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一种电厂冷却 水的余热回收系统

阅读：818发布：2024-02-10

专利汇可以提供一种电厂冷却水的余热回收系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种电厂冷却水的余热回收系统，包括冷却水集水池、换热装置、压缩机、冷凝器和节流装置；换热装置包括水平设置于冷却水集水池中的一组或至少两组并联的换热盘管；换热装置、压缩机、冷凝器和节流装置依次连接并形成闭合的循环系统。本发明的电厂冷却水的余热回收系统能够有效地对电厂冷却水的余热进行回收利用，且可以不断的循环回收利用。，下面是一种电厂冷却水的余热回收系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电厂冷却水的余热回收系统，包括冷却水集水池，其特征在于，还包括换热装置、压缩机、冷凝器和节流装置；
所述换热装置包括水平设置于所述冷却水集水池中的一组或至少两组并联的换热盘管；
所述换热装置、所述压缩机、所述冷凝器和所述节流装置依次连接并形成闭合的循环系统。
2.根据权利要求1所述的电厂冷却水的余热回收系统，其特征在于，所述换热装置包括至少两组并联的换热盘管；所述换热装置和所述压缩机之间设置有集水器，所述节流装置和所述换热装置之间设置有分水器。
3.根据权利要求1所述的电厂冷却水的余热回收系统，其特征在于，所述换热盘管为蛇形盘管或螺旋盘管；所述换热盘管采用铝塑复合管。
4.根据权利要求1所述的电厂冷却水的余热回收系统，其特征在于，所述冷凝器包括进水端和出水端。
5.根据权利要求1所述的电厂冷却水的余热回收系统，其特征在于，所述节流装置为节流阀。
6.根据权利要求1所述的电厂冷却水的余热回收系统，其特征在于，所述冷凝器与所述节流装置之间设置有抽吸泵。
7.根据权利要求2所述的电厂冷却水的余热回收系统，其特征在于，所述节流装置和所述分水器之间设置循环泵。
8.根据权利要求7所述的电厂冷却水的余热回收系统，其特征在于，所述循环泵的数量为两个，且两个所述循环泵并联设置。
9.根据权利要求1所述的电厂冷却水的余热回收系统，其特征在于，所述换热盘管的相邻两层管之间通过第一固定件进行进行固定。
10.根据权利要求1所述的电厂冷却水的余热回收系统，其特征在于，所述冷却水集水池和所述换热盘管之间通过若干第二固定件进行固定。

说明书全文

一种电厂冷却 水的余热回收系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电厂冷却水处理技术领域，具体而言，涉及一种电厂冷却水的余热回收系统。

背景技术

[0002] 能源生产和能源消费所引起的能源和环境问题已成为严重制约我国可持续发展的重要问题之一，如何能充分利用工业生产过程中所排放的低温余热将成为我国经济更好、更快发展的途径之一。电厂冷却水不仅流量稳定，源源不断，而且电厂冷却水温度较高，携带有大量余热。

[0003] 然而，目前电厂冷却水的余热有两种处理方式，第一，直接忽略这部分余热，不进行回收，缺点显而易见，不利于能源的循环使用，造成能源浪费。第二，在对电厂冷却水回收利用时采用直接回收换热，即将电厂冷却水用水泵输送到需要的地方，但是冷却水中含有一定量的有机物和无机物杂质，有机物可以使水中微生物和藻类大量繁殖，从而堵塞水泵，严重时可使水泵腐蚀；而无机物还可以导致水泵结垢且难清理。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明提供的一种电厂冷却水的余热回收系统，更好的克服了上述现有技术存在的问题和缺陷，通过将换热装置、压缩机、冷凝器和节流装置依次连接并形成闭合的循环系统，并将换热装置设计为水平设置于冷却水集水池中的一组或至少两组并联的换热盘管，该余热回收系统使用时，首先通过压缩机释放出高温高压的气态换热工质，经冷凝放热后，冷凝器的冷却介质吸收热量可用于供给到用户，同时高温高压的气态换热工质变成低温高压的液态换热工质，然后经过节流装置节流后，低温高压的液体换热工质又变成低温低压的液态换热工质进入换热盘管中，经过与冷却水集水池中的带有余热的冷却水进行直接热交换后，换热盘管中的低温低压液态换热工质变成高温低压的气液混合物，再回流至压缩机压缩变成高温高压的气态换热工质再次释放，重复循环上述换热过程，将电厂冷却水的余热进行有效回收利用。另外，即使换热盘管外部有藻类和微生物类附着，或无机物结垢，对于水平放置的换热盘管清理起来也很方便快捷。

