混合降温装置及循环冷却水系统的制作方法

本发明实施例涉及循环冷却装置技术领域，尤其涉及一种混合降温装置及循环冷却水系统。

背景技术：

循环冷却水系统是冷却水换热后经降温后再循环使用的给水系统，其是核(热)电厂蒸汽动力系统的重要组成部分。目前，对于靠近海洋或江河等流动水源的核(热)电厂循环水系统通常采用直接循环冷却方式。从海洋或者江河流域直接抽取冷水输送至汽轮发电机组凝汽器冷却水进口，换热后被蒸汽加热的热水排放至外部环境。

在上述直接循环冷却系统的连续运行过程中，大量受热冷却水的持续排放会造成热污染，对电厂周围的生态环境产生不利影响。另外，冷却负荷和冷却水量影响核(热)电厂循环水系统的冷却水排放温度，在负荷一定的情况下，增大冷却水量供应可以降低冷却水的排放温度，但是过量的冷却水供应会导致凝汽器内冷凝水的过冷度增加和含氧量的升高，影响汽水循环回路的水质降低系统可靠性，或者导致除氧装置的供汽负荷增加，降低电厂热效率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种混合降温装置及循环冷却水系统，用以解决现有的循环冷却水系统排放的冷却水温度高会造成热污染且电场热效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种混合降温装置，包括筒体，所述筒体上设置有冷却水进口及混合水进口，所述筒体安装有与所述冷却水进口连通的冷却水管道及与所述混合水进口连通的混合水管道，还包括螺旋环板，所述螺旋环板固定于所述筒体内。

其中，所述冷却水管道与所述混合水管道分别与所述筒体的中轴线呈锐角夹角。

其中，所述冷却水管道与所述筒体的中轴线呈60°到75°，所述混合水管道与所述筒体的中轴线呈60°到75°。

其中，所述筒体的底部设有出口，所述出口连通出水管，所述出水管的横截面面积不小于所述冷却水管道的横截面面积和所述混合水管道的横截面面积之和。

其中，所述螺旋环板的内环面直径与所述出水管的管径相等，所述螺旋环板的外环面直径与所述筒体的内径相等，所述螺旋环板的高度与所述筒体中圆柱段的高度相等。

其中，所述螺旋环板的纵向截面与所述筒体的中轴线的夹角为锐角。

其中，所述螺旋环板的纵向截面与所述筒体的中轴线的夹角为60°到75°。

其中，所述筒体固定连接沿所述筒体轴向延伸的限位件，所述筒体的底部固定安装环状的支撑板，所述螺旋环板的顶部端面与所述限位件抵接，所述螺旋环板的底部与所述支撑板抵接，所述螺旋环板的底部端面与安装在所述支撑板上的第二限位件抵接。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种循环冷却水系统，包括冷却支路、混合支路及如上所述的混合降温装置，所述冷却支路与所述混合支路并联设置，所述冷却支路与所述冷却水管道连通，所述混合支路与所述混合水管道连通。

其中，还包括凝汽器，所述凝汽器安装在所述冷却支路上，在所述凝汽器的入水口安装有冷却支路调节阀，所述混合支路上安装有混合支路调节阀。

本发明提供的混合降温装置及循环冷却水系统，冷却水经冷却水管道从冷却水进口进入筒体，混合水经混合水管道从混合水进口进入筒体，借助筒体内螺旋环板的旋流强化效应增强混合水和冷却水的对流传热效果，从而显著降低循环水系统的冷却水排放温度，降低冷却水排放对周围环境产生的负面影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例混合降温装置的立体图；

图2为图1所示混合降温装置的侧视图；

图3为图2所示混合降温装置沿a-a的剖视图；

图4为图3中所示出的螺旋环板的立体图；

图5为图3中示出的上端盖的结构示意图；

图6为图3中示出的支撑板的俯视图；

图7为本发明实施例循环冷却水系统的结构示意图。

图中：100、混合降温装置；101、筒体；102、螺旋环板；103、圆柱段；104、圆锥段；105、限位件；106、支撑板；107、第二限位件；108、外壳；109、上端盖；110、冷却水管道；120、混合水管道；130、出水管；140、冷却支路；141、冷却支路调节阀；150、混合支路；151、混合支路调节阀；160、凝汽器；170、吸入口；171、吸入口启闭阀；180、水泵；190、排放口；191、排放管；192、排放口启闭阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”的方向均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例混合降温装置的立体图；图2为图1所示混合降温装置的侧视图；图3为图2所示混合降温装置沿a-a的剖视图。如图1-3所示，该混合降温装置100包括筒体101及螺旋环板102，螺旋环板102固定于筒体101内。筒体101上设置有冷却水进口及混合水进口。其中，螺旋环板102的结构具体如图4所示。

