CN118223963A - 电厂乏汽零水耗冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电厂乏汽零水耗冷却系统，包括锅炉和汽轮机；贮水池和联合冷却模块，贮水池的出水口与联合冷却模块连接并通过第一冷却水阀以通断，锅炉、汽轮机和联合冷却模块通过蒸汽‑水管路依次连接；空气吸附制水模块包括加热加湿组件和第一冷源；烟气冷凝制水模块包括烟气换热器，烟气换热器内设有第一烟气通道、第一冷凝水通道和循环水通道；锅炉通过排烟管道连接至第一烟气通道，第一烟气通道与循环水通道热耦合，循环水通道与加热加湿组件内的加热器连接以提供热水，第一冷凝水通道两端分别与第一烟气通道和贮水池的进水口连接。本发明通过三个模块的协同工作，在零水耗的基础上实现了乏汽的有效冷却，并且可以实现烟气余热的再利用。

Description

电厂乏汽零水耗冷却系统

技术领域

本发明涉及气体处理技术领域，尤其涉及一种电厂乏汽零水耗冷却系统。

背景技术

火力发电厂的发电过程是一个热能转化为机械能最终转化为电能的过程。锅炉加热水制造高温过热蒸汽，过热蒸汽推动汽轮机做功带动发电机发电。过热蒸汽推动汽轮机后变为乏汽。为降低背压、提高发电效率，需要对乏汽进行冷却。目前采用的冷却方法总体上可分为两种：水冷系统和空冷系统。

水冷冷却具有冷却效率高的优点，但耗水量巨大。我国西部地区煤炭资源丰富，建有大量火力发电厂，但由于水资源匮乏，无法大量利用水冷冷却技术。空冷冷却几乎不需要耗水，适合西部地区使用。但空冷冷却效率较低，且受环境影响较大，夏季高温天气下冷却效果较差，使机组背压升高，影响发电效率。

虽然现有发展出了一些尖峰冷却技术，但尖峰冷却系统仍然依靠水的蒸发进行冷却，耗水量仍然较大，不能充分发挥空冷发电厂的节水优势。且冷却用水完全来自外界，不能自给自足，额外增加水耗与建设空冷发电厂的目的相违背，难以在缺水地区广泛应用。

发明内容

本发明提供一种电厂乏汽零水耗冷却系统，用以解决现有技术中存在的缺陷，实现如下技术效果：通过联合冷却模块、空气吸附制水模块和烟气冷凝制水模块的协同工作，在零水耗的基础上实现了乏汽的有效冷却，并且可以实现烟气余热的再利用。

根据本发明第一方面实施例的电厂乏汽零水耗冷却系统，包括：

锅炉和汽轮机；

贮水池和联合冷却模块，所述贮水池的出水口与所述联合冷却模块连接并通过第一冷却水阀实现通断，其中，所述锅炉、汽轮机和联合冷却模块通过蒸汽-水管路依次连接，所述锅炉内产生的高温蒸汽经过所述汽轮机膨胀后，由所述联合冷却模块冷却为冷凝水后返回所述锅炉；

空气吸附制水模块，包括加热加湿组件和第一冷源，空气在依次流经所述加热加湿组件和所述第一冷源后产生冷凝水，所述第一冷源与所述贮水池的进水口连接，以使得冷凝水进入所述贮水池内；

烟气冷凝制水模块，包括烟囱和烟气换热器，所述烟气换热器内设有第一烟气通道、第一冷凝水通道和循环水通道；所述烟囱与所述烟气换热器内的第一烟气通道连接以实现排烟；

其中，所述锅炉通过排烟管道连接至所述第一烟气通道，所述第一烟气通道与所述循环水通道热耦合，所述循环水通道与所述加热加湿组件内的加热器连接以向其提供热水，所述第一冷凝水通道的两端分别与所述第一烟气通道和所述贮水池的进水口连接，以使得烟气冷却产生的冷凝水进入所述贮水池。

根据本发明的一个实施例，所述加热加湿组件包括若干个加热器、若干个的除湿转轮和加湿空气管道，所述加热器与所述除湿转轮的数量相等；

每个所述除湿转轮内均形成有第一空气通道和第二空气通道，所述加湿空气管道依次与各个所述加热器和各个所述除湿转轮的第一空气通道交替连接，且所述加湿空气管道的出口连接至所述第一冷源；每个所述除湿转轮的第二空气通道均连接室外空气。

根据本发明的一个实施例，在所述加热器的数量为多个的情况下，多个所述加热器通过热水管道相互串联且均连接至所述烟气换热器内的循环水通道，且所述热水管道上设有第一热水阀。