[0005] 本发明提供了如下技术方案：

[0006] 一种电厂冷却水的余热回收系统，包括冷却水集水池，所述余热回收系统还包括换热装置、压缩机、冷凝器和节流装置；

[0007] 所述换热装置包括水平设置于所述冷却水集水池中的一组或至少两组并联的换热盘管；

[0008] 所述换热装置、所述压缩机、所述冷凝器和所述节流装置依次连接并形成闭合的循环系统。

[0009] 作为上述技术方案的进一步改进，所述换热装置包括至少两组并联的换热盘管；所述换热装置和所述压缩机之间设置有集水器，所述节流装置和所述换热装置之间设置有分水器。

[0010] 作为上述技术方案的进一步改进，所述换热盘管为蛇形盘管或螺旋盘管；所述换热盘管采用铝塑复合管。

[0011] 作为上述技术方案的进一步改进，所述冷凝器包括进水端和出水端。

[0012] 作为上述技术方案的进一步改进，所述节流装置为节流阀。

[0013] 作为上述技术方案的进一步改进，所述冷凝器与所述节流装置之间设置有抽吸泵。

[0014] 作为上述技术方案的进一步改进，所述节流装置和所述分水器之间设置循环泵。

[0015] 作为上述技术方案的进一步改进，所述循环泵的数量为两个，且两个所述循环泵并联设置。

[0016] 作为上述技术方案的进一步改进，所述换热盘管的相邻两层管之间通过第一固定件进行进行固定。

[0017] 作为上述技术方案的进一步改进，所述冷却水集水池和所述换热盘管之间通过若干第二固定件进行固定。

[0018] 与现有技术相比，本发明的电厂冷却水的余热回收系统的有益效果是：

[0019] (1)本发明的电厂冷却水的余热回收系统通过将换热装置、压缩机、冷凝器和节流装置依次连接并形成闭合的循环系统，并将换热装置设计为水平设置于冷却水集水池中的一组或至少两组并联的换热盘管，该余热回收系统使用时，首先通过压缩机释放出高温高压的气态换热工质，经冷凝器冷凝放热后，冷凝器的冷却介质吸收热量可用于供给到用户，同时高温高压的气态换热工质变成低温高压的液态换热工质，然后经过节流装置节流后，低温高压的液体换热工质又变成低温低压的液态换热工质进入换热盘管中，经过与冷却水集水池中的带有余热的冷却水进行直接热交换后，换热盘管中的低温低压液态换热工质吸收冷却水中的余热变成高温低压的气液混合物，再回流至压缩机压缩变成高温高压的气态换热工质再次释放，重复循环上述换热过程，将电厂冷却水的余热进行有效回收利用。另外，即使换热盘管外部有藻类和微生物类附着，或无机物结垢，对于水平放置的换热盘管清理起来也很方便快捷。

[0020] (2)进一步地，本发明的电厂冷却水的余热回收系统的换热装置包括至少两组并联的换热盘管；通过在换热装置和压缩机之间设置有集水器，至少两组并联的换热盘管中的换热工质先经集水器汇流后流入压缩机，通过在节流装置和换热装置之间设置分水器，使经节流装置节流后的换热工质经分水器分流到各个换热盘管中，从而更利于整个余热回收系统的循环工作。

[0021] (3)进一步地，本发明的电厂冷却水的余热回收系统通过在换热盘管的相邻两层管之间通过设置第一固定件进行固定，以防止换热盘管在冷却水中换热时发生形变，相互两层间相互干扰影响换热效果；通过在冷却水集水池和换热盘管之间通过设置若干第二固定件进行固定，使换热盘管固定在冷却水集水池底部，防止换热盘管在冷却水中漂浮晃动，相互碰撞。

