全封闭循环水冷却方法及其系统与流程

本发明属于循环水冷却技术领域，具体涉及一种全封闭循环水冷却方法及其系统。

背景技术：

在现代工业生产中，水是常用的冷却剂，循环水对目标物进行换热后温度升高，为使循环水能够再次对目标物降温，需要对升温后的循环水进行降温，现有的循环水冷却系统普遍采用冷却塔对循环水进行降温，其存在一系列的缺陷：一是投资大；二是能耗高；三是由于冷却塔敞口设计，造成循环冷却水损失较大，系统氧腐蚀，灰尘和水中的藻类、微生物的繁殖致使系统结垢，水质恶化，换热效果下降。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术循环水冷却系统采用敞口式冷却塔对循环水进行降温，存在投资大、能耗高、浪费水资源、换热效果差的缺陷，提供一种全封闭循环水冷却方法及其系统，其利用闪蒸罐替代冷却塔，通过真空设备调节闪蒸罐的真空度，在冷却循环水的同时，副产大量水蒸汽，产生极其巨大的经济效益、环境效益和社会效益。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

即一种全封闭循环水冷却方法，其特征在于在闭合的循环水系统中串接闪蒸罐，通过调节闪蒸罐的真空度，使循环水在闪蒸罐内汽化一部分，在副产水蒸汽的同时，降低循环水的温度，循环水系统中汽化部分的水量由水池进行补水。

本发明的水池优先使用封闭结构的水池。无需担心灰尘进入系统和氧腐蚀。

本发明的闪蒸罐可以是1个，也可以是多个。

本发明的原理如下：

众所周知，液态水的比热容为4.2KJ/KG.c,而液态水在100℃以下的汽化潜热均高于2200KJ/KG。因此，只要调节闪蒸罐的真空度至适当的水平，通过汽化部分升温后的循环水，即可使闪蒸罐中的循环水温降到需要的温度，被汽化的那部分循环水由水池补充到循环系统中。

举例(以1KG水为例)：从水池输出的循环水温度30度，经一个循环换热后回水温度升高到40度，那么只要取走42KJ的热量即可将其温度从40度降回到30度。查饱和水和饱和水蒸汽热力性质表知，只要使闪蒸罐的真空度保持在7.5Kpa,要取走42KJ的热量只要汽化42/2405＝0.017KG水，即可实现。

本发明的闪蒸罐的真空度由真空设备进行调节。

本发明所述的真空设备可以是两个文丘里管，也可以是两个文丘里管和一台真空泵，也可以是一台真空泵，本发明优先采用两个文丘里管，其节能效果好。

本发明闪蒸罐产生的水蒸汽，可以输送到用热设备中进行有效利用。

如没有合适的用热设备，也可以将闪蒸罐产生的水蒸汽重新送回到水池中。

一种全封闭循环水冷却系统，其特征在于包括水池、循环泵、循环管路、换热设备、真空设备、闪蒸罐、注水管和补水支路，换热设备、闪蒸罐、循环泵依次串接在闭合的循环管路上，真空设备与闪蒸罐连接，水池通过注水管与循环管路连接，注水管上设有注水泵，水池还通过补水支路与循环管路连接。

本发明的真空设备为两个文丘里管和/或一台真空泵。

本发明优先采用两个文丘里管，其节能效果好。两个文丘里管分别安装在闪蒸罐两侧的循环管路上。

本发明使用真空泵时，真空泵直接与闪蒸罐连接。

作为本发明补水支路的一个方案：补水支路包括补水管、补水阀和补水泵，所述补水管位于闪蒸罐的前方，补水阀、补水泵依次串接在补水管上。

上述方案中，补水由补水泵将水池中的水补入循环管路中。

作为本发明补水支路的另一个方案：补水支路包括补水管、补水阀和第一喷射器，所述补水管位于闪蒸罐的前方，补水阀安装在补水管上，第一喷射器位于补水管和循环管路的连接处。