根据本发明的一个实施例，所述烟气冷凝制水模块还包括用户供热装置和供热水管；

所述烟气换热器内的循环水通道通过所述供热水管连接至所述用户供热装置并为用户供暖，且所述用户供热装置与所述加热器并联；所述供热水管上设有第二热水阀。

根据本发明的一个实施例，所述烟气冷凝制水模块还包括烟气冷凝器和第二冷源，所述烟气冷凝器内形成有第二烟气通道、第二冷凝水通道和冷却液通道；

所述第二烟气通道的两端分别与所述烟气换热器的出口和所述烟囱的进口连接，所述第二冷凝水通道的两端分别与所述第二烟气通道和所述贮水池的进水口连接，所述冷却液通道与所述第二冷源连接且通过第二冷却水阀实现通断，所述第二烟气通道与所述冷却液通道热耦合。

根据本发明的一个实施例，所述第一冷源通过第一出水管与所述贮水池的进水口连接，所述第一冷凝水通道通过第二出水管与所述贮水池的进水口连接，所述第二冷凝水通道通过第三出水管与所述贮水池的进水口连接；

且所述第一出水管上设有第一出水阀，所述第二出水管上设有第二出水阀，所述第三出水管上设有第三出水阀。

根据本发明的一个实施例，所述第二冷源为自然冷源或者人工冷源。

根据本发明的一个实施例，所述联合冷却模块包括空冷器和冷却塔；

所述贮水池的出水口与所述冷却塔的进水口连接以向其供水，所述冷却塔的乏汽进口和乏汽出口分别与所述汽轮机的出口和所述锅炉的进口连接，所述空冷器的乏汽进口和乏汽出口分别与所述汽轮机的出口和所述锅炉的进口连接；

所述空冷器通过水汽混合管道与所述冷却塔并联，且所述水汽混合管道上设有第一电磁控制阀。

根据本发明的一个实施例，所述联合冷却模块包括三介质换热器、风机和冷却塔，所述贮水池的出水口与所述冷却塔的进水口连接以向其供水，所述风机与所述三介质换热器相对设置，所述三介质换热器内形成有空气通道、乏汽通道和冷水通道；

所述乏汽通道的两端分别与所述汽轮机的出口和所述锅炉的进口连接，所述冷水通道的两端分别与所述冷却塔的进水口和出水口连接且通过第二电磁控制阀实现流量调节，所述空气通道的两端均与外界空气连通。

根据本发明的一个实施例，所述第一冷源为自然冷源或者人工冷源。

本发明给出一种电厂乏汽零水耗冷却系统，通过联合冷却模块、空气吸附制水模块和烟气冷凝制水模块的协同工作，在零水耗的基础上实现了乏汽的有效冷却，相较于现有技术而言具有以下优点：

(1)水资源节约：系统能够从空气中和烟气中回收水分，显著减少了对外部水源的需求，降低了水耗，适用于水资源紧张的地区。

(2)能源效率提升：系统通过回收和再利用冷凝水，减少了传统冷却过程中的能源消耗。同时，烟气冷凝制水模块中的循环水通道可以利用烟气的热量，为加热加湿组件提供热能，进一步提高了能源利用效率。

(3)环境友好：减少水耗有助于减轻对水体的负担，保护水生生态系统。同时，通过有效处理和利用烟气，可以减少大气污染物的排放，改善空气质量。

(4)经济效益：长期来看，减少水资源和能源的消耗可以降低运营成本，提高电厂的经济效益。此外，系统的高效运行还可能减少对环境的负面影响，从而降低潜在的环境治理成本。

(5)适应性强：系统的设计考虑到了不同环境条件下的运行效率，具有较强的适应性，能够在多种气候和地理条件下稳定运行。

(6)减少维护成本：由于系统设计合理，循环利用水资源，可能会减少因水处理和排放系统带来的维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的电厂乏汽零水耗冷却系统的结构示意图；

图2是本发明另一个实施例提供的电厂乏汽零水耗冷却系统的结构示意图；

图3是本发明一个实施例提供的烟气冷凝制水模块的结构示意图；

图4是本发明另一个实施例提供的烟气冷凝制水模块的结构示意图；

图5是本发明又一个实施例提供的烟气冷凝制水模块的结构示意图；

图6是本发明一个实施例提供的联合冷却模块的结构示意图；

图7是本发明另一个实施例提供的联合冷却模块的结构示意图。

附图标记：

1、加热器；2、除湿转轮；3、第一冷源；4、贮水池；5、汽轮机；6、锅炉；7、烟气换热器；8、烟囱；9、联合冷却模块；91、冷却塔；92、空冷器；93、三介质换热器；94、第一电磁控制阀；95、第二电磁控制阀；96、风机；10、第一出水阀；11、第一冷却水阀；12、第一热水阀；13、第二出水阀；14、用户供热装置；15、第二热水阀；16、烟气冷凝器；17、第二冷源；18、第三出水阀；19、第二冷却水阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等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实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在介绍本发明的电厂乏汽零水耗冷却系统之前，首先介绍其使用背景：火力发电厂的发电过程是一个热能转化为机械能最终转化为电能的过程，锅炉6加热水制造高温过热蒸汽，过热蒸汽推动汽轮机5做功带动发电机发电，过热蒸汽推动汽轮机5后变为乏汽。为降低背压、提高发电效率，需要对乏汽进行冷却。本发明的电厂乏汽零水耗冷却系统可以应用于对电厂发电所产生的乏汽进行冷却的场景，需要指出的是，本发明的系统可以在没有外界水源输入的情况下完成对乏汽的冷却，也即本发明实现了零水耗下的电厂乏汽冷却的目的。

