一种新型联合循环机组空冷塔喷雾冷却系统的制作方法

1.本发明属于电厂冷却系统、太阳能综合利用领域，具体涉及一种新型联合循环机组空冷塔喷雾冷却系统。


背景技术：

2.在湿冷塔中，冷却水主要通过蒸发散热的方式将废热直接传递给空气，这将造成大量的水资源的消耗。而在空冷塔中，空气和冷却水通过空冷散热器进行热交换，冷却水通过对流换热的方式将废热传递给空气，避免了冷却水与空气直接接触换热所造成的水资源消耗。在我国的新疆、山西等地区，蕴藏有大量的天然气、页岩气资源，而上述地区也正好是我国较为缺水的地区。因此，考虑到用水的限制，当在上述地区建设联合循环机组时，空冷塔可成为一个非常有竞争力的选择。
3.但是，在我国上述缺水的地区建设配置有空冷塔的联合循环机组，面临的一个较大的问题是，在夏季高温情况下，随着环境空气干球温度的升高，空冷塔换热效果将显著下降，使汽轮机背压显著增大，汽轮机出力也将大幅下降，因此在夏季高温情况下，联合循环机组的出力将受到空冷系统的影响而显著减小，而夏季高温情况下又是居民用电的高峰期，因此，提高夏季高温情况下空冷塔换热效果，对于提高联合循环机组的经济收益是有较大的实际意义的。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种新型联合循环机组空冷塔喷雾冷却系统，针对夏季高温情况下，联合循环机组空冷塔的换热效果下降，而此时正好有丰富的太阳能资源的情况。
5.本发明采用如下技术方案来实现的：
6.一种新型联合循环机组空冷塔喷雾冷却系统，包括：
7.太阳能光伏板发电制冷系统，太阳能光伏板布置在空冷塔的外围，太阳光直接转化为电能；
8.空冷塔进气喷雾冷却系统，通过将喷雾水储罐中的喷雾水送入优化布置好于光伏板下方的喷嘴中。
9.本发明进一步的改进在于，当空冷系统的喷雾冷却系统运行时，太阳能光伏板发出的电能驱动螺杆式制冷机组制成冷水，并驱动水泵将冷水输送至空冷系统的喷雾冷却系统，多余的电能则接入厂用电系统中。
10.本发明进一步的改进在于，螺杆式制冷机组能够将厂内除盐水降温至5℃。
11.本发明进一步的改进在于，当空冷系统的喷雾冷却系统停止运行时，太阳能光伏板发出的电能则全部接入厂用电系统。
12.本发明进一步的改进在于，在侧风影响下，空冷塔的将换热效能下降，太阳能光伏板发电制冷系统的太阳能光伏板充当空冷塔导流板的作用，提升空冷塔在侧风影响下的换热性能。
13.本发明进一步的改进在于，空冷塔进气喷雾冷却系统中，当光伏板脏污积灰时，通过将喷雾水储罐中的喷雾水送入布置于光伏板上方的喷嘴中，对光伏板实施清洗，提升光伏板发电效率。
14.本发明进一步的改进在于，喷嘴能够冷水变为直径为50μm的水雾。
15.本发明进一步的改进在于，部分喷嘴采用水平顺流布置、部分喷嘴采用逆流布置以及部分喷嘴采用30
°
角的倾斜布置。
16.本发明至少具有如下有益的技术效果：
17.本发明通过充分利用空冷塔的外部空间，布置导流板形状的太阳能光伏板，将太阳能转化为电能，实现太阳能资源和空冷塔外部空间资源的充分利用。将太阳能光伏板制成的电能用于驱动喷雾冷却系统的制冷机组、各类水泵等耗电设备，提高喷雾水与空气间的换热效果，显著降低进入空冷塔的空气干球温度，提高空冷塔的换热效果，进而达到降低凝汽器背压，提升汽轮机发电功率的目的。根据估算，如通过制冷机组值得的冷水与常温水相比水温降低约30％，可使显热冷却效果提升超过180％。如能通过喷雾冷却，降低空冷塔的空气干球温度至约20℃运行，可显著降低机组背压，提升汽机出力，预计一年可为电厂带来超过500万元的收益。此外，在在环境侧风影响下，该系统的太阳能光伏板作为导流板，提升空冷塔在侧风影响下的换热性能，根据估算宽度为4.5米的太阳能光伏板，在6m/s的侧风下，可提升空冷塔换热能力2倍以上。当光伏板脏污积灰时，空冷塔喷雾冷却系统还可对光伏板实施清洗，提升光伏板发电效率。
