一种直接空冷凝汽器降温系统的制作方法
【专利摘要】一种直接空冷凝汽器降温系统，其包括：主排汽管，汽轮机排出的蒸汽流入主排汽管；上升管，上升管与主排汽管连通，竖直向上，蒸汽由主排汽管进入上升管向上流动；水平分配管，水平分配管一端与上升管连通，蒸汽由上升管进入水平分配管，水平分配管另一端下部与空冷器管束连通；空冷器管束，空冷器管束上端与水平分配管连通；凝结水集水管，经过空冷器管束冷却的水进入凝结水集水管；该系统设置有凝结水循环系统和喷淋设备，凝结水通过循环系统进入喷淋设备，喷淋设备设置在水平分配管内。采用本发明的冷却装置，可以有效降低汽轮机背压，可以有效提高系统的真空度，可以有效提高汽轮机的工作效率，还可以节约耗水量。
【专利说明】一种直接空冷凝汽器降温系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种直接空冷凝汽器降温系统，特别涉及一种在火力发电厂用于汽轮 机的直接空冷凝汽器降温系统。
【背景技术】
[0002] 随着全球水资源危机的日益加剧，空冷发电技术应运而生，并在近年来得到迅速 发展。火电厂是水资源消耗大户，其耗水量占工业总耗水量的20%左右。我国华北、西北、 东北地区是煤炭主产地，但是水资源严重短缺，成为电力发展、经济建设的制约因素。
[0003] 与常规的湿式冷却技术相比，空冷技术最大的优点是节水，采用空冷机组可使发 电厂用水减少80 %，甚至高达85 %。
[0004] 直接空冷是以空气代替水作为冷却介质对汽轮机排气进行冷却，用空冷凝汽器代 替传统的水冷凝汽器。由于直接空冷系统是直接利用干空气进行冷却，因此，直接空冷机组 的冷却能力取决于进入空冷器的空气温度，在夏季，空气温度较高，这将导致空冷器冷却能 力下降，造成机组的真空度降低，背压升高，机组的实际出力低于设计出力，降低了机组的 经济性和安全性。因此，直接空冷机组在夏季高温时段出力下降，不能满负荷运行是我国空 冷机组的一个普遍问题。
[0005] 目前解决直接空冷系统夏季负荷受限问题的技术有两类：一类是不对原有的空冷 系统进行改造，新增一套尖峰冷却装置分担空冷负荷；另一类是通过加装冷却装置提高空 冷系统在高温环境下的换热性能。
[0006] 通过另建一套尖峰冷却装置分担空冷负荷的方法，是将机组排汽系统中抽取部分 比例的蒸汽排入增设的尖峰冷却系统中。该系统在夏季高温时段的投入使用，可以有效补 偿空冷系统冷却能力的不足，解决负荷受限的问题。新增的冷却系统通常采用湿冷装置，从 而形成干湿联合冷却的方式。这种方法目前应用极少，主要原因是成本太高，不仅需要高昂 的初始投资成本，而且运行成本也非常高。
[0007] 通过加装冷却装置提高空冷系统在高温环境下换热特性的方法，目前有蒸发冷却 和喷雾冷却两种方法。蒸发冷却的原理是将雾化的除盐水直接喷在换热器表面，利用水气 化吸热降低换热器表面温度，从而增强换热器的换热效果；喷雾冷却的原理是将雾化的除 盐水喷在冷却风机的出口或入口，利用水气化吸热降低换热器周围空气的温度，没有气化 的水滴依靠空气流动携带进入空冷器表面吸热，从而提高空冷器换热性能，达到降低机组 背压的目的。这两种冷却方法的最大区别是除盐水的用量，喷雾冷却除盐水的耗用量一般 是蒸发冷却的好几倍。但是这两种方法均存在下述缺点：1)浪费除盐水，冷却水喷淋到大 气中，不能回收，使得机组耗水量增大，增加运行成本；2)喷水后冷却空气湿度加大，散热 器翅片管表面湿度加大，空气中的灰尘更容易粘附在散热器翅片管上，造成翅片管容易脏 污，降低换热效率；3)在实际应用中，如果喷雾器安装位置或喷淋系统设计不合理而达不 到喷淋效果，将导致喷淋系统耗水量过大，甚至比同等条件下湿冷机组的耗水量还多，并在 空冷岛下方形成"雨区"。
[0008] 为了克服上述缺点，CN102564157B公开了一种直接空冷系统节能冷却装置，其特 点是喷淋冷却过程是在蒸汽管道内进行，而不是传统的在空冷凝汽器上或者周围空气中进 行。其技术方案详见图1。