如图1至图7所示，根据本发明实施例的电厂乏汽零水耗冷却系统，包括锅炉6、汽轮机5、贮水池4、联合冷却模块9、空气吸附制水模块和烟气冷凝制水模块。

其中，锅炉6燃烧煤炭或其他燃料产生热能，将水加热成高温过热蒸汽，并利用高温蒸汽驱动汽轮机5发电。高温蒸汽通过汽轮机5的叶片使其旋转，此时汽轮机5将利用蒸汽的热能转化为机械能，驱动发电机产生电能。

贮水池4的出水口与联合冷却模块9连接以向其提供冷却水，贮水池4与联合冷却模块9之间设有第一冷却水阀11，可以理解，由于过热蒸汽在推动汽轮机5后变为乏汽，且乏汽需要进行冷却以保证发电效率，因此需要系统中的联合冷却模块9利用冷却水冷却汽轮机5所流出的乏汽。其中，锅炉6、汽轮机5和联合冷却模块通过蒸汽-水管路依次连接，锅炉6内产生的高温蒸汽经过汽轮机5膨胀后，由联合冷却模块冷却为冷凝水后返回所述锅炉6。

需要强调的是，贮水池4内并无外界水源输入，贮水池4内的冷却水全部来源于空气吸附制水模块和烟气冷凝制水模块，其中，空气吸附制水模块通过对空气进行加热加湿后再冷却，从而将空气中的冷凝水析出并输送至贮水池4内；烟气冷凝制水模块则通过对锅炉6烧煤所产生的烟气进行冷却，从而将烟气中的冷凝水析出并输送至贮水池4内。

具体地，空气吸附制水模块包括加热加湿组件和第一冷源3，空气在依次流经加热加湿组件和第一冷源3后产生冷凝水，第一冷源3与贮水池4的进水口连接，以使得冷凝水进入贮水池4内。

可以理解，对于空气吸附制水模块而言，其主要用途为从空气中制取冷凝水，以加热加湿组件包括加热器1和除湿转轮2为例，其具体工作原理如下：空气经过加热器1加热，然后通过除湿转轮2加湿，再经过第一冷源3冷却至露点以下，析出冷凝水，冷凝水进入贮水池4。

烟气冷凝制水模块包括烟气换热器7，烟气换热器7内设有第一烟气通道、第一冷凝水通道和循环水通道。其中，锅炉6通过排烟管道连接至第一烟气通道，第一烟气通道与循环水通道热耦合，循环水通道与加热加湿组件内的加热器1连接以向其提供热水，第一冷凝水通道的两端分别与第一烟气通道和贮水池4的进水口连接，以使得烟气冷却产生的冷凝水进入贮水池4。

可以理解，对于烟气冷凝制水模块而言，其主要用途为从烟气中制取冷凝水以及利用烟气的余热为空气吸附制水模块提供加热所需热量，其工作原理如下：烟气通过换热器与循环水热交换，冷却至露点以下析出冷凝水，冷凝水进入贮水池4，同时循环水携带烟气的余热进入加热器1内，从而为空气吸附制水模块内的空气进行加热。

综上，根据本发明实施例的电厂乏汽零水耗冷却系统，其具体工作过程如下：首先，锅炉6产生蒸汽，这些蒸汽驱动汽轮机5发电。在汽轮机5中，蒸汽膨胀做功后变成乏汽，即温度和压力都降低的蒸汽。乏汽从汽轮机5流出后，进入联合冷却模块9。贮水池4中的水通过出水口流向联合冷却模块9，用于吸收乏汽的热量，从而降低乏汽的温度。冷却后的水可以循环使用，减少了水的消耗。

空气吸附制水模块通过加热加湿组件将空气加热并加湿。加湿后的空气流经第一冷源3，加热加湿后的空气在此冷却并产生冷凝水。再这个过程中，第一冷源3与贮水池4的进水口连接，冷凝水直接进入贮水池4，增加了贮水池4的水量。

烟气冷凝制水模块中的烟气换热器7设有第一烟气通道、第一冷凝水通道和循环水通道。锅炉6产生的烟气通过排烟管道进入第一烟气通道。烟气与循环水通道中的水进行热交换，烟气释放热量，水吸收热量后温度升高。这个过程中，一方面，烟气冷却产生的冷凝水通过第一冷凝水通道收集，并最终流入贮水池4的进水口，进一步增加贮水池4的水量，另一方面，烟气的余热通过循环水通道内的循环水传递给加热器1，从而为空气吸附制水模块提供加热空气所需的热量。

