[发明专利]氨水吸收式复合制冷循环的空气间接冷却方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及火电、核电、燃气—蒸汽联合循环、整体煤气化发电和太阳能热发电等汽轮发电机组的凝汽器，或石油、化工、冶金、纺织、造纸、食品、制药等多种行业的大中型冷却器的被冷却工艺介质(简称工质)的间接空气冷却方法及其系统，具体说是一种氨水吸收式复合制冷循环的空气间接冷却方法和系统。

背景技术

火电、核电、燃气—蒸汽联合循环、整体煤气化发电和太阳能热发电等汽轮发电机组的排汽凝汽器，以及石油、化工、冶金、纺织、造纸、食品、制药等多种行业的大中型冷却器的排热系统中工质的冷却、凝结系统，按其所用冷却介质可分为以水为冷却介质的湿式冷却系统(简称水冷或湿冷)和以空气为冷却介质的干式冷却系统(简称空冷或干冷)。目前，国内外排热系统的绝大多数都是用水来冷却，即水冷或湿冷系统；在严重缺水地区则是以空气取代水来冷却，即干冷或空冷系统。

针对电站直接空冷系统(简称直冷)存在的诸如节水率最高只有90％、煤耗通常比水冷高十多克/千瓦时、环境适应能力差等问题，200710103618.0号“采用并联正、逆制冷循环的工质的间接空气冷却方法和系统”发明专利申请(简称：本申请人在先申请)，提出了采用并联正、逆制冷循环的工质的间接空气冷却方法和系统。该方法和系统是将正制冷循环和逆制冷循环相并联插入工质和空气之间的新的间接冷却方法和系统，根据被冷却的工质在冷却过程中是否发生相变，分别通过双相变换热器或单相变换热器与相互并联的正制冷循环和逆制冷循环相耦合；与传统的空气冷却方法和系统相比，该方法和系统既能发扬现有直冷方法和系统的节水优势，又能克服其煤耗偏高、环境适应能力差等问题，也能消除间接干冷方法和系统耗水多、夏季难满发、冬季防冻难等缺陷。但是该方法和系统在环境高温时段，采用压缩机将低压气态制冷剂压缩(即所谓压缩式制冷循环)、升压后送入空冷散热器放热冷凝。采用压缩式制冷循环与逆制冷循环相并联的工质的间接空气冷却方法和系统，称其为压缩式制冷复合循环的工质的间接空气冷却方法和系统。压缩式制冷循环的主要缺点是压缩机消耗机械功巨大，这一缺陷对于环境高温时段长的地区尤为严重，如采用电动机驱动压缩机则会大大增加厂用电率。

发明内容

本发明是针对上述采用压缩式制冷复合循环的工质的间接空气冷却方法和系统在高温时段压缩机耗功过大的缺点，采用氨水吸收式制冷装置取代压缩机，以便既能保证压缩式制冷复合循环的工质的间接空气冷却方法和系统的优势，又能消除其在环境高温时段压缩机耗功巨大的缺陷。但是，传统的氨水吸收式制冷装置，热利用系数比较低，吸收器耗水量大且体积庞大，一般只能用于温度不高的废热可利用的空调系统或小型制冷系统。为了发扬氨水吸收式制冷装置装置简单、功耗极小、造价低廉、维护简便的优势，克服其难以大型化的缺点，本发明进一步提出两个改进措施：一是将吸收器由水冷改为多级空气—水串联冷却式氨水吸收器，以克服耗水量大的缺陷；二是将立式管壳式喷淋降膜吸收器改为三维粗糙面板或填料式板翅式换热器，以便既能改进其吸收效率，又能利用板翅式换热器结构紧凑度(指换热器的单位容积所具有的换热面积)远高于管壳式的优势来缩小设备尺寸。

本发明的首要目的在于提出这种氨水吸收式复合制冷循环的空气间接冷却方法。

实现本发明目的的技术方案是：

这种氨水吸收式复合制冷循环的空气间接冷却方法，根据被冷却的工质在冷却过程中是否发生相变，分别通过双相变换热器或单相变换热器与相互并联的正制冷循环和逆制冷循环相耦合；

被冷却工质在冷却过程中发生相变的，通过双相变换热器与相互并联的正制冷循环和逆制冷循环相耦合，高环境温度时段，由双相变换热器低温侧出来的饱和气态制冷剂，先经吸收器被来自发生器的稀氨水溶液吸收变为浓氨水，再用氨水升压泵使浓氨水升压后进入发生器，然后在发生器中受热解吸后，送入空冷散热器放热冷凝，凝结液进入储液箱，然后经节流阀降压送回双相变换热器中重新进行流动沸腾换热过程，完成正制冷循环；低环境温度时段，双相变换热器低温侧出来的饱和气态制冷剂经过与正制冷循环相并联的过热器过热，然后进入与过热器相串联的氨气轮机膨胀作功，其排气送入空冷散热器冷凝，再经储液箱、升压泵增压送回双相变换热器中，完成逆制冷循环；