Hvordan fungerer et køletårn med lukket-kredsløb?

Intern lukket medium cirkulation: Transport af kernevarmebæreren

Kernekarakteristikken for et lukket køletårn er, at kølemediet (normalt blødt vand, ethylenglycolopløsning eller speciel varmeoverførselsvæske) cirkulerer i en forseglet spoleløkke uden direkte kontakt med ekstern luft eller sprøjtevand,-hvilket er essensen af ​​at være "lukket".

Under drift leveres det varme medium, der skal køles (f.eks. høj-temperaturmedium fra kølere eller industrielle reaktorer) til varmevekslerspiralerne i det lukkede køletårn af en cirkulationspumpe. Mediet strømmer kontinuerligt inde i spolerne og overfører den varme, det bærer, til spolens vægge.

Spolerne er typisk lavet af rustfrit stål, titanlegering eller kobberlegering, som har fremragende termisk ledningsevne og korrosionsbestandighed, hvilket muliggør hurtig varmeledning fra mediet til spolens vægge. Efter varmeoverførsel vender lav-temperaturmediet tilbage til det afkølede udstyr gennem spoleudløbet for at fortsætte med at absorbere varme og danne en kontinuerlig lukket cirkulation.

Nøglen til denne forbindelse er at opretholde tætheden af ​​sløjfen for at forhindre medium lækage eller luftinfiltration, hvilket kan forårsage medium forringelse og rørledningskorrosion. Derfor er systemet normalt udstyret med en ekspansionsbeholder (til at afbalancere tryksvingninger), en-påfyldningspumpe (for at supplere mediumtab) og et præcisionsfilter (til at fjerne urenheder).

Ekstern spray- og fordampningsvarmeveksling: Varmeoverførsel til atmosfæren

Ydersiden af ​​et lukket køletårn har en åben struktur, der spreder varme fra spolerne gennem fordampning af sprøjtevand og luftkonvektion-dette er kernevarmeafledningsforbindelsen, opdelt i to trin: "sprayvandscirkulation" og "fordampning + konvektionsvarmeveksling".

Sprøjtevandscirkulation

En sump er installeret i bunden af ​​tårnet. En spraypumpe sætter kølevandet i sumpen under tryk og sprøjter det jævnt på den ydre overflade af varmevekslerspolerne gennem den øverste sprayanordning, og danner en ensartet vandfilm. Sprøjtevandet kommer i fuld kontakt med spolernes ydre vægge, absorberer den varme, der overføres af væggene, og falder derefter tilbage i sumpen efter temperaturstigning, hvilket fuldender den interne cirkulation af sprøjtevandet. Sumpen er normalt udstyret med en vandkvalitetsstabilisatordoseringsenhed for at forhindre skældannelse og mikrobiel vækst i sprøjtevandet, hvilket ellers kunne påvirke varmevekslingseffektiviteten.

Fordampning + konvektion varmeveksling

En aksial flowventilator er installeret i bunden eller siden af ​​det lukkede køletårn. Når blæseren kører, suger den omgivende temperaturluft ind fra ydersiden af ​​tårnet, og luften passerer opad gennem mellemrummet mellem spolerne og vandfilmen. To typer varmeveksling forekommer på dette tidspunkt: For det første,fornuftig varmeveksling-luft kommer direkte i kontakt med vandfilmen med høj-temperatur og overfører varme gennem temperaturforskel; anden,latent varmeveksling-en del af sprøjtevandet fordamper under luftstrømmen og absorberer en stor mængde latent fordampningsvarme (der står for 70 %-80 % af den samlede varmeafledning), hvilket hurtigt reducerer temperaturen på spolens ydre vægge.

Den opvarmede og befugtede luft udledes fra toppen af ​​tårnet og fjerner det meste af varmen, mens det ufordampede sprøjtevand falder tilbage til sumpen til genbrug. En lille mængde fordampningstab kompenseres ved at supplere med ferskvand.

Luftmængderegulering og hjælpesystemer: Optimering af operationel effektivitet

For at tilpasse sig forskellige belastninger og miljøforhold er lukkede køletårne ​​udstyret med luftmængderegulering og hjælpesystemer for at sikre driftsstabilitet og energieffektivitet:

Ventilatorstyring med variabel frekvens: Justerer automatisk blæserhastigheden (eller antallet af kørende blæsere) baseret på mediets temperatur ved udgangen af ​​varmevekslerspolerne. Når kølebelastningen er lav, reduceres ventilatorhastigheden for at spare energi; når den omgivende temperatur er for høj (f.eks. om sommeren), øges hastigheden for at øge luftmængden og sikre varmeafledningseffekten.

Anti-enheder: I kolde områder eller under drift med lav-belastning om vinteren kan mediet inde i spolerne fryse på grund af lav temperatur. Systemet er udstyret med elektrisk sporing, dampsporing eller en cirkulationsbypass-anordning for at holde mediumtemperaturen over frysepunktet; i mellemtiden kan sprøjtesystemet skifte til "tør drift" (stop sprøjtning, kun afhængig af luftkonvektion til varmeveksling) for at undgå skader på tårnet forårsaget af frosset sprøjtevand.

Deister design: Der er installeret en demister i toppen af ​​tårnet, som kan fange små vanddråber i sprøjtevandet (med en opsamlingshastighed på over 99%). Dette reducerer ikke kun vandspild, men forhindrer også vanddråber i at blive udledt med luft, hvilket kan forårsage fugt eller korrosion i det omgivende miljø.

Sammenfatning af den overordnede arbejdsproces

Driften af ​​et køletårn med lukket-kredsløb kan opsummeres som: varmt medium kommer ind i spoler → varmeledning gennem batterivægge → sprøjtevand absorberer varme → luft fordamper og transporterer varme væk → afkølet medium returnerer.

Det varme medium strømmer i forseglede spoler, og varme overføres gennem spolens vægge til den ydre sprøjtevandsfilm; luft introduceret af blæseren kommer i kontakt med vandfilmen og transporterer varme ud af tårnet gennem fordampning og konvektion; det afkølede medium returnerer til udstyret til genbrug, mens sprøjtevandet cirkulerer gentagne gange inde i tårnet med kun en lille mængde fordampningstab suppleret.

Dette design bevarer fordelen ved høj-effektiv fordampningsvarmeafledning af åbne køletårne, samtidig med at man undgår kontaminering og skaleringsproblemer forårsaget af direkte kontakt mellem kølemediet og omverdenen, hvilket opnår de dobbelte mål om "høj-effektiv varmeafledning + medium beskyttelse".