[发明专利]一种回收冷却水水蒸气的冷却系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于工业循环水冷却技术领域，涉及湿式冷却与干式冷却技术，具体是一种回收冷却水水蒸气的冷却系统及方法。

背景技术

当今工业用水主要是用于冷却方面，又以汽轮机凝汽设备的冷却为主，主要分为湿式冷却（湿冷）、干式冷却（空冷）、干湿联合冷却三类方式。

以江、河、湖、海、水库的水作为冷却水的为湿式开式冷却（直流供水）方式，该方式对水源产生热污染，水蒸发导致水资源枯竭，生态平衡易受到破坏。

采用湿式冷却塔，冷却水在凝汽器与冷却塔之间进行循环的为湿式闭式冷却方式，该方式冷却水蒸发损失约占电厂耗水量的65%以上，过度耗水导致区域性水资源供需矛盾突出，甚至使生态环境遭到永久性破坏。

采用翅片管式散热器，直接或间接用环境空气冷凝汽轮机排汽的为空气冷却方式，该方式既具有节约湿冷电厂总耗水量65%以上的显著节水效果的优点，又存在汽轮机背压高，煤耗率高，冷却效果受风（风温、风速、风向）的影响大，高温期易使机组出力不足的缺点。

国外的一些发电厂采用了干湿联合（复合式）冷却方式，该类方式型式多种多样，但其共有的缺点是开放式的湿冷部分仍存在水的蒸发损失。

国民经济发展用水需求导致江河、湖泊、水库水资源日益枯竭，海水、苦咸水、灌溉排水、城市中水等劣质水净化及循环水余热利用要求日益迫切，具有汽轮机背压低、煤耗率低、受自然环境因素影响小等优点的湿式冷却方式的应用由于耗水量大等受到了限制 ；为节约用水，采用空气冷却方式已成为发展趋势，而空气冷却方式又需解决前述存在的诸多缺点；一些已建湿冷电厂也有改造为空气冷却方式的要求，但存在汽轮机改造或更换、凝汽设备系统更换，投资大、场地限制及前述空气冷却方式缺点等问题。目前还没有一种既可保留湿式冷却方式前述优点，又可克服空气冷却方式前述缺点，同时可全部回收冷却水水蒸气、使部分劣质冷却水得到净化利用的冷却方式。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种回收冷却水水蒸气的冷却系统及方法，是一种由负压蒸发室将湿冷系统与直接空冷系统有机连接构成的回收冷却水水蒸气的冷却系统及方法，具有做功乏汽冷凝、余热利用、劣质水净化、节能节水的效能。

 本发明提供一种回收冷却水水蒸气的冷却系统及方法，目的是回收湿式冷却方式循环冷却水蒸发产生的全部水蒸气，并且能够避免湿式开式冷却方式对水源产生热污染、以及湿冷方式水蒸发导致的水资源枯竭问题；能够解决空气冷却方式汽轮机背压高、煤耗率高、冷却效果受风的影响大、高温期机组出力不足问题；解决干湿联合（复合式）冷却方式湿冷部分水蒸发损失问题；解决湿冷机组改造为空冷机组汽轮机、凝汽器改造技术难度大、工期长、投资大、场地限制等问题；同时能够净化与锅炉蒸发量几乎相等的劣质循环冷却水，使循环水余热得到一次再利用。

本发明所采用的技术方案：一种回收冷却水水蒸气的冷却系统，包括采用冷却循环水排除废热的工业热交换器、负压蒸发室和直接空冷系统，所述采用冷却循环水排除废热的工业热交换器的循环水进口接循环水泵，采用冷却循环水排除废热的工业热交换器的循环水出口采用管道连接负压蒸发室；所述负压蒸发室上部设有循环水进口，下部设有循环水出口，顶部设有与直接空冷系统相通的排汽管道，所述直接空冷系统设置有气—汽热交换冷却单元组、冷凝水收集系统和抽真空系统。

进一步地，所述负压蒸发室为密闭空间，其下部为水室，设有循环水出口；负压蒸发室上部为蒸发腔，设有循环水进口，蒸发腔内设置与湿式冷却塔功能相同的配水系统、淋水填料和除水器；负压蒸发室顶部设有多根排汽管道与直接空冷系统的气—汽热交换冷却单元组的配汽管道相连接。

进一步地，所述排汽管道内装置有强化传热风机。可以进一步降低蒸发室内压力，同时提高进入空冷系统翅片管散热器的水蒸气压力，实现强化冷却系统换热效果的目的。

进一步地，所述采用冷却循环水排除废热的工业热交换器为表面式凝汽器。尤其适用于热电厂汽轮机的排汽冷凝。

本发明提供一种回收冷却水水蒸气的冷却方法，包括如下的步骤：

1)从冷却水水源或负压蒸发室泵送冷却循环水到采用冷却循环水排除废热的工业热交换器；

2)离开工业热交换器的冷却循环水进入密闭的负压蒸发室，通过蒸发冷却后大部分冷却循环水进入负压蒸发室的水室，经由循环水出口排出；少部分冷却循环水吸热汽化为水蒸气，通过负压蒸发室顶部的多根排汽管道进入到直接空冷系统的各个气—汽热交换冷却单元的翅片管散热器；

3)经过空气冷却凝结后的冷凝水由直接空冷系统的冷凝水收集系统出口排出；