應(yīng)用于間接空冷機(jī)組冷端系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種應(yīng)用于間接空冷機(jī)組冷端系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，在間接空冷機(jī)組在環(huán)境溫度較高、機(jī)組高背壓運(yùn)行時(shí)，采用蒸發(fā)式冷卻器組分流冷卻凝汽器出口的部分循環(huán)冷卻水，降低進(jìn)入空冷塔的熱負(fù)荷，從而降低凝汽器入口的循環(huán)冷卻水溫度，降低機(jī)組運(yùn)行背壓，達(dá)到節(jié)能降耗、提高機(jī)組出力的目的。其關(guān)鍵技術(shù)是將凝汽器出口的部分循環(huán)冷卻水引入蒸發(fā)式冷卻器組進(jìn)行冷卻，減少進(jìn)入空冷塔熱負(fù)荷，降低凝汽器入口的循環(huán)冷卻水溫度，降低機(jī)組運(yùn)行背壓。
【專利說(shuō)明】
應(yīng)用于間接空冷機(jī)組冷端系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電站節(jié)能降耗領(lǐng)域，涉及一種間接空冷機(jī)組冷端系統(tǒng)，具體是一種應(yīng)用于間接空冷機(jī)組冷端系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]國(guó)內(nèi)空冷技術(shù)快速發(fā)展十余年，積累了大量的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。直接空冷機(jī)組受環(huán)境因素影響明顯(主要為環(huán)境溫度、環(huán)境大風(fēng)、熱風(fēng)回流等)，夏季高溫時(shí)段機(jī)組處于高背壓運(yùn)行，能耗高，出力受限。近年來(lái)，SCAL型間接空冷技術(shù)備受青睞，其以除鹽水為熱載體，將汽輪機(jī)排汽的熱負(fù)荷轉(zhuǎn)移到環(huán)境空氣，除鹽水量較大(以600MW等級(jí)機(jī)組為例，循環(huán)水流量設(shè)計(jì)值約在65000t/h左右)，受環(huán)境影響較為不明顯。但數(shù)年運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，部分間冷機(jī)組夏季高溫時(shí)段亦出現(xiàn)運(yùn)行背壓高，機(jī)組出力受限，能耗高的現(xiàn)象。
[0003]部分間冷機(jī)組設(shè)置了間冷塔散熱器噴霧系統(tǒng)，即高溫時(shí)段將溫度相對(duì)較低的霧化除鹽水噴在散熱器表面，利用水汽化吸熱降低散熱器進(jìn)水溫度;另外沒(méi)有汽化的水滴依靠空氣流動(dòng)攜帶進(jìn)入散熱器表面吸熱;從而提高散熱器換熱性能，降低機(jī)組運(yùn)行背壓。然而該系統(tǒng)降背壓效果有限，且存在如下缺點(diǎn):I)除鹽水浪費(fèi)大，冷卻水噴淋到大氣中不能回收，使機(jī)組耗水率增大，增加運(yùn)行成本;2)噴水后冷卻空氣濕度加大、散熱器翅片管表面濕度增加，使空氣中的灰塵更容易粘附在散熱器翅片管上，造成翅片管贓污程度加大，換熱效率下降。
[0004]旨在解決間冷機(jī)組夏季高溫時(shí)段運(yùn)行背壓高的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出采用蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)分流冷卻凝汽器出口的部分循環(huán)冷卻水，降低進(jìn)入空冷塔的熱負(fù)荷，從而降低凝汽器入口的循環(huán)冷卻水溫度，降低機(jī)組運(yùn)行背壓。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種應(yīng)用于間接空冷機(jī)組冷端系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)能更大的提高夏季高溫時(shí)段間冷機(jī)組冷端系統(tǒng)性能，降低機(jī)組運(yùn)行背壓，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]應(yīng)用于間接空冷機(jī)組冷端系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，包括表面式凝汽器，汽輪機(jī)的排汽經(jīng)表面式凝汽器冷凝后進(jìn)入凝結(jié)水栗;表面式凝汽器的出口循環(huán)冷卻水通過(guò)循環(huán)水栗后進(jìn)入空冷塔的散熱器進(jìn)行散熱;循環(huán)水栗的出口與空冷塔之間通過(guò)循環(huán)冷卻水升壓栗將循環(huán)冷卻水進(jìn)行分流，分流的循環(huán)冷卻水進(jìn)入蒸發(fā)式冷卻器中進(jìn)行冷卻，冷卻后的循環(huán)水與經(jīng)過(guò)空冷塔散熱的循環(huán)冷卻水匯合后，回流至表面式凝汽器。
[0008]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:
