一种水电站地下厂房空调系统的冷却水循环装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种水电站地下厂房空调系统的冷却水循环装置，适用于水电工程的设备技术领域。


背景技术：

2.水电站地下厂房一般深埋于山体内部，通过引水压力钢管将上游水库的库水引至水轮发电机组，水流经机组蜗壳和尾水压力管道后排至下游水库。由于库水具有天然温度低、温度波动小、水源容量大等特点，地下厂房空调冷却水系统充分利用低温库水进行冷却，空调冷却水采取大温差小流量进行高效运行，节能效果显著。但是，由于水电站枢纽布置受限，地下厂房距离上游水库取水口距离较远且管网水压较大，冷却水系统不具备从上游水库直接取水的条件，一般从地下厂房附近的发电机组尾水压力管道进行取水，经空调冷水机组冷凝器换热后，再排入相邻机组段的尾水压力管道。
3.对于高落差常规水电站和抽水蓄能水电站，其尾水压力管道的库水压力较大，尤其是抽水蓄能水电站的水压甚至超过1.5mpa。若库水直接用于空调冷却水系统，将超过冷水机组冷凝器、水处理器、水泵和阀门等冷却水设备的常规承压，必然对设备承压性能提出更高的要求，造成设备的制造工艺提升和投资成本增加，且冷却水系统管网高承压时易发生漏水现象。同时，由于初夏和深秋季节的库水温度过低，一般小于15℃，将造成空调冷却水系统的供水温度过低，空调冷却水系统的调节性差，不但不能实现空调冷却水系统的节能、高效运行，甚至对冷水机组的正常运行造成损伤，影响空调冷却水系统的安全稳定性。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：为解决上述技术问题，本实用新型提供一种水电站地下厂房空调系统的冷却水循环装置，解决空调冷却水设备和管网承压高、易漏水及冷却供水温度过低等问题，实现空调冷却水系统的节能高效、安全稳定运行。
5.本实用新型所采用的技术方案是：一种水电站地下厂房空调系统的冷却水循环装置，布置在水电站发电机组的尾水压力管道与地下厂房空调系统的冷水机组之间，其特征在于：具有：
6.换热器，布置在尾水压力管道与冷水机组之间，用于实现尾水压力管道内的库水与流经冷水机组的冷却水之间的换热；
7.冷却水循环管路，连接在换热器一侧与冷水机组之间，用于实现低压力的冷却水在冷水机组与换热器之间闭式循环流动，由布置在冷却水循环管路上的冷却水循环泵控制冷却水循环管路内冷却水的流动；
8.库水循环管路，连接在换热器另一侧与尾水压力管道之间，用于实现高压力的库水在尾水压力管道与换热器之间开式循环流动，由布置在库水循环管路上的库水排水泵控制库水循环管路内库水的流动；
9.连接在换热器库水侧进水口处和出水口处的库水循环管路上分别设有取水温度
传感器和排水温度传感器，连接在换热器冷却水侧进水口处和出水口处的冷却水循环管路上分别设有供水温度传感器和回水温度传感器，在库水循环管路上设有库水流量传感器，在冷却水循环管路上设有冷却水流量传感器；
10.控制终端，与库水流量传感器、取水温度传感器、排水温度传感器、供水温度传感器、回水温度传感器、冷却水流量传感器及库水排水泵进行控制电路连接，用于接收和处理各传感器监测的信息数据，并控制调节库水排水泵的运行流量。
11.所述冷却水循环泵的运行流量恒定，流经冷水机组的冷却水流量恒定，利于冷水机组的运行稳定。
12.所述库水循环管路中，在接入到换热器库水侧进水口的取水管上设有取水球阀，在接入到换热器库水侧出水口的排水管上设有排水球阀；所述冷却水循环管路中，在接入到换热器冷却水侧进水口的供水管上设有供水球阀，在接入到换热器冷却水侧出水口的回水管上设有回水球阀。
13.在所述库水循环管路上设有用于对流经换热器的库水进行过滤杀菌处理的库水处理器，在所述冷却水循环管路上设有用于对流入冷水机组的冷却水进行过滤杀菌处理的冷却水处理器。
14.所述控制终端控制库水排水泵进行变流量运行，改变进入换热器库水侧的库水流量，调节冷却水循环装置的换热状态，实现调节冷却供水温度。
15.本实用新型的有益效果是：本实用新型的冷却水循环装置不仅降低了空调冷却水系统的冷水机组、水处理器、水泵和阀门等冷却设备的承压要求，减少了设备的投资造价，避免了冷却水系统管网因高承压而易发生漏水的现象，又调节了冷却水侧的冷却供水温度，提高了冷水机组的运行稳定性，发挥了冷却水系统的节能高效性，而且实现了冷却水系统的灵活控制，保障了水电站地下厂房空调冷却水系统的安全可靠运行。本实用新型具有经济合理、安全稳定、灵活控制、节能高效等特点。
附图说明
16.图1为本实施例的装置结构原理示意图。
17.图2为本实施例的控制原理示意图。
