CN202350409U - 一种串联式混合冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种串联式混合冷却系统，其包括用于与热源设备连接构成闭合循环回路的主循环泵和空气冷却器，还包括闭式冷却塔，该闭式冷却塔包括换热器及通过喷淋泵连接的淋水装置和接水盘，所述空气冷却器的出口通过管道连接在换热器的入口上，换热器的出口通过管道与热源设备的进口连接。本实用新型结构简单，一方面利用闭式冷却塔通过换热器对空气冷却器中流过的循环水进一步的冷却，弥补单一空气冷却器在夏季冷气能力不足的缺陷，另一方面可以避免闭合循环回路中的循环水接触冷却水，防止循环水被污染，同时可以防止循环水因蒸发被大量消耗，减少水资源的浪费。

Description

一种串联式混合冷却系统

技术领域

本实用新型涉及发电厂、电站等大型设备的冷却系统，确切的说是涉及一种串联式混合冷却系统。

背景技术

目前国内众多的电站、发电厂等应用的工业循环水冷却系统均采用闭式冷却塔或空气冷却器等单一的散热设备。由于室外环境温度是制约空气冷却器冷却能力的决定性因素，因此空气冷却器无法将被冷却介质的温度降至环境温度以下，所以空气冷却器多应用在寒冷、温度偏低的地区；而闭式冷却塔的散热主要靠水分蒸发散热，其耗水量较大，对水源依赖性很大，所以闭式冷却塔多应用在水分充足的地区。但国内多数电站、发电厂因受环境、地理等因素影响建设在干旱缺水的北方地区，这些地区夏季时环境温度普遍偏高、水分蒸发量大、且极度缺水，例如在国内西北干旱地区，极端环境最高温度可高达44℃，而冷却系统所允许的空气冷却器最大出水温度只有40℃，在此情况下空气冷却器已不具有足够的冷却能力甚至失去了冷却能力，使得电站、发电厂不得不采取降负荷、降功率的形式，甚至停运以确保整个站设备的安全，给企业带来极大的经济损失，非常不利于国民经济的健康发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种结构简单、冷却效果好并且节能的串联式混合冷却系统，以解决北方干旱地区单一使用空气冷却器在夏季冷却能力不足的问题。

本实用新型的技术方案是：一种串联式混合冷却系统，包括用于与热源设备连接构成闭合循环回路的主循环泵和空气冷却器，还包括闭式冷却塔，该闭式冷却塔包括塔体，塔体内由上至下依次安装有淋水装置、换热器和接水盘，在接水盘与淋水装置之间还设有喷淋泵，所述喷淋泵的入口与接水盘连通，该喷淋泵的出口通过管道与淋水装置的入口连接，所述空气冷却器的出口通过管道连接在换热器的入口上，换热器的出口用于连接热源设备的进口。

在所述接水盘与喷淋泵之间还设有地下蓄水池，所述接水盘的出口通过管道与该地下蓄水池连接，该地下蓄水池的出口通过管道连接在喷淋泵的进口上。

本实用新型是在空气冷却器的出口连接闭式冷却塔，利用闭式冷却塔中循环水与冷却水相对分离的特点，一方面可以通过换热器对空气冷却器中流过的循环水进一步的冷却，弥补单一空气冷却器在夏季冷气能力不足的缺陷，另一方面可以避免闭合循环回路中的循环水接触冷却水，防止循环水被污染，同时可以防止循环水因蒸发被大量消耗，减少水资源的浪费，同时，采用闭式冷却塔对空气冷却器进行辅助冷却，可减少空气冷却器中安装的换热管束和散热风机数量，大大节省了设备的一次性投资，并降低了设备运行时的能耗，从而进一步实现节能降耗。