相关技术中，水冷冷却具有冷却效率高的优点，但耗水量巨大。我国西部地区煤炭资源丰富，建有大量火力发电厂，但由于水资源匮乏，无法大量利用水冷冷却技术。空冷冷却几乎不需要耗水，适合西部地区使用。但空冷冷却效率较低，且受环境影响较大，夏季高温天气下冷却效果较差，使机组背压升高，影响发电效率。

为克服空冷冷却的缺点，现有发展出了一些尖峰冷却技术。当环境温度较高、冷却复合较大时，空冷器92和冷却塔91等水冷冷却设备联合运行，以提高系统的冷却能力。但尖峰冷却系统仍然依靠水的蒸发进行冷却，耗水量仍然较大，不能充分发挥空冷发电厂的节水优势。且冷却用水完全来自外界，不能自给自足，额外增加水耗与建设空冷发电厂的目的相违背，难以在缺水地区广泛应用。

因此，为了解决上述相关技术中存在的技术缺陷，本发明给出一种电厂乏汽零水耗冷却系统，通过联合冷却模块9、空气吸附制水模块和烟气冷凝制水模块的协同工作，在零水耗的基础上实现了乏汽的有效冷却，相较于现有技术而言具有以下优点：

(1)水资源节约：系统能够从空气中和烟气中回收水分，显著减少了对外部水源的需求，降低了水耗，适用于水资源紧张的地区。

(2)能源效率提升：系统通过回收和再利用冷凝水，减少了传统冷却过程中的能源消耗。同时，烟气冷凝制水模块中的循环水通道可以利用烟气的热量，为加热加湿组件提供热能，进一步提高了能源利用效率。

(3)环境友好：减少水耗有助于减轻对水体的负担，保护水生生态系统。同时，通过有效处理和利用烟气，可以减少大气污染物的排放，改善空气质量。

(4)经济效益：长期来看，减少水资源和能源的消耗可以降低运营成本，提高电厂的经济效益。此外，系统的高效运行还可能减少对环境的负面影响，从而降低潜在的环境治理成本。

(5)适应性强：系统的设计考虑到了不同环境条件下的运行效率，具有较强的适应性，能够在多种气候和地理条件下稳定运行。

(6)减少维护成本：由于系统设计合理，循环利用水资源，可能会减少因水处理和排放系统带来的维护成本。

如图1所示，根据本发明的一些实施例，加热加湿组件包括若干个加热器1、若干个的除湿转轮2和加湿空气管道，加热器1与除湿转轮2的数量相等。

每个除湿转轮2内均形成有第一空气通道和第二空气通道，加湿空气管道依次与各个加热器1和各个除湿转轮2的第一空气通道交替连接，且加湿空气管道的出口连接至第一冷源3；每个除湿转轮2的第二空气通道均连接室外空气。

在本实施例中，加热加湿组件由若干个加热器1和除湿转轮2组成，加热器1用于对空气加热，除湿转轮2则用于对加热后的空气加湿，加热区和除湿转轮2的数量可以为一个、两个或者一一对应的多个，本发明在此不做特殊限制。

每个除湿转轮2内部设计有两个通道，即第一空气通道和第二空气通道。其中，加湿空气管道将加热器1与除湿转轮2的第一空气通道连接起来，形成交替的气流路径；除湿转轮2的第二空气通道则连接到室外，以引入新鲜空气，同时利用室外环境条件。同时，加湿空气管道的出口连接到第一冷源3，用于对加热加湿后的空气进行冷却和冷凝，从而产生冷凝水。

具体地，冷凝水产生过程如下：室外空气首先通过加湿空气管道进入加热器1，在这里空气被加热。加热后的空气进入除湿转轮2的第一空气通道，在这里空气与除湿转轮2的除湿材料接触，水分被吸附，空气变得干燥。干燥的空气随后进入除湿转轮2的第二空气通道，这里空气与室外空气混合，由于室外空气通常湿度较高，混合后的空气中的水分在遇到第一冷源3时会冷凝成水。冷凝水在第一冷源3处产生，然后通过管道收集并输送到贮水池4，实现水资源的回收。

这样，通过精确控制空气的湿度和温度，系统能够在较低的能耗下产生冷凝水，提高了整个冷却过程的能效。此外，由于加热器1和除湿转轮2的协同工作，减少了单一设备的负荷，有助于延长设备的使用寿命，减少维护和更换成本。

如图1所示，进一步地，在加热器1的数量为多个的情况下，多个加热器1通过热水管道相互串联且均连接至烟气换热器7内的循环水通道，且热水管道上设有第一热水阀12。

需要说明的是，图1和图2仅为实例图，其中，本发明的系统内的加热器1的数量不限于图1和图2中的三个，本发明的系统内还可以设置一个、两个、四个、五个等数量的加热器1，本发明在此不做特殊限定，上述实施例均在本发明的系统的保护范围之内。

