CN107741163A - 一种冷却塔冷却水循环利用系统 - Google Patents

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袁瑞山
刘元霖
陈国强
张方绮
蔺雪莉
王进军
郑冠捷
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Abstract

本发明公开了一种冷却塔冷却水循环利用系统，包括水蒸汽凝结装置、环形集水槽、凝结水收集盘和储水净水系统，冷却汽轮机排汽过程中产生的水蒸汽上升至冷却塔顶面时，附着在水蒸汽凝结装置的网面上，聚于水蒸汽凝结装置边缘流入环形集水槽内，并通过疏水管道进入凝结水盘内通过疏水管道和循环水泵进入到储水和净水系统中，由循环水泵提升至设置于塔身上的淋水装置，用于汽轮机排汽的冷却，实现冷却水的循环利用，不仅能够有效实现冷却水资源的循环利用，具有明显的节水效果，而且制造和安装成本非常低廉，具有明显的社会和经济效益。

Description

一种冷却塔冷却水循环利用系统
技术领域
本发明涉及火力发电厂冷却设计技术领域，具体涉及一种冷却塔冷却水循环利用系统。
背景技术
冷却塔在火力发电厂中承担着将汽轮机排汽冷却为液态水的任务，以建立电厂水循环和保证汽轮机较低的排汽压力。在火力发电厂中，由于需要冷却的蒸汽量很大，因此，冷却水的蒸发量非常巨大。
我国的煤炭资源多分布在多分布在陕西、内蒙、山西、新疆等西北地区，基于节约煤炭运输成本和避免运输造成环境污染等原因，一般而言，火力发电厂均建设在煤炭资源较为丰富的地区及其周边，而这些富煤地区水资源较为贫乏。对于火力发电厂中广泛采用的水冷机组，冷却水的蒸发量非常大，目前对于冷却产生的蒸发水没有任何回收措施，大量用于汽轮机排汽冷却的水资源回收不足，不仅加剧了当地水资源贫乏现状，甚至成为发展火电的关键制约因素，同时也对当地的民生产生了巨大影响。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提出一种冷却塔冷却水循环利用系统，在不影响水冷效果的基础上，有效回收用于排汽冷却而产生的水蒸汽，对缓减水资源短缺、节约成本和提高火电厂环保性能具有重要意义。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：
一种冷却塔冷却水循环利用系统，包括水蒸汽凝结装置、环形集水槽、凝结水收集盘和储水净水系统；
水蒸汽凝结装置固定于冷却塔顶端，用于收集水蒸汽凝结装置汇集的凝结水的环形集水槽固定于水蒸汽凝结装置边缘，凝结水收集盘置于冷却塔底部，用来收集来自环形集水槽的凝结水和凝结装置上由于重力掉落的水滴，储水净水系统通过第一循环水泵与凝结水收集盘连通，储水净水系统通过第二循环水泵与冷却塔的淋水装置连通，将储水注入到淋水装置内用于冷却汽轮机排汽。
进一步，所述水蒸汽凝结装置由半椭球面支撑及附着于表面的水蒸汽凝结网构成。
进一步，所述水蒸汽凝结网为多孔介质、单层或多层结构，水蒸汽凝结网网孔为四边形、三角形或蜂窝状。
进一步，所述水蒸汽凝结网的材料断面为槽状、圆环状、椭圆状或带有表面毛细结构的圆环形状。
进一步，所述水蒸汽凝结网为金属、塑料或陶瓷制成。
进一步，所述水蒸汽凝结装置半椭球面支撑上设置加强筋结构。
进一步，所述水蒸汽凝结装置加强筋结构为辐射状或多环结构。
进一步，凝结水收集盘向排水口侧具有一定坡度倾斜。
进一步，所述水蒸汽凝结装置通过水蒸汽凝结装置支撑固定于冷却塔顶端。
本发明的冷却塔冷却水循环利用系统，包括水蒸汽凝结装置、环形集水槽、凝结水收集盘和储水净水系统，冷却汽轮机排汽过程中产生的水蒸汽上升至冷却塔顶面时，附着在水蒸汽凝结装置的网面上，聚于水蒸汽凝结装置边缘流入环形集水槽内，并通过疏水管道进入凝结水盘内通过疏水管道和循环水泵进入到储水和净水系统中，由循环水泵提升至设置于塔身上的淋水装置，用于汽轮机排汽的冷却，实现冷却水的循环利用，不仅能够有效实现冷却水资源的循环利用，具有明显的节水效果，而且制造和安装成本非常低廉，具有明显的社会和经济效益。
本发明的优点在于：
