一种新型的空冷系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于热能交换和空气动力领域，涉及电站冷端系统，具体涉及一种新型的空冷系统。
【背景技术】
[0002]发电厂空冷技术作为当前一种有效节水型火力发电技术，在水资源较匮乏地区的电力工业中广泛应用是大势所趋。展望未来，电厂空冷技术前景依然看好，它不仅能应用于缺水地区，即便在水源充沛的地区，从减少水资源消耗、促进水资源可持续利用的角度来讲，也具有非常高的实际应用价值。
[0003]当前用于发电厂的空冷系统主要有三种，即直接空冷系统、带混合式凝汽器的间接空冷系统(海勒式)和带表面式凝汽器的间接空冷系统(哈蒙式)。
[0004]在国内，直接空冷系统应用最多，其次是表凝式间冷系统，最后是混凝式间冷系统。前两者占空冷机组装机容量的98%以上。数十年来的运行经验表明，空冷系统节水优势相当明显，然而其劣势亦相当突出:1)直接空冷技术方面，存在厂用电高、夏季高温时段运行真空低机组出力不足、受环境影响敏感等问题；2)表凝式间冷系统方面，存在厂用电高、两次换热换热效率低等劣势。
[0005]直接空冷系统和表凝式间冷系统在节水效果、厂用电、环境敏感性、换热效率、年运行经济性等方面进行综合比较，具体如下:
[0006]I)节水效果:两者相当。
[0007]2)耗电量方面:直接空冷系统采用轴流式变频风机，尽管根据机组负荷、进风温度实现进行频率调节，但耗电量仍然较大，满负荷下耗电率约为1% ;表凝式间冷系统循环冷却水由两台或三台循环水泵供给，尽管按照机组负荷、环境温度实现循环水泵优化运行，但耗电量仍然较大，与直接空冷基本相当。
[0008]3)环境敏感性:直接空冷系统对环境风的影响较敏感，机组运行背压变化幅度较大；表凝式间冷系统对对环境风的影响较迟缓，机组运行背压变化幅度相对较小。
[0009]4)换热效率:直接空冷系统中乏汽与冷却空气属于一次换热，换热效率较高，故散热面积较小；表凝式间冷系统中循环冷却水属于热量载体，将乏汽热量转移给冷却空气，换热效率较低，故散热面积较大。
[0010]5)年运行经济性:表凝式间冷系统机组年运行背压要低于直接空冷系统机组。
[0011]综上可知，直接空冷系统和表凝式间冷系统其节水效果明显，但耗电量亦明显。此夕卜，直接空冷系统换热效率高，而表凝式间冷系统环境敏感性较差、年运行经济性较高。在国家节能减排，建设节约型社会的大政方针下，如何使得上述两种空冷形式的优势有效结合，而摈弃其劣势，提升空冷技术的优势愈显重要。
【实用新型内容】
[0012]本实用新型的目的在于解决上述问题，提出一种新型的空冷系统，该系统兼顾了直接空冷系统和表凝式间冷系统的优点，而有效摈弃了各自的缺点。本实用新型具有几乎不耗电、换热效率高、年运行真空高、抵御环境能力较强等优点，有效解决当前空冷机组面对的问题，提高机组运行经济性。本实用新型可应用于热能动力工程、火力发电厂、空冷机组提高安全性、经济性及节能降耗等方面。
[0013]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0014]一种新型的空冷系统，包括汽轮机、空冷塔以及凝结水箱；空冷塔的下方设置有空冷凝汽器，汽轮机排汽经排汽管道引入空冷凝汽器中与冷却空气进行直接换热；空冷凝汽器上通过下水联箱与凝结水箱相连通，冷凝后的凝结水经下水联箱收集到凝结水箱中；凝结水箱的出口处设置有凝结水泵，凝结水经凝结水泵升压后送入轴封加热器后进入回热系统。
[0015]所述空冷塔为自然通风冷却塔，设置于厂房外部，其冷却空气由自然通风冷却塔自然抽吸力产生。
[0016]所述空冷凝汽器中的冷却管束为钢管铝翅片，热镀锌。
