一种应用于间接空冷机组冷端系统的蒸发冷却系统的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于电站节能降耗领域，涉及一种间接空冷机组冷端系统，具体是一种应用于间接空冷机组冷端系统的蒸发冷却系统。
【【背景技术】】
[0002]国内空冷技术快速发展十余年，积累了大量的运行经验。直接空冷机组受环境因素影响明显(主要为环境温度、环境大风、热风回流等)，夏季高温时段机组处于高背压运行，能耗高，出力受限。近年来，SCAL型间接空冷技术备受青睐，其以除盐水为热载体，将汽轮机排汽的热负荷转移到环境空气，除盐水量较大(以600MW等级机组为例，循环水流量设计值约在65000t/h左右)，受环境影响较为不明显。但数年运行数据表明，部分间冷机组夏季高温时段亦出现运行背压高，机组出力受限，能耗高的现象。
[0003]部分间冷机组设置了间冷塔散热器喷雾系统，即高温时段将温度相对较低的雾化除盐水喷在散热器表面，利用水汽化吸热降低散热器进水温度;另外没有汽化的水滴依靠空气流动携带进入散热器表面吸热;从而提高散热器换热性能，降低机组运行背压。然而该系统降背压效果有限，且存在如下缺点:I)除盐水浪费大，冷却水喷淋到大气中不能回收，使机组耗水率增大，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增加，使空气中的灰尘更容易粘附在散热器翅片管上，造成翅片管赃污程度加大，换热效率下降。
[0004]旨在解决间冷机组夏季高温时段运行背压高的问题，本发明提出采用蒸发冷却系统分流冷却凝汽器出口的部分循环冷却水，降低进入空冷塔的热负荷，从而降低凝汽器入口的循环冷却水温度，降低机组运行背压。
【
【发明内容】
】
[0005]本发明的目的在于解决上述问题，提供一种应用于间接空冷机组冷端系统的蒸发冷却系统，该系统能更大的提高夏季高温时段间冷机组冷端系统性能，降低机组运行背压，达到节能降耗的目的。
[0006]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现:
[0007]—种应用于间接空冷机组冷端系统的蒸发冷却系统，包括表面式凝汽器，汽轮机的排汽经表面式凝汽器冷凝后进入凝结水栗;表面式凝汽器的出口循环冷却水通过循环水栗后进入空冷塔的散热器进行散热;循环水栗的出口与空冷塔之间通过循环冷却水升压栗将循环冷却水进行分流，分流的循环冷却水进入蒸发式冷却器中进行冷却，冷却后的循环水与经过空冷塔散热的循环冷却水汇合后，回流至表面式凝汽器。
[0008]本发明进一步的改进在于:
[0009]所述蒸发式冷却器的水盘内设置浮球阀，液面低于设定值时，浮球阀开启补充循环喷淋水。
[0010]所述表面式凝汽器与空冷塔之间的管道上，还连接有用于补充循环冷却水的膨胀水箱。
[0011 ]所述汽轮机转轴上连接发电机。
[0012]所述散热器为全钢制散热器。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0014]为了维持循环冷却水总流量不变，本发明将间冷机组凝汽器出口的部分循环冷却水引入蒸发式冷却器组进行冷却，其余的循环冷却水进入空冷塔冷却，减少进入空冷塔热负荷，降低出塔的循环冷却水温度，与经蒸发式冷却器组冷却后的循环冷却水混合，从而降低进入凝汽器的循环冷却水温度，降低运行背压相应，达到节能降耗、提高机组出力的目的。本发明系统简单、占地面积小，集传统的乏汽冷凝设备(如湿冷凝汽器)和循环水冷却设备(如冷却水塔、机力通风冷却塔)合二为一。且传热系数较大，换热效果好，环境适应性高。
[0015]进一步的，蒸发式冷却器具有占地面积小、集传统的乏汽冷凝设备(如湿冷凝汽器)和循环水冷却设备(如冷却水塔、机力通风冷却塔)合二为一、单元模块化程度高、水质要求低、换热系数较高、便于清洗和维护及环境适应性强等特点，
【【附图说明】】
[0016]图1为本发明的整体系统示意图。
[0017]其中:I为汽轮机;2为发电机;3为表面式凝汽器;4为膨胀水箱;5为循环水栗;6为散热器;7为空冷塔;8为凝结水栗;9为循环冷却水升压栗;10为蒸发式冷却器。
【【具体实施方式】】
[0018]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0019]参见图1，本发明包括表面式凝汽器3，汽轮机I的排汽经表面式凝汽器3冷凝后进入凝结水栗8;汽轮机I转轴上连接发电机2。表面式凝汽器3的出口循环冷却水通过循环水栗5后进入空冷塔7的散热器6进行散热，散热器6为全钢制散热器;循环水栗5的出口与空冷塔7之间通过循环冷却水升压栗9将循环冷却水进行分流，分流的循环冷却水进入蒸发式冷却器10中进行冷却，冷却后的循环冷却水与经过空冷塔散热的循环冷却水汇合后，回流至表面式凝汽器3。蒸发式冷却器10的水盘内设置浮球阀，液面低于设定值时，浮球阀开启补充循环喷淋水。表面式凝汽器3与空冷塔7之间的管道上，还连接有用于补充循环冷却水的膨胀水箱4。