在本实施例中，所有加热器1都连接到烟气换热器7内的循环水通道。这样，烟气换热器7中的热水可以同时为多个加热器1提供热能，实现热能的高效利用。此外，在热水管道上设置第一热水阀12，用于控制热水的流量和压力，可以确保热水能够均匀地分配到每个加热器1，同时可以根据需要调节整个系统的热能输出。

具体地，烟气的余热利用过程如下：烟气换热器7内的循环水通道接收来自锅炉6烟气的热能，热水在循环过程中逐渐升温。热水通过第一热水阀12进入串联的加热器1，同时为多个加热器1提供热能。在上述过程中，第一热水阀12可以根据系统的实际需求调节热水的流量，确保加热器1能够以最佳效率工作，同时避免过热或不足。

这样，通过串联加热器1和循环水通道的设计，系统能够更有效地利用烟气换热器7产生的热能，减少了热能的损失。并且，第一热水阀12的存在使得系统能够根据需要精确控制加热器1的温度，这对于保证冷凝水的质量和系统的稳定运行至关重要。

如图1至图5所示，根据本发明的一些实施例，烟气冷凝制水模块还包括烟囱8，烟囱8与烟气换热器7内的烟气通道连接以实现排烟。

这样，经过热交换和冷凝水回收后，剩余的烟气通过烟囱8排出，确保了烟气排放的连续性和系统的封闭性。并且，烟囱8的设计确保了烟气在排放前经过了热交换和冷凝水回收，减少了污染物的排放量，降低了对环境的影响。

如图2和图4所示，在本发明的一些具体实施例中，烟气冷凝制水模块还包括用户供热装置14和供热水管。

烟气换热器7内的循环水通道通过供热水管连接至用户供热装置14并为用户供暖，且用户供热装置14与加热器1并联；供热水管上设有第二热水阀15。

在本实施例中，用户供热装置14是一个与烟气冷凝制水模块并联的设备，用于将烟气换热器7中的热能传递给用户，提供供暖服务。供热水管则负责输送循环水，将热能从烟气换热器7传递到用户供热装置14。供热阀门位于供热水管上，用于控制热水的流量，确保用户供热装置14能够根据需要接收适量的热能。此外，第二热水阀15与第一热水阀12类似，用于调节供热水管中的热水流量，以满足用户的供暖需求。

具体地，烟气换热器7内的循环水在吸收了烟气的热量后，通过供热水管流向用户供热装置14。用户供热装置14接收来自供热水管的热水，将热能散发到用户空间，实现供暖。在上述供暖过程中，系统可以通过第二热水阀15调节供热水管中的热水流量，以适应不同用户的供暖需求，确保供暖的舒适性和效率。

需要指出的是，用户供热装置14与加热器1之间的并联设计允许热能从烟气换热器7的循环水通道同时或者单独分配给加热器1和用户供热装置14。这样，可以根据实际需求灵活调整热能的流向，确保系统的高效运行。

在实际应用中，加热器1和用户供热装置14可以同时工作，也可以根据实际需求单独工作。系统的设计允许灵活调整热能分配，以确保热能的最大化利用和经济效益。

例如，如果电厂内部的热能需求和外部供暖需求同时存在，系统可以同时向加热器1和用户供热装置14分配热能，实现热能的平衡分配，同时满足内部工艺需求和外部供暖需求，提高整体的能源效率。又例如，如果用户供热装置14的热需求较低或者在非供暖季节，加热器1单独工作，以满足电厂内部的热能需求。再例如，在供暖季节，当外部用户需要的供暖量较大时，用户供热装置14单独工作，通过供热水管将热能传递给用户。

综上，通过将烟气换热器7产生的热能用于供暖，系统实现了能源的多重利用，提高了整体的能源效率。并且，用户可以直接利用烟气冷凝制水模块产生的热能，减少了对传统供暖方式(如燃煤、燃气等)的依赖，降低了供暖成本。此外，通过并联用户供热装置14，系统可以根据用户的供暖需求灵活调整热能分配，提高了系统的适应性和灵活性。

如图2和图5所示，在本发明的一些具体实施例中，烟气冷凝制水模块还包括烟气冷凝器16和第二冷源17，烟气冷凝器16内形成有第二烟气通道、第二冷凝水通道和冷却液通道。

第二烟气通道的两端分别与烟气换热器7的出口和烟囱8的进口连接，第二冷凝水通道的两端分别与第二烟气通道和贮水池4的进水口连接，冷却液通道与第二冷源17连接且通过第二冷却水阀19实现通断，第二烟气通道与冷却液通道热耦合。

在本实施例中，烟气冷凝器16用于进一步处理烟气冷凝制水模块中的烟气。其中，第二烟气通道用于引导烟气从烟气换热器7的出口流向烟囱8的进口；第二冷凝水通道用于收集第二烟气通道中的冷凝水，并将冷凝水输送到贮水池4的进水口；冷却液通道连接第二冷源17，用于提供冷却液，与第二烟气通道热耦合，进一步降低烟气的温度。

