CN111947384B - 一种用于燃气-蒸汽联合循环电厂的组合式闭式循环冷却水系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于燃气‑蒸汽联合循环电厂的组合式闭式循环冷却水系统，主要包括汽机余热锅炉水冷闭式水系统及燃机空冷闭式水系统；所述汽机余热锅炉水冷闭式水系统主要包括稳压水箱、闭式循环冷却水泵及管式换热器，所述循环冷却水泵的进水端通过管道与稳压水箱连接，循环冷却水泵的出水端依次设置有逆止阀和第二电动隔离阀，且所述第二电动隔离阀的出水端分别通过汇流管道与所述管式换热器的进水口连接；管式换热器的出水口通过管道与供水母管连接，所述供水母管分别与汽机余热锅炉供水母管和燃机供水母管连接；汽机余热锅炉供水母管分别与汽机冷却水用户和余热锅炉冷却水用户管道连接，燃机供水母管通过阀门与所述燃机空冷闭式水系统管道连接。
Description
技术领域
本发明涉及燃气-蒸汽联合循环电厂设计技术领域，具体涉及一种用于燃气-蒸汽联合循环电厂的组合式闭式循环冷却水系统。
背景技术
辅机冷却水系统是向燃汽轮发电机组、蒸汽轮发电机组、余热锅炉及其辅助设备提供冷却水，以保证燃汽轮发电机组、蒸汽轮发电机组、余热锅炉及其辅助设备正常运行的辅助系统设备，现有大型火力大电厂和燃气-蒸汽联合循环电厂均采用闭式回路的辅机冷却水系统，称为闭式循环冷却水系统。闭式循环冷却水系统的冷源可以来自于空气或者水，对于水资源较为便利的电厂，多用开式循环冷却水对闭式循环水进行冷却；对于水资源缺乏地区的火电厂，闭式循环冷却水也可以采用空气冷却塔进行冷却，闭式水的空气冷却塔一般采用翅片风扇冷却器。
在国外电力需求紧张的国家，燃气-蒸汽循环电厂普遍设置有旁路烟囱，在余热锅炉和蒸汽轮发电机组尚未建成的情况下，燃气轮发电机组可以通过旁路烟囱单循环运行，提前对外供电，缓解电力需求，待全厂建成后再投运联合循环运行。目前对于单循环和联合循环分开投运的燃气-蒸汽联合循环电厂，燃汽轮发电机组、蒸汽轮发电机组、余热锅炉及其辅助设备普遍采用一套共同的闭式循环冷却水系统，要求在燃气轮发电机组单循环运行时建成投运闭式循环冷却水系统，同时开式循环冷却水系统建成投运，即电厂取水口、循环水泵房等水工设施要完成。这给单循环先投运的燃气-蒸汽联合循环电厂的设计和施工周期带来了巨大的风险和挑战。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可有效解决燃气-蒸汽联合循环电厂单循环和联合循环所需闭式冷却水系统分开投运的问题、提高闭式冷却水系统运行灵活性的用于燃气-蒸汽联合循环电厂的组合式闭式循环冷却水系统。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种用于燃气-蒸汽联合循环电厂的组合式闭式循环冷却水系统，主要包括汽机余热锅炉水冷闭式水系统及与所述汽机余热锅炉水冷闭式水系统管道连接的燃机空冷闭式水系统；所述汽机余热锅炉水冷闭式水系统主要包括稳压水箱、至少两台并联的闭式循环冷却水泵及与所述闭式循环冷却水泵数量对应的管式换热器，所述循环冷却水泵的进水端分别通过设置有第一电动隔离阀的管道与稳压水箱连接，循环冷却水泵的出水端依次设置有逆止阀和第二电动隔离阀，且所述第二电动隔离阀的出水端分别通过汇流管道与所述管式换热器的进水口连接；管式换热器的出水口通过管道与供水母管连接，且所述管式换热器的进水口和出水口管道上分别设置有电动隔离阀，所述供水母管分别与汽机余热锅炉供水母管和燃机供水母管连接；所述汽机余热锅炉供水母管分别与汽机冷却水用户和余热锅炉冷却水用户管道连接，所述燃机供水母管通过阀门与所述燃机空冷闭式水系统管道连接；所述汽机冷却水用户和余热锅炉冷却水用户的出水端通过回水母管与第一电动隔离阀的进水端管道连接，且所述第一电动隔离阀的进水端上通过设置有调节阀的管道与所述供水母管连接。
