[发明专利]串联式空湿混合冷却系统、空冷岛系统及冷却方法

说明书

本发明为解决火力发电领域存在的管道背压高、冷却效率低的问题，公开了串联式空湿混合冷却系统、空冷岛系统，包括蒸汽分配管道、水汽分离管道、顺流式空冷散热器、凝结水收集管道和余气收集管道。还公开了冷却方法，包括空冷步骤和水汽分离步骤。取消传统空冷岛中的逆流区，并将原逆流区改造为顺流区，提高空冷散热器传热效果，并降低空冷散热器的阻力；简化空冷散热器结构，使其只有顺流区管束，改善其阻力特性，优化汽水侧流动阻力分布。

技术领域

本发明涉及火力发电领域，进一涉及火力发电的蒸汽冷却领域，特别涉及一种串联式空湿混合冷却系统、空冷岛系统及冷却方法。

背景技术

空冷岛系统是火力发电厂汽水系统中的重要部分，是通过空冷方式对汽轮机4中做功完成的蒸汽进行冷凝并保持汽轮机4真空的机构。

参照附图1，目前通用的空冷岛系统中，包括有相互串联的顺流式散热器1和逆流式散热器2，顺流式散热器1包括若干并联的顺流管束，逆流式散热器2包括若干并联的逆流管束，通过轴流风机吹风至两套散热器中冷却蒸汽。其中顺流式散热器1中的冷凝水通过布置在顺流管束底部的冷凝水收集管道流出。不凝结气体和剩余的部分蒸汽通过布置在顺流管束底部的冷凝水收集管道进入逆流式散热器进一步冷凝。在逆流式散热器顶部与抽真空管道3连接，以将不凝结气体和少量的未冷凝蒸汽抽出，以保持系统的真空。

现有的空冷岛系统中，由于顺流管束和逆流管束中各管路的阻力特性和传热特性存在一定的差异，加上管路设计、制造、安装工艺等差异以及外侧环境风、轴流风机运行方式、沾污等多方面的因素，系统在运行时，蒸汽流场和温度场分布明显不均，导致系统背压升高，影响机组效率。现有采用罗茨真空泵等在抽真空系统的改进措施，无法从根本上改善空冷岛本身的流场与热负荷分布特性，节能效果不明显。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一方面提供一种冷却系统，第二方面提出一种串联式冷却系统，第三方面提出一种串联式空湿混合冷却系统，第四方面提出一种空冷岛系统，第五方面提出一种冷却方法，取消传统空冷岛逆流区的概念，彻底改变乏汽的冷却方式，显著提升冷却效率、降低阻力与背压。

根据本发明的第一方面实施例的一种冷却系统，包括：蒸汽分配管道；水汽分离管道，位于蒸汽分配管道的下方；顺流式空冷散热器，包括顺流式空冷管道和吹气装置，顺流式空冷管道的两端分别连通蒸汽分配管道和水汽分离管道，吹气装置适于向顺流式空冷管道吹风；凝结水收集管道，连通水汽分离管道的下部，适于收集水汽分离管道内的凝结水；余气收集管道，连通水汽分离管道的上部，适于收集水汽分离管道内的余气。

根据本发明实施例的一种冷却系统，至少具有如下有益效果：①取消传统空冷岛中的逆流区，并将原逆流区改造为顺流区，提高空冷散热器传热效果，并降低空冷散热器的阻力；②简化空冷散热器结构，使其只有顺流区管束，改善其阻力特性，优化汽水侧流动阻力分布。

根据本发明的一些实施例，水汽分离管道包括两组并分别位于蒸汽分配管道的两侧，顺流式空冷管道包括两组顺流管束且分别位于蒸汽分配管道两侧，两组顺流管束的一端均连通蒸汽分配管道，两组顺流管束的另一端则分别对应连通两组水汽分离管道。

根据本发明的一些实施例，余气收集管道的前端连通有两组第一支管，两组第一支管分别连通两组水汽分离管道；凝结水收集管道的前端连通有两组第二支管，两组第二支管分别连通两组水汽分离管道。

根据本发明的一些实施例，每组顺流管束均包括若干单元管束，同一组的所有单元管束连续并排平铺布置并形成平面。

根据本发明的一些实施例，吹气装置包括轴流风机，轴流风机位于顺流式空冷管道的下方并适于向上吹风。

根据本发明的一些实施例，凝结水收集管道连通有下降管，下降管上设有凝结水箱和凝结水泵。