18.其中，1、取水压力管道；2、取水球阀；3、取水管；4、库水处理器；5、库水流量传感器；6、取水温度传感器；7、换热器；8、排水温度传感器；9、库水排水泵；10、排水管；11、排水球阀；12、排水压力管道；13、回水温度传感器；14、冷却水流量传感器；15、回水球阀；16、回水管；17、冷水机组；18、供水管；19、供水球阀；20、冷却水循环泵；21、冷却水处理器；22、供水温度传感器；23、控制终端。
具体实施方式
19.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
20.本实施例为一种水电站地下厂房内空调系统的冷却水循环装置，其结构原理如图1所示。本实施例中具有布置在尾水压力管道与冷水机组17之间的换热器7，换热器7的一侧通过冷却水循环管路与冷水机组17连接，换热器的另一侧通过库水循环管路与尾水压力管
道连接，其中尾水压力管道包括取水压力管道1和排水压力管道12。换热器7两侧的冷却水与库水之间通过逆流方式进行间接换热，调节进入冷水机组17的冷却供水温度，保障空调冷却水系统的安全稳定、节能高效运行。
21.本实施例中，库水侧循环管路为开式循环的高压力管路，设备布置于尾水压力管道附近的设备机房，尽量减少库水侧的库水管网，避免过多的管道和设备承受高压，降低工程投资和管网漏水风险。
22.本实施例中，在库水循环管路中，与换热器7库水侧进水口连接的尾水压力管道段为取水压力管道1，与换热器7库水侧出水口连接的尾水压力管道段为排水压力管道12。库水侧的高压力库水通过取水管3直接从取水压力管道1进行取水，输送至换热器7的库水侧换热单元，其中取水压力管道1至换热器7之间的管道均为取水管3，由取水球阀2进行开启和关断控制。库水经换热器7的库水侧换热单元换热升温后，含有热量的库水由库水排水泵9通过排水管10排至排水压力管道12，其中换热器7至排水压力管道12之间的管道均为排水管10，由排水球阀11进行开启和关断控制。库水循环管路的库水汇于下游水库，形成开式循环。
23.本实施例中，为满足库水取水的水质要求，在取水管3上设置库水处理器4进行过滤、杀菌处理，提高库水取水的洁净度，保障换热器7的换热效率和相关设备运行安全。
24.本实施例中，在取水管3上设置库水流量传感器5和取水温度传感器6时时监测库水取水的流量和温度等参数，在排水管10上设置排水温度传感器8时时监测库水排水的温度参数，监测数据接入控制终端23用于控制库水排水泵9的运行。
25.本实施例中，冷却水循环管路为闭式循环的低压力管路，连接冷水机房内的冷水机组17与换热器7另一侧的冷却水侧换热单元，不仅降低了冷水机组、冷却水处理器、冷却水循环泵和阀门等设备及管网的承压要求，减少了设备的投资造价，而且避免了冷却水系统管网因高承压而易发生漏水的现象。冷水机房靠近地下厂房的空调负荷中心，避免过多的空调系统管道，减少空调冷负荷的输送损耗，提高空调水系统的综合能效。
26.本实施例中，冷却水侧的低压力冷却水通过回水管16从冷水机组17的冷凝器接出，输送至换热器7的冷却水侧换热单元，其中冷水机组17的冷凝器出口至换热器7之间的管道均为回水管16，由回水球阀15进行开启和关断控制。经换热器7的冷却水侧换热单元换热降温后，低温的冷却水由冷却水循环泵20通过供水管18输送至冷水机组17的冷凝器，其中换热器7至冷水机组17的冷凝器入口之间的管道均为供水管18，由供水球阀19进行开启和关断控制，形成闭式循环。
27.本实施例中，为满足冷却水的水质要求，在供水管18上设置冷却水处理器21进行过滤、杀菌处理，提高冷却水的洁净度，保障换热器7的换热效率、冷水机组和相关设备运行安全。
28.本实施例中，在回水管16上设置回水温度传感器13和冷却水流量传感器14时时监测冷却回水的流量和温度等参数，在供水管18上设置供水温度传感器22时时监测冷却供水的温度参数，监测数据接入控制终端23用于控制库水排水泵9的运行。
29.本实施例中，冷却水循环泵20采用定频水泵进行定流量运行，流经冷水机组的冷却水流量恒定，有利于冷水机组的运行稳定。库水排水泵9采用变频水泵进行变流量运行，调节库水排水泵9的运行流量。
30.本实施例中，温度传感器和流量传感器的监测数据接入控制终端23，如图2所示。控制终端23接收和处理监测的信息数据，用于控制库水排水泵进行变流量运行，改变进入换热器7库水侧的库水流量，调节冷却水循环装置的换热状态，实现调节冷却供水温度,避免了冷却供水温度过低对冷水机组的损伤，保障了水电站地下厂房空调冷却水系统的节能高效、安全稳定运行。
31.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。