[0017]所述空冷凝汽器垂直布置在空冷塔的下部外围。
[0018]所述空冷凝汽器为沿空冷塔圆周方向均匀布置的若干个冷却单元，且这些冷却单元的凝结水出口均通过下水联箱与凝结水箱相连通。
[0019]所述排汽管道的末端设置与若干冷却单元进气口相连通的蒸汽分配管，将排汽管道中的汽轮机排汽分配至各个冷却单元，并由流经空冷凝汽器的冷却空气冷却。
[0020]所述蒸汽分配管包括与排汽管道相连通的环形蒸汽分配母管，环形蒸汽分配母管的内侧相应位置开设有用于将汽轮机排汽分配导入对应的冷却单元的支管。
[0021]所述空冷凝汽器上还设置有用于抽取空冷凝汽器中不凝结气体的抽真空系统。
[0022]所述抽真空系统包括抽真空管道和水环真空泵，抽真空管道的一端与空冷凝汽器相连通，另一端连接到水环真空泵上。
[0023]所述空冷凝汽器的每个冷却单元均包含用于导向凝结水的顺流部分和用于与抽真空系统配合将不凝结气体抽走的逆流部分，抽真空管道与每个冷却单元上的逆流部分相连通。
[0024]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0025]本实用新型与传统的空冷机组(无论是直接空冷机组还是间接空冷机组)不同的是，既无一定数量的变频式轴流风机，亦无数台循环水泵；冷端系统无耗电设备，因此有效节省厂用电；凝结水箱及凝结水泵等设备设置在空冷塔下部附近，故对凝结水泵的抗汽蚀性能要求较高；由于空冷塔距离主机厂房一定距离，故真空泵等辅机可以设置在塔附近。空冷凝汽器属于一次换热，换热系数较高；环境敏感性较差，全年运行背压较低。本实用新型既无直接空冷系统的大量的轴流风机，又无表凝式间冷系统的数台循环水泵，有效节约厂用电，在整体上提升空冷发电机组的运行运行经济性。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的流程示意图；
[0027]图2为本实用新型蒸汽分配系统的示意图。
[0028]其中，I为汽轮机；2为排汽装置；3为排汽管道及蒸汽分配管；4为自然通风冷却塔；5为空冷凝汽器；6为下水联箱；7为抽真空管道；8为水环真空泵；9为凝结水箱；10为凝结水泵；11为轴封加热器；12为环形蒸汽分配母管；13为支管。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的说明:
[0030]参见图1和图2，本实用新型汽轮机排汽经排汽管道和蒸汽分配管引入设置在自然通风冷却塔下部外围的空冷凝汽器中，与冷却空气进行直接换热，冷凝后的凝结水经下水联箱收集到凝结水箱中，之后经由凝结水泵升压后进入回热系统。空冷塔为自然通风冷却塔，自然通风冷却塔设置在厂房外部一定位置，冷却空气由空冷塔自然抽吸力产生，空冷凝汽器垂直布置在空冷塔下部外围。空冷凝汽器沿着空冷塔圆周方向均匀分为若干个冷却单元。蒸汽分配系统示意图(俯视图)见图2。蒸汽由蒸汽分配管分配导入冷却单元，由流经空冷凝汽器的冷却空气冷却，冷凝后的凝结水汇入下水联箱。空冷凝汽器每个冷却单元设置有顺流部分和逆流部分。冷却管束为钢管铝翅片，热镀锌。本实用新型还设置有抽真空系统，以抽取空冷凝汽器中的不凝结气体。另外，本实用新型凝结水箱设置在空冷塔空冷凝汽器下部，凝结水泵布置在凝结水箱附近的下部，凝结水升压后经过凝结水管道进入厂房的回热系统。
[0031]应用效果:
[0032]这一技术的最大特点是既省去了直接空冷系统的空冷风机，又免去了表凝式间冷系统的循环水泵，节约厂用电，厂用电下降约I %，以600MW空冷机组为例，供电煤耗率下降约4g/(kW.h)，经济性明显。此外，煤耗率下降，意味着同样负荷下氮氧化物等污染物排放量下降，环境效益显著。