本发明实施例提供的混合降温装置，螺旋环板102点焊或者借助其他辅助安装部件固定安装在筒体101内。冷却水和混合水分别从冷却水进口和混合水进口进入后，借助螺旋环板102的旋流强化效应增强两者的对流传热效果，从而显著降低循环水系统的冷却水排放温度，降低冷却水排放对周围环境产生的负面影响。

其中，如图1所示，筒体101安装有与冷却水进口连通的冷却水管道110及与混合水进口连通的混合水管道120，冷却水管道110与混合水管道120分别与筒体101的中轴线呈锐角夹角。冷却水管道110通过冷却水法兰与冷水进口连接；混合水管道120通过混合水法兰与混合水进口相连接。当冷却水和混合水分别沿相对于筒体101向上倾斜的管道流入筒体101内时，冷却水和混合水对冲更加明显，增强冷却水和混合水混合的均匀性和降温效果，同时冷却水和混合水沿倾斜管道流入筒体101内可以有效降低水流对筒体101的冲击，延长整个装置的使用寿命。

具体的，冷却水管道110与筒体101的中轴线呈60°到75°，混合水管道120与筒体101的中轴线呈60°到75°。比如，冷却水管道110与筒体101的中轴线之间的夹角为70°，混合水管道120与筒体101中轴线之间的夹角为60°。当然，冷却水管道110与筒体101的中轴线之间的夹角还可以为60°、65°或者60°至75°之间的任一角度。同样的，混合水管道120与筒体101的中轴线之间的夹角可以为65°、70°或者60°至75°之间的任一角度。

其中，如图3所示，筒体101的底部设有出口，出口连通出水管130，出水管130的出水法兰与筒体101的底部连接，出水管130远离筒体101的一端与排放管相连。螺旋环板102的内环面直径与出水管130的管径相等，螺旋环板102的外环面直径与筒体101的内径相等，螺旋环板102的高度与筒体101中圆柱段的高度相等。本发明实施例提供的混合降温装置，螺旋环板102对应设置在筒体101的圆柱段，螺旋环板102的外环面直径与筒体101的内径基本一致，通过点焊或者卡接等方式固定安装在筒体101的内部，螺旋环板102的内环面直径与出水管130的管径一致，以便冷却水与循环水在对流传热后能快速从筒体101内排出。

在本发明实施例中，筒体101包括相互连接的圆柱段103及圆锥段104。出水管130安装在圆锥段104的小径端，圆锥段104的大径端与圆柱段103相连，冷却水管道110与混合水管道120均设置在圆柱段103。比如，冷却水管道110与混合水管道120通过法兰或者焊接的方式安装在筒体101上。使用时，如图3所示，圆柱段103位于圆锥段104竖直方向的上方，水体在重力作用下向下流动。除此之外，筒体101还可以为普通的圆柱状筒体，此时出水管130安装在位于筒体101底部的出水口连通。当然，筒体101还可以为方形柱或者其他形状的结构，对此不做具体限定。本发明实施例提供的混合降温装置，从筒体101的顶部倾斜进水，从筒体101的底部向外排水，借助重力排放水流，降低对动力部件的性能要求。

其中，出水管130的横截面面积不小于冷却水管道110的横截面面积和混合水管道120的横截面面积之和。这样，从冷却水管道110进入筒体101的冷却水和从混合水管道120进入的混合水在筒体101内对流传热实现均温后能够快速从出水管130内排出，避免水流在筒体101内积压。

如图3所示的视图角度中，螺旋环板102的纵向截面与筒体101的中轴线的夹角为锐角。需要说明的是，螺旋环板102纵向截面指的是螺旋环板102被从一个端部至另一个端部延伸并经过中轴线的平面所截得的截面；横向截面指的是与纵向截面垂直的平面。

