[發明專利]一種火電廠冷卻塔水蒸汽回收系統

在審

• 申請號: 202110324997.6
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN112902699A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 張衡;李兆豪;傅宏明;程超;陳海平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F28C1/14
• 分類號: F28C1/14;F28C1/08;F28F27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種火電廠冷卻塔水蒸汽回收系統。系統由內循環子系統和外循環子系統組成，內循環子系統用于回收水蒸汽，外循環子系統用于提供低溫冷卻介質。其中，內循環子系統的核心裝置是陶瓷膜組件。冷卻塔排出的高溫水蒸汽經過低溫陶瓷膜管時，在膜管外表面或膜孔中發生凝結，形成的凝結液在壓差、溫差、濃度差等驅動力的協同作用下，滲透進入陶瓷膜管內，實現水蒸汽的回收。

技術領域

本發明涉及一種火電廠冷卻塔水蒸汽回收系統，屬于節能技術領域。

背景技術

據統計，全國的燃煤電廠每年耗水量超過70億立方米，其中冷卻塔的耗水量占全廠耗水總量的六成以上，大量水分從冷卻塔蒸發，以水蒸汽的形式逸散到大氣中。

高溫水蒸汽與低溫陶瓷膜管相遇時，水蒸汽會在陶瓷膜管的表面或者膜孔中發生凝結，形成的凝結水在壓差、溫差、濃度差的協同作用下，滲透進入膜管內部，實現水分回收。目前，陶瓷膜組件已用于回收煙囪排煙中的水分。

發明內容

本發明設計一種火電廠冷卻塔水蒸汽回收系統，該系統由陶瓷膜組件、板式換熱器、蓄水箱、聯箱、水泵、閥門組成；系統包括內循環子系統和外循環子系統，內循環子系統用于回收水蒸汽，外循環子系統用于提供低溫冷卻介質；內、外循環子系統并聯聯結；內、外循環子系統的交集是板式換熱器。

陶瓷膜組件的法蘭孔板厚度不超過30毫米；法蘭孔板上開鑿若干個螺紋孔，螺紋孔的數量等于陶瓷膜管和支撐桿數量之和；螺紋孔的位置關于法蘭孔板的中心呈中心對稱排布；兩個螺紋孔之間的最小距離不得小于10毫米；螺紋孔的內徑比陶瓷膜管的外徑至少大3毫米，至多大6毫米。

陶瓷膜組件的水室由底座法蘭、水箱本體、接頭組成；底座法蘭、水箱本體、接頭采用焊接方式進行連接；底座法蘭與法蘭孔板長、寬尺寸保持一致，二者采用螺栓進行連接；接頭呈圓柱體，用于和水管或其他膜組件進行連接，接頭高度不小于80毫米。

陶瓷膜組件的水室內部設置了兩個將水室體積四等分的隔板，這種設計可以對冷卻水的流動發揮引導作用；在垂直風向隔板上開鑿圓孔，更加有利于在煙氣流動方向上水路流場的均勻分布。

陶瓷膜管是單通道親水性陶瓷膜管；陶瓷膜管長度不得小于700毫米，陶瓷膜管外徑不得大于15毫米；陶瓷膜管孔徑不得小于0.4納米，孔隙率在20%—60%范圍內（包含20%和60%）；陶瓷膜管可以承受至少1.0兆帕的壓力。

內循環子系統啟動時，將火電廠除鹽水注入蓄水箱（16）內，保證液位在蓄水箱（16）高度1/3至2/3之間；關閉聯箱（21）、（24）上的通大氣閥；關閉水泵（26）；開啟閥門（18）、（20）、（22）、（23）、（25）、（27）、（28）；檢查上述流程操作無誤后，開啟水泵（17）；待蓄水箱（16）水位不再下降轉而上升時，證明內循環子系統充滿冷卻水，保證了子系統管道內是處于真空狀態；確認內循環子系統管道內處于真空狀態之后，開啟水泵（26），之后迅速關閉閥門（27），最后開啟聯箱（21）、（24）上的通大氣閥，內循環子系統即進入正常工作狀態。

當環境溫度小于30攝氏度時，關閉外循環子系統的閥門（32），從冷水池引接的冷卻水即可滿足需求；當環境溫度大于等于30攝氏度時，開啟閥門（32），利用火電廠循環水補水（31）降低外循環子系統板式換熱器（19）的入口冷卻介質溫度；經過板式換熱器（19）后，外循環子系統的冷卻水溫度升高，排入火電廠循環水回水母管（35），內循環子系統的冷卻水溫度降低，回到蓄水箱（16），繼續循環流動；為減少外循環子系統發生故障的可能性，在板式換熱器（19）出入口之間設置旁路，并通過閥門（33）的開閉，控制旁路的工作狀態。

陶瓷膜組件所用鋼材選用304不銹鋼。

本發明的有益效果為：基于陶瓷膜組件的回收系統可以有效回收冷卻塔排出的水蒸汽，大大降低冷卻塔的水分耗散，實現火電廠水資源的節約利用。

附圖說明

圖1為：火電廠冷卻塔示意圖。