

荷兰以为教授在1915年第一次设计了双曲面型冷却塔，而后随着大型火电站的发展，这种双曲面型的冷却塔迅速流行。

为什么这种形状的冷却塔会迅速流行呢？我们后面再讲。

早期的冷却塔冷却塔作用及工作过程要说冷却塔的作用，我们需要先讲一下火力发电厂的工作流程。

燃料送到电厂后，经过筛选输送到锅炉燃烧，锅炉被加热后，锅炉内的水变成了高温水蒸气。

水蒸气通过管道被输送到汽轮机，推动汽轮机旋转作功，发电机与汽轮机通过联轴器相连，从而带动发电机发电。

而经过汽轮机作过功的水蒸气则被送入到凝汽器，被冷却水冷却凝结成水。

一部分则被加压输送到附近小区进行供热。

热电厂需要大量的冷却水来给机组降温。

而冷却塔就是为此提供冷却水的。

电厂工作流程热电厂工作流程冷却塔底边直径一般在65到120米，高度在75到150米。

其由3部分组成，分别为下环梁、筒壁、塔顶刚性环。

下梁环在风筒下部，所有载荷通过下梁环传递给斜支撑。

筒壁则是冷却塔的主体部分，其形状及壁厚经过优化计算确定。

而塔顶刚性环则是筒壳的加强箍。

在塔底部设有约2米深的集水池。

在筒壁下部设有配水槽和淋水装置。

双曲线冷却塔工作过程冷却塔塔身比较高，容易形成烟窗效应（烟窗效应：户内空气沿着有垂直坡度的空间上升或者下降，造成空气加强对流的现象，当烟囱变窄时，气流会加速），由于上下空气压差，就会有风从塔底进入塔顶流出。

从凝汽器中出来的热水被输送到冷却塔中部的配水槽处，热水被喷射成水滴状。

水滴下落的过程中，冷风上升，在此过程中将热水冷却。

上升的水汽从上口冒出，就是我们看到的白色水雾。

冷却水低落到集水池内，被重新输送到凝汽器内，循环利用。

为什么是双曲线型呢？从结构上讲，双曲线型结构更坚固。

在此处，我们要先讲一下伯努利效应，即边界层表面效应，科学家伯努利通过无数次试验验证得出结论：流体速度大的地方压强小，流速小的地方压强大。

例如我们在等待火车时，要站在黄线以外。

因为越靠近火车的地方，气体速度越大，而远的地方流速小，这就形成了一个压强差，离得太近的话，则有可能被火车吸走。

再讲回双曲线结构，因为靠近筒壁的位置空气流速要比中心慢，这样就会产生一个向内的拉力。

这样筒身就容易被破坏。

而曲面结构可以增加结构和强度。

从经济方面考虑，双曲面结构更容易建造。

双曲面其实是一种直纹曲面，是通过直线连续运动形成的。

利用这个特质，双曲面结构只利用直梁就可以建造，而直梁更容易建造。

双曲面冷却塔建造从效果上讲，双曲线型更容易使空气流通。

底部直径最大，可以最大限度的是冷空气进入。

而达到最细部门时，由于管径变小，空气流速加快，可以尽快带走热量。

而到达顶部后，管径变大，大量的热气在此处压力减小，将热量释放，形成白色的水蒸气。