(1)结构形式非常简单，采用较小的投资即可实现冷却产生水蒸汽的有效回收；
(2)网格密度、网格结构形式、水蒸汽凝结装置高度等均是可以结合实际情况灵活调节和设置的；
(3)通过调整网格形式和网格密度，可以达到良好的冷却水回收效果，同时完全不影响冷却塔的冷却效果。
(4)该水蒸汽凝结网具有非常低的风阻，从而保证系统在恶劣天气也具有较高的安全性。
附图说明
图1是加装冷却水循环利用系统后冷却塔整体示意图；
图2是冷却塔蒸汽凝结网示意图；
图3(a)是水蒸汽凝结装置表面辐射状加强筋结构；
图3(b)是水蒸汽凝结装置表面环状加强筋结构；
图4(a)是蒸汽凝结网槽状材料断面示意图；
图4(b)是蒸汽凝结圆环状材料断面示意图；
图4(c)是蒸汽凝结网椭圆状材料断面示意图；
图4(d)是蒸汽凝结网表面毛细结构的圆环材料断面示意图；
图中代号含义：1-冷却塔；2-水蒸汽凝结装置；3-环形集水槽；4-水蒸汽凝结装置支撑；5-凝结水收集盘；6-第一循环水泵；7-储水净水系统；8-第二循环水泵。9-水蒸汽凝结网。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明冷却塔冷却水循环利用系统由置于冷却塔1上的水蒸汽凝结装置2、环形集水槽3、凝结水收集盘5、第一循环水泵6、第二循环水泵8和储水净水系统7构成。
水蒸汽凝结装置2通过水蒸汽凝结装置支撑4固定于冷却塔顶端。环形集水槽3固定于水蒸汽凝结装置2边缘，用于收集沿水蒸汽凝结网9汇集的凝结水。置于冷却塔1底部的凝结水收集盘5用来收集来自环形集水槽3和水蒸汽凝结装置2上由于重力作用直接掉落的水滴。。凝结水收集盘5具有一定坡度，向排水口侧倾斜，以利于凝结水及时排出，减小水分蒸发损失。同时，在凝结水收集盘5和储水净水系统7之间设置有第一循环水泵6，以使得循环水全部及时进入到储水净水系统7内。凝结水在储水净水系统7内净化并储存。根据汽轮机排汽冷却需要，由第二循环水泵8注入到淋水装置内用于冷却汽轮机排汽。
参见图2，水蒸汽凝结装置2由半椭球面及附着于表面的水蒸汽凝结网9构成，水蒸汽凝结网9可以是多孔介质、单层或多层的四边形网孔、三角形网孔、蜂窝状网孔等形式，水蒸汽凝结网9网孔的大小可以结合工程实际状况及当地气候水文状况调节，同时在水蒸汽凝结装置2表面也可以设置如图3(a)和图3(b)所示的辐射状或其他形状的加强筋结构，以保证水蒸汽凝结网具有足够强度。当水蒸汽、热空气上升遇到水蒸汽凝结装置2时，水蒸汽会在凝结王9表面凝结，形成水滴，在受到重力作用时，汇聚到凝结水收集盘5内。而热空气和少量水蒸汽则穿过凝结网9继续上升，排入大气。根据气候状况，水蒸汽凝结网9可以是单层的，也可以是多层组合结构。设置水蒸汽凝结网9的优点在于：一方面，可以有效实现水资源的回收，而不影响冷却塔的冷却效果；另一方面，在大风天气，可以有效减小水蒸汽凝结装置2的风阻，提高了设备的安全性。
参见图4(a)-图4(d)，构成水蒸汽凝结网9的材料断面可以是槽状、圆环状、椭圆状、带有表面毛细结构的圆环、椭圆等形状，也可以是多种形状的组合，材质则既可以是金属，也可以是塑料或陶瓷等。一方面保证网孔9具有足够的强度，另一方面又具有良好地水蒸汽收集效果。
在冷却塔顶部设置有水蒸汽凝结装置，该水蒸汽凝结装置的网面形式取决于电厂所在地的气象、水文条件、蒸发量等因素。冷却汽轮机排汽过程中产生的水蒸汽上升至冷却塔顶面时已经凝结为直径非常小的小水滴(雾气)，当凝结后的小水滴遇到水蒸汽凝结装置时，进一步凝结为更大的水珠，并附着在水蒸汽凝结装置的网面上。当凝结水珠粒径较大时，由于重力作用，一部分凝结水随着网格材料逐渐汇聚于水蒸汽凝结装置边缘，流入环形集水槽内，并通过疏水管道进入凝结水盘内；另一部分凝结水则直接坠落到布置于冷却塔底的凝结水收集盘内，并通过疏水管道和循环水泵进入到储水和净水系统中。通过净化后的凝结水由循环水泵提升至设置于塔身上的淋水装置，用于汽轮机排汽的冷却，然后产生蒸发，周而复始，即实现了冷却水的循环利用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (9)

