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一种基于制冷方式使乏汽冷却 水降温的装置及方法

阅读：486发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置及方法，本发明的乏汽管道内的蒸汽和冷凝水与对乏汽进行冷凝的冷却水，并制冷机产生的低温水以及冷媒冷却水，都是在各自密闭的管道和设备内通过热交换方式进行的。因此没有了任何水分的损耗，没有了各类型空冷系统对燃料或电能的额外消耗，从根本上解决了常规湿冷与各类型空冷系统的弊端，并且不受任何气候天气的影响，大规模降低了投资成本与运行费用，节能减排效果十分显著。同时，乏汽因受冷而快速转化为冷凝水，从而使乏汽管道内保持了较高的真空度，因此，有利于提高发电机的工作效率。，下面是一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置，其特征在于，包括汽轮机(1)、锅炉(2)、凝汽器(4)、热交换器(10)和制冷机(12)；
汽轮机(1)的乏汽出口连接凝汽器(4)，凝汽器(4)的冷凝水出口连接锅炉(2)，锅炉(2)的发电蒸汽出口连接汽轮机(1)，凝汽器(4)的冷却水出口连接制冷机(12)和热交换器(10)的冷却水入口，制冷机(12)的低温水出口连接热交换器(10)的低温水入口，热交换器(10)的低温水出口连接制冷机(12)的低温水入口，制冷机(12)的冷却水出口与热交换器(10)的冷却水出口均连接凝汽器(4)的冷却水入口。
2.根据权利要求1所述的一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置，其特征在于，凝汽器(4)与锅炉(2)间设置有冷凝水泵(5)。
3.根据权利要求2所述的一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置，其特征在于，冷凝水泵(5)与锅炉(2)间依次设置有低压加热器(6)、除氧器(7)和高压加热器(8)。
4.根据权利要求1所述的一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置，其特征在于，制冷机(12)与热交换器(10)间的管路上设置有低温水循环泵(11)。
5.根据权利要求1所述的一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置，其特征在于，凝汽器(4)的冷却水入口前设置有冷却水循环泵(9)。
6.根据权利要求1所述的一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置，其特征在于，凝汽器(4)能够采用不同形式的汽水换热器。
7.权利要求1所述的一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置的工作方法，其特征在于，汽轮机(1)生成的乏汽送入凝汽器(4)中与冷却水进行热交换，乏汽潜热被吸收后转化为冷凝水返回锅炉(2)中；
在凝汽器(4)中升温的冷却水被送入制冷机(12)和热交换器(10)中，被送入制冷机(12)的冷却水作为制冷机(12)的动力源与制冷机(12)的冷媒溶液进行热交换，做完热交换的冷却水返回凝汽器(4)中；
制冷机(12)工作时产生的低温水送入热交换器(10)中与冷却水进行热交换，换热后的低温水重新返回制冷机(12)中；
热交换器(10)中换热后的冷却水重新返回凝汽器(4)中。
8.根据权利要求7所述的一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置的工作方法，其特征在于，凝汽器(4)与锅炉(2)间设置有低压加热器(6)、除氧器(7)和高压加热器(8)；
凝汽器(4)排出的冷凝水通过有低压加热器(6)、除氧器(7)和高压加热器(8)加热加压到所需温度和压力后送入锅炉(2)中。

说明书全文

一种基于制冷方式使乏汽冷却 水降温的装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于热电厂乏汽非常规湿冷与空冷设备工程领域，具体涉及一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置及方法。

背景技术

[0002] 传统的热电厂无论其燃料供给形式如煤、气、油、垃圾、核材料等不同，其发完电的乏汽都要在凝汽器内与冷却水通过热交换方式，转化为冷凝水后供再次使用。冷却水在冷却塔内再由外界的冷却水进行降温。这是传统热电厂工况的必然要求。

[0003] 在传统冷却塔内给凝汽器内的冷却水降温，因其采用开式系统方式，每年都会有大量的外界冷却水以水蒸汽形式散发到大气中，这一消耗量就一般热电厂而言也在千万吨级。以现在的每吨冷却水处理费用计算，这也是一个不小的消耗。并且因水耗较大也给电厂选址、运营带来了不小的压力，尤其在水资源较少的地区。

[0004] 为了解决这一问题，目前热电领域推出了空冷系统，可有效改善传统冷却塔水消耗大的问题，可节水3/4以上。但在使用过程中也随之产生了一些问题，其大体情况如下：

[0005] 现在用于热电厂替代传统水冷(又称常规湿冷)系统的空冷系统主要有三种形式，即直接空冷、表面式凝汽器间接空冷系统(哈蒙氏)、混合式凝汽器间接空冷系统(海勒式)。

[0006] 直接空冷系统的优点是一次性投资低，易于在所有大气温度下实现冷却空气的均匀和稳定分布，电厂整体占地面积小。具有以下缺点：

[0007] 风机消耗电力大，直接空冷系统自耗电占机组发电容量的1.5％左右。

[0008] 哈蒙式表面式间接空冷系统的优点如下：

[0009] (1)节约电厂用电，设备少，冷却水系统与汽水系统分开。两者水质可按各自要求控制。

[0010] (2)冷却水量根据季节调整。

[0011] (3)空冷散热器在塔内布置，基本上不受恶劣天气影响其带负荷的能力。

[0012] 也具有以下缺点：

[0013] (1)空冷塔占地大，基建投资大。

[0014] (2)系统中需要两次换热，且都属于表面换热，使电厂整体热效率有所下降。

[0015] 海勒式混合式凝汽器间接空冷系统的优点如下：

[0016] (1)以微正压的低压水系统运行，易于操控，可与中背压汽轮机配套。

[0017] (2)冷却系统消耗动力少，占地面积适中，投资较低。

[0018] 也具有以下缺点：

[0019] 冷却水与汽轮机乏汽直接接触。

发明内容

[0020] 本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置及方法，能够高效、可靠、经济的将乏汽凝汽器内的冷却水降低到工艺要求的温度，保障发电机组的正常运行。