[0009] CN102564157B公开的直接空冷系统节能冷却装置，在汽轮机低压缸（10)的排汽 管上升管道（12)即空冷凝汽器进汽管道上加装有与除盐水箱（17)的除盐水相连通的喷水 装置。该发明的空冷系统在环境温度较高、机组高背压条件下运行时，直接对空冷凝汽器的 进汽进行冷却，可以降低机组背压，达到节能降耗、提高机组出力的目的。该技术是通过在 汽轮机排汽管上升管道内加装雾化喷水装置，将除盐水雾化引入空冷凝汽器的进汽中，从 而降低空冷凝汽器的热负荷，提高机组运行的真空度。
[0010] CN102564157B公开的直接空冷系统节能冷却装置由于采用在排汽管内喷淋，就克 服了现有的通过加装冷却装置提高空冷系统在高温环境下换热特性的方法所存在的缺点。
【发明内容】
[0011] 但是，本发明人在实践中发现，该技术存在一个明显的缺点，因为该装置是在汽轮 机排汽上升管道内进行喷雾冷却，而上升管道是汽轮机的主排汽管道，这将增大主排汽管 道内的蒸汽量和乏汽的流动阻力，从而增加汽轮机的排气阻力，导致汽轮机效率降低。
[0012] 为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种直接空冷凝汽器降温系统， 其特征在于，其包括：
[0013] 主排汽管，汽轮机排出的蒸汽流入主排汽管；
[0014] 上升管，上升管与主排汽管连通，坚直向上，蒸汽由主排汽管进入上升管向上流 动；
[0015] 水平分配管，水平分配管一端与上升管连通，蒸汽由上升管进入水平分配管，水平 分配管另一端下部与空冷器管束连通；
[0016] 空冷器管束，空冷器管束上端与水平分配管连通；以及
[0017] 凝结水集水管，经过空冷器管束冷却的水进入凝结水集水管；
[0018] 其中，该系统设置有凝结水循环系统和喷淋设备，凝结水通过循环系统进入喷淋 设备，喷淋设备设置在水平分配管内。
[0019] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，该系统还包括热井，凝结水从凝结水集水 管流入热井，再由热井进入凝结水循环系统。
[0020] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，其中的凝结水循环系统包括：
[0021] 凝结水泵，凝结水精处理装置，隔断阀，流量计，过滤器，流量调节阀，冷却器及管 道，热井里的凝结水经由凝结水泵加压后进入凝结水精处理装置，升压后的凝结水经由隔 断阀，流量计，过滤器，流量调节阀进入冷却器，冷却后的凝结水通过管道进入喷淋设备。
[0022] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，其中的凝结水循环系统包括：
[0023] 凝结水泵，隔断阀，流量计，过滤器，流量调节阀，冷却器及管道，凝结水集水管收 集的凝结水直接经由凝结水泵加压后经由隔断阀，流量计，过滤器，流量调节阀进入冷却 器，冷却后的凝结水通过管道进入喷淋设备。
[0024] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，该系统还包括一个除盐水箱，在凝结水量 不足时，除盐水箱向凝结水循环系统内供给需要量的除盐水。
[0025] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备包括布水管和喷头，布水 管设置在水平分配管内部，用于分配冷却水并连接喷头，喷头用于将冷却水雾化。
[0026] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备是涵道形喷淋设备，包括 布水管和设于其上的多个喷头，所述多个喷头排列成纺锤形或者锥形，布水管安装在水平 分配管内，以此形成涵道形的雾化冷却段。
[0027] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备是环形喷淋管。
[0028] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备是垂直坚直喷淋管，在布 水管上设置有多个坚直向下的喷头。
