[發明專利]循環水地下冷卻裝置

有效

• 申請號: 201610327634.7
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN105806092B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 張富華;張旭;張鵬
• 申請（專利權）人: 張富華
• 主分類號: F28B9/06
• 分類號: F28B9/06;F28C1/00;F28F25/06
• 代理公司: 撫順宏達專利代理有限責任公司21102
• 代理人: 李壯男

一、技術領域

本發明涉及發電廠、化工廠、煉鋼廠等循環水冷卻裝置。

二、背景技術

現有發電廠、化工廠、煉鋼廠等循環水冷卻均采用冷卻塔。冷卻塔是發電廠生產發電過程中重要的傳質設備，其作用是通過熱質交換，將高溫水的熱量散入大氣中，將循環水的溫度降低。其冷卻水主要靠冷、熱兩股流體在塔內混合接觸，借助兩股液體間的水蒸汽分壓力差，使熱液體部分蒸發并自身冷卻。

雙曲線自然通風冷卻塔的組成可分為塔筒結構和淋水裝置兩大部分。塔筒結構包括冷卻塔蓄水池、斜支柱（冷卻塔進風口）通風筒等，淋水裝置包括配水管配水槽，噴濺裝置，淋水填料，除水器等。

冷卻塔能否完好的工作是滿負荷發電和安全發電的必要條件，只有冷卻塔有足夠的冷卻效果，向汽輪發電機組的凝汽器提供足夠冷卻水才能保證凝汽器的真空度，冷卻水的溫度愈低，等量蒸汽所作的功愈大，其有效利用率也就愈高。冷卻塔能否達到應有的效率是發電能否省煤、省電，節約能源，降低發電成本的一項重要條件。

循環水在冷卻塔中以傳熱和蒸發的兩種方式與被空氣熱交換，傳熱即直接將循環水的熱量傳遞給空氣，使其溫度升高，而蒸發是通過循環水向空氣中蒸發，使空氣溫度增大，稱為潛熱傳遞方式。由于空氣在冷卻塔中的溫度升高且蒸發飽和壓力隨溫度增高而增大，而冷卻塔出口即為飽和濕熱空氣，因此潛熱占總熱量傳遞的份額相當大。目前普遍采用的常規濕冷系統的冷卻塔在冷卻循環水的同時通過蒸發向空氣中排出大量的廢熱，這種換熱方式導致大量蒸發水量損失。循環水的冷卻溫度對企業經濟效益有很大的影響，冷卻塔的循環水冷卻方式增大了空氣中的排放。因而，現有地面上的循環水冷卻塔已不適應社會發展的需要，為實現節能減排，循環水冷卻應采用循環水地下冷卻裝置。

三、發明內容

本發明的目的是提供一種循環水地下冷卻裝置，用以降低循環冷卻水的溫度，提高發電機組的效率，減少濕熱蒸汽的排放。

本發明的技術方案：循環水地下冷卻裝置是在地下恒溫層建造一個晾水洞，晾水洞下部連接有蓄水池；在晾水洞內設置有主水管道，在主水管道上有多個分支水管，分支水管連接散熱裝置，主水管道與汽輪機組凝汽器出口的循環水管道相連，循環熱水在主水管道經分支水管、散熱裝置散熱后流入蓄水池；晾水洞在地面設有通風口，在晾水洞內有與進風口連接的通風管道，通風管道出口處有引風機；在地面上設置冷凝器，冷凝器的循環水出口管通入主水管道，晾水洞上面的排汽管道連接冷凝器，晾水洞內的濕熱蒸汽經過排汽管道進入冷凝器內，冷凝器的凝結水管通入晾水洞中，冷凝器的循環水進水口經管道連接到蓄水池，在管道上有循環水泵。

本發明采用地下晾水洞代替冷卻塔，利用自然界提供的冷資源，地下恒溫層四季溫度差變化小的條件，滿足循環水在冷卻過程所需要的源源不斷的低溫冷空氣，促使循環冷卻水的溫度保持在相對穩定和最有利的真空條件下運行，從根本上解決了冷卻塔的冷卻循環水的溫度隨自然溫度升高（降低）而升高（降低），濕熱蒸汽排向空中，造成水資源浪費的弊端。

本發明的地下恒溫層晾水洞，不受廠區內地理位置的限制，在一定深度內建造一條能滿足循環水冷卻總量需要的容積要求即可。

地下空氣降溫通風管道，是在晾水洞墻體兩側，水平向外延伸，管道連接與地面垂直的進風口，空氣由進風口進入通風管道內，再經過噴霧裝置依次將空氣冷卻后由引風機吸入到晾水洞內，為循環水冷卻提供充足的空氣量。

主水管道是汽輪機組凝汽器出口的循環水管道由凝汽器出口與廠外的晾水洞內的水管道相連，貫通晾水洞內上方，主水管道兩側分別裝有分支管道，分支管道有噴霧降溫和水膜降溫兩種方式，噴霧降溫是水霧顆粒與空氣直接接觸蒸發換熱，是將分支管路安裝噴霧嘴，但需要較高的壓力循環水泵，水膜降溫是分支管路采用1/2月牙管路向一側傾斜，水流出的正面有散熱片，循環水均勻流在散熱片上，由上而下，形成水膜，蒸發換熱達到降溫的目的。

排汽管道是循環水在蒸發換熱過程，產生的濕熱蒸汽，在晾水洞內經過排汽管道進入冷凝器內與冷凝器內的循環冷卻水管壁接觸時，因受到管內水流的冷卻，放出汽化潛熱凝結成水滴，潛熱通過管壁不斷的傳給循環冷卻水并被帶走，再進入主水管道，循環再冷卻，這樣濕熱蒸汽就通過冷凝器不斷的循環凝結成水，凝結水回流到蓄水池（凝汽器工作原理）。

蓄水池是將循環冷卻水匯集到一起，與循環水泵管道相連通過循環水泵提供給汽輪機出口凝汽器，做功帶走熱量后進入主水管道，再次循環蒸發、換熱。

本發明利用地下冷空氣資源，降低循環水溫度，提高發電機組熱效率，濕熱蒸汽實現零排放。