上述方案中，第一喷射器的吸入口通过补水管与水池连接，工作介质入口端和喷射端串接在循环管路上，通过负压作用，将水池中的补加到循环管路中。

使用本发明会副产水蒸汽，水蒸汽的利用有如下方案：

方案一：有使用水蒸汽的用热设备时。

闪蒸罐的水蒸汽出口端与压缩机连接，压缩机通过管路与用热设备连接。

压缩机将水蒸汽加压后送入用热设备中使用。

方案二：既有使用水蒸汽的用热设备，又有蒸汽源时。

闪蒸罐的水蒸汽出口端设有第二喷射器，第二喷射器的工作介质入口端与蒸汽源连接，吸入口与闪蒸罐的水蒸汽出口端连接，出口端与用热设备连接。

上述方案中，第二喷射器产生的负压将闪蒸罐产生的水蒸汽吸入并输送至用热设备。

方案三：没有使用水蒸汽的用热设备。

水蒸汽出口端设有第二喷射器，第二喷射器的吸入口与闪蒸罐的水蒸汽出口端连接，第二喷射器串接在闭合的回水管路中，回水管路中串接水池、回水循环泵。

上述方案中，第二喷射器产生的负压将闪蒸罐产生的水蒸汽吸入，输送至水池中。

本发明具有节水、节能、低成本的优点。本发明摒弃了传统循环水冷却系统中投资大、能耗高、浪费水资源、换热效果差的敞口式冷却塔，改用成本较低的闪蒸罐，通过真空设备调节其真空度，通过汽化部分循环水来实现降低循环水温度。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为本发明实施例4的结构示意图；

图5为本发明实施例5的结构示意图；

图6为本发明实施例6的结构示意图。

如图中所示：1.水池；2.截止阀；3.循环泵；4.注水管；5.循环管路；6.注水阀；7.换热设备；8.用热设备；9.压缩机；10.文丘里管；11.闪蒸罐；12.文丘里管；13.补水阀；14.补水泵；15.补水管；16.第一喷射器；17.蒸汽源；18.第二喷射器；19.回水循环泵；20.回水管路。

具体实施方式

实施例1

如图1所示：换热设备7、文丘里管10、闪蒸罐11,文丘里管12、循环泵3串接在闭合的循环管路5中，换热设备7为多个，文丘里管10、文丘里管12分别位于闪蒸罐11的两侧的循环管路5上，水池1通过注水管4与循环泵3连接，注水管4上设有注水阀6，水池1还通过补水管15与循环管路5连接，补水管15与循环管路5的连接处位于循环泵3和文丘里管12之间，循环泵3和补水管15与循环管路5的连接处之间还设有截止阀2，补水管15上设有补水泵14和补水阀13，闪蒸罐11的水蒸汽出口通过管路与压缩机9连接。

本实施例使用时，打开注水阀6，通过循环泵3将水池中的水注入循环管路5中，循环管路中的循环水送入多个换热设备7后升温，升温后的循环水进入闪蒸罐11中，在文丘里管10、文丘里管12的作用下，闪蒸罐11的真空度增加，升温的循环水部分被汽化成水蒸汽，通过压缩机9送至用热设备8使用，在上述过程中，水蒸汽带走部分热量，剩余的循环水降至设定温度，被汽化的循环水由水池1通过补水管15(打开补水泵14和补水阀13)补充，在循环泵3的作用下，循环水周而复始的循环。

本实施例相对于传统循环水冷却系统，用闪蒸罐替代敞口式冷却塔，可以降低成本。

本实施例适用于有用热设备8但无蒸汽源17的场合中。

实施例2

如图2所示：补水管15上未设补水泵14，而是在补水管15与循环管路5的连接处设置第一喷射器16，第一喷射器的工作介质入口端和喷射端连接在循环管路5上，第一喷射器16的吸入口与补水管15连接，其他同实施例1。

本实施例使用时，与实施例1相同，只是采用第一喷射器16代替补水泵14，当需要补水时，利用第一喷射器16的负压将水池1中的水通过补水管15补入循环管路5中。

本实施例适用于有用热设备8但无蒸汽源17的场合中使用。

实施例3

如图3所示：第二喷射器18的工作介质入口端与现有的蒸汽源17连接，第二喷射器18的喷射端与用热设备8连接，第二喷射器18的吸入口与闪蒸罐11的水蒸汽出口端连接，其他同实施例1。