[0029] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备是水平喷淋管，在布水管 上设置有水平方向的喷头。
[0030] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备设置在空冷器管束前。
[0031] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备设置在空冷器管束垂直正 上方。
[0032] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备设置在空冷器管束入口 处。
[0033] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，其中，可以有多组喷淋设备。
[0034] 优选地，上述直接空冷凝汽器降温系统，其中，在喷淋设备的入口处设置有喷水控 制阀。在本发明中，这样设置可以有效保护控制阀电气元件而避免将其设于喷淋设备内部 引起受潮，从而有利于系统真空严密性。由于在不同位置设置有多种喷水降温，通过加装的 管道将冷却后的凝结水通到水平分配管内部的不同位置进行喷雾降温冷却。
[0035] 优选地，上述节能冷却装置，其中，喷淋设备中，在布水管和喷头之间还装设有导 管，通过导管将喷头连接于布水管上。
[0036] 采用本发明的降温系统，夏季使用可以有效加快汽轮机乏汽冷凝过程，提高系统 的真空度，降低汽轮机背压，降低汽轮机排气温度，有效提高汽轮机的工作效率，减少进入 直接空冷系统的热负荷。
【专利附图】
【附图说明】
[0037] 图1是现有技术CN102564157B公开的直接空冷系统节能冷却装置的示意图。
[0038] 图2a是实施例1的直接空冷凝汽器降温系统整体结构示意图；
[0039] 图2b是图2a的直接空冷凝汽器降温系统中与水平分配管连接的空冷器管束的侧 视放大图；
[0040] 图2c是图2a的直接空冷凝汽器降温系统中喷淋设备的侧视放大图；
[0041] 图2d是图2a的直接空冷凝汽器降温系统中喷淋设备的布水管上设置的导管和喷 头的放大图。
[0042] 图3a是实施例2的直接空冷凝汽器降温系统示意图；
[0043] 图3b是图3a的直接空冷凝汽器降温系统中与水平分配管连接的空冷器管束的侧 视放大图；
[0044] 图3c是图3a的直接空冷凝汽器降温系统中喷淋设备的侧视放大图；
[0045] 图3d是图3a的直接空冷凝汽器降温系统中喷淋设备的布水管上设置的导管和喷 头的放大图。
[0046] 图4a是实施例4的直接空冷凝汽器降温系统整体结构示意图；
[0047] 图4b是图4a的直接空冷凝汽器降温系统的喷淋设备的侧视放大图；
[0048] 图4c是图4a的直接空冷凝汽器降温系统的与水平分配管连接的空冷器管束的侧 视放大图。
[0049] 图5a是是实施例5的直接空冷凝汽器降温系统整体结构示意图；
[0050] 图5b是图5a的直接空冷凝汽器降温系统中喷淋设备的放大图。
[0051] 图6a是实施例6的直接空冷凝汽器降温系统整体结构示意图；
[0052] 图6b是图6a的直接空冷凝汽器降温系统与水平分配管连接的空冷器管束的侧视 放大图；
[0053] 图6c是图6a的直接空冷凝汽器降温系统的喷淋设备的局部放大结构示意图。
[0054] 图7a是实施例7的直接空冷凝汽器降温系统整体结构示意图；
[0055] 图7b是图7a的直接空冷凝汽器降温系统中与水平分配管连接的空冷器管束的侧 视放大图；
[0056] 图7c是图7a的直接空冷凝汽器降温系统喷淋设备的局部放大示意图。
[0057] 图8a是实施例8的直接空冷凝汽器降温系统整体结构示意图；
[0058] 图8b是图8a的节能冷却装置中水平分配管和喷淋设备的局部放大图。
【具体实施方式】