[0022] 综上所述，本发明特殊的结构，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的方法公开发表或使用而确属创新，产生了好用且实用的效果，较现有的技术具有增进的多项功效，从而较为适于实用，并具有广泛的产业价值。

[0023] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

[0025] 图1为本发明的电厂冷却水的余热回收系统的一种结构示意图；

[0026] 图2为本发明的电厂冷却水的余热回收系统中换热盘管的一种结构示意图。

[0027] 主要元件符号说明：

[0028] 1-余热回收系统；

[0029] 100-冷却水集水池；

[0030] 200-换热盘管；

[0031] 210-第一固定件；

[0032] 300-压缩机；

[0033] 400-冷凝器；

[0034] 410-进水端；

[0035] 420-出水端；

[0036] 500-节流装置；

[0037] 600-集水器；

[0038] 700-分水器；

[0039] 800-抽吸泵；

[0040] 900A-循环泵；

[0041] 900B-第二固定件。

具体实施方式

[0042] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对电厂冷却水的余热回收系统进行更全面的描述。附图中给出了电厂冷却水的余热回收系统的实施例。但是，电厂冷却水的余热回收系统可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对电厂冷却水的余热回收系统的公开内容更加透彻全面。

[0043] 在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

[0044] 在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

[0045] 在本发明的各种实施例中，表述“A或/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合，例如，可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

[0046] 在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

[0047] 应注意到：在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0048] 在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0049] 在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

[0050] 参阅图1和图2，本发明提供了一种电厂冷却水的余热回收系统1，包括冷却水集水池100；该余热回收系统1还包括换热装置、压缩机300、冷凝器400和节流装置500。该压缩机300可以将流入压缩机300的高温低压换热工质压缩得到高温高压的气态换热工质。

[0051] 优选地，所述节流装置500为节流阀，能够将低温高压的换热工质转变成低温低压的换热工质。

[0052] 所述冷凝器400可以为常用的壳管式或套管式，本发明可采用水冷式冷凝器，即冷凝器400的冷却介质为水；该冷凝器400中间水管包括进水端410和出水端420；其进水端410用于外接冷水源，出水端420外接用户终端，经压缩机300释放的高温高压气态换热工质进入冷凝器400中放热，冷凝器400从进水端410进入的冷水吸热变成热水通过出水端420排出供给到用户终端。

[0053] 所述换热装置、所述压缩机300、所述冷凝器400和所述节流装置500依次连接并形成闭合的循环系统。

[0054] 所述换热装置包括水平设置于所述冷却水集水池100中的一组或至少两组并联的换热盘管200；即可以根据冷却水集水池100的大小，换热装置可以为一组换热盘管200，也可以为两组、三组、四组、五组、六组或更多组的换热盘管200。

[0055] 优选地，所述换热盘管200为蛇形盘管(如图2所示)或螺旋盘管，蛇形盘管或螺旋盘管的盘绕圈数也根据实际需要进行设置，本发明实施例不做限制。

[0056] 上述换热盘管200可采用铝塑复合管、PPR或PE-X管等柔性管。

[0057] 优选地，所述换热盘管200采用铝塑复合管，其结构分为内、中、外三层，内、外两层均由密度大于0.94g/cm3的聚乙烯和/或乙烯共聚物组成，中间芯层采用铝箔，相邻两层间都采用热熔胶紧密粘合，然后经复合共挤成型得到铝塑复合管材。由于铝塑复合管的芯层是铝箔，因此其柔韧性、抗氧性、传热性和机械性都非常好，有利于多次来回盘绕及环形盘绕等。而且，铝塑复合管的导热系数0.45w/m·k，热阻小，因此在相同的供水温度下，铝塑复合管的导热性很好；温度使用范围在-70℃至110℃之间；热膨胀系数是0.025mm/(m·k)，管子形变率收温度影响小；当温度在95℃时，瞬间爆破压力仍可达8MPa。

