专利名称:结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开的结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统，包括有通过管网连接的闭式蒸发冷却冷水机组、机械制冷系统及自然通风冷却塔。本实用新型结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统，可以减少蒸发水损失，也可以降低系统背压，提高汽轮机发电效率，降低发电煤耗。
【专利说明】结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于冷却降温设备【技术领域】，具体涉及一种结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统。
【背景技术】
[0002]火力发电厂的冷却塔由于其自身的工作原理，会造成大量的水被蒸发，按照冷却塔理论设计的蒸发损失率占总循环水量的百分数计算，三天时间即可将循环量蒸发掉。由此可见，冷却塔水蒸发的损失很大。
[0003]目前，最常见的减少蒸发水损失的方法是在冷却塔内部设置收水器，但是该方法只能将液滴的水收回，而塔内的饱和水蒸汽也会随着风机的转动而排出，这一部分的水损耗也占了冷却塔耗水量的一大部分。另一种减少冷却塔蒸发水损失的方法，采用的是在冷却塔内用水做冷凝剂，使水蒸汽冷凝成水，从而减少冷却塔的水蒸发损失，以实现冷却塔节水，降低水耗的目的。这种方法的要求是水温要低于冷却塔出口空气的湿球温度才能将水蒸汽冷凝成水。目前已有企业使用高效雾化装置，此装置可以起到洗尘降温的作用，可以使得水蒸发损失降低60%左右。
[0004]基于上述理由，将蒸发冷却冷水机组与机械制冷联合构成的冷水机组应用到电厂的冷却塔节水措施中，经过蒸发冷却与机械制冷联合制出的冷水通过雾化喷嘴喷到塔内，水蒸汽凝结成水后一起落到集水池内；由于蒸发冷却与机械制冷联合的冷水机组可以制取出18°C左右的冷水，低于空气的湿球温度，这样就满足了水蒸汽冷凝的条件，从而降低系统背压，提高汽轮机发电效率，降低发电煤耗。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统，不仅可以很有效的解决冷却塔蒸发水损失的问题，还可以降低冷却塔内部的温度。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是，结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统，包括有通过管网连接的闭式蒸发冷却冷水机组、机械制冷系统及自然通风冷却塔。
[0007]本实用新型的特点还在于:
[0008]其中的闭式蒸发冷却冷水机组，包括有机组壳体，机组壳体相对的两侧壁上分别设置有一次风进风口 a、一次风进风口 b ;机组壳体内左右两侧对称设置有第一管式间接蒸发冷却器、第二管式间接蒸发冷却器，第一管式间接蒸发冷却器与第二管式间接蒸发冷却器之间设置有直接蒸发冷却器；第一管式间接蒸发冷却器上方依次设置有挡水板c和风机c ;第二管式间接蒸发冷却器的上方依次设置有挡水板a和风机a ;直接蒸发冷却器的上方依次设置有挡水板b和风机b ;风机C、风机b及风机a对应的机组壳体顶壁上均设置有排风口。
[0009]其中的第一管式间接蒸发冷却器，包括有管式换热器a，管式换热器a的上方设置有第一喷淋装置，管式换热器a的下方设置有水箱a，水箱a通过第一供水管与第一喷淋装置连通；第一供水管上设置有第一循环水泵；管式换热器a与水箱a之间形成第一风道，第一风道对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口 a ;管式换热器a由多根水平设置的换热管组成。
[0010]其中的第二管式间接蒸发冷却器，包括有管式换热器b，管式换热器b的上方设置有第二喷淋装置，管式换热器b的下方设置有水箱C，水箱c通过第二供水管与第二喷淋装置连通；第二供水管上设置有第二循环水泵；管式换热器b与水箱c之间形成第二风道，第二风道对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口 b ;管式换热器b由多根水平设置的换热管组成。
[0011]其中的直接蒸发冷却器，包括有V型填料，V型填料的上方依次设置有冷却盘管及第三喷淋装置；v型填料的下方设置有水箱b，水箱b通过第三供水管与第三喷淋装置连通，第三供水管上设置有第三循环水泵型填料与水箱b之间形成第三风道。