[0059] 汽轮机将蒸汽的热能转换为机械能，是火电和核电的主要设备之一，用于拖动发 电机发电。就凝汽式汽轮机而言，从锅炉产生的新蒸汽经由主阀门进入高压缸，再进入中压 缸，再进入低压缸，最终进入凝汽器。蒸汽的热能在汽轮机内消耗，变为蒸汽的动能，然后推 动装有叶片的汽轮机转子，最终转化为机械能。背压其实叫汽轮机出口排汽压力，大家俗 称背压。是指做完功以后的蒸汽还具有的一定压力。背压越低，汽轮机入口蒸汽压力与出 口排汽压力的差值越大，越有利于将蒸汽的热能转化为机械能，发电效率越高。
[0060] 用空冷凝汽器代替传统的水冷凝汽器，可以节约耗水量，但是在夏季由于空气温 度较高，对蒸汽的冷却效果变差，就需要加装冷却装置，大部分冷却装置都是在管外进行喷 淋，这就导致了如下问题：1)浪费除盐水，冷却水喷淋到大气中，不能回收，使得机组耗水 量增大,增加运行成本；2)喷水后冷却空气湿度加大，散热器翅片管表面湿度加大，空气中 的灰尘更容易粘附在散热器翅片管上，造成翅片管容易脏污，降低换热效率；3)在实际应 用中，如果喷雾器安装位置或喷淋系统设计不合理而达不到喷淋效果，将导致喷淋系统耗 水量过大，甚至比同等条件下湿冷机组的耗水量还多，并在空冷岛下方形成"雨区"。
[0061] 为了解决这些问题，CN102564157B提出了在管内喷淋的概念，就是在汽轮机排汽 上升管道内进行喷雾冷却，通过这样的技术措施，CN102564157B解决了管外喷淋造成的问 题。但是，由于上升管道是汽轮机的主排汽管道，这就增大了主排汽管道内的蒸汽量和乏汽 的流动阻力，从而增加汽轮机的排气阻力，导致汽轮机效率降低。
[0062] 本发明人针对这一问题，经过长期研究和大量实践，发现如果在乏汽进入凝汽器 的水平管道内进行喷淋，则既可以解决管外喷淋造成的问题，又可以解决在上升管道内喷 淋造成的乏汽流动阻力增大从而导致汽轮机排气阻力增加导致汽轮机效率降低的问题。在 此基础上，本发明人完成了本发明。本发明人还发现，冷却用的除盐水如果再经过冷却器冷 却后在水平分配管内进行喷雾，效果更好，能够显著降低用水量，本发明人还发现，通过将 蒸汽冷凝的凝结水在整个系统内循环使用作为喷淋用水，可以大量节约除盐水的用量。
[0063] 下面通过具体实施例阐释本发明，应当理解的是，本发明的保护范围不局限于所 给出的实施例，所有符合本发明精神的变形或变体均属于本发明的保护范围。
[0064] 实施例1
[0065] 参见图2a、图2b、图2c和图2d，其是一种直接空冷凝汽器降温系统，如图2a所示， 其是一种直接空冷凝汽器降温系统，其包括：
[0066] 主排汽管3,汽轮机排出的蒸汽流入主排汽管3 ;
[0067] 上升管4,上升管与主排汽管3连通，坚直向上，蒸汽由主排汽管3进入上升管4向 上流动；
[0068] 水平分配管5,水平分配管5 -端与上升管4连通，蒸汽由上升管4进入水平分配 管5,水平分配管5另一端下部与空冷器管束6连通；
[0069] 空冷器管束6,空冷器管束上端与水平分配管5连通；以及
[0070] 凝结水集水管7,经过空冷器管束冷却的水进入凝结水集水管7 ;
[0071] 其中，该系统设置有凝结水循环系统和喷淋设备，凝结水通过循环系统进入喷淋 设备，喷淋设备设置在水平分配管内。
[0072] 喷淋设备包括喷水管接头18、布水管19、导管20、喷头21，另外还在喷淋设备外部 设置有用于控制水量的喷水控制阀17。
[0073] 图2b是与水平分配管5连接的空冷器管束6的侧视图，其中直接空冷凝汽器呈A 字形布置，其结构是电站常用的常规结构，由该侧视图可以看到喷水管接头18、布水管19、 以及导管20和喷头21在水平分配管5内；图2c是图2a中喷淋设备设置在水平分配管5 内部的圆环形布水管19的的侧视放大图，由2c可以看出，喷水管接头18插入水平分配管5 内连接布水管19和设有喷水控制阀17的管路，导管20将进入布水管19内的冷凝结水或 其他冷却介质如除盐水导入到喷头21内；图2d是设置于布水管19上的导管20和喷头21 的放大图。