[0058] 需要说明的是，本发明人发现，盘管换热热阻由三部分组成：1、管内换热工质受迫流动的对流换热热阻；2、管壁的导热热阻；3、管外自然对流换热热阻。管内换热工质受迫流动的对流换热热阻很小，可以忽略不计；管壁的导热热阻由管材决定；管外的自然对流换热热阻影响较大。因此当管材一定时，管外的自然对流换热热阻将对换热起到很大影响。

[0059] 本发明人还发现，当换热盘管200竖着放置在冷却水集水池100中时，换热盘管200与水的自然对流会发生相互影响，换热机理相当复杂。当换热盘管200向冷却水放热时，从换热盘管200下层管来的上升尾流对上层管的换热产生两种相反的作用，首先，它冲刷上层管，强化了上层管的换热；其次，上层管外的冷却水温度有所下降，使下层管与冷却水间的温差减小，削弱换热盘管200内的换热工质与冷却水间的换热。

[0060] 另外，相邻两层管间距S与管径D之比S/D的值，也是影响换热盘管200竖直放置时换热的重要参影响因素。当S/D的值很小时，上、下层管间会形成换热死区，减小有效换热面积，使上、下层管的换热均恶化；随着S/D的值的增大，最初由于上层管对冷却水的的冷却作用占主导地位，下层管的换热被削弱，换热强度低于下层管；当S/D增大到某一临界值(S/D)cr时，冷却作用和冲刷作用对换热的影响相当，使上、下层管的换热强度相同，而临界值的计算相当复杂；S/D的值继续增大，尾流对下层管的冲刷作用将占优势，下层管换热强度高于下层管。可见，增大管间距可增强换热盘管200竖着放置时换热效果，但无限制地增大管间距必然减小了单位空间内的换热面积。而基于集水池面积很大，如果采用多层竖直放置的换热盘管200，则会增加上下盘管之间的支撑架，同时也不利于清除结垢等。

[0061] 而将换热盘管200水平放置于冷却水集水池100中时，S/D的值对换热盘管200的影响很小，几乎可以忽略不计，因此则不存在上述问题，相反，将换热盘管200水平放置于冷却水集水池100中，有效增强了换热盘管200的换热效果，且即使换热盘管200外部有藻类和微生物类附着，或无机物结垢，对于水平放置的换热盘管200清理起来也很方便快捷。

[0062] 本发明的电厂冷却水的余热回收系统1使用时，首先通过压缩机300释放出高温高压的气态换热工质，经冷凝器400冷凝换热后，从冷凝器400进水端进入的冷水吸收热量变成热水从出水端供给到用户，同时高温高压的气态换热工质变成低温高压的液态换热工质，然后经过节流装置500节流后，低温高压的液体换热工质又变成低温低压的液态换热工质进入换热盘管200中，经过与冷却水集水池100中的带有余热的冷却水进行直接热交换后，换热盘管200中的低温低压液态换热工质吸收冷却水中的余热变成高温低压的气液混合物，再回流至压缩机300压缩变成高温高压的气态换热工质再次释放，重复循环上述换热过程，将电厂冷却水的余热进行有效回收利用。

[0063] 优选地，本发明实施例中，所述换热装置包括至少两组并联的换热盘管200；所述换热装置和所述压缩机300之间设置有集水器600，所述节流装置500和所述换热装置之间设置有分水器700。每组换热盘管200的一端均与集水器600连接，每组换热盘管200的另一端均与分水器700连接。

[0064] 进一步地，所述冷凝器400与所述节流装置500之间设置有抽吸泵800。

[0065] 进一步地，所述节流装置500和所述分水器700之间设置循环泵900A。

[0066] 优选地，本发明实施例中，所述循环泵900A的数量为两个，且两个所述循环泵900A并联设置。

[0067] 可以理解的是，上述抽吸泵800用于将经冷凝器400排出的低温高压液态换热工质抽吸到节流装置500中。上述循环泵900A用于将经节流装置500排出的低温低压液态换热工质输送至分水器700中，当采用两个循环泵900A并联设置，便于其中1个循环泵900A损坏时可开启另外1个使用，对损坏的同时可以进行维修或更换，不对整个余热回收系统1的使用造成影响。