具体地，烟气在经过烟气换热器7后，进入烟气冷凝器16的第二烟气通道，此时烟气进一步与冷却液通道中的冷却液进行热交换。由于冷却液的作用，烟气温度进一步降低，导致更多的水分冷凝成水。这些冷凝水通过第二冷凝水通道收集，并输送到贮水池4。经过冷凝处理的烟气，温度已经降低，通过第二烟气通道的另一端进入烟囱8，最终排放到大气中。

这样，通过引入第二冷源17，烟气冷凝器16可以进一步降低烟气温度，提高冷凝水的产量，从而更有效地回收水资源。同时，在烟气排放前，通过烟气冷凝器16的冷凝处理，可以进一步降低烟气的温度，减少对环境的热污染。此外，通过降低烟气温度和提高冷凝水回收率，可以减少烟气中的污染物排放，对环境更加友好。

如图2所示，进一步地，第一冷源3通过第一出水管与贮水池4的进水口连接，第一冷凝水通道通过第二出水管与贮水池4的进水口连接，第二冷凝水通道通过第三出水管与贮水池4的进水口连接。

且第一出水管上设有第一出水阀10，第二出水管上设有第二出水阀13，第三出水管上设有第三出水阀18。

在本实施例中，第一出水阀10用于控制空气吸附制水模块向贮水池4输送冷凝水的流量。第二出水阀13负责调节烟气换热器7向贮水池4输送冷凝水的流量。第三出水阀18则用于控制烟气冷凝器16向贮水池4输送冷凝水的流量。

可以理解，上述三个阀门的共同作用是实现对贮水池4进水的精确控制，确保冷凝水的有效回收和利用，同时维护贮水池4的水位稳定。这样，可以提高系统的水循环效率，减少水资源的浪费，并且有助于维持整个冷却系统的稳定运行。通过精细调节这些阀门，电厂可以根据实际的运行条件和需求，优化冷凝水的回收和分配，提高整体的能源效率和经济效益。

在本发明的电厂乏汽零水耗冷却系统中，联合冷却模块9包括冷却塔91，同时，联合冷却模块9还包括空冷器92或者三介质换热器93，下面参考附图分别描述本系统包括空冷器92或者三介质换热器93的两种实施例。

如图6所示，在本发明的一种实施例中，联合冷却模块9包括空冷器92和冷却塔91。

贮水池4的出水口与冷却塔91的进水口连接以向其供水，冷却塔91的乏汽进口和乏汽出口分别与汽轮机5的出口和锅炉6的进口连接，空冷器92的乏汽进口和乏汽出口分别与汽轮机5的出口和锅炉6的进口连接。

空冷器92通过水汽混合管道与冷却塔91并联，且水汽混合管道上设有可调节流量的第一电磁控制阀94。

可以理解，空冷器92是一种空气冷却设备，它通过风扇将空气吹过乏汽，利用空气的冷却作用来降低乏汽的温度。空冷器92通常不需要额外的冷却水，而是依赖于空气的自然冷却能力。

冷却塔91则是一种利用水的蒸发来冷却水的设备，然后将冷却后的水循环使用以冷却乏汽。冷却塔91通过蒸发过程消耗水，但同时也能有效地降低水的温度，从而冷却乏汽。

在本实施例中，空冷器92和冷却塔91为并联关系，也即空冷器92和冷却塔91通过各自的管道与汽轮机5的出口相连，它们可以同时工作，也可以根据实际需要选择性地使用其中一种冷却方式。

具体地，乏汽从汽轮机5出口进入空冷器92或冷却塔91。在空冷器92中，乏汽通过与空气的热交换被冷却；在冷却塔91中，乏汽通过与冷却水的热交换被冷却。在上述过程中，系统可以根据环境温度、乏汽的温度、冷却效率需求等因素，通过第一电磁控制阀94来决定是否同时使用空冷器92和冷却塔91，或者仅使用其中一种。例如，在温度较低的环境中，可能只需要使用空冷器92；而在高温环境中，可能需要同时使用两者以提高冷却效率。

这样，空冷器92和冷却塔91的并联设计提供了操作的灵活性，允许系统根据实际条件选择最合适的冷却方式，以实现最佳的冷却效果和能源效率。并且，由于在某些情况下，仅使用空冷器92可能就足以满足冷却需求，因此可以节省水资源，减少水耗。此外，系统能够适应不同的气候条件，无论是在干燥还是湿润的环境中，系统都能找到合适的冷却策略。

如图7所示，在本发明的另一种实施例中，联合冷却模块9包括三介质换热器93、风机96和冷却塔91，贮水池4的出水口与冷却塔91的进水口连接以向其供水，风机96与三介质换热器93相对设置，三介质换热器93内形成有空气通道、乏汽通道和冷水通道；

乏汽通道的两端分别与汽轮机5的出口和锅炉6的进口连接，冷水通道的两端分别与冷却塔91的进水口和出水口连接并通过第二电磁控制阀95实现流量调节，空气通道的两端均与外界空气连通。