[0074] 其工作流程如下：汽轮机1排汽进入排汽装置2内，经过主排汽管3、上升管4、水 平分配管5,在水平分配管5内部，经过分配，蒸汽进入到空冷器管束6中，冷凝后进入凝结 水集水管7,经凝结水回水管8流回到热井9中，通过凝结水泵10升压后进入凝结水精处理 装置11，升压后的凝结水从凝结水精处理装置11通过流量计12 (监视和统计凝结水减温水 量，以便控制和监视）、隔离阀13、过滤器14(滤除凝结水中的杂物，以防堵塞喷头21)、流 量调节阀15 (控制凝结水量），进入冷却器16 (也可以根据需要，不经由流量调节阀15直 接进入冷却器16)，以降低凝结水的温度，从而提高冷却效果，减少喷入系统内的水量而减 少带入系统内的蒸汽量，即相当于承担一部分直接空冷器的热负荷。经由冷却器16冷却后 的高压低温凝结水通过喷水控制阀17 (其为1组或1组以上，本实施例中设为2组，控制装 设在水平分配管5内某一个段或某一组的喷水开关）、喷水管接头18 (装设在水平分配管5 上，其一端连接布水管19,另一端连接水平分配管5外部的设有喷水控制阀17的管路，在不 使用降温系统的季节，可以将其封堵，运行或维护检修时，方便打开和使用）、布水管19 (装 设固定在水平分配管5内，用来提供分配凝结水并可以支撑稳固导管20和喷头21)、导管 20 (用来连接固定喷头21的水管），经喷头21雾化后迅速喷出，布水管19呈圆环形，多个 喷头围绕该布水管圆环的圆周而设计于布水管（该布水管可以设有多个，在该实施例中设 有2个布水管）之上，喷雾方式是环形旋流喷雾，水滴喷入到水平分配管5内遇到汽轮机的 乏汽，高压低温的水滴在温度高压力低的环境下会迅速蒸发，降低乏汽的温度，从而达到降 低乏汽温度、使之冷却的目的。
[0075] 其中，前述隔离阀设有多个于冷却管道上，这里冷却器16也可以用换热器，可以 为冷水机组或者换热器和热泵组合的部件，只要能够起到冷却作用的常规部件或机组均可 以在这里使用，其中冷却手段即冷源可以采用辅机循环冷却水，也可以采用小型蒸发冷却 器，也可以采用冷水机组，也可以不冷却，而直接进入系统喷雾。
[0076] 实施例2
[0077] 参见图3a、图3b、图3c和图3d，其是一种直接空冷凝汽器降温系统，如图3a所示， 其是一种直接空冷凝汽器降温系统，其包括：
[0078] 主排汽管，汽轮机排出的蒸汽流入主排汽管；
[0079] 上升管，上升管与主排汽管连通，坚直向上，蒸汽由主排汽管进入上升管向上流 动；
[0080] 水平分配管，水平分配管一端与上升管连通，蒸汽由上升管进入水平分配管，水平 分配管另一端下部与空冷器管束连通；
[0081] 空冷器管束，空冷器管束上端与水平分配管连通；以及
[0082] 凝结水集水管，经过空冷器管束冷却的水进入凝结水集水管；
[0083] 其中，该系统设置有凝结水循环系统和喷淋设备，凝结水通过循环系统进入喷淋 设备，喷淋设备设置在水平分配管内。
[0084] 喷淋设备包括喷水管接头18、布水管19、导管20、喷头21，另外还在喷淋设备外部 设置有用于控制水量的喷水控制阀17。
[0085] 图3b是与水平分配管5连接的空冷器管束6的侧视图，其中直接空冷凝汽器呈A 字形布置，其结构是电站常用的常规结构，由该侧视图可以看到喷水管接头18、布水管19、 以及导管20和喷头21在水平分配管5内；图3c是图2a中喷淋设备设置在水平分配管5 内部的圆环形布水管19的的侧视放大图，由该图可以看出，喷水管接头18插入水平分配管 5内连接布水管19和设有喷水控制阀17的管路，导管20将进入布水管19内的冷凝结水或 其他冷却介质如除盐水导入到喷头21内；图3d是设置于布水管19上的导管20和喷头21 的放大图。