[0012]冷却盘管的进水口通过第一水管与空调末端的出水口连接，冷却盘管的出水口通过第二水管与空调末端的进水口连接；第二水管还分别与机械制冷系统、自然通风冷却塔连接；第二水管上设置有阀门a。
[0013]其中的机械制冷系统，包括有压缩机，压缩机依次与蒸发器、节流阀及冷凝器连接构成闭合回路，蒸发器通过第三水管与第二水管连接。
[0014]第三水管上设置有阀门b。
[0015]自然通风冷却塔，包括有塔体，塔体的顶壁设置有排风出口；塔体内设置有填料，填料的上方依次设置有布水装置、收水器及多个雾化喷嘴，多个雾化喷嘴通过第四水管与第二水管连接；填料的下方设置有集水池，集水池连接有冷水出水管，填料与集水池之间形成空气流道，空气流道对应的塔体侧壁上设置有空气入口。
[0016]布水装置由热水进水管及设置于热水进水管上的多个喷嘴组成，多个喷嘴呈均匀设置；第四水管上设置有水泵。
[0017]本实用新型的有益效果在于:
[0018]1.本实用新型的发电厂冷却塔节水系统将蒸发冷却与机械制冷联合的冷水机组应用到冷却塔的节水措施中，一方面可以将水蒸汽水蒸汽冷凝后一起落回到集水池内，减少冷却塔的蒸发水损失；另一方面也可以降低冷却塔水温，使得汽轮机真空度提高，降低背压，提高热效率，节约发电煤耗。
[0019]2.本实用新型的发电厂冷却塔节水系统中，蒸发冷却的冷水机组出水温度在空气的湿球温度与露点温度之间，而机械制冷冷水机组的出水温度可以达到7°C左右，二者经过一定比例混合后，水温可以达到冷却塔出口空气露点温度以下，这样就达到了水蒸汽冷凝的条件。
[0020]3.本实用新型的发电厂冷却塔节水系统中，蒸发冷却与机械制冷的冷水出水管上各自安装有阀门，可以根据冷却塔内的冷却效率，调节二者的流量比，从而调节喷淋水温度。
[0021]4.本实用新型的发电厂冷却塔节水系统中，产生的冷水一部分进入到冷却塔上部进行喷淋；另一部分冷水进入到发电厂办公室的空调末端内，经过换热后，进入到换热盘管内，进行循环。
[0022]5.本实用新型的发电厂冷却塔节水系统中，冷却塔采用双曲线自然通风式冷却塔，没有采用风机，减少了投资。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统的结构示意图。
[0024]图中，1.水箱a，2.管式换热器a，3.水箱b，4.V型填料，5.水箱C，6.管式换热器b，7.挡水板a，8.风机a，9.冷却盘管，10.风机b，ll.挡水板b，12.风机c，13.挡水板C，14.压缩机，15.蒸发器，16.节流阀，17.冷凝器，18.阀门a，19.阀门b，20.雾化喷嘴，21.自然通风冷却塔，22.集水池，23.空调末端，24.第一供水管，25.第一循环水泵，26.二次风进风口 a，27.第二供水管，28.第二循环水泵，29.二次风进风口 b，30.第三供水管，31.第三循环水泵，32.填料，33.热水进水管，34.冷水出水管，35.收水器，36.—次风进风口 a，37.—次风进风口 b，Gl.第一水管，G2.第二水管，G3.第三水管，G4.第四水管。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0026]本实用新型结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统，其结构如图1所示，包括有通过管网连接的闭式蒸发冷却冷水机组、机械制冷系统及自然通风冷却塔21。
[0027]闭式蒸发冷却冷水机组，如图1所示，包括有机组壳体，机组壳体相对的两侧壁上分别设置有一次风进风口 a36、一次风进风口 b37 ;机组壳体内左右两侧对称设置有结构相同的第一管式间接蒸发冷却器、第二管式间接蒸发冷却器，第一管式间接蒸发冷却器与第二管式间接蒸发冷却器之间设置有直接蒸发冷却器；第一管式间接蒸发冷却器上方依次设置有挡水板cl3和风机cl2，第二管式间接蒸发冷却器的上方依次设置有挡水板a7和风机a8，直接蒸发冷却器的上方依次设置有挡水板b 11和风机b 10，风机c 12、风机b 10及风机a8对应的机组壳体顶壁上均设置有排风口。
[0028]第一管式间接蒸发冷却器，如图1所示，包括有管式换热器a2，管式换热器a2由多根水平设置的换热管组成，管式换热器a2的上方设置有第一喷淋装置，管式换热器a2的下方设置有水箱al，水箱al通过第一供水管24与第一喷淋装置连通；第一供水管24上设置有第一循环水泵25。管式换热器a2与水箱al之间形成第一风道，第一风道对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口 a26。
