冷却机构与循环供水系统的制作方法

本发明涉及冷却水技术领域，特别是涉及一种冷却机构与循环供水系统。

背景技术：

传统的循环供水系统通常采用机械通风冷却塔设备，为电厂提供冷却水。然而，机械通风冷却塔设备不仅需运行电耗高，而且，由于机械通风冷却塔结构复杂，因此，会占用大量的土资源。此外，机械通风冷却塔在运行时，会对周围环境造成大量噪声。因此，这对于土地资源珍贵、噪音要求高的电厂来说，是一个亟需解决的课题。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种冷却机构与循环供水系统，它能够在满足冷却用水的要求下，有效解决维护成本大、占地面积大及噪音大问题。

其技术方案如下：

一种冷却机构，包括：第一溢流暗涵，所述第一溢流暗涵用于接收第一凝汽器排出的水；输送渠，所述第一溢流暗涵沿着所述输送渠长度方向延伸设置在所述输送渠的一侧，所述第一溢流暗涵用于将水溢流至所述输送渠内；及冷却池，所述冷却池与所述输送渠的输出端连通，所述冷却池的输入端用于接收所述输送渠排入的水，所述冷却池的输出端用于向所述第一凝汽器输送水。

上述的冷却机构，通过第一溢流暗涵接收第一凝汽器排出的水，待第一溢流暗涵装满后，再通过第一溢流暗涵将水溢流至输送渠内，在溢流过程中，由于水充分与大气接触，并进行热交换，因此，水得到迅速降温。进入输送渠后，通过输送渠将水输送至冷却池内，在冷却池内，水得到再次降温，使得水冷却至电厂所需温度，从而有利于电厂稳定运行。由于本冷却机构因地适宜，充分利用电厂周边沟渠及水池资源，因此，有效解决了机械通风冷却塔设备占地面积大问题，极大节约了土地资源。同时，本冷却机构只需对渠道进行清理维护即可，如此，降低了循环供水系统的维护成本。此外，本冷却机构通过第一溢流暗涵和冷却池共同对水实现纯天然、无污染方式降温，有利于电厂实现绿色生产。

在其中一个实施例中，冷却机构还包括第一虹吸结构，所述第一虹吸结构的输出端与所述第一溢流暗涵连通，所述第一虹吸结构的输入端用于与所述第一凝汽器连通。

在其中一个实施例中，冷却机构还包括第二溢流暗涵与第二虹吸结构，所述第二溢流暗涵沿着所述输送渠长度方向延伸设置在所述输送渠的另一侧，所述第二虹吸结构的输出端与所述第二溢流暗涵连通，所述第二虹吸结构的输入端用于与第二凝汽器连通。

在其中一个实施例中，冷却机构还包括第一排水管与第二排水管，所述第一虹吸结构的输入端通过所述第一排水管用于与所述第一凝汽器连通，所述第二虹吸结构的输入端通过所述第二排水管用于与所述第二凝汽器连通。

一种循环供水系统，包括第一凝汽器与以上所述的冷却机构，所述第一凝汽器的输入端与所述冷却池的输出端连通，所述第一凝汽器的输出端与所述第一溢流暗涵的输入端连通。

上述的循环供水系统，通过以上的冷却机构，使得水得到有效、稳定降温，从而使得电厂稳定运行。同时，由于本冷却机构充分利用电厂周边沟渠及水池资源，有效解决了机械通风冷却塔设备占地面积大问题，极大节约了土地资源。此外，本冷却机构通过第一溢流暗涵和冷却池共同对水实现纯天然、无污染方式降温，有利于电厂实现绿色生产。

在其中一个实施例中，循环供水系统还包括第一前池与第一引水管，所述第一前池与所述冷却池的输出端通过所述第一引水管连通，所述第一前池用于向所述第一凝汽器供水。

在其中一个实施例中，循环供水系统还包括第一循环水泵与第一进水管，所述第一循环水泵的输出端与所述第一凝汽器的输入端通过所述第一进水管连通，所述第一循环水泵用于将所述第一前池的水输送至所述第一凝汽器。

在其中一个实施例中，循环供水系统还包括第二凝汽器，所述冷却机构还包括第二溢流暗涵，所述第二凝汽器的输入端与所述冷却池的输出端连通，所述第二凝汽器的输出端与所述第二溢流暗涵的输入端连通。

在其中一个实施例中，循环供水系统还包括第二前池与第二引水管，所述第二前池与所述冷却池的输出端通过所述第二引水管连通，所述第二前池用于向所述第二凝汽器供水。

在其中一个实施例中，循环供水系统还包括第二循环水泵与第二进水管，所述第二循环水泵的输出端与所述第二凝汽器的输入端通过所述第二进水管连通，所述第二循环水泵用于将所述第二前池的水输送至所述第二凝汽器。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的循环供水系统结构示意图。