[0068] 可以理解的是，本发明的电厂冷却水的余热回收系统1的换热装置包括至少两组并联的换热盘管200；通过在换热装置和压缩机300之间设置有集水器600，至少两组并联的换热盘管200中的换热工质先经集水器600汇流后流入压缩机300，通过在节流装置500和换热装置之间设置分水器700，使经节流装置500节流后的换热工质经分水器700分流到各个换热盘管200中，从而更利于整个余热回收系统1的循环工作。

[0069] 优选地，本发明实施例中，所述换热盘管200的相邻两层管之间通过第一固定件210进行进行固定。

[0070] 上述第一固定件210可采用能够直接套在相邻的两层管上的环型卡扣，且中间部分采用螺母和螺栓固定，便于拆卸和安装。

[0071] 优选地，本发明实施例中，所述冷却水集水池100和所述换热盘管200之间通过若干第二固定件900B进行固定。

[0072] 上述第二固定件900B可包括竖直设置的支撑杆和环形卡扣，该支撑杆的一端可焊接在冷却水集水池100底部，该支撑杆的另一端连接环形卡扣，环形卡扣拷在换热盘管200上，且便于拆卸和安装。

[0073] 需要说明的是，本发明的电厂冷却水的余热回收系统1通过在换热盘管200的相邻两层管之间通过设置第一固定件210进行固定，以防止换热盘管200在冷却水中换热时发生形变，相互两层间相互干扰影响换热效果；通过在冷却水集水池100和换热盘管200之间通过设置若干第二固定件900B进行固定，使换热盘管200固定在冷却水集水池100底部，防止换热盘管200在冷却水中漂浮晃动，相互碰撞。

[0074] 综上所述，本发明的电厂冷却水的余热回收系统1的有益效果是：

[0075] (1)本发明的电厂冷却水的余热回收系统通过将换热装置、压缩机、冷凝器和节流装置依次连接并形成闭合的循环系统，并将换热装置设计为水平设置于冷却水集水池中的一组或至少两组并联的换热盘管，该余热回收系统使用时，首先通过压缩机释放出高温高压的气态换热工质，经冷凝放热后，冷凝器的冷却介质吸收热量可用于供给到用户，同时高温高压的气态换热工质变成低温高压的液态换热工质，然后经过节流装置节流后，低温高压的液体换热工质又变成低温低压的液态换热工质进入换热盘管中，经过与冷却水集水池中的带有余热的冷却水进行直接热交换后，换热盘管中的低温低压液态换热工质吸收冷却水中的余热变成高温低压的气液混合物，再回流至压缩机压缩变成高温高压的气态换热工质再次释放，重复循环上述换热过程，将电厂冷却水的余热进行有效回收利用。另外，即使换热盘管外部有藻类和微生物类附着，或无机物结垢，对于水平放置的换热盘管清理起来也很方便快捷。

[0076] (2)进一步地，本发明的电厂冷却水的余热回收系统的换热装置包括至少两组并联的换热盘管；通过在换热装置和压缩机之间设置有集水器，至少两组并联的换热盘管中的换热工质先经集水器汇流后流入压缩机，通过在节流装置和换热装置之间设置分水器，使经节流装置节流后的换热工质经分水器分流到各个换热盘管中，从而更利于整个余热回收系统的循环工作。

[0077] (3)进一步地，本发明的电厂冷却水的余热回收系统通过在换热盘管的相邻两层管之间通过设置第一固定件进行固定，以防止换热盘管在冷却水中换热时发生形变，相互两层间相互干扰影响换热效果；通过在冷却水集水池和换热盘管之间通过设置若干第二固定件进行固定，使换热盘管固定在冷却水集水池底部，防止换热盘管在冷却水中漂浮晃动，相互碰撞。

[0078] 尽管以上较多使用了表示结构的术语，例如“换热装置”、“冷却水集水池”、“节流装置”等，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

[0079] 上述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明配方及制备工艺可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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