[0029]第二管式间接蒸发冷却器，如图1所示，包括有管式换热器b6，管式换热器b6的上方设置有第二喷淋装置，管式换热器b6的下方设置有水箱c5，水箱c5通过第二供水管27与第二喷淋装置连通；第二供水管27上设置有第二循环水泵28。管式换热器b6与水箱c5之间形成第二风道，第二风道对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口 b29。
[0030]管式换热器a2、管式换热器b6由多根水平设置的换热管组成。
[0031]直接蒸发冷却器，包括有V型填料4，V型填料4的上方依次设置有冷却盘管9及第三喷淋装置，V型填料4的下方设置有水箱b3，水箱b3通过第三供水管30与第三喷淋装置连通，第三供水管30上设置有第三循环水泵31，第三循环水泵31位于水箱b3内。V型填料4与水箱b3之间形成第三风道。
[0032]冷却盘管9的进水口通过第一水管Gl与空调末端23的出水口连接，冷却盘管9的出水口通过第二水管G2与空调末端23的进水口连接；第二水管G2还分别与机械制冷系统、自然通风冷却塔21连接；第二水管G2上设置有阀门al8。
[0033]机械制冷系统，包括有压缩机14，压缩机14通过铜管依次与蒸发器15、节流阀16及冷凝器17连接构成闭合回路，蒸发器15通过第三水管G3与第二水管G2连接；第三水管G3上设置有阀门bl9。
[0034]自然通风冷却塔21，包括有塔体，塔体的顶壁设置有排风出口，塔体内设置有填料32，填料32的上方依次设置有布水装置、收水器35及多个雾化喷嘴20，布水装置由热水进水管33及设置于热水进水管33上的多个喷嘴组成，多个喷嘴呈均匀设置；多个雾化喷嘴20通过第四水管G4与第二水管连接，第四水管G4上设置有水泵；填料32的下方设置有集水池22，集水池22连接有冷水出水管34，填料32与集水池22之间形成空气流道，空气流道对应的塔体侧壁上设置有空气入口。
[0035]本实用新型结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统，在第二水管G2上设置了阀门al8，在第三水管G3上设置了阀门bl9，可以根据自然通风冷却塔21的冷却效率来调节二者的流量比。若自然通风冷却塔21的效率较低时，排风出口空气的干湿球温度就越高，这样就可以调节机械制冷系统冷水出口的阀门bl9，使得其出水量减小，这样喷水温度就可以达到冷却塔内水蒸汽的冷凝温度。
[0036]自然通风冷却塔内，空气从空气入口进入塔体内.经空气流道穿过填料，与热水流动成相反方向流过填料，通过收水器35回收空气中的水滴后.塔体外的冷空气进入塔体内，蒸发和接触散失的热量后，温度增加，湿度变大，密度变小。因此，收水器35以上的空气经常是饱和或接近饱和状态，塔体外的空气温度低、湿度小、密度大。由于塔体内、外空气密度差异，在空气入口内外产生压差，致使塔体外空气源源不断地流进塔体内，而无需通风机械提供动力，减少了投资和能源浪费。此外，自然通风冷却塔21上部设置有多个雾化喷嘴20，可以使得细小的颗粒和水雾结合固定，然后一起落入到集水池22内。
[0037]本实用新型结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统，将蒸发冷却与机械制冷联合的冷水机组应用到电厂冷却塔的节水措施中，其工作过程如下:
[0038]1.风系统:
[0039]室外空气分别经过第一管式间接蒸发冷却器和第二管式间接蒸发冷却器冷却后，进入到直接蒸发冷却器内的V型填料4处，与水箱b3中的水进行热湿交换后，进入到冷却盘管9，与喷淋水一起冷却盘管9内的水；接着经过挡水板bll后，通过风机blO排到室外。
[0040]2.水系统:
[0041]制冷剂经过压缩机14压缩后变成高温高压的气体后进入到冷凝器17内与外界的空气进行热交换冷却，变成低温高压的液体，再经过节流阀16后变成低温低压的液体，液体进入到蒸发器15内，与冷却盘管9内的水进行热交换，将水温降低，产生的冷水与蒸发冷却冷水机组产出的高温冷水汇合后，通过调节阀门al8和阀门bl9来调节二者的流量比，以达到需要的冷水温度；产生的冷水一部分进入到自然通风冷却塔21内，将水蒸汽冷凝后一起落入到集水池22内，另一部分进入到电厂办公室的空调末端23内经过换热后再回到冷却盘管9内，如此往复循环。