附图标记说明：

100、冷却机构，110、第一溢流暗涵，111、第一虹吸结构，112、第一排水管，120、输送渠，130、冷却池，140、第二溢流暗涵，141、第二虹吸结构，142、第二排水管，200、第一凝汽器，300、第一前池，310、第一引水管，320、第一平板闸门，400、第一循环水泵，410、第一进水管，500、第二凝汽器，600、第二前池，610、第二引水管，620、第二平板闸门，700、第二循环水泵，710、第二进水管，800、控制阀，810、水交换器，900、补充水管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

在一个实施例中，请参考图1，一种冷却机构100，包括：第一溢流暗涵110、输送渠120及冷却池130。第一溢流暗涵110用于接收第一凝汽器200排出的水，第一溢流暗涵110沿着输送渠120长度方向延伸设置在输送渠120的一侧，第一溢流暗涵110用于将水溢流至输送渠120内。冷却池130与输送渠120的输出端连通，冷却池130的输入端用于接收输送渠120排入的水，冷却池130的输出端用于向第一凝汽器200输送水。

上述的冷却机构100，通过第一溢流暗涵110接收第一凝汽器200排出的水，待第一溢流暗涵110装满后，再通过第一溢流暗涵110将水溢流至输送渠120内，在溢流过程中，由于水充分与大气接触，并进行热交换，因此，水得到迅速降温。进入输送渠120后，通过输送渠120将水输送至冷却池130内，在冷却池130内，水得到再次降温，使得水冷却至电厂所需温度，从而有利于电厂稳定运行。由于本冷却机构100因地适宜，充分利用电厂周边沟渠及水池资源，因此，有效解决了机械通风冷却塔设备占地面积大问题，极大节约了土地资源。同时，本冷却机构100只需对渠道进行清理维护即可，如此，降低了循环供水系统的维护成本。此外，本冷却机构100通过第一溢流暗涵110和冷却池130共同对水实现纯天然、无污染方式降温，有利于电厂实现绿色生产。其中，为了便于理解输送渠120的长度，以图1为例，输送渠120的长度为图1中l表示的距离。

进一步地，冷却机构100还包括第一虹吸结构111。第一虹吸结构111的输出端与第一溢流暗涵110连通，第一虹吸结构111的输入端用于与第一凝汽器200连通。如此，通过第一虹吸结构111，降低循环供水系统的几何供水高程，减小循环水泵功率，降低电能损耗，从而使得电厂实现节能减排目标。具体在本实施例中，第一虹吸结构111为虹吸井结构。

更进一步地，冷却机构100还包括第二溢流暗涵140与第二虹吸结构141。第二溢流暗涵140沿着输送渠120长度方向延伸设置在输送渠120的另一侧，第二虹吸结构141的输出端与第二溢流暗涵140连通，第二虹吸结构141的输入端用于与第二凝汽器500连通。由此可知，本实施例通过第一溢流暗涵110与第二溢流暗涵140分布在输送渠120两侧，使得第一溢流暗涵110与第二溢流暗涵140分别向输送渠120内溢流水，使得该两个暗涵与输送渠120之间形成两道“小瀑布”，从而使得水与大气充分接触，有利于加快水的降温速度。同时，本实施例采用两个暗涵，提高水的冷却效率，有利于满足电厂冷却用水要求。此外，采用第二虹吸结构141，同样降低循环供水系统的几何供水高程，减小循环水泵功率，降低电能损耗，从而使得电厂实现节能减排目标。具体在本实施例中，第二虹吸结构141为虹吸井结构。其中，为了便于理解输送渠120的长度，以图1为例，输送渠120的长度为图1中l表示的距离。

在一个实施例中，冷却机构100还包括第一排水管112与第二排水管142。第一虹吸结构111的输入端通过第一排水管112用于与第一凝汽器200连通。第二虹吸结构141的输入端通过第二排水管142用于与第二凝汽器500连通。由此可知，第一凝汽器200通过第一排水管112向第一虹吸结构111输送水，第二凝汽器500通过第二排水管142向第二虹吸结构141输送水，如此，使得水得到稳定输送，保证循环供水系统稳定运行。

在一个实施例中，请参考图1，一种循环供水系统，包括第一凝汽器200与以上任意实施例中的冷却机构100。第一凝汽器200的输入端与冷却池130的输出端连通，第一凝汽器200的输出端与第一溢流暗涵110的输入端连通。

上述的循环供水系统，通过以上的冷却机构100，使得水得到有效、稳定降温，从而使得电厂稳定运行。同时，由于本冷却机构100充分利用电厂周边沟渠及水池资源，有效解决了机械通风冷却塔设备占地面积大问题，极大节约了土地资源。此外，本冷却机构100通过第一溢流暗涵110和冷却池130共同对水实现纯天然、无污染方式降温，有利于电厂实现绿色生产。具体在本实施例中，第一凝汽器200上连通设有控制阀800，其中，控制阀800可为液压蝶阀、电动蝶阀等。

