[發明專利]一種回收冷卻水水蒸氣的冷卻系統及方法

有效

• 申請號: 201410848969.4
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104632304A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 溫高;溫日輝
• 申請（專利權）人: 溫高
• 主分類號: F01D25/12
• 分類號: F01D25/12;F01D25/32;F01K11/02
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 劉洪勛;楊佳龍

技術領域

本發明屬于工業循環水冷卻技術領域，涉及濕式冷卻與干式冷卻技術，具體是一種回收冷卻水水蒸氣的冷卻系統及方法。

背景技術

當今工業用水主要是用于冷卻方面，又以汽輪機凝汽設備的冷卻為主，主要分為濕式冷卻（濕冷）、干式冷卻（空冷）、干濕聯合冷卻三類方式。

以江、河、湖、海、水庫的水作為冷卻水的為濕式開式冷卻（直流供水）方式，該方式對水源產生熱污染，水蒸發導致水資源枯竭，生態平衡易受到破壞。

采用濕式冷卻塔，冷卻水在凝汽器與冷卻塔之間進行循環的為濕式閉式冷卻方式，該方式冷卻水蒸發損失約占電廠耗水量的65%以上，過度耗水導致區域性水資源供需矛盾突出，甚至使生態環境遭到永久性破壞。

采用翅片管式散熱器，直接或間接用環境空氣冷凝汽輪機排汽的為空氣冷卻方式，該方式既具有節約濕冷電廠總耗水量65%以上的顯著節水效果的優點，又存在汽輪機背壓高，煤耗率高，冷卻效果受風（風溫、風速、風向）的影響大，高溫期易使機組出力不足的缺點。

國外的一些發電廠采用了干濕聯合（復合式）冷卻方式，該類方式型式多種多樣，但其共有的缺點是開放式的濕冷部分仍存在水的蒸發損失。

國民經濟發展用水需求導致江河、湖泊、水庫水資源日益枯竭，海水、苦咸水、灌溉排水、城市中水等劣質水凈化及循環水余熱利用要求日益迫切，具有汽輪機背壓低、煤耗率低、受自然環境因素影響小等優點的濕式冷卻方式的應用由于耗水量大等受到了限制?；為節約用水，采用空氣冷卻方式已成為發展趨勢，而空氣冷卻方式又需解決前述存在的諸多缺點；一些已建濕冷電廠也有改造為空氣冷卻方式的要求，但存在汽輪機改造或更換、凝汽設備系統更換，投資大、場地限制及前述空氣冷卻方式缺點等問題。目前還沒有一種既可保留濕式冷卻方式前述優點，又可克服空氣冷卻方式前述缺點，同時可全部回收冷卻水水蒸氣、使部分劣質冷卻水得到凈化利用的冷卻方式。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種回收冷卻水水蒸氣的冷卻系統及方法，是一種由負壓蒸發室將濕冷系統與直接空冷系統有機連接構成的回收冷卻水水蒸氣的冷卻系統及方法，具有做功乏汽冷凝、余熱利用、劣質水凈化、節能節水的效能。

?本發明提供一種回收冷卻水水蒸氣的冷卻系統及方法，目的是回收濕式冷卻方式循環冷卻水蒸發產生的全部水蒸氣，并且能夠避免濕式開式冷卻方式對水源產生熱污染、以及濕冷方式水蒸發導致的水資源枯竭問題；能夠解決空氣冷卻方式汽輪機背壓高、煤耗率高、冷卻效果受風的影響大、高溫期機組出力不足問題；解決干濕聯合（復合式）冷卻方式濕冷部分水蒸發損失問題；解決濕冷機組改造為空冷機組汽輪機、凝汽器改造技術難度大、工期長、投資大、場地限制等問題；同時能夠凈化與鍋爐蒸發量幾乎相等的劣質循環冷卻水，使循環水余熱得到一次再利用。

本發明所采用的技術方案：一種回收冷卻水水蒸氣的冷卻系統，包括采用冷卻循環水排除廢熱的工業熱交換器、負壓蒸發室和直接空冷系統，所述采用冷卻循環水排除廢熱的工業熱交換器的循環水進口接循環水泵，采用冷卻循環水排除廢熱的工業熱交換器的循環水出口采用管道連接負壓蒸發室；所述負壓蒸發室上部設有循環水進口，下部設有循環水出口，頂部設有與直接空冷系統相通的排汽管道，所述直接空冷系統設置有氣—汽熱交換冷卻單元組、冷凝水收集系統和抽真空系統。

進一步地，所述負壓蒸發室為密閉空間，其下部為水室，設有循環水出口；負壓蒸發室上部為蒸發腔，設有循環水進口，蒸發腔內設置與濕式冷卻塔功能相同的配水系統、淋水填料和除水器；負壓蒸發室頂部設有多根排汽管道與直接空冷系統的氣—汽熱交換冷卻單元組的配汽管道相連接。

進一步地，所述排汽管道內裝置有強化傳熱風機。可以進一步降低蒸發室內壓力，同時提高進入空冷系統翅片管散熱器的水蒸氣壓力，實現強化冷卻系統換熱效果的目的。

進一步地，所述采用冷卻循環水排除廢熱的工業熱交換器為表面式凝汽器。尤其適用于熱電廠汽輪機的排汽冷凝。

本發明提供一種回收冷卻水水蒸氣的冷卻方法，包括如下的步驟：

1)從冷卻水水源或負壓蒸發室泵送冷卻循環水到采用冷卻循環水排除廢熱的工業熱交換器；

2)離開工業熱交換器的冷卻循環水進入密閉的負壓蒸發室，通過蒸發冷卻后大部分冷卻循環水進入負壓蒸發室的水室，經由循環水出口排出；少部分冷卻循環水吸熱汽化為水蒸氣，通過負壓蒸發室頂部的多根排汽管道進入到直接空冷系統的各個氣—汽熱交換冷卻單元的翅片管散熱器；

3)經過空氣冷卻凝結后的冷凝水由直接空冷系統的冷凝水收集系統出口排出；