CN108106449A - 空冷岛冷却装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空冷岛冷却装置及方法。空冷岛冷却装置包括空冷岛和抽气器，所述空冷岛的入气口与所述汽轮机的排气口相连通，所述空冷岛的出气口与所述抽气器通过抽气管相连通；冷凝器，所述冷凝器包括乏汽入口和乏汽出口，所述冷凝器通过所述乏汽入口和所述乏汽出口连接在所述抽气管上。空冷岛冷却方法用于冷却空冷岛排出的乏汽。本发明提供的空冷岛冷却装置及方法，提高了乏汽的回收率，增加了空冷岛的冷却效率，降低能耗，增加汽轮机的工作效率，提高了发电量。

Description

空冷岛冷却装置及方法

技术领域

本发明涉及空气冷却技术领域，尤其涉及一种空冷岛冷却装置及方法。

背景技术

空气冷却技术以其环保、节能、节水等优点，广泛地应用于电力、石油等工业领域，尤其在水资源匮乏地区建立的火力发电厂中，乏汽(汽轮机下部的排气口排出的蒸汽)通过空气冷却技术冷却成液态水被回收，起到了良好的节水效果。

现有技术中，一般通过空冷岛(即直接空冷系统，又称空气冷却系统)对乏汽进行冷凝回收，其原理为风机驱动环境中的空气穿过空冷岛的冷凝管束，和冷凝管束中的乏汽进行换热，乏汽在冷凝管束中被冷却成液态水回收，未冷却的部分被抽气器抽吸出。发明人在实现发明的过程中发现，通过空冷岛冷却存在以下不足：当环境空气的温度升高时，空冷岛的换热效率降低，空冷岛的真空度降低，汽轮机产生的乏汽不能及时被冷凝回收，导致乏汽堆积在空冷岛和汽轮机中，降低了乏汽的回收率，汽轮机无法满负荷运行，提高了能耗，降低了汽轮机的工作效率，导致发电量降低。

因此，有必要解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种空冷岛冷却装置及方法，以解决现有技术中存在的问题，提高乏汽的回收率，提高空冷岛的冷却效率，降低能耗，增加汽轮机的工作效率，提高发电量。

本发明提供了一种空冷岛冷却装置，包括空冷岛和抽气器，所述空冷岛的入气口与汽轮机的排气口相连通，所述空冷岛的出气口与所述抽气器通过抽气管相连通；冷凝器，所述冷凝器包括乏汽入口和乏汽出口，所述冷凝器通过所述乏汽入口和所述乏汽出口连接在所述抽气管上。

可选地，所述乏汽入口与所述抽气管通过冷凝管相连接，所述冷凝管上设置有控制阀。

可选地，所述空冷岛冷却装置还包括储存有制冷剂的储罐；与所述冷凝器进行热交换的制冷盘管，所述制冷盘管的入口与所述储罐的出口相连通，所述制冷盘管的出口与所述储罐的入口相连通。

可选地，所述制冷盘管的入口与所述储罐的出口之间通过输液管相连通，所述输液管上安装有用于控制所述制冷剂流量的节流阀。

可选地，所述空冷岛冷却装置还包括气液分离器，所述气液分离器的入汽口与所述冷凝器的出液口相连通，所述气液分离器的出气口与所述抽气器相连通。

可选地，所述气液分离器内设置有丝网除沫器。

可选地，所述气液分离器设置在所述冷凝器的内部。

可选地，所述空冷岛冷却装置还包括回收器和回收管，所述气液分离器的出液口与所述回收器通过所述回收管相连通。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种空冷岛冷却方法，通过以上所述的空冷岛冷却装置冷却乏汽，包括：运行空冷岛和抽气器，通过抽气器的抽吸作用，将汽轮机排气口排出的乏汽抽吸至空冷岛内进行冷凝回收；当空冷岛的真空度小于预设数值时，运行冷凝器，空冷岛内未冷凝的乏汽进入冷凝器内被冷凝回收；当空冷岛的真空度大于或者等于所述预设数值时，关闭冷凝器，通过空冷岛完成乏汽的冷凝回收。

可选地，所述空冷岛内设置有气压传感器。

本发明提供的空冷岛冷却装置及方法，增加冷凝器作为辅助的冷凝设备，冷凝器内的温度低于抽气管内的温度。当外界空气温度升高，空冷岛冷凝效率降低时，乏汽在压差的作用下从抽气管进入冷凝器的内部，在冷凝器的内部与制冷剂进行热交换，大部分乏汽被冷凝，减少了堆积在空冷岛和汽轮机内的乏汽量，提高空冷岛的冷却效率，提高乏汽的回收率，降低能耗，增加汽轮机的工作效率，提高发电量。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:

图1为本发明可选实施例提供的空冷岛冷却装置的结构示意图。

图2为本发明可选实施例提供的空冷岛冷却方法的流程图。

具体实施方式

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

图1为本发明可选实施例提供的空冷岛冷却装置的结构示意图，其中，箭头A表示汽轮机排出的乏汽的进入空冷岛1的走向，箭头B表示从空冷岛1进入抽气器的乏汽的走向，箭头C表示乏汽进入冷凝器2的走向，箭头D表示冷凝液排出冷凝器2的走向。如图1所示，本发明提供了一种空冷岛冷却装置，包括空冷岛1、抽气器、以及冷凝器2。

如图1所示，所述空冷岛1的入气口与所述汽轮机的排气口相连通，汽轮机排出的乏汽进入空冷岛1内被冷却。所述空冷岛1的出气口与所述抽气器通过抽气管11相连通，在空冷岛1内未被冷凝的乏汽通过所述抽气管11抽出。所述冷凝器2包括乏汽入口和乏汽出口，所述冷凝器2通过所述乏汽入口和所述乏汽出口连接在所述抽气管11上，即冷凝器2并联在抽气管11上。冷凝器2内的温度低于抽气管11内的温度，冷凝器2与抽气管11之间存在压差。当外界空气温度升高时，空冷岛1制冷效果降低，乏汽在空冷岛1内堆积，导致系统的真空度降低，无法满足汽轮机满负荷运行所需背压，此时打开冷凝器2，空冷岛1内乏汽通过抽气管11时在压差作用下进入冷凝器2，并在冷凝器2的内部与制冷剂进行热交换，大部分乏汽被二次冷凝，乏汽发生相变，体积锐减，系统的真空度增加，满足汽轮机原有背压，避免汽轮机的运行受到外界空气高温的影响。当外界空气温度降低时，空冷岛1的制冷效果增加，空冷岛1可对大部分乏汽进行冷凝，满足汽轮机原有背压，此时关闭冷凝器2即可。本发明实施例提供的冷凝器2的开启和关闭可以自由切换，解决了夏季高温时因空冷岛1换热差导致真空度不达标的问题，生产平稳，操作方便。

本发明实施例提供的空冷岛冷却装置，增加冷凝器2作为辅助的冷凝设备，冷凝器2内的温度低于抽气管11内的温度。当外界空气温度升高，空冷岛1冷凝效率降低时，乏汽在压差的作用下从抽气管11进入冷凝器2的内部，在冷凝器2的内部与制冷剂进行热交换，大部分乏汽被冷凝，减少了堆积在空冷岛1和汽轮机内的乏汽量，提高空冷岛1的冷却效率，提高乏汽的回收率，降低能耗，增加汽轮机的工作效率，提高发电量。

可选地，所述乏汽入口与所述抽气管11通过冷凝管3相连接，所述冷凝管3上设置有控制阀31，通过控制阀31可以实现冷凝器2与抽气管11之间连通和断开的切换，便于操作。

较佳地，所述空冷岛冷却装置还包括储存有制冷剂的储罐4和与所述冷凝器2进行热交换的制冷盘管41，所述制冷盘管41的入口与所述储罐4的出口相连通，所述制冷盘管41的出口与所述储罐4的入口相连通。其中，图1中箭头E和箭头H均表示制冷剂的走向。储罐4可以源源不断地向制冷盘管41内通入制冷剂，如液氮、污氮或冰盐水等，以快速冷却冷凝器2内部的乏汽。可选地，制冷盘管41可以从冷凝器的内部穿设过、也可以是贴合在冷凝器2的内壁上，或者贴合在冷凝器2的外壁上，实现有效地制冷。

进一步地，所述制冷盘管41与所述储罐4的出口之间通过输液管42相连通，所述输液管42上安装有用于控制所述制冷剂流量的节流阀43，节流阀43可以动态调节制冷剂的通入量，以稳定系统的真空度。具体地，如环境空气温度增加，空冷岛1凝液能力降低，系统真空度降低，此时增大冷凝器2内制冷机的通入量，使较多的乏汽进入冷凝器2内冷凝；反之，则减少冷却剂通过量，使得真空度稳定在系统要求的范围内，满足汽轮机原有背压。

作为一个可选的实施过程，所述空冷岛冷却装置还包括气液分离器5，所述气液分离器5的入汽口与所述冷凝器2的出液口相连通，所述气液分离器5的出气口与所述抽气器相连通。图1中箭头F表示从气液分离器5排出的乏汽的走向。部分乏汽在冷凝器2内冷凝后形成带有乏汽的液体，并从冷凝器2的出液口进入气液分离器5的内部，在气液分离器5的内部乏汽从冷凝的液体中脱离出，进入抽气器的内部，实现了乏汽的回收。

较佳地，所述气液分离器5内设置有丝网除沫器51。当带有雾沫的乏汽以一定速度上升通过丝网除沫器51时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与丝网除沫器51上的细丝相碰撞而被附着在细丝表面上。雾沫在细丝上扩散和重力沉降，使雾沫形成较大的液滴沿着细丝流至两根丝的交接点。细丝的可湿润性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，使得液滴越来越大，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过乏汽的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从细丝上面分离下落，减少了进入抽气器内的乏汽携带的液体量。