进一步地，所述燃机空冷闭式水系统包括并联设置的一级燃机空冷闭式水系统和二级燃机空冷闭式水系统，且所述一级燃机空冷闭式水系统和二级燃机空冷闭式水系统分别通过切换阀与所述汽机余热锅炉水冷闭式水系统的燃机供水母管连接。
进一步地，所述一级燃机空冷闭式水系统和二级燃机空冷闭式水系统均包括燃机冷却水用户、膨胀隔膜水箱、水泵系统及翅片风扇冷却器，所述燃机冷却水用户的进水端通过供水支管与切换阀的出水端连接，燃机冷却水用户的出水端通过出水支管与翅片风扇冷却器的入口连接，所述供水支管上设置有手动阀，所述出水支管上设置有手动阀和电动隔离阀；所述翅片风扇冷却器的出口通过水泵系统与所述燃机冷却水用户的供水支管连接，且水泵系统与供水支管的连接管道上设置有第三电动隔离阀；所述膨胀隔膜水箱与翅片风扇冷却器的出口管道连接。
进一步地，所述水泵系统主要包括并联设置在翅片风扇冷却器与第三电动隔离阀之间管路上的第一水泵支路和第二水泵支路，且所述第一水泵支路和第二水泵支路均包括依次设置的空冷闭式水泵和逆止阀，且所述空冷闭式水泵的进口端及逆止阀出口端的管路上分别设置有电动隔离阀；所述翅片风扇冷却器的出口管道上通过设置有调节阀的第三支路与所述第三电动隔离阀连接。
进一步地，所述出水支管上手动阀的出口端通过回水支管与燃机回水母管连接，所述燃机回水母管与汽机余热锅炉水冷闭式水系统的回水母管连接，所述回水支管上设置有切换阀。
进一步地，汽机余热锅炉水冷闭式水系统内的稳压水箱为高位布置的闭式冷却水膨胀水箱，用以调节系统中流量的波动和吸收水的热膨胀，保证回水母管压力。
进一步地，所述膨胀隔膜水箱为由惰性气体作为稳压源的气体膈膜式膨胀水箱，用以调节系统中流量的波动和吸收水的热膨胀，保证回水母管压力。
本发明的有益技术效果在于：本发明既设置了翅片风扇冷却的闭式水系统用于燃机简单循环，又设置了开式水冷却的闭式水系统用于全厂联合循环，通过旁路管道和控制阀门将翅片风扇冷却的闭式水系统与开式水冷却的闭式水系统连接在一起，实现翅片风扇冷却闭式水系统与开式水冷却闭式水系统的切换；通过翅片风扇冷却器的空冷系统实现对燃机简单循环冷却水的供应，有效缩短单循环投产周期，联合循环时通过冷却效果更好的水冷闭式循环冷却水系统供应全厂冷却水，有效解决燃气-蒸汽联合循环电厂单循环和联合循环所需闭式冷却水系统分开投运的问题、提高闭式冷却水系统运行灵活性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
在本发明的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“横向”、“竖向”等术语所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明所述的一种用于燃气-蒸汽联合循环电厂的组合式闭式循环冷却水系统，主要包括汽机余热锅炉水冷闭式水系统1及与所述汽机余热锅炉水冷闭式水系统1管道连接的燃机空冷闭式水系统2；所述汽机余热锅炉水冷闭式水系统1主要包括稳压水箱101、至少两台并联的闭式循环冷却水泵102及与所述闭式循环冷却水泵102数量对应的管式换热器103，所述循环冷却水泵102的进水端分别通过设置有第一电动隔离阀104的管道与稳压水箱101连接，循环冷却水泵102的出水端依次设置有逆止阀3和第二电动隔离阀105，且所述第二电动隔离阀105的出水端分别通过汇流管道与所述管式换热器103的进水口107连接；管式换热器103的出水口108通过管道与供水母管106连接，且所述管式换热器103的进水口107和出水口108管道上分别设置有电动隔离阀4，所述供水母管106分别与汽机余热锅炉供水母管109和燃机供水母管110连接；所述汽机余热锅炉供水母管109分别与汽机冷却水用户111和余热锅炉冷却水用户112管道连接，所述燃机供水母管110通过阀门与所述燃机空冷闭式水系统2管道连接；所述汽机冷却水用户111和余热锅炉冷却水用户112的出水端通过回水母管113与第一电动隔离阀104的进水端管道连接，且所述第一电动隔离阀104的进水端上通过设置有调节阀5的管道与所述供水母管106连接。
