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第２３卷第１期中国水利水电科学研究院学报（中英文）Ｖｏｌ．２３Ｎｏ．１

２０２５年１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＪａｎｕａｒｙ，２０２５

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文章编号：２０９７０９６Ｘ（２０２５

基于风洞试验的冷却塔填料风载荷安全性分析

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贲岳，李陆军，王树鑫，朱晴

（１．国核电力规划设计研究院有限公司，北京１０００９５；２．中国水利水电科学研究院，北京１０００３８；

３．中国电力建设集团北京勘测设计研究院有限公司，北京１０００２４）

摘要：为评估环境风对冷却塔填料的影响，保证电厂在极端大风下的运行安全性，通过环境风洞试验研究了高位

收水冷却塔模型在不同环境风向、风速条件下，不同位置测点的填料压力和压差系数，并对原型填料的安全风速

进行计算。结果表明：填料底部压差系数，与环境风向明显相关，无防风隔墙条件下中心区域通风量较大，外部

区域通风量较小。增设防风隔墙后，环境风的影响范围缩小至正对来流的象限。在原型中，不淋水条件下环境风

速低于１５ｍ?ｓ对Ｓ波填料不构成安全性问题，在淋水条件下环境风低于４０ｍ?ｓ时对Ｓ波填料不构成安全性问题；

防风隔墙降低了冷却塔的安全性。

关键词：高位收水冷却塔；环境风；风洞试验；填料；安全性

中图分类号：ＴＭ６２１文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．１３２４４?ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｉｗｈｒ

１研究背景

［１］

冷却塔作为一种废热处理的换热设施，向凝汽器提供冷却水来满足必要的真空度，因此冷却塔

能否完好的工作是机组安全运行的必要条件。冷却塔工作能力下降或失效，将造成机组降低出力，严

－

［２４］

重时甚至停机。如何设计更高效、安全的冷却塔是工程建设面临的重大挑战。

冷却塔冷却效果的好环与选择的淋水填料有直接的关系，其所产生的温降达到整个塔温降的６０％～

－

７０％［５６］。通过实测研究可获得淋水填料的热力阻力特性，供冷却塔设计人员使用。

［７］

Ｇｏｓｈａｙｓｈｉ等研究了多种波形填料的传热传质和阻力特性，找出了阻力与传质系数的函数关系。

［８］［９］

Ｂｅｄｅｋａｒ等和Ｍｉｌｏｓａｖｌｉｅｖｉｃｈ等给出了多种材质填料的传热系数、阻力系数与水气比的函数。我国

［１０］

赵顺安等通过试验研究了冷却介质为海水的条件下，多种淋水填料的热力性能，提出在海水冷却的

条件下，填料的热力性能应乘以１．０～０．８３的折减系数，且该系数与海水含盐量具有线性关系。

淋水填料通过增大水气的接触面积和延长换热时间来增大换热量，因此为了提升填料性能，研究

人员往往通过改变填料材质和结构进行优化。

在材料方面，目前最常用的淋水填料为波纹板式的塑料板材，除此之外，还有金属填料、竹制填料、

生物质填料等［１１］［１２］

。Ｄｍｉｔｒｉｅｙｖ等通过试验研究表明，加装斜波纹金属板的填料，体积传质系数降低了

［１３］

３．２％，证实金属填料在液膜上的吸附作用非常可观。Ｍａ等的实验结果表明，竹栅填料的热性能差于

ＰＶＣ填料，但主要环境影响指数降低了１．５～１０．５倍。Ｔｏｍａｓ等将椰子壳加工成淋水填料，实验表明椰壳