1.一种冷却塔冷却水循环利用系统，其特征在于：包括水蒸汽凝结装置(2)、环形集水槽(3)、凝结水收集盘(5)和储水净水系统(7)；
水蒸汽凝结装置(2)固定于冷却塔(1)顶端，用于收集水蒸汽凝结装置(2)汇集的凝结水的环形集水槽(3)固定于水蒸汽凝结装置(2)边缘，凝结水收集盘(5)置于冷却塔(1)底部，用来收集从环形集水槽(3)的凝结水和凝结装置(2)上由于重力掉落的水滴，储水净水系统(7)通过第一循环水泵(6)与凝结水收集盘(5)连通，储水净水系统(7)通过第二循环水泵(8)与冷却塔(1)的淋水装置连通，将储水注入到淋水装置内用于冷却汽轮机排汽。
2.根据权利要求1所述的一种冷却塔冷却水循环利用系统，其特征在于：所述水蒸汽凝结装置(2)由半椭球面支撑及附着于表面的水蒸汽凝结网(9)构成。
3.根据权利要求2所述的一种冷却塔冷却水循环利用系统，其特征在于：所述水蒸汽凝结网(9)为多孔介质、单层或多层结构，水蒸汽凝结网(9)网孔为四边形、三角形或蜂窝状。
4.根据权利要求2或3所述的一种冷却塔冷却水循环利用系统，其特征在于：所述水蒸汽凝结网(9)的材料断面为槽状、圆环状、椭圆状或带有表面毛细结构的圆环形状。
5.根据权利要求2或3所述的一种冷却塔冷却水循环利用系统，其特征在于：所述水蒸汽凝结网(9)为金属、塑料或陶瓷制成。
6.根据权利要求2所述的一种冷却塔冷却水循环利用系统，其特征在于：所述水蒸汽凝结装置(2)半椭球面支撑上设置加强筋结构。
7.根据权利要求6所述的一种冷却塔冷却水循环利用系统，其特征在于：所述水蒸汽凝结装置(2)加强筋结构为辐射状或多环结构。
8.根据权利要求1-3任一项所述的一种冷却塔冷却水循环利用系统，其特征在于：凝结水收集盘(5)向排水口侧具有一定坡度倾斜。
9.根据权利要求1-3任一项所述的一种冷却塔冷却水循环利用系统，其特征在于：所述水蒸汽凝结装置(2)通过水蒸汽凝结装置支撑(4)固定于冷却塔(1)顶端。
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