参照图1所示，所述燃机空冷闭式水系统2包括并联设置的一级燃机空冷闭式水系统21和二级燃机空冷闭式水系统22，且所述一级燃机空冷闭式水系统21和二级燃机空冷闭式水系统22分别通过切换阀6与所述汽机余热锅炉水冷闭式水系统1的燃机供水母管110连接。
参照图1所示，所述一级燃机空冷闭式水系统21和二级燃机空冷闭式水系统22均包括燃机冷却水用户201、膨胀隔膜水箱202、水泵系统及翅片风扇冷却器203，所述燃机冷却水用户201的进水端通过供水支管204与切换阀6的出水端连接，燃机冷却水用户201的出水端通过出水支管205与翅片风扇冷却器203的入口连接，所述供水支管204上设置有手动阀7，所述出水支管205上设置有手动阀7和电动隔离阀4；所述翅片风扇冷却器203的出口通过水泵系统与所述燃机冷却水用户201的供水支管204连接，且水泵系统与供水支管204的连接管道上设置有第三电动隔离阀206；所述膨胀隔膜水箱202与翅片风扇冷却器203的出口管道连接；所述出水支管205上手动阀7的出口端通过回水支管207与燃机回水母管208连接，所述燃机回水母管208与汽机余热锅炉水冷闭式水系统1的回水母管113连接，所述回水支管207上设置有切换阀6。
参照图1所示，所述水泵系统主要包括并联设置在翅片风扇冷却器203与第三电动隔离阀206之间管路上的第一水泵支路209和第二水泵支路210，且所述第一水泵支路209和第二水泵支路210均包括依次设置的空冷闭式水泵211和逆止阀3，且所述空冷闭式水泵211的进口端及逆止阀3出口端的管路上分别设置有电动隔离阀4；所述翅片风扇冷却器203的出口管道上通过设置有调节阀5的第三支路212与所述第三电动隔离阀206连接。
汽机余热锅炉水冷闭式水系统1内的稳压水箱101为高位布置的闭式冷却水膨胀水箱，用以调节系统中流量的波动和吸收水的热膨胀，保证回水母管压力；所述膨胀隔膜水箱202为由惰性气体作为稳压源的气体膈膜式膨胀水箱，用以调节系统中流量的波动和吸收水的热膨胀，保证回水母管压力。
实施例：本发明所述的组合式闭式循环冷却水系统由汽机余热锅炉水冷闭式水系统、燃机空冷闭式水系统组成，两个冷却系统可以独立分开运行，也可以联合运行。
简单循环冷却水循环：当燃气轮发电机组先建成投产、单循环运行时，由翅片风扇空冷系统向燃气轮发电机组供应冷却水。将连通汽机余热锅炉水冷闭式水系统1及燃机空冷闭式水系统2的切换阀6关闭，第三电动隔离阀206打开，空冷闭式水泵211开启，冷却水经空冷闭式水泵211升压后送往燃机各冷却水用户，然后经翅片风扇冷却器203冷却后返回至空冷闭式水泵211入口。空冷闭式水泵211入口管道由隔膜水箱202稳压。
联合循环冷却水循环：当汽轮发电机组、余热锅炉、水工冷却水设施建成投产后，联合循环机组运行时，由联合循环闭式循环冷却水系统统一给汽轮发电机组、余热锅炉、燃气轮发电机组供应闭式循环冷却水。第三电动隔离阀206关闭，空冷闭式冷却水泵211关闭，切换阀6打开，
闭式冷却水泵102开启；冷却水经闭式冷却水泵102升压后，先经管式换热器103冷却，再经闭式循环冷却水供水母管106分成两路，一路经汽机余热锅炉供水母管109去往汽机房和余热锅炉冷却水用户，另一路通过燃机供水母管110、燃机供水支管204、手动阀送往燃气轮发电机冷却水用户；来自燃机冷却水用户的冷却水回水，依次通过手动阀、燃机回水支管207、燃机回水母管208后，与汽机用户和余热锅炉用户的回水合并成回水母管113，再反回闭式水泵102的入口。闭式水泵102入口管道有膨胀水箱101稳压。