[0086] 其工作流程如下：汽轮机1排汽进入排汽装置2内，经过主排汽管3、上升管4、水 平分配管5,在水平分配管5内部，经过分配，蒸汽进入到空冷器管束6中，冷凝后进入凝结 水集水管7,经凝结水回水管8直接通过凝结水泵10升压，升压后的凝结水通过流量计12、 隔离阀13、过滤器14、流量调节阀15,进入冷却器16,冷却后的高压低温凝结水通过喷水控 制阀17 (设为2组）、喷水管接头18 (装设在水平分配管5上，其一端连接布水管19,另一 端连接水平分配管5外部的设有喷水控制阀17的管路，在不使用降温系统的季节，可以将 其封堵，运行或维护检修时，方便打开和使用）、布水管19、导管20,经喷嘴21雾化后迅速 喷出，布水管19呈圆环形，多个喷头围绕该布水管圆环的圆周而设计于布水管（该布水管 可以设有多个，在该实施例中设有2个布水管）之上，喷雾方式是环形旋流喷雾，水滴喷入 到水平分配管5内遇到汽轮机的乏汽，高压低温的水滴在温度高压力低的环境下会迅速蒸 发，降低乏汽的温度，从而达到降低乏汽温度、使之冷却的目的。
[0087] 实施例3
[0088] 参见图2a-图2d和图3a_3d，实施例3的直接空冷凝汽器降温系统与实施例1或 2的直接空冷凝汽器降温系统大致相同，不同之处是还包括一个除盐水箱A，除盐水箱A通 过隔离阀与流量计12相连，在凝结水量不足时，除盐水箱A里的除盐水补入凝结水循环系 统。
[0089] 实施例4
[0090] 参见图4a_图4c，图4a是实施例4的直接空冷凝汽器降温系统的整体结构示意 图，图4b是图4a的直接空冷凝汽器降温系统的喷淋设备的侧视放大图，图4c是图4a的直 接空冷凝汽器降温系统中与水平分配管5连接的空冷器管束的侧视放大图。，由图4a_图4c 可以看出，实施例4的直接空冷凝汽器降温系统与实施例1的直接空冷凝汽器降温系统大 致相同，不同之处在于，喷水控制阀17设为1组，布水管19是涵道形，多个喷头设于其上排 列成纺锤形或者锥形，从而形成涵道形的雾化冷却段，在喷头21的作用下，形成剧烈的涡 流旋流，加速降温冷却。另外，还包括一个除盐水箱A，除盐水箱A通过隔离阀与流量计12 相连，在凝结水量不足时，除盐水箱里的除盐水补入凝结水循环系统。另外，也可以如实施 例2和图3a那样，直接将凝结水回水管8出来的凝结水通过凝结水泵10升压后，通过流量 计12、隔离阀13、过滤器14、流量调节阀15,进入冷却器16,而不经过实施例1所示的热井 9和凝结水精处理装置11。
[0091] 实施例5
[0092] 参见图5a和图5b，其是实施例5的直接空冷凝汽器降温系统。其中，图5a是实施 例3的直接空冷凝汽器降温系统的整体结构示意图，图5b是图5a的直接空冷凝汽器降温 系统中喷淋设备的放大图。由图5a-图5b可以看出，实施例5的直接空冷凝汽器降温系统 与实施例1的直接空冷凝汽器降温系统大致相同，不同之处在于，喷水控制阀17设为1组， 布水管19设置在空冷器管束6的区域前方，是两端部封闭的管道，在布水管19下方设置多 个垂直向下的喷头21，以实现在空冷器管束区前方进行垂直喷雾，S卩，当蒸汽未进入管束的 前端时，在该区域内，在喷头21喷出低温雾化的凝结水，迅速气化而降低温度。另外，还包 括一个除盐水箱A，除盐水箱A通过隔离阀与流量计12相连，在凝结水量不足时，除盐水箱 里的除盐水补入凝结水循环系统。另外，也可以如实施例2和图3a那样，直接将凝结水回 水管8出来的凝结水通过凝结水泵10升压后，通过流量计12、隔离阀13、过滤器14、流量调 节阀15,进入冷却器16,而不经过实施例1所示的热井9和凝结水精处理装置11。
[0093] 实施例6
[0094] 参见图6a-图6c，其是实施例6的直接空冷凝汽器降温系统结构示意图；其中，图 6a是实施例6的直接空冷凝汽器降温系统的整体结构示意图，图6b是图6a的直接空冷凝 汽器降温系统中与水平分配管5连接的空冷器管束的侧视放大图，图6c是图6a的直接空 冷凝汽器降温系统的喷淋设备的局部放大结构示意图。由图6a-图6c可以看出，实施例6 的直接空冷凝汽器降温系统与实施例1的直接空冷凝汽器降温系统大致相同，不同之处在 于，喷水控制阀17设为1组，布水管19设置在空冷器管束6的区域正上方，以实现在空冷 器管束区上方进行垂直（坚直）喷雾。其中，当蒸汽在水平分配管5内，进入管束段时，在 该区域内上端，喷头21喷出低温凝结水，一部分雾化降低水平分配管5内的蒸汽温度，一部 分凝结水雾裹挟着蒸汽进入到管束内部，进一步气化降温。另外，还包括一个除盐水箱A，除 盐水箱A通过隔离阀与流量计12相连，在凝结水量不足时，除盐水箱里的除盐水补入凝结 水循环系统。另外，也可以如实施例2和图3a那样，直接将凝结水回水管8出来的凝结水 通过凝结水泵10升压后，通过流量计12、隔离阀13、过滤器14、流量调节阀15,进入冷却器 16,而不经过实施例1所示的热井9和凝结水精处理装置11。