可选地，所述气液分离器5设置在所述冷凝器2的内部。在同等压力温度条件下，同摩尔的乏汽转化成液态(即水)，体积锐减，气液分离器5所需体积较小，将气液分离器5整合到冷凝器2的内部，可以减少气液分离器5的占地空间，提高空间利用率。

较佳地，所述空冷岛冷却装置还包括回收器6和回收管61，所述气液分离器5的出液口与所述回收器6通过所述回收管61相连通。回收器6用于回收气液分离器5内分离出液体，防止液体在气液分离器5内聚集，回收管61起到引流的作用。图1中箭头G表示从气液分离器5中排出的冷凝液的走向。进一步地，所述回收管61上安装有稳流阀62，稳流阀62一般处于常闭的状态，以保证气液分离器5内的乏汽和液体充分分离所需的时间。

图2为本发明可选实施例提供的空冷岛冷却方法的流程图。

如图2所示，基于同一发明构思，本发明还提供了一种空冷岛冷却方法，通过以上所述的空冷岛冷却装置冷却乏汽，包括：运行空冷岛1和抽气器，通过抽气器的抽吸作用，将汽轮机排气口排出的乏汽抽吸至空冷岛1内进行冷凝回收；当空冷岛1的真空度小于预设数值时，运行冷凝器2，空冷岛1内未冷凝的乏汽进入冷凝器2内被冷凝回收；当空冷岛1的真空度大于或者等于所述预设数值时，关闭冷凝器2，通过空冷岛1完成乏汽的冷凝回收。

可选地，所述空冷岛1内设置有气压传感器。气压传感器可以实时检测空冷岛1内的真空度，当真空度降低时，气压传感器向控制冷凝器2开启和关闭的控制装置发出开启信号，此时控制装置控制冷凝器2开启，以增加系统的真空度，实现系统的智能化控制，保证汽轮机的正常运行。

本发明实施例提供的空冷岛冷却装置及方法，增加了冷凝器2作为辅助的冷凝设备，冷凝器2内的温度低于抽气管11内的温度。当外界空气温度升高，空冷岛1冷凝效率降低时，乏汽在压差的作用下从抽气管11进入冷凝器2的内部，在冷凝器2的内部与制冷剂进行热交换，大部分乏汽被冷凝，减少了堆积在空冷岛1和汽轮机内的乏汽量，提高空冷岛1的冷却效率，提高乏汽的回收率，降低能耗，增加汽轮机的工作效率，提高发电量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种空冷岛冷却装置，其特征在于，包括：

空冷岛和抽气器，所述空冷岛的入气口与汽轮机的排气口相连通，所述空冷岛的出气口与所述抽气器通过抽气管相连通；

冷凝器，所述冷凝器包括乏汽入口和乏汽出口，所述冷凝器通过所述乏汽入口和所述乏汽出口连接在所述抽气管上。

2.根据权利要求1所述的空冷岛冷却装置，其特征在于，所述乏汽入口与所述抽气管通过冷凝管相连接，所述冷凝管上设置有控制阀。

3.根据权利要求1所述的空冷岛冷却装置，其特征在于，所述空冷岛冷却装置还包括：

储存有制冷剂的储罐；

与所述冷凝器进行热交换的制冷盘管，所述制冷盘管的入口与所述储罐的出口相连通，所述制冷盘管的出口与所述储罐的入口相连通。

4.根据权利要求3所述的空冷岛冷却装置，其特征在于，所述制冷盘管的入口与所述储罐的出口之间通过输液管相连通，所述输液管上安装有用于控制所述制冷剂流量的节流阀。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的空冷岛冷却装置，其特征在于，所述空冷岛冷却装置还包括气液分离器，所述气液分离器的入汽口与所述冷凝器的出液口相连通，所述气液分离器的出气口与所述抽气器相连通。

6.根据权利要求5所述的空冷岛冷却装置，其特征在于，所述气液分离器内设置有丝网除沫器。

7.根据权利要求6所述的空冷岛冷却装置，其特征在于，所述气液分离器设置在所述冷凝器的内部。

8.根据权利要求7所述的空冷岛冷却装置，其特征在于，所述空冷岛冷却装置还包括回收器和回收管，所述气液分离器的出液口与所述回收器通过所述回收管相连通。

9.一种空冷岛冷却方法，其特征在于，通过权利要求1-8任意一项所述的空冷岛冷却装置冷却乏汽，包括：

运行空冷岛和抽气器，通过抽气器的抽吸作用，将汽轮机排气口排出的乏汽抽吸至空冷岛内进行冷凝回收；

当空冷岛的真空度小于预设数值时，运行冷凝器，空冷岛内未冷凝的乏汽进入冷凝器内被冷凝回收；

当空冷岛的真空度大于或者等于所述预设数值时，关闭冷凝器，通过空冷岛完成乏汽的冷凝回收。

10.根据权利要求9所述的空冷岛冷却方法，其特征在于，所述空冷岛内设置有气压传感器。