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冷卻塔由集水池、支柱、塔身和淋水裝置組成。集水池多為在地面下約2米深的圓形水池。塔身為有利于自然通風的雙曲線形無肋無梁柱的薄壁空間結構，多用鋼筋混凝土制造。冷卻塔通風筒包括下環梁、筒壁、塔頂剛性環3部分。下環梁位于通風筒殼體的下端，風筒的自重及所承受的其他荷載都通過下環梁傳遞給斜支柱，再傳到基礎。筒壁是冷卻塔通風筒的主體部分，它是承受以風荷載為主的高聳薄殼結構，對風十分敏感。其殼體的形狀、壁厚，必須經過殼體優化計算和曲屈穩定來驗算，是優化計算的重要內容。塔頂剛性環位于殼體頂端，是筒殼在頂部的加強箍，它加強了殼體頂部的剛度和穩定性。
斜支柱為通風筒的支撐結構，主要承受自重、風荷載和溫度應力。斜支柱在空間是雙向傾斜的，按其幾何形狀有“人”字形、“V”字形和“X”字形柱，截面通常有圓形、矩形、八邊形等。一般按雙拋物線設計，基礎主要承受斜支柱傳來的全部荷載，按其結構形式分有環形基礎(包括倒“T”型基礎)和單獨基礎。基礎的沉降對殼體應力的分布影響較大、敏感性強。故斜支柱和基礎在冷卻塔優化計算和設計中亦顯得十分重要。
冷卻塔高度一般為75～150米，底邊直徑65～120米。塔內上部為風筒，筒壁第一節（下環梁）以下為配水槽和淋水裝置，統制為淋水構架，多用PE或PVC材料制成。塔底有一個蓄水池，但需根據蒸發量連續補水。淋水裝置是使水蒸發散熱的主要設備。運行時，水從配水槽向下流淋滴濺，空氣從塔底側面進入，與水充分接觸后帶著熱量向上排出。冷卻過程以蒸發散熱為主，一小部分為對流散熱。雙曲線型冷卻塔比水池式冷卻構筑物占地面積小，布置緊湊，水量損失小，且冷卻效果不受風力影響；它又比機力通風冷卻塔維護簡便，節約電能；但體形高大，施工復雜，造價較高，多用電動滑模。