[0095]实施例7
[0096] 参见图7a_图7c，其是实施例7的直接空冷凝汽器降温系统结构示意图；其中，图 7a是实施例7的直接空冷凝汽器降温系统的整体结构示意图，图7b是图7a的直接空冷凝 汽器降温系统中与水平分配管5连接的空冷器管束的侧视放大图，图7c是图7a的直接空 冷凝汽器降温系统的喷淋设备的局部放大结构示意图。由图7a_图7c可以看出，实施例7 的直接空冷凝汽器降温系统与实施例1的直接空冷凝汽器降温系统大致相同，不同之处在 于，喷水控制阀17设为1组，布水管19设置在空冷器管束的紧上方，每一个管束入口处设 置一个喷头21 (这里，管束6入口处的喷头21布置方向优选和管束6的倾斜方向一致），以 实现在空冷器管束6入口处喷雾。即，在水平分配管5内，蒸汽进入管束时，管束入口处，在 喷头21喷出低温凝结水，雾化的低温凝结水雾裹挟着蒸汽进入到管束内部，气化降温。另 夕卜，还包括一个除盐水箱A，除盐水箱A通过隔离阀与流量计12相连，在凝结水量不足时，除 盐水箱里的除盐水补入凝结水循环系统。另外，也可以如实施例2和图3a那样，直接将凝 结水回水管8出来的凝结水通过凝结水泵10升压后，通过流量计12、隔离阀13、过滤器14、 流量调节阀15,进入冷却器16,而不经过实施例1所示的热井9和凝结水精处理装置11。
[0097] 实施例8
[0098] 参见图8a-图8b，其是实施例8的直接空冷凝汽器降温系统结构示意图；其中，图 8a是实施例8的直接空冷凝汽器降温系统的整体结构示意图，图8b是图8a的直接空冷凝 汽器降温系统中水平分配管和喷淋设备的侧视放大图。由图8a-图8b可以看出，实施例8 的直接空冷凝汽器降温系统与实施例1的直接空冷凝汽器降温系统大致相同，不同之处在 于，喷水控制阀17设为1组，布水管19设置在空冷器管束的区域前方，布水管19上设置水 平方向的喷头21 (这里可以设置通过导管连接喷头，也可无需导管而直接将喷头固定在布 水管上；在该实施例中具体设计为后者即无导管的实施方式，布水管19起到固定喷头的作 用，该喷头设计为旋流喷头，其体积及喷流量均较大），以实现在空冷器管束区域前方水平 喷雾，即，当蒸汽未进入管束的前端时，在该区域内，在喷头21水平旋流喷出低温雾化的凝 结水，迅速气化而降低温度。另外，还包括一个除盐水箱A，除盐水箱A通过隔离阀与流量计 12相连，在凝结水量不足时，除盐水箱里的除盐水补入凝结水循环系统。另外，也可以如实 施例2和图3a那样，直接将凝结水回水管8出来的凝结水通过凝结水泵10升压后，通过流 量计12、隔离阀13、过滤器14、流量调节阀15,进入冷却器16,而不经过实施例1所示的热 井9和凝结水精处理装置11。
[0099]技术效果
[0100] 将本发明实施例1的直接空冷凝汽器降温系统应用于某火力发电厂，其汽轮发电 机组的型号为CZK200 - 12. 75/0. 981/535/535,下面表1示出了电厂对该空冷凝汽器降温 系统要求的设计参数、该设备的实际运行参数以及采取了本发明的喷淋设备后的运行参数 详细对比情况。
[0101] 表1设计参数一实际运行参数一采取喷淋措施运行参数的对比表
[0102]
【权利要求】
1. 一种直接空冷凝汽器降温系统，其特征在于，其包括： 主排汽管，汽轮机排出的蒸汽流入主排汽管； 上升管，上升管与主排汽管连通，坚直向上，蒸汽由主排汽管进入上升管向上流动； 水平分配管，水平分配管一端与上升管连通，蒸汽由上升管进入水平分配管，水平分配 管另一端下部与空冷器管束连通； 空冷器管束，空冷器管束上端与水平分配管连通；以及 凝结水集水管，经过空冷器管束冷却的水进入凝结水集水管； 其中，该系统设置有凝结水循环系统和喷淋设备，凝结水通过循环系统进入喷淋设备， 喷淋设备设置在水平分配管内。