在本实施例中，三介质换热器93为其核心组件，它允许三种介质(空气、乏汽和冷水)在不同的通道中流动，同时进行热交换。换热器内部设计有空气通道、乏汽通道和冷水通道。风机96用于提供足够的空气流量，以保证空气通道中的气流，从而促进空气与乏汽之间的热交换。而冷却塔91负责冷却冷水，通过蒸发过程降低水温，然后将冷却后的水输送回三介质换热器93的冷水通道。

具体地，汽轮机5产生的乏汽通过乏汽通道进入三介质换热器93，在这里与空气和冷水进行热交换，温度降低。风机将外界空气引入三介质换热器93的空气通道，空气在通道中流动并与乏汽进行热交换，吸收乏汽的热量。贮水池4的出水口向冷却塔91供水，冷却塔91通过蒸发过程冷却水。冷却后的水通过冷水通道流回三介质换热器93，在这里与乏汽进行热交换，进一步降低乏汽的温度。

可以理解，在三介质换热器93内，乏汽、空气和冷水在各自的通道中流动，通过热交换过程，乏汽释放热量，空气和冷水吸收热量，实现冷却效果。

这样，三介质换热器93的设计允许乏汽与空气和冷水同时进行热交换，提高了冷却效率。并且，通过利用冷却塔91的蒸发冷却和三介质换热器93的热交换，系统可以减少对传统冷却方式的依赖，降低能源消耗。此外，系统可以根据实际需求调整风机的运行，以控制空气流量，从而优化冷却效果。

根据本发明的一些实施例，第一冷源3为自然冷源或者人工冷源。第二冷源17也可以为自然冷源或者人工冷源。

下面参考附图描述本发明的电厂乏汽零水耗冷却系统的几个具体实施例

实施例一：

如图1和图3所示，启动加热器1、除湿转轮2、第一冷源3、贮水池4、汽轮机5、锅炉6、烟气换热器7、烟囱8、联合冷却模块9、第一出水阀10、第一冷却水阀11、第一热水阀12和第二出水阀13。锅炉6烟气进入烟气换热器7加热循环水后被冷却至露点温度以下析出冷凝水，然后经过烟囱8被排放至大气。冷凝水进入贮水池4中被贮存起来。循环水在烟气换热器7中被加热后进入加热器1为其提供热量。空气经过加热器1被加热，然后经过除湿转轮2和外界空气发生热湿交换被加湿。空气经过多级加热加湿处理后进入第一冷源3，被冷却至露点温度以下析出冷凝水。冷凝水进入贮水池4中被贮存起来。锅炉6产生的蒸汽进入汽轮机5膨胀做功后进入联合冷却模块9中被冷却并返回锅炉6中。联合冷却模块9采用纯空冷运行，也即关闭冷却塔91且单纯运行空冷器92或者三介质换热器93。

实施例二：

如图2和图5所示，启动加热器1、除湿转轮2、第一冷源3、贮水池4、汽轮机5、锅炉6、烟气换热器7、烟囱8、联合冷却模块9、烟气冷凝器16、第二冷源17、第一出水阀10、第一冷却水阀11、第一热水阀12、第三出水阀18和第二冷却水阀19。锅炉6烟气进入烟气换热器7加热循环水后被冷却，然后进入烟气冷凝器16进一步冷却至露点温度以下析出冷凝水，然后经过烟囱8被排放至大气。冷凝水进入贮水池4中被贮存起来。循环水在换热器中被加热后进入加热器1为其提供热量。空气经过加热器1被加热，然后经过除湿转轮2和外界空气发生热湿交换被加湿。空气经过多级加热加湿处理后进入第一冷源3，被冷却至露点温度以下析出冷凝水。冷凝水进入贮水池4中被贮存起来。锅炉6产生的蒸汽进入汽轮机5膨胀做功后进入联合冷却模块9中被冷却并返回锅炉6中。联合冷却模块9采用水冷-空冷联合运行模式，也即同时开始冷却塔91以及空冷器92或者三介质换热器93，此时由贮水池4为冷却塔91提供冷却用水。

实施例三：

如图2和图4所示，启动加热器1、除湿转轮2、第一冷源3、贮水池4、汽轮机5、锅炉6、烟气换热器7、烟囱8、联合冷却模块9、用户供热装置14、第一出水阀10、第二出水阀13和第二热水阀15。此时关闭空气吸附制水模块。锅炉6烟气进入烟气换热器7加热循环水后被冷却至露点温度以下析出冷凝水，然后经过烟囱8被排放至大气。冷凝水进入贮水池4中被贮存起来。循环水在烟气换热器7中被加热后进入用户供热装置14为其供暖。锅炉6产生的蒸汽进入汽轮机5膨胀做功后进入联合冷却模块9中被冷却并返回锅炉6中。联合冷却模块9采用纯空冷运行，也即关闭冷却塔91且单纯运行空冷器92或者三介质换热器93。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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精神和范围。

Claims (10)