具体的，螺旋环板102的纵向截面与筒体101的中轴线的夹角为60°到75°。比如，螺旋环板102的纵向截面与筒体101的中轴线的夹角为70°，当然也可以为60°、65°或者60°至75°的任一角度。优选的，螺旋环板102的纵向截面与筒体101的中轴线的夹角、冷却水管道110和筒体101的中轴线之间的夹角及混合水管道120与筒体101的中轴线之间的夹角三者角度相同。冷却水从冷却水管道110流入的角度和混合水从混合水管道120流入的角度与螺旋环板102的倾斜角度基本一致，有助于降低水流对螺旋环板102的冲击，延长螺旋环板102的使用寿命。

在本发明实施例中，筒体101固定连接沿筒体101轴向延伸的限位件105，筒体101的底部固定安装环状的支撑板106，螺旋环板102的顶部端面与限位件105抵接，螺旋环板102的底部与支撑板106抵接，螺旋环板102的底部端面与安装在支撑板106上的第二限位件107抵接。由此，螺旋环板102在筒体101的轴向被限定在支撑板106和筒体101的顶部之间，避免水流冲击带动螺旋环板102的上下活动；螺旋环板102的周向运动被限定在限位件105和第二限位件107之间，避免在水流的冲击下发生周向运动。

具体的，筒体101包括外壳108及上端盖109，上端盖109与外壳108的顶部通过端盖法兰螺栓连接，如图5所示，限位件105焊接或螺栓固定安装在上端盖109上并沿上端盖109的径向延伸。支撑板106周向点焊或者采用其他方式固定安装在筒体101的内壁，比如支撑板106固定安装在圆柱段103和圆锥段104的连接处。限位件105和第二限位件107可以为杆体或者板体，螺旋环板102的上下两个端面分别与限位件105和第二限位件107抵接。支撑板106为环形板，支撑板106的内环面直径与出水管130的管径相等，支撑板106的外环面直径与筒体101的内径一致。如图6所示，第二限位件107沿支撑板106的直径方向延伸并焊接固定在支撑板106上。其中，外壳108包括相互连接的圆柱段103及圆锥段104，上端盖109安装在圆柱段103的端部。

如图7所示，本发明实施例还提供了一种循环冷却水系统，包括冷却支路140、混合支路150及如上所述的混合降温装置100，冷却支路140与混合支路150并联设置，冷却支路140与冷却水管道110连通，混合支路150与混合水管道120连通。其中，冷却支路140和混合支路150均由管道铺设而成，两者并联设置，冷却支路140和混合支路150的末端均与混合降温装置100相连。

本发明实施例提供的循环冷却水系统，借助混合降温装置100中的螺旋环板102提高被凝汽器加热的冷却水的降温效果，降低排出的冷却水温度，从而降低冷却水对周围环境产生的负面影响。

在上述实施例的基础上，循环冷却水系统还包括凝汽器160，凝汽器160安装在冷却支路140上，在凝汽器160的入水口安装有冷却支路调节阀141，混合支路150上安装有混合支路调节阀151。通过调节冷却支路调节阀141和混合支路调节阀151的开合度调节混合水和冷却水的比例，冷却水流量可以借助冷却支路调节阀141进行调节，具体根据凝汽器160的热负荷与凝汽器160冷凝侧的运行参数要求进行调整。

在上述实施例的基础上，循环冷却水系统还包括吸入口170及安装在吸入口170处的吸入口启闭阀171，在吸入口170与凝汽器160的连通管路上还安装有水泵180，冷却支路140与混合支路150并联设置在水泵180与混合降温装置100之间，冷却支路调节阀141安装在凝汽器160与水泵180之间，混合支路调节阀151安装在水泵180与混合降温装置100之间。循环冷却水系统还包括排放口190及连通排放口与混合降温装置100的排放管191，排放管191上安装有排放口启闭阀192。

系统运行时，吸入口启闭阀171和排放口启闭阀192均为开启状态，水泵180从吸入口170抽取冷却水分别输送给冷却支路140和混合支路150，两股流体在混合降温装置100内充分混合，经排放管191并通过排放口190排放至外部环境。为了保证凝汽器160的正常工作并使冷却水排放温度满足环境保护标准，需针对排放管191内的冷却水温度目标，结合冷却支路140内的冷却水水水温和混合支路150内的混合水水温，调整冷却支路调节阀141和混合支路调节阀151的开度调整两股流体的供应比例，进而调节水泵180的转速控制通过凝汽器160的冷却水量使其满足对应工况下的实际冷却水量需求。由此，循环冷却水系统的正常冷却功能能够得到保证，而且冷却水的排放温度能够满足相关标准要求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。