[0009]所述蒸發(fā)式冷卻器的水盤內(nèi)設(shè)置浮球閥，液面低于設(shè)定值時(shí)，浮球閥開(kāi)啟補(bǔ)充循環(huán)噴淋水。
[0010]所述表面式凝汽器與空冷塔之間的管道上，還連接有用于補(bǔ)充循環(huán)冷卻水的膨脹水箱。
[0011 ]所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸上連接發(fā)電機(jī)。
[0012]所述散熱器為全鋼制散熱器。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0014]為了維持循環(huán)冷卻水總流量不變，本實(shí)用新型將間冷機(jī)組凝汽器出口的部分循環(huán)冷卻水引入蒸發(fā)式冷卻器組進(jìn)行冷卻，其余的循環(huán)冷卻水進(jìn)入空冷塔冷卻，減少進(jìn)入空冷塔熱負(fù)荷，降低出塔的循環(huán)冷卻水溫度，與經(jīng)蒸發(fā)式冷卻器組冷卻后的循環(huán)冷卻水混合，從而降低進(jìn)入凝汽器的循環(huán)冷卻水溫度，降低運(yùn)行背壓相應(yīng)，達(dá)到節(jié)能降耗、提高機(jī)組出力的目的。本實(shí)用新型系統(tǒng)簡(jiǎn)單、占地面積小，集傳統(tǒng)的乏汽冷凝設(shè)備(如濕冷凝汽器)和循環(huán)水冷卻設(shè)備(如冷卻水塔、機(jī)力通風(fēng)冷卻塔)合二為一。且傳熱系數(shù)較大，換熱效果好，環(huán)境適應(yīng)性高。
[0015]進(jìn)一步的，蒸發(fā)式冷卻器具有占地面積小、集傳統(tǒng)的乏汽冷凝設(shè)備(如濕冷凝汽器)和循環(huán)水冷卻設(shè)備(如冷卻水塔、機(jī)力通風(fēng)冷卻塔)合二為一、單元模塊化程度高、水質(zhì)要求低、換熱系數(shù)較高、便于清洗和維護(hù)及環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。
【【附圖說(shuō)明】】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的整體系統(tǒng)示意圖。
[0017]其中:I為汽輪機(jī);2為發(fā)電機(jī);3為表面式凝汽器;4為膨脹水箱;5為循環(huán)水栗;6為散熱器;7為空冷塔;8為凝結(jié)水栗;9為循環(huán)冷卻水升壓栗;10為蒸發(fā)式冷卻器。
【【具體實(shí)施方式】】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0019]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型包括表面式凝汽器3，汽輪機(jī)I的排汽經(jīng)表面式凝汽器3冷凝后進(jìn)入凝結(jié)水栗8;汽輪機(jī)I轉(zhuǎn)軸上連接發(fā)電機(jī)2。表面式凝汽器3的出口循環(huán)冷卻水通過(guò)循環(huán)水栗5后進(jìn)入空冷塔7的散熱器6進(jìn)行散熱，散熱器6為全鋼制散熱器;循環(huán)水栗5的出口與空冷塔7之間通過(guò)循環(huán)冷卻水升壓栗9將循環(huán)冷卻水進(jìn)行分流，分流的循環(huán)冷卻水進(jìn)入蒸發(fā)式冷卻器10中進(jìn)行冷卻，冷卻后的循環(huán)冷卻水與經(jīng)過(guò)空冷塔散熱的循環(huán)冷卻水匯合后，回流至表面式凝汽器3。蒸發(fā)式冷卻器10的水盤內(nèi)設(shè)置浮球閥，液面低于設(shè)定值時(shí)，浮球閥開(kāi)啟補(bǔ)充循環(huán)噴淋水。表面式凝汽器3與空冷塔7之間的管道上，還連接有用于補(bǔ)充循環(huán)冷卻水的膨脹水箱4。
[0020]蒸發(fā)式冷卻器10主要由換熱器(管束式或板片式)、軸流風(fēng)機(jī)、循環(huán)水栗、填料塔等組成。頂部右上側(cè)的軸流風(fēng)機(jī)處于負(fù)壓狀態(tài)工作；左下側(cè)為空氣對(duì)流腔。左上側(cè)是換熱器，其頂上部裝有循環(huán)噴淋水分配系統(tǒng)，左下側(cè)為高效填料塔，循環(huán)水栗置于進(jìn)風(fēng)口外側(cè)，設(shè)備底部為循環(huán)噴淋水池。左右兩室中間裝有除水器，工作時(shí)能有效地實(shí)現(xiàn)氣液兩相的分離并控制飄水率。
[0021]為充分利用機(jī)組原有循環(huán)水栗5揚(yáng)程，從循環(huán)水栗5出口之后到進(jìn)空冷塔7的散熱器6母管之前進(jìn)行分流。考慮到克服蒸發(fā)式冷卻器10內(nèi)流動(dòng)阻力，需設(shè)置循環(huán)冷卻水升壓栗9。分流的部分凝汽器3出口的循環(huán)冷卻水經(jīng)循環(huán)冷卻水升壓栗9打壓后經(jīng)配水管道導(dǎo)入各蒸發(fā)式冷卻器10進(jìn)水集管，在換熱器管束或板片內(nèi)均勻分布;循環(huán)噴淋水由循環(huán)水栗打入噴淋水管進(jìn)行噴淋布液，在換熱外表面形成一層很薄的均勻水膜;軸流風(fēng)機(jī)引風(fēng)形成的空氣自下而上與循環(huán)噴淋水形成逆流或者橫向流，從而形成交叉流動(dòng)，使得換熱器外液膜與換熱器內(nèi)熱水得以充分換熱，不斷蒸發(fā)為水蒸汽，被快速流動(dòng)的空氣流帶走，未蒸發(fā)的循環(huán)噴淋水流過(guò)填料時(shí)被側(cè)面新風(fēng)再次冷卻，滴落在下部的集水盤內(nèi)，供水栗循環(huán)使用。冷卻后的循環(huán)冷卻水匯流至凝汽器3入口的循環(huán)冷卻水母管，與出空冷塔7的循環(huán)冷卻水混合。蒸發(fā)式冷卻器水盤內(nèi)設(shè)置浮球閥，當(dāng)水分不斷蒸發(fā)消耗，浮球閥就自動(dòng)打開(kāi)，循環(huán)補(bǔ)充噴淋水至正常水位。
