自然通风逆流湿式冷却塔在我国电力部门使用最多，见图1-2。这种塔型的通风筒常采用双曲线形，用钢筋混凝土浇制，其高度已达170多米。老式的塔筒平面上呈多角形、立面为锥形的，现在己经很少用了。
如图1-2(b)所示，热水由管道通过竖管(竖井)送入热水分配系统，这种分配系统在平面上呈网状布置，分槽式布水、管式布水或槽管结合布水;然后通过喷溅设备，将水洒到填料上;经填料后成雨状落入蓄水池，冷却后的水抽走重新使用。塔筒底部为进风口，用人字柱或交叉柱支承。空气从进风口进入塔体。穿过填料下的雨区，和热水流动成相反方向流过填料(故称逆流式)，通过收水器回收空气中的水滴后，再从塔筒出口排出。
塔外冷空气进入冷却塔后，吸收由热水蒸发和接触散失的热量，温度增加，湿度变大，密度变小。因此，收水器以上的空气经常是饱和或接近饱和状态，其温度要通过计算确定。初步设计时，可取为冷却塔进、出水温的平均值。塔外空气温度低、湿度小、密度大。由于塔内、外空气密度差异，在进风日内外产生压差。致使塔外空气源源不断地流进塔内而无需通风机械提供动力，故称为自然通风。
为满足热水冷却需要的空气流量，塔内、外要有足够的压差，但塔内、外空气密度差是有限的，因此自然通风冷却塔必须建造一个高大的塔筒。填料断面气流速度一般为1.0~1.2m/s，比机械通风冷却塔气流速度要小。
逆流方式冷却效果高，但通气阻力相对也大，所以填料体积小。填料有点滴式和薄膜式之分，现左大多采用薄膜式填料。这种填料的特点是，水淋过填料时，水的表面积比较固定，在水量增大时其表面积没有多大变化，所以其淋水密度不宜太大，一般采用6~8(t/(m2·h)),
在高温、高湿地区，气压较低，形成同样的过塔气量，需要更高的塔筒，所以对建造这种塔不利，自然通风湿式冷却塔建造费用高，运行费用低，随着国际上石油价格的提高，机械运行费用相应增加。自然通风冷却塔就显得更经济，因而被采用的愈来愈多了。
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