全厂失电紧急停机工况下：在全厂失电机组紧急停机情况下，联合循环闭式冷却水系统的换热器103将失去水工设施冷却水供应，此时燃机和汽机在跳机情况下仍然需要冷却水供应给燃机润滑油冷却器和汽机润滑油冷却器，以安全停机。将一台空冷闭式冷却水泵211接入保安电源可以供燃机和汽机紧急停机所需的润滑油冷却水。此时，闭式水换热器103的进口电动隔离阀和出口电动隔离阀关闭，切换阀6打开，第三电动隔离阀206和翅片风扇冷却器203进口端的电动隔离阀4打开，一台连接保安电源的空冷闭式泵211开启，冷却水经空冷闭式泵211升压后，一路经供水支管204的手动阀7送往燃机用户的润滑油冷却器，一路依次经燃机供水母管110处的切换阀6、燃机供水母管110、汽机余热锅炉供水母管109送往汽机用户润滑油冷却器；从汽机润滑油冷却器过来的冷却水经燃机回水母管208、燃机回水母管208处的切换阀6后，与燃机润滑油冷却器过来的冷却水合并通过翅片风扇冷却器203进口端的电动隔离阀4后进入翅片式空气冷却器203，经冷却后再返回至空冷闭式泵211入口，空冷闭式水泵211入口管道由隔膜水箱202稳压。
本文中所描述的具体实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (1)
1.一种用于燃气-蒸汽联合循环电厂的组合式闭式循环冷却水系统，其特征在于：包括汽机余热锅炉水冷闭式水系统及与所述汽机余热锅炉水冷闭式水系统管道连接的燃机空冷闭式水系统；所述汽机余热锅炉水冷闭式水系统包括稳压水箱、至少两台并联的闭式循环冷却水泵及与所述闭式循环冷却水泵数量对应的管式换热器，所述闭式循环冷却水泵的进水端分别通过设置有第一电动隔离阀的管道与稳压水箱连接，闭式循环冷却水泵的出水端依次设置有第一逆止阀和第二电动隔离阀，且所述第二电动隔离阀的出水端分别通过汇流管道与所述管式换热器的进水口连接；管式换热器的出水口通过管道与第一供水母管连接，且所述管式换热器的进水口和出水口管道上分别设置有电动隔离阀，所述第一供水母管分别与汽机余热锅炉供水母管和燃机供水母管连接；所述汽机余热锅炉供水母管分别与汽机冷却水用户和余热锅炉冷却水用户管道连接，所述燃机供水母管通过阀门与所述燃机空冷闭式水系统管道连接；所述汽机冷却水用户和余热锅炉冷却水用户的出水端通过回水母管与第一电动隔离阀的进水端管道连接，且所述第一电动隔离阀的进水端上通过设置有调节阀的管道与所述第一供水母管连接；
所述燃机空冷闭式水系统包括并联设置的一级燃机空冷闭式水系统和二级燃机空冷闭式水系统，且所述一级燃机空冷闭式水系统和二级燃机空冷闭式水系统分别通过第一切换阀与所述汽机余热锅炉水冷闭式水系统的燃机供水母管连接；
所述一级燃机空冷闭式水系统和二级燃机空冷闭式水系统均包括燃机冷却水用户、膨胀隔膜水箱、水泵系统及翅片风扇冷却器，所述燃机冷却水用户的进水端通过供水支管与第一切换阀的出水端连接，燃机冷却水用户的出水端通过出水支管与翅片风扇冷却器的入口连接，所述供水支管上设置有手动阀，所述出水支管上设置有手动阀和电动隔离阀；所述翅片风扇冷却器的出口通过水泵系统与所述燃机冷却水用户的供水支管连接，且水泵系统与供水支管的连接管道上设置有第三电动隔离阀；所述膨胀隔膜水箱与翅片风扇冷却器的出口管道连接；
所述水泵系统包括并联设置在翅片风扇冷却器与第三电动隔离阀之间管路上的第一水泵支路和第二水泵支路，且所述第一水泵支路和第二水泵支路均包括依次设置的空冷闭式水泵和第二逆止阀，且所述空冷闭式水泵的进口端及第二逆止阀出口端的管路上分别设置有电动隔离阀；所述翅片风扇冷却器的出口管道上通过设置有调节阀的第三支路与所述第三电动隔离阀连接；
所述出水支管上手动阀的出口端通过回水支管与燃机回水母管连接，所述燃机回水母管与汽机余热锅炉水冷闭式水系统的回水母管连接，所述回水支管上设置有切换阀；
汽机余热锅炉水冷闭式水系统内的稳压水箱为高位布置的闭式冷却水膨胀水箱，用以调节系统中流量的波动和吸收水的热膨胀，保证回水母管压力；
所述膨胀隔膜水箱为由惰性气体作为稳压源的气体膈膜式膨胀水箱，用以调节系统中流量的波动和吸收水的热膨胀，保证回水母管压力。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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