[0021] 为了达到上述目的，一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置，包括汽轮机、锅炉、凝汽器、热交换器和制冷机；

[0022] 汽轮机的乏汽出口连接凝汽器，凝汽器的冷凝水出口连接锅炉，锅炉的发电蒸汽出口连接汽轮机，凝汽器的冷却水出口连接制冷机和热交换器的冷却水入口，制冷机的低温水出口连接热交换器的低温水入口，热交换器的低温水出口连接制冷机的低温水入口，制冷机的冷却水出口与热交换器的冷却水出口均连接凝汽器的冷却水入口。

[0023] 凝汽器与锅炉间设置有冷凝水泵。

[0024] 冷凝水泵与锅炉间依次设置有低压加热器、除氧器和高压加热器。

[0025] 制冷机与热交换器间的管路上设置有低温水循环泵。

[0026] 凝汽器的冷却水入口前设置有冷却水循环泵。

[0027] 凝汽器能够采用不同形式的汽水换热器。

[0028] 一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置的工作方法，汽轮机生成的乏汽送入凝汽器中与冷却水进行热交换，乏汽潜热被吸收后转化为冷凝水返回锅炉中；

[0029] 在凝汽器中升温的冷却水被送入制冷机和热交换器中，被送入制冷机的冷却水作为制冷机的动力源与制冷机内的冷媒溶液进行热交换，做完热交换的冷却水返回凝汽器中；

[0030] 制冷机工作时产生的低温水送入热交换器中与冷却水进行热交换，换热后的低温水重新返回制冷机中；

[0031] 热交换器中换热后的冷却水重新返回凝汽器中。

[0032] 凝汽器与锅炉间设置有低压加热器、除氧器和高压加热器；

[0033] 凝汽器排出的冷凝水通过有低压加热器、除氧器和高压加热器加热加压到所需温度和压力后送入锅炉中。

[0034] 与现有技术相比，本发明的乏汽管道内的蒸汽和冷凝水与对乏汽进行冷凝的冷却水，并制冷机产生的低温水以及冷媒冷却水，都是在各自密闭的管道和设备内通过热交换方式进行的。因此没有了任何水分的损耗，没有了各类型空冷系统对燃料或电能的额外消耗，从根本上解决了常规湿冷与各类型空冷系统的弊端，并且不受任何气候天气的影响，大规模降低了投资成本与运行费用，节能减排效果十分显著。同时，乏汽因受冷而快速转化为冷凝水，从而使乏汽管道内保持了较高的真空度，因此，有利于提高发电机的工作效率。附图说明

[0035] 图1为本发明的系统框图；

[0036] 其中，1、汽轮机；2、锅炉；3、发电机；4、凝汽器；5、冷凝水泵；6、低压加热器；7、除氧器；8、高压加热器；9、冷却水循环泵；10、热交换器；11、低温水循环泵；12、制冷机。

具体实施方式

[0037] 下面结合附图对本发明做进一步说明。

[0038] 参见图1，一种基于制冷方式使乏汽冷却水降温的装置,包括汽轮机1、锅炉2、凝汽器4、热交换器10和制冷机12，汽轮机1驱动发电机3。

[0039] 汽轮机1的乏汽出口连接凝汽器4，凝汽器4的冷凝水出口连接锅炉2，锅炉2的发电蒸汽出口连接汽轮机1，凝汽器4的冷却水出口连接制冷机12和热交换器10的冷却水入口，制冷机12的低温水出口连接热交换器10的低温水入口，热交换器10的低温水出口连接制冷机12的低温水入口，制冷机12的冷却水出口与热交换器10的冷却水出口均连接凝汽器4的冷却水入口。制冷机12中冷媒溶液的冷媒冷却水具有循环回路。

[0040] 凝汽器4与锅炉2间设置有冷凝水泵5，冷凝水泵5与锅炉2间依次设置有低压加热器6、除氧器7和高压加热器8。制冷机12与热交换器10间的管路上设置有低温水循环泵11，凝汽器4的冷却水入口前设置有冷却水循环泵9。

[0041] 优先的，凝汽器4能够采用不同形式的汽水换热器。

[0042] 本装置工作时，汽轮机1生成的乏汽送入凝汽器4中与冷却水进行热交换，乏汽潜热被吸收后转化为冷凝水，冷凝水通过冷凝水泵5后，再通过低压加热器6、除氧器7和高压加热器8加热加压到所需温度和压力后送入锅炉2中。

[0043] 在凝汽器4中升温的冷却水被送入制冷机12和热交换器10中，被送入制冷机12的冷却水作为制冷机12的动力源与制冷机12内的冷媒溶液进行热交换，做完热交换的冷却水返回凝汽器4中。

[0044] 制冷机12工作时产生的低温水通过低温水循环泵11泵入热交换器10中与冷却水进行热交换，换热后的低温水重新返回制冷机12中。

[0045] 热交换器10中换热后的冷却水和在制冷机12中做完热交换的冷却水通过冷却水循环泵9重新返回凝汽器4中。

[0046] 制冷机设备内的冷媒冷却水的降温方法，可采用ZL201710602123.6和ZL201820216001.3中涉及的技术方式来实现。

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