[0020]蒸发式冷却器10主要由换热器(管束式或板片式)、轴流风机、循环水栗、填料塔等组成。顶部右上侧的轴流风机处于负压状态工作；左下侧为空气对流腔。左上侧是换热器，其顶上部装有循环喷淋水分配系统，左下侧为高效填料塔，循环水栗置于进风口外侧，设备底部为循环喷淋水池。左右两室中间装有除水器，工作时能有效地实现气液两相的分离并控制飘水率。
[0021]为充分利用机组原有循环水栗5扬程，从循环水栗5出口之后到进空冷塔7的散热器6母管之前进行分流。考虑到克服蒸发式冷却器10内流动阻力，需设置循环冷却水升压栗
9。分流的部分凝汽器3出口的循环冷却水经循环冷却水升压栗9打压后经配水管道导入各蒸发式冷却器10进水集管，在换热器管束或板片内均匀分布;循环喷淋水由循环水栗打入喷淋水管进行喷淋布液，在换热外表面形成一层很薄的均匀水膜;轴流风机引风形成的空气自下而上与循环喷淋水形成逆流或者横向流，从而形成交叉流动，使得换热器外液膜与换热器内热水得以充分换热，不断蒸发为水蒸汽，被快速流动的空气流带走，未蒸发的循环喷淋水流过填料时被侧面新风再次冷却，滴落在下部的集水盘内，供水栗循环使用。冷却后的循环冷却水汇流至凝汽器3入口的循环冷却水母管，与出空冷塔7的循环冷却水混合。蒸发式冷却器水盘内设置浮球阀，当水分不断蒸发消耗，浮球阀就自动打开，循环补充喷淋水至正常水位。
[0022]以某600MW等级超临界SCAL型间接空冷机组为例，夏季TRL设计工况，环境温度32.5°C，设计背压30kPa，循环冷却水设计流量64470t/h，循环冷却水出口温度63.95°C，入口 52.8°C。采用分流12000t/h的凝汽器出口循环热水至蒸发式冷却器组冷却，其余进入主机空冷塔冷却，最终进入凝汽器的循环冷却水温度为46.6°C，机组背压为22.58kPa，背压下降7.42kPa，效果相当明显。
[0023]本发明根据分流的凝汽器出口循环冷却水量进行蒸发式冷却器单元有机组合，其工作介质循环喷淋水经喷淋水管均匀地喷淋在换热表面(换热器可为管束式或板片式)，并使之形成一层很薄的均匀水膜。分流的部分凝汽器出口的循环热水从上部集管进入板片或管束内。循环热水将热量以对流换热及导热方式传递给板片外或管束外水膜，并通过轴流风机的强劲引风下，强化了空气流动，促进表面水膜的蒸发，强化了循环热水的放热。冷却后的循环冷却水从底部集管流出。部分循环喷淋水因吸热汽化变成水蒸气被轴流风机引走排入大气，没有蒸发的循环喷淋水流过填料时被侧面新风再次冷却，滴落在下部的集水盘内，供水栗循环使用。随着循环喷淋水的不断蒸发，定期对蒸发式冷却器组进行喷淋水补水。
[0024]以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
【主权项】
1.一种应用于间接空冷机组冷端系统的蒸发冷却系统，其特征在于，包括表面式凝汽器(3)，汽轮机(I)的排汽经表面式凝汽器(3)冷凝后进入凝结水栗(8);表面式凝汽器(3)的出口循环冷却水通过循环水栗(5)后进入空冷塔(7)的散热器(6)进行散热;循环水栗(5)的出口与空冷塔(7)之间通过循环冷却水升压栗(9)将循环冷却水进行分流，分流的循环冷却水进入蒸发式冷却器(1)中进行冷却，冷却后的循环冷却水与经过空冷塔散热的循环冷却水汇合后，回流至表面式凝汽器(3)。2.根据权利要求1所述的应用于间接空冷机组冷端系统的蒸发冷却系统，其特征在于，所述蒸发式冷却器(10)的水盘内设置浮球阀，液面低于设定值时，浮球阀开启补充循环喷淋水。3.根据权利要求1所述的应用于间接空冷机组冷端系统的蒸发冷却系统，其特征在于，所述表面式凝汽器(3)与空冷塔(7)之间的管道上，还连接有用于补充循环冷却水的膨胀水箱⑷。4.根据权利要求1所述的应用于间接空冷机组冷端系统的蒸发冷却系统，其特征在于，所述汽轮机(I)转轴上连接发电机(2)。5.根据权利要求1所述的应用于间接空冷机组冷端系统的蒸发冷却系统，其特征在于，所述散热器(6)为全钢制散热器。
【专利摘要】本发明公开了一种应用于间接空冷机组冷端系统的蒸发冷却系统，在间接空冷机组在环境温度较高、机组高背压运行时，采用蒸发式冷却器组分流冷却凝汽器出口的部分循环冷却水，降低进入空冷塔的热负荷，从而降低凝汽器入口的循环冷却水温度，降低机组运行背压，达到节能降耗、提高机组出力的目的。其关键技术是将凝汽器出口的部分循环冷却水引入蒸发式冷却器组进行冷却，减少进入空冷塔热负荷，降低凝汽器入口的循环冷却水温度，降低机组运行背压。
【IPC分类】F01D15/10, F28B9/00
【公开号】CN105627778
【申请号】CN201610182423
【发明人】吕凯, 陈胜利, 万超, 李高潮, 荆涛, 马汀山, 邓佳
【申请人】西安热工研究院有限公司, 华能集团技术创新中心
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月28日