2. 根据权利要求1所述的直接空冷凝汽器降温系统，该系统还包括热井，凝结水从凝 结水集水管流入热井，再由热井进入凝结水循环系统。
3. 根据权利要求2所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中的凝结水循环系统包括： 凝结水泵，凝结水精处理装置，隔断阀，流量计，过滤器，流量调节阀，冷却器及管道，热 井里的凝结水经由凝结水泵加压后进入凝结水精处理装置，升压后的凝结水经由隔断阀， 流量计，过滤器，流量调节阀进入冷却器，冷却后的凝结水通过管道进入喷淋设备。
4. 根据权利要求1所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中的凝结水循环系统包括： 凝结水泵，隔断阀，流量计，过滤器，流量调节阀，冷却器及管道，凝结水集水管收集的 凝结水直接经由凝结水泵加压后经由隔断阀，流量计，过滤器，流量调节阀进入冷却器，冷 却后的凝结水通过管道进入喷淋设备。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的直接空冷凝汽器降温系统，该系统还包括一个除盐 水箱，在凝结水量不足时，除盐水箱向凝结水循环系统内供给需要量的除盐水。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备包括布 水管和喷头，布水管设置在水平分配管内部，用于分配冷却水并连接喷头，喷头用于将冷却 水雾化。
7. 根据权利要求1-6任一项所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备是涵道 形喷淋设备，包括布水管和设于其上的多个喷头，所述多个喷头排列成纺锤形或者锥形，布 水管安装在水平分配管内，以此形成涵道形的雾化冷却段。
8. 根据权利要求1-6任一项所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备是环形 喷淋管。
9. 根据权利要求1-6任一项所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备是坚直 喷淋管，在布水管上设置有多个坚直向下的喷头。
10. 根据权利要求1-6任一项所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备是水平 喷淋管，在布水管上设置有水平方向的喷头。
11. 根据权利要求7-10任一项所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备设置 在空冷器管束前。
12. 根据权利要求7-10任一项所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备设置 在空冷器管束坚直正上方。
13. 根据权利要求7-10任一项所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备设置 在空冷器管束入口处。
14. 根据权利要求7-10任一项所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中，设置有多组喷 淋设备。
15. 根据权利要求7-14任一项所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中，在喷淋设备的 入口处设置有喷水控制阀。
16. 根据权利要求1-15任一项所述的直接空冷凝汽器降温系统，其中，喷淋设备包括 布水管和喷头，布水管设置在水平分配管内部，用于分配冷却水并连接喷头，喷头用于将冷 却水雾化。
【文档编号】F28B9/06GK104279884SQ201410387842
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】崔增光, 李宁, 李林凤, 刘勇, 张信荣 申请人:北京大学工学院包头研究院