[0022]以某600MW等級(jí)超臨界SCAL型間接空冷機(jī)組為例，夏季TRL設(shè)計(jì)工況，環(huán)境溫度32.5 °C，設(shè)計(jì)背壓30kPa，循環(huán)冷卻水設(shè)計(jì)流量64470t/h，循環(huán)冷卻水出口溫度63.95 °C，入口 52.8°C。采用分流12000t/h的凝汽器出口循環(huán)熱水至蒸發(fā)式冷卻器組冷卻，其余進(jìn)入主機(jī)空冷塔冷卻，最終進(jìn)入凝汽器的循環(huán)冷卻水溫度為46.6°C，機(jī)組背壓為22.58kPa，背壓下降7.42kPa，效果相當(dāng)明顯。
[0023]本實(shí)用新型根據(jù)分流的凝汽器出口循環(huán)冷卻水量進(jìn)行蒸發(fā)式冷卻器單元有機(jī)組合，其工作介質(zhì)循環(huán)噴淋水經(jīng)噴淋水管均勻地噴淋在換熱表面(換熱器可為管束式或板片式)，并使之形成一層很薄的均勻水膜。分流的部分凝汽器出口的循環(huán)熱水從上部集管進(jìn)入板片或管束內(nèi)。循環(huán)熱水將熱量以對(duì)流換熱及導(dǎo)熱方式傳遞給板片外或管束外水膜，并通過(guò)軸流風(fēng)機(jī)的強(qiáng)勁引風(fēng)下，強(qiáng)化了空氣流動(dòng)，促進(jìn)表面水膜的蒸發(fā)，強(qiáng)化了循環(huán)熱水的放熱。冷卻后的循環(huán)冷卻水從底部集管流出。部分循環(huán)噴淋水因吸熱汽化變成水蒸氣被軸流風(fēng)機(jī)引走排入大氣，沒(méi)有蒸發(fā)的循環(huán)噴淋水流過(guò)填料時(shí)被側(cè)面新風(fēng)再次冷卻，滴落在下部的集水盤內(nèi)，供水栗循環(huán)使用。隨著循環(huán)噴淋水的不斷蒸發(fā)，定期對(duì)蒸發(fā)式冷卻器組進(jìn)行噴淋水補(bǔ)水。
[0024]以上內(nèi)容僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.應(yīng)用于間接空冷機(jī)組冷端系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括表面式凝汽器(3)，汽輪機(jī)(I)的排汽經(jīng)表面式凝汽器(3)冷凝后進(jìn)入凝結(jié)水栗(8);表面式凝汽器(3)的出口循環(huán)冷卻水通過(guò)循環(huán)水栗(5)后進(jìn)入空冷塔(7)的散熱器(6)進(jìn)行散熱;循環(huán)水栗(5)的出口與空冷塔(7)之間通過(guò)循環(huán)冷卻水升壓栗(9)將循環(huán)冷卻水進(jìn)行分流，分流的循環(huán)冷卻水進(jìn)入蒸發(fā)式冷卻器(1)中進(jìn)行冷卻，冷卻后的循環(huán)冷卻水與經(jīng)過(guò)空冷塔散熱的循環(huán)冷卻水匯合后，回流至表面式凝汽器(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于間接空冷機(jī)組冷端系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)式冷卻器(10)的水盤內(nèi)設(shè)置浮球閥，液面低于設(shè)定值時(shí)，浮球閥開(kāi)啟補(bǔ)充循環(huán)噴淋水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于間接空冷機(jī)組冷端系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述表面式凝汽器(3)與空冷塔(7)之間的管道上，還連接有用于補(bǔ)充循環(huán)冷卻水的膨脹水箱⑷。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于間接空冷機(jī)組冷端系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪機(jī)(I)轉(zhuǎn)軸上連接發(fā)電機(jī)(2)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于間接空冷機(jī)組冷端系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述散熱器(6)為全鋼制散熱器。
【文檔編號(hào)】F01D15/10GK205448741SQ201620245422
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】呂凱, 陳勝利, 萬(wàn)超, 李高潮, 荊濤, 馬汀山, 鄧佳
【申請(qǐng)人】西安熱工研究院有限公司, 華能集團(tuán)技術(shù)創(chuàng)新中心