1.一种电厂乏汽零水耗冷却系统，其特征在于，包括：

锅炉和汽轮机；

贮水池和联合冷却模块，所述贮水池的出水口与所述联合冷却模块连接并通过第一冷却水阀实现通断，其中，所述锅炉、汽轮机和联合冷却模块通过蒸汽-水管路依次连接，所述锅炉内产生的高温蒸汽经过所述汽轮机膨胀后，由所述联合冷却模块冷却为冷凝水后返回所述锅炉；

空气吸附制水模块，包括加热加湿组件和第一冷源，空气在依次流经所述加热加湿组件和所述第一冷源后产生冷凝水，所述第一冷源与所述贮水池的进水口连接，以使得冷凝水进入所述贮水池内；

烟气冷凝制水模块，包括烟囱和烟气换热器，所述烟气换热器内设有第一烟气通道、第一冷凝水通道和循环水通道；所述烟囱与所述烟气换热器内的第一烟气通道连接以实现排烟；

其中，所述锅炉通过排烟管道连接至所述第一烟气通道，所述第一烟气通道与所述循环水通道热耦合，所述循环水通道与所述加热加湿组件内的加热器连接以向其提供热水，所述第一冷凝水通道的两端分别与所述第一烟气通道和所述贮水池的进水口连接，以使得烟气冷却产生的冷凝水进入所述贮水池。

2.根据权利要求1所述的电厂乏汽零水耗冷却系统，其特征在于，所述加热加湿组件包括若干个加热器、若干个的除湿转轮和加湿空气管道，所述加热器与所述除湿转轮的数量相等；

每个所述除湿转轮内均形成有第一空气通道和第二空气通道，所述加湿空气管道依次与各个所述加热器和各个所述除湿转轮的第一空气通道交替连接，且所述加湿空气管道的出口连接至所述第一冷源；每个所述除湿转轮的第二空气通道均连接室外空气。

3.根据权利要求2所述的电厂乏汽零水耗冷却系统，其特征在于，在所述加热器的数量为多个的情况下，多个所述加热器通过热水管道相互串联且均连接至所述烟气换热器内的循环水通道，且所述热水管道上设有第一热水阀。

4.根据权利要求2所述的电厂乏汽零水耗冷却系统，其特征在于，所述烟气冷凝制水模块还包括用户供热装置和供热水管；

所述烟气换热器内的循环水通道通过所述供热水管连接至所述用户供热装置并为用户供暖，且所述用户供热装置与所述加热器并联；所述供热水管上设有第二热水阀。

5.根据权利要求2所述的电厂乏汽零水耗冷却系统，其特征在于，所述烟气冷凝制水模块还包括烟气冷凝器和第二冷源，所述烟气冷凝器内形成有第二烟气通道、第二冷凝水通道和冷却液通道；

所述第二烟气通道的两端分别与所述烟气换热器的出口和所述烟囱的进口连接，所述第二冷凝水通道的两端分别与所述第二烟气通道和所述贮水池的进水口连接，所述冷却液通道与所述第二冷源连接且通过第二冷却水阀实现通断，所述第二烟气通道与所述冷却液通道热耦合。

6.根据权利要求5所述的电厂乏汽零水耗冷却系统，其特征在于，所述第一冷源通过第一出水管与所述贮水池的进水口连接，所述第一冷凝水通道通过第二出水管与所述贮水池的进水口连接，所述第二冷凝水通道通过第三出水管与所述贮水池的进水口连接；

且所述第一出水管上设有第一出水阀，所述第二出水管上设有第二出水阀，所述第三出水管上设有第三出水阀。

7.根据权利要求5所述的电厂乏汽零水耗冷却系统，其特征在于，所述第二冷源为自然冷源或者人工冷源。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电厂乏汽零水耗冷却系统，其特征在于，所述联合冷却模块包括空冷器和冷却塔；

所述贮水池的出水口与所述冷却塔的进水口连接以向其供水，所述冷却塔的乏汽进口和乏汽出口分别与所述汽轮机的出口和所述锅炉的进口连接，所述空冷器的乏汽进口和乏汽出口分别与所述汽轮机的出口和所述锅炉的进口连接；

所述空冷器通过水汽混合管道与所述冷却塔并联，且所述水汽混合管道上设有第一电磁控制阀。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的电厂乏汽零水耗冷却系统，其特征在于，所述联合冷却模块包括三介质换热器、风机和冷却塔，所述贮水池的出水口与所述冷却塔的进水口连接以向其供水，所述风机与所述三介质换热器相对设置，所述三介质换热器内形成有空气通道、乏汽通道和冷水通道；

所述乏汽通道的两端分别与所述汽轮机的出口和所述锅炉的进口连接，所述冷水通道的两端分别与所述冷却塔的进水口和出水口连接且通过第二电磁控制阀实现流量调节，所述空气通道的两端均与外界空气连通。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的电厂乏汽零水耗冷却系统，其特征在于，所述第一冷源为自然冷源或者人工冷源。