进一步地，循环供水系统还包括第一前池300与第一引水管310。第一前池300与冷却池130的输出端通过第一引水管310连通，第一前池300用于向第一凝汽器200供水。由此可知，通过第一引水管310使得冷却池130内的水稳定流入第一前池300内。本实施例在循环供水系统中设置第一前池300，其目的在于，一、调节冷却机构100中的流量，使得水得到一定缓冲；二、将冷却池130内的水均匀分配给各压力水管；三、便于沉淀水中的杂质，如：泥沙、碎石、金属物等，以减少设备的损耗。具体在本实施例中，第一前池300上还连通设有补充水管900，通过补充水管900，向第一前池300内额外补充循环水，以弥补循环供水系统中水的损失，从而使得循环供水系统持续、稳定运行。同时，第一前池300上设有第一平板闸门320，通过第一平板闸门320，有效控制进入第一前池300内的水量。

更进一步地，循环供水系统还包括第一循环水泵400与第一进水管410。第一循环水泵400的输出端与第一凝汽器200的输入端通过第一进水管410连通，第一循环水泵400用于将第一前池300的水输送至第一凝汽器200。由此可知，通过第一进水管410，使得第一循环水泵400稳定向第一凝汽器200供水。同时，本实施例通过第一循环水泵400使得水克服管道的阻力和高程差，使得水在循环供水系统中稳定流动，有利于使得循环供水系统稳定运行。具体在本实施例中，第一循环水泵400两端上分别连通设有控制阀800，其中，控制阀800可为液压蝶阀、电动蝶阀等。

在一个实施例中，循环供水系统还包括第二凝汽器500。冷却机构100还包括第二溢流暗涵140。第二凝汽器500的输入端与冷却池130的输出端连通，第二凝汽器500的输出端与第二溢流暗涵140的输入端连通。由此可知，本实施例通过第一凝汽器200与第二凝汽器500，使得循环供水系统的供水量加大，更加有利于满足电厂冷却用水需求。具体在本实施例中，第二凝汽器500上连通设有控制阀800，其中，控制阀800可为液压蝶阀、电动蝶阀等。同时，第一凝汽器200与第二凝汽器500上均连通设有水交换器810。

进一步地，循环供水系统还包括第二前池600与第二引水管610。第二前池600与冷却池130的输出端通过第二引水管610连通，第二前池600用于向第二凝汽器500供水。如此，通过第二引水管610使得冷却池130内的水稳定流入第二前池600内。同样，本实施例在循环供水系统中设置第二前池600，其目的在于，一、调节冷却机构100中的流量，使得水得到一定缓冲；二、将冷却池130内的水均匀分配给各压力水管；三、便于沉淀水中的杂质，如：泥沙、碎石、金属物等，以减少设备的损耗。具体在本实施例中，第二前池600上还连通设有补充水管900，通过补充水管900，向第二前池600内额外补充循环水，以弥补循环供水系统中水的损失，从而使得循环供水系统持续、稳定运行。同时，第二前池600上设有第二平板闸门620，通过第二平板闸门620，有效控制进入第二前池600内的水量。

更进一步地，循环供水系统还包括第二循环水泵700与第二进水管710。第二循环水泵700的输出端与第二凝汽器500的输入端通过第二进水管710连通，第二循环水泵700用于将第二前池600的水输送至第二凝汽器500。由此可知，通过第二进水管710，使得第二循环水泵700稳定向第二凝汽器500供水。

在一个实施例中，为了模拟出本循环供水系统的冷却能力，本实施例考虑到溢流暗涵配水沿程较为均匀，因此，采用二维数学模型计算溢流暗涵的冷却能力t1，同时，由于冷却池130水面冷却能力与水动力条件、几何条件以及太阳辐射等多种因素有关，因此，采用环境流体力学数学模型计算冷却池130的冷却能力t2。计算过程如下：

关于溢流暗涵的冷却能力计算控制方程如下：

在每个控制容积内，所有相的的和为1。所有变量及其属性的区域被各相共享并且代表了容积平均值(volume-averagedvalues)，只要每一相的容积比率在每一位置是可知的。这样，在任何给定单元内的变量及其属性或者纯粹代表了一相，或者代表了相的混合，这取决于容积比率值。在单元中，如果第q相流体的容积比率记为，那么：

αq＝0：第q相流体在单元中是空的。

αq＝1：第q相流体在单元中是充满的。

0＜αq＜1：单元中包含了第q相流体和一相或者其它多相流体的界面。

在边界条件中，输送渠120壁面采用不可滑移绝热wall边界；空气边界采用pressure-inlet边界(压力入口边界)；设定大气压和干球温度；凝汽器的温排水采用流速边界条件；设定配水流速和水温。通过对上述控制方程进行离散可获得温度场的流动规律，通过计算结果取值可得出排水溢流暗涵段的冷却能力t1。

关于冷却池130的冷却能力计算控制方程如下：

原始控制方程在空间上的离散方法采用基于单元中心的有限体积法(cellcenteredfinitevolumemethod)。整个计算域细分成互不重叠的单元。

由于水体温度和盐度变化引起对流场的影响，本实施例采用斜压模型模拟水动力。同时，考虑风对水面换热的影响，同时，采用太阳辐射热交换模型。通过计算，获得水库水面的流速温度场分布，并通过计算结果取值可得出冷却池130的冷却能力t2。

如此，通过以上计算，得出循环供水系统的总冷却能力t。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。