附图说明
18.图1为本发明的整体系统示意图。
19.图2为太阳能光伏板发电制冷系统示意图。
20.图3为空冷塔进气喷雾冷却系统示意图。
21.图4为侧风下，安装与未安装导流板的空冷塔性能对比图。
22.图5为夏季高温下，采用本发明装置进行喷雾冷却的效果图。
23.附图标记说明：1为太阳能光伏板发电制冷系统；1a为螺杆式制冷机组； 1b为冷水输运水泵；1c为太阳能光伏板；1d为空冷散热器；1e为空冷塔外壁；2为空冷塔进气喷雾冷却系统；2a为冷水输运水泵；2b为喷雾水储罐；2c为将冷水加压至喷嘴压力的水泵；2d为喷雾冷却系统内部的连通水管；2e 为第一喷嘴；2f为输运水泵；2g为连通水管；2h为第二喷嘴。
具体实施方式
24.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
25.如图1所示，本发明提供的一种新型联合循环机组空冷塔喷雾冷却系统，包括：
26.太阳能光伏板发电制冷系统1：如图2所示，在夏季高温情况下，通过太阳能光伏板1c将太阳能转化为电能，并驱动螺杆式制冷机组1a；螺杆式制冷机组1a将厂内除盐水降温
至5℃，并通过冷水输运水泵1b输送至空冷塔进气喷雾冷却系统2。太阳能光伏板1c发出电能将供应太阳能光伏板发电制冷系统1 内的螺杆式制冷机组1a、冷水输运水泵1b等设备，多余电能将输送至空冷塔进气喷雾冷却系统2。如仍有多余的电能则接入厂用电系统。在环境侧风影响下，该系统的太阳能光伏板1c作为导流板，提升空冷塔在侧风影响下的换热性能，如图4所示。
27.空冷塔进气喷雾冷却系统2。如图3所示，从太阳能光伏板发电制冷系统2 来的冷水经冷水输运水泵2a输送至从喷雾水储罐2b，并经水泵2c加压至喷嘴工作压力，并经喷雾冷却系统内部的连通水管2d后进入第一喷嘴2e。第一喷嘴2e布置在太阳能光伏板1c的下端，并尽量远离空冷塔，以增加水滴运行距离，增强冷却效果，并保证水滴完全蒸发，不腐蚀空冷散热器1d。太阳能光伏板1c呈水平布置，并紧贴空冷塔外壁1e。如图5所示，部分第一喷嘴2e采用水平顺流布置、部分采用逆流布置、部分采用30
°
角的倾斜布置，冷水经加压后并经喷嘴后变为直径约为50μm的水雾以增强水雾与空气的换热能力，并在太阳能光伏板1c下完全蒸发，不腐蚀空冷散热器1d，并取得较好的冷却效果。当太阳能光伏板1c有积灰时，从喷雾水储罐2b输送部分喷雾水经输运水泵2f，后进入连通水管2e后再进入第二喷嘴2h。第二喷嘴2h布置在太阳能光伏板 1c的上部，并采用水平顺流布置。从第二喷嘴2h喷出的水滴对光伏板可实施清洗。太阳能光伏板发电制冷系统1发出的电能将供应空冷塔进气喷雾冷却系统2内的冷水输运水泵2a、将冷水加压至喷嘴压力的水泵2c、输运水泵2f等设备。
28.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。