[發(fā)明專利]混合冷凝器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380049128.0
• 申請日: 2013-09-20
• 公開（公告）號: CN104736957B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 佐爾坦·紹博;安德拉什·巴洛格;拉斯洛·盧德維格;阿提拉·格賴加斯
• 申請（專利權(quán)）人: 億吉埃冷卻系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: F28B5/00
• 分類號: F28B5/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 朱勝,陳煒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及主要用于動力裝置循環(huán)冷卻的節(jié)水干/濕式冷卻系統(tǒng)的重要元件(即所謂的混合冷凝器)。

背景技術(shù)

廣泛應(yīng)用于動力裝置冷卻的冷凝器—表面冷凝器—已經(jīng)有一百多年的歷史。可以通過濕式冷卻系統(tǒng)(即蒸發(fā)冷卻系統(tǒng))或通過干式冷卻系統(tǒng)對裝配有表面冷凝器的蒸汽渦輪機進行冷卻。在覆蓋Heller教授的發(fā)明的FR 877 696中所描述的方法的核心元件是所謂的直接接觸式冷凝器(即混合式冷凝器)，該直接接觸式冷凝器可以替代常見的表面冷凝器應(yīng)用在動力裝置循環(huán)中。直接接觸式冷凝器使干式(空氣)冷卻更有效。這樣實現(xiàn)的系統(tǒng)一般被稱為海勒(Heller)系統(tǒng)。

在本技術(shù)領(lǐng)域中，反復地出現(xiàn)表面冷凝器和直接接觸式冷凝器在組合干/濕式冷卻系統(tǒng)中的聯(lián)合應(yīng)用。大多數(shù)的相關(guān)出版物不提供用于混合冷凝器的實際設(shè)計方案。涉及組合干/濕式冷卻系統(tǒng)的第一專利文獻中的一個專利文獻US 3 635 042額外描述了冷卻系統(tǒng)的示意圖中的冷凝器，其中，在表面冷凝器體中示出了干式系統(tǒng)冷卻水的注入。在US 3 831 667中描繪了類似的示意圖。在該情況下，根據(jù)圖1，相對于與濕式冷卻回路相關(guān)聯(lián)的冷卻表面的管子，來自干式冷卻回路的冷卻水在較高的位置處被注入。因為在表面冷凝器的管子外部生成的約50倍冷凝液量的水涌到管子上，所以已知的具有一個單元在另一單元之上的布置是不利的。因此，因為由于一部分蒸汽的冷凝，來自干式冷卻回路的已加熱水用作從內(nèi)部冷卻的管子的壁和尚未冷凝的蒸汽之間的隔熱層，所以管子之間的蒸汽流的路徑基本被阻斷并且表面冷凝器管的冷卻效果降低。

描述與所謂的羽流降低濕/干式塔(plume abating wet/dry tower)相關(guān)聯(lián)的混合冷凝器，并且還在US 6 233 941 B1中呈現(xiàn)出相關(guān)的示意性結(jié)構(gòu)圖。在文獻中的圖2中，兩個冷凝器部件布置在單獨的殼體中，這不僅必需額外的成本，而且還由于膨脹蒸汽的分支導致額外的壓降，即效率的降低。文獻中的圖1示出了解決方案，其中表面冷凝器部件和直接接觸式冷凝器部件位于一個殼體內(nèi)。來自渦輪機的排出蒸汽的一部分在表面冷凝器上冷凝；這部分蒸汽流首先經(jīng)歷冷卻。此處未冷凝的蒸汽和繞開表面冷凝器的蒸汽在分配給直接接觸式冷凝器的空間中冷凝。并排布置冷凝器部件明顯擴大了所需的冷凝器截面，這導致成本增加。已知的裝置充其量僅能用于組合濕式和干式的操作模式下，因此在寒冷天氣下當僅需要直接接觸式冷凝器部件的功能時，期望的純粹干式操作因而是無效的。表面冷凝器部件包括常規(guī)應(yīng)用的元件，而直接接觸式冷凝器部件體現(xiàn)海勒的直接接觸式冷凝器的設(shè)計。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的解決方案，蒸汽擋板布置在表面冷凝器部件與直接接觸式冷凝器部件之間，并且該板被設(shè)計成采用引入到直接接觸式冷凝器的水將蒸汽路徑部分變成逆流。應(yīng)注意，因為擋板布置在被指引至直接接觸式冷凝器的蒸汽流的路徑中，所以這個擋板的應(yīng)用導致蒸汽壓力大幅度的下降。蒸汽作為渦流在方向的反復變化后被引入到直接接觸式冷凝器部件中也是缺點，這再次降低冷凝器部件的效率。

在WO 2011/067619 A2中描述了旨在與純粹的濕式冷卻系統(tǒng)相比較明顯年度節(jié)水的干/濕式冷卻系統(tǒng)。根據(jù)該文獻，兩個單獨的干式冷卻回路和濕式冷卻回路可以通過水-水熱交換器被部分地整合，以及通過混合冷凝器被部分地整合。大的年度節(jié)水(相對于純粹的濕式冷卻系統(tǒng)的70％至90％)需要冷卻系統(tǒng)在純粹的干式模式和變化的濕式輔助模式兩者下運行。系統(tǒng)的最重要的組成部件之一是混合冷凝器，在單個冷凝器體中，該混合冷凝器包括利用干式冷卻回路的冷卻效應(yīng)的直接接觸式冷凝器，以及使用濕式冷卻回路的冷卻效應(yīng)的表面冷凝器。該文獻沒有提供關(guān)于混合冷凝器的優(yōu)選結(jié)構(gòu)和設(shè)計的信息。

許多文獻介紹了單獨的直接接觸式冷凝器解決方案或表面冷凝器解決方案以及其輔助設(shè)備。DE 1 014 568公開了一種用于將渦輪機旁路蒸汽釋放至表面冷凝器中的設(shè)備。US 3,520,521公開了分段式重型冷凝器。EP 0 467 878 A1和DE 1 451 133兩者公開了直接接觸式冷凝器。

為了實現(xiàn)來自渦輪機的排出蒸汽的冷凝，沿水平方向和深度方向兩者限制可用空間，尤其是在蒸汽離開渦輪機向下流動的情況下，這是最常用的方法。沿側(cè)向方向的渦輪表的支承柱和沿深度方向的機械大廳基板以及冷凝抽取泵的NPSH(汽蝕余量)要求表示限制條件。這必需要混合冷凝器是緊湊的裝置，并且還希望避免兩個冷凝器部件彼此之間的任何潛在的不利反應(yīng)。現(xiàn)有技術(shù)的方法不能解決這些問題。

發(fā)明內(nèi)容