本实施例使用时，与实施例1相同，只是采用第二喷射器18代替压缩机9，利用第二喷射器18的负压将闪蒸罐11产生的水蒸汽送到用热设备8中。

本实施例可适用于既有用热设备8，又有蒸汽源17的场合中。

实施例4

如图4所示：第二喷射器18的工作介质入口端与现有的蒸汽源17连接，第二喷射器18的喷射端与用热设备8连接，第二喷射器18的吸入口与闪蒸罐11的水蒸汽出口端连接，其他同实施例2。

本实施例使用时，与实施例2相同，只是采用第二喷射器18代替压缩机9，利用第二喷射器18的负压将闪蒸罐11产生的水蒸汽送到用热设备8中。

本实施例可适用于既有用热设备8，又有蒸汽源17的场合中。

实施例5

如图5所示：水池1还连接在闭合的回水管路20中，回水管路20上设有回水循环泵19，第二喷射器18通过工作介质入口端和喷射端连接回水管路20中，第二喷射器18的吸入口与闪蒸罐11的水蒸汽出口端连接，其他同实施例1。

本实施使用时，与实施例1相同，只是采用第二喷射器18代替压缩机9，利用第二喷射器18的负压将闪蒸罐11产生的水蒸汽吸入回水管路20中，水蒸汽返回水池1中，用于补充循环管路中被汽化的水量。

实施例6

如图6所示：水池1还连接在闭合的回水管路20中，回水管路20上设有回水循环泵19，第二喷射器18通过工作介质入口端和喷射端连接回水管路20中，第二喷射器18的吸入口与闪蒸罐11的水蒸汽出口端连接，其他同实施例2。

本实施使用时，与实施例2相同，只是采用第二喷射器18代替压缩机9，利用第二喷射器18的负压将闪蒸罐11产生的水蒸汽吸入回水管路20中，水蒸汽返回水池1中，用于补充循环管路中被汽化的水量。

本实施例相对于实施例1，采用两个喷射器分别替换补水泵14和压缩机9，同时将闪蒸罐11产生的水蒸汽送回水池1，再补充至循环管路5中。

实施例7

本实施例在实施例1的基础上，增设一台真空泵，与闪蒸罐11连接。其他同实施例1。

实施例8

本实施例在实施例2的基础上，增设一台真空泵，与闪蒸罐11连接。其他同实施例2。

实施例9

本实施例在实施例3的基础上，增设一台真空泵，与闪蒸罐11连接。其他同实施例3。

实施例10

本实施例在实施例4的基础上，增设一台真空泵，与闪蒸罐11连接。其他同实施例4。

实施例11

本实施例在实施例5的基础上，增设一台真空泵，与闪蒸罐11连接。其他同实施例6。

实施例12

本实施例在实施例6的基础上，增设一台真空泵，与闪蒸罐11连接。其他同实施例6。

实施例13

本实施例在实施例1的基础上，去掉两个文丘里管，使用一台真空泵与闪蒸罐11连接。其他同实施例1。

实施例14

本实施例在实施例2的基础上，去掉两个文丘里管，使用一台真空泵与闪蒸罐11连接。其他同实施例2。

实施例15

本实施例在实施例3的基础上，去掉两个文丘里管，使用一台真空泵与闪蒸罐11连接。其他同实施例3。

实施例16

本实施例在实施例4的基础上，去掉两个文丘里管，使用一台真空泵与闪蒸罐11连接。其他同实施例4。

实施例17

本实施例在实施例5的基础上，去掉两个文丘里管，使用一台真空泵与闪蒸罐11连接。其他同实施例5。

实施例18

本实施例在实施例6的基础上，去掉两个文丘里管，使用一台真空泵与闪蒸罐11连接。其他同实施例6。

本发明不局限于以上实施例，如特殊情况下，闪蒸罐产生的水蒸汽无法得到利用和回收时，可以直接排空。