[0042]本实用新型结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统，将蒸发冷却与机械制冷联合的冷水机组应用到冷却塔的节水措施中，一方面可以将水蒸汽冷凝后一起落回到集水池22内，减少自然通风冷却塔21的蒸发水损失；另一方面也可以降低自然通风冷却塔21的温度，使得汽轮机真空度提高，降低背压，提高热效率，节约发电煤耗。
【权利要求】
1.结合蒸发冷却与机械制冷的发电厂冷却塔节水系统，其特征在于，包括有通过管网连接的闭式蒸发冷却冷水机组、机械制冷系统及自然通风冷却塔(21); 所述闭式蒸发冷却冷水机组，包括有机组壳体，所述机组壳体相对的两侧壁上分别设置有一次风进风口 a(36)、一次风进风口 b(37);所述机组壳体内左右两侧对称设置有第一管式间接蒸发冷却器、第二管式间接蒸发冷却器，所述第一管式间接蒸发冷却器与第二管式间接蒸发冷却器之间设置有直接蒸发冷却器； 所述第一管式间接蒸发冷却器上方依次设置有挡水板c (13)和风机c (12);所述第二管式间接蒸发冷却器的上方依次设置有挡水板a(7)和风机a(8);所述直接蒸发冷却器的上方依次设置有挡水板b (I I)和风机b(10);所述风机c (12)、风机b (10)及风机a(8)对应的机组壳体顶壁上均设置有排风口； 所述机械制冷系统，包括有压缩机(14)，所述压缩机(14)依次与蒸发器(15)、节流阀(16)及冷凝器(17)连接构成闭合回路，所述蒸发器(15)通过第三水管(G3)与第二水管(G2)连接；自然通风冷却塔(21)，包括有塔体，所述塔体的顶壁设置有排风出口 ； 所述塔体内设置有填料(32)，所述填料(32)的上方依次设置有布水装置、收水器(35)及多个雾化喷嘴(20)，多个雾化喷嘴(20)通过第四水管(G4)与第二水管(G2)连接；所述填料(32)的下方设置有集水池(22)，所述集水池(22)连接有冷水出水管(34)，所述填料(32)与集水池(22)之间形成空气流道，所述空气流道对应的塔体侧壁上设置有空气入口 ；所述布水装置由热水进水管(33)及设置于热水进水管(33)上的多个喷嘴组成，多个喷嘴呈均匀设置；所述第四水管(G4)上设置有水泵。2.根据权利要求1所述的发电厂冷却塔节水系统，其特征在于，所述第一管式间接蒸发冷却器，包括有管式换热器a (2)，所述管式换热器a (2)的上方设置有第一喷淋装置，所述管式换热器a (2)的下方设置有水箱a (I)，所述水箱a (I)通过第一供水管(24)与第一喷淋装置连通； 所述第一供水管(24)上设置有第一循环水泵(25); 所述管式换热器a (2)与水箱a (I)之间形成第一风道，所述第一风道对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口 a (26); 所述管式换热器a(2)由多根水平设置的换热管组成。3.根据权利要求1所述的发电厂冷却塔节水系统，其特征在于，所述第二管式间接蒸发冷却器，包括有管式换热器b (6)，所述管式换热器b (6)的上方设置有第二喷淋装置，所述管式换热器b (6)的下方设置有水箱c (5)，所述水箱c (5)通过第二供水管(27)与第二喷淋装置连通； 所述第二供水管(27)上设置有第二循环水泵(28); 所述管式换热器b(6)与水箱c(5)之间形成第二风道，所述第二风道对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口 b (29); 所述管式换热器M6)由多根水平设置的换热管组成。4.根据权利要求1所述的发电厂冷却塔节水系统，其特征在于，所述直接蒸发冷却器，包括有V型填料(4)，所述V型填料(4)的上方依次设置有冷却盘管(9)及第三喷淋装置；所述V型填料(4)的下方设置有水箱b (3)，所述水箱b (3)通过第三供水管(30)与第三喷淋装置连通，所述第三供水管(30)上设置有第三循环水泵(31); 所述V型填料(4)与水箱b(3)之间形成第三风道。5.根据权利要求4所述的发电厂冷却塔节水系统，其特征在于，所述冷却盘管(9)的进水口通过第一水管(Gl)与空调末端(23)的出水口连接，所述冷却盘管(9)的出水口通过第二水管(G2)与空调末端(23)的进水口连接； 所述第二水管(G2)还分别与机械制冷系统、自然通风冷却塔(21)连接；所述第二水管(G2)上设置有阀门a (18)。6.根据权利要求1所述的发电厂冷却塔节水系统，其特征在于，所述第三水管(G3)上设置有阀门b(19)。
【文档编号】F25D16-00GK204301389SQ201420542186
【发明者】黄翔, 董晓杰, 李鑫 [申请人]西安工程大学