[0033]以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。
【主权项】
1.一种新型的空冷系统，其特征在于:包括汽轮机(1)、空冷塔(4)以及凝结水箱(9);空冷塔(4)的下方设置有空冷凝汽器(5)，汽轮机排汽经排汽管道(3)引入空冷凝汽器(5)中与冷却空气进行直接换热；空冷凝汽器(5)上通过下水联箱(6)与凝结水箱(9)相连通，冷凝后的凝结水经下水联箱(6)收集到凝结水箱(9)中；凝结水箱(9)的出口处设置有凝结水泵(10)，凝结水经凝结水泵(10)升压后送入轴封加热器(11)后进入回热系统。
2.根据权利要求1所述的新型的空冷系统，其特征在于:所述空冷塔(4)为自然通风冷却塔，设置于厂房外部，其冷却空气由自然通风冷却塔自然抽吸力产生。
3.根据权利要求1所述的新型的空冷系统，其特征在于:所述空冷凝汽器(5)中的冷却管束为钢管铝翅片，热镀锌。
4.根据权利要求1或2或3所述的新型的空冷系统，其特征在于:所述空冷凝汽器(5)垂直布置在空冷塔(4)的下部外围。
5.根据权利要求4所述的新型的空冷系统，其特征在于:所述空冷凝汽器(5)为沿空冷塔(4)圆周方向均匀布置的若干个冷却单元，且这些冷却单元的凝结水出口均通过下水联箱(6)与凝结水箱(9)相连通。
6.根据权利要求5所述的新型的空冷系统，其特征在于:所述排汽管道(3)的末端设置与若干冷却单元进气口相连通的蒸汽分配管，将排汽管道(3)中的汽轮机排汽分配至各个冷却单元，并由流经空冷凝汽器(5)的冷却空气冷却。
7.根据权利要求6所述的新型的空冷系统，其特征在于:所述蒸汽分配管包括与排汽管道(3)相连通的环形蒸汽分配母管(12)，环形蒸汽分配母管的内侧相应位置开设有用于将汽轮机排汽分配导入对应的冷却单元的支管(13)。
8.根据权利要求1或2或3所述的新型的空冷系统，其特征在于:所述空冷凝汽器(5)上还设置有用于抽取空冷凝汽器中不凝结气体的抽真空系统。
9.根据权利要求8所述的新型的空冷系统，其特征在于:所述抽真空系统包括抽真空管道(7)和水环真空泵(8)，抽真空管道(7)的一端与空冷凝汽器(5)相连通，另一端连接到水环真空泵(8)上。
10.根据权利要求8所述的新型的空冷系统，其特征在于:所述空冷凝汽器(5)的每个冷却单元均包含用于导向凝结水的顺流部分和用于与抽真空系统配合将不凝结气体抽走的逆流部分，抽真空管道(7)与每个冷却单元上的逆流部分相连通。
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型的空冷系统，包括汽轮机、空冷塔以及凝结水箱；空冷塔的下方设置有空冷凝汽器，汽轮机排汽经排汽管道引入空冷凝汽器中与冷却空气进行直接换热；空冷凝汽器上通过下水联箱与凝结水箱相连通，冷凝后的凝结水经下水联箱收集到凝结水箱中；凝结水箱的出口处设置有凝结水泵，凝结水经凝结水泵升压后送入轴封加热器后进入回热系统。本实用新型兼顾了直接空冷系统和表凝式间冷系统的优点，而有效摈弃了各自的缺点。本实用新型具有几乎不耗电、换热效率高、年运行真空高、抵御环境能力较强等优点，有效解决当前空冷机组面对的问题，提高机组运行经济性。本实用新型可应用于热能动力工程、火力发电厂、空冷机组提高安全性、经济性及节能降耗等方面。
【IPC分类】F01D25-30, F01D25-12, F28B9-04, F28B7-00
【公开号】CN204402591
【申请号】CN201420850389
【发明人】陈胜利, 荆涛, 吕凯, 万超, 李高潮
【申请人】西安热工研究院有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月27日