附图说明

图1为本实用新型串联式混合冷却系统具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的串联式混合冷却系统的具体实施例如图1所示，该冷却系统主要由主循环泵2、空气冷却器3及闭式冷却塔4组成，闭式冷却塔4内由上至下依次设有淋水装置7、换热器5和接水盘6，并在接水盘6与淋水装置7之间还设有喷淋泵9。主循环泵2的进口通过管道与热源设备1的出口连接，主循环泵2的出口经管道与空气冷却器3的进口连接，空气冷却器3的出口通过管道连接在闭式冷却塔4中的换热器5的进口上，换热器5的出口通过管道连接热源设备1的进口，从而由主循环泵2、空气冷却器3和闭式冷却塔4中的换热器5与热源设备1组成闭合循环回路。在闭式冷却塔4中，接水盘6的出口连通喷淋泵9的进口，喷淋泵9的出口通过管道连接在淋水装置7的入口上，在闭式冷却塔4的顶部还设有抽风机。

具体使用时，根据室外环境温度变化情况启动不同的室外散热设备，采用不同的设备运行模式做到系统能耗最小化。

在具体分析时，由于在所有的冷却运行模式下，主循环泵2均处于运行状态中，因此在分析系统的能耗时只需分析比对其它室外散热设备中的设备耗能即可。

以一个典型的工业循环水冷却系统应用为例，此方案中所配备的室外散热设备中的动设备清单及输入功率可总结如下表1所示：

表1：

运行工况一：

当环境温度低于冰点以下＜-15℃时，空气冷却器3上的各风机和闭式冷却塔4的风机及喷淋泵9均停止运行，室外散热设备只依赖空气冷却器3的自然散热即可满足冷却需要。此时运行的动设备只有主循环泵。

在此运行模式下，室外散热设备的运行情况如下表2所示：

表2

由上表可知，在此运行工况下，冷却系统的室外散热设备无任何能耗、水耗。

运行工况二：

当环境温度＞-15℃、同时≤15℃时，此工况下，闭式冷却塔停止运行，空气冷却器只运行部分风机或风机均在均较低频率(≤30Hz)条件下运行。

在此运行模式下，室外散热设备的运行情况如下表3所示：

表3：

由以上可知，在此运行工况下，冷却系统的室外散热设备最大能耗为264kW，无水耗。

运行工况三：

当环境温度＞15℃，同时≤35℃时，室外散热设备中仅依赖空气冷却器即可满足冷却需要，且风机频率基本稳定在40～50Hz之间。

在此条件下的室外散热设备的运行情况如下表所示：

在此运行模式下，典型的一套冷却系统的外冷设备能耗最大为264kW，无水耗。

运行工况四：

当环境温度＞35℃时，室外散热设备中必须通过空气冷却器+闭式冷却塔联合散热方能满足冷却要求。

在此条件下的室外散热设备的运行情况如下表所示：

在此运行模式下，典型的一套冷却系统的外冷设备能耗最大为297kW，水耗量为2.1m³/h，。

各种工况能耗情况概述

总结以上各种工况中动设备的运行情况可知，在各种工况下的最大能耗为：

概括以上模式，可将室外散热设备的运行特点概括如下：

在环境温度≤-15℃，空气冷却器与闭式冷却塔风机全停，室外散热设备只需依赖自然散热即可满足冷却要求；在环境温在-15～35℃之间时，闭式冷却塔停运，依靠空气冷却器风机变频运行进行冷却；当环境温度高于35℃时，此时单纯靠空气冷却器进行散热已不能够满足冷却的需求，必须采取空气冷却器+闭式冷却塔联合冷却方能保证冷却效果，而在此条件运行下，闭式冷却塔每小时的最大蒸发水量仅为2.1m³。以每年超过35℃的天数按90天、每天超过35℃的时间按照8h计算，即每年最大的蒸发水量为1512m³，采用上述的控制方式可以将水耗将至最低。

为进一步的提高闭式冷却塔的冷却效果，其在接水盘6与喷淋泵9之间还设有地下蓄水池8，该地下蓄水池8为地下水池，从而可以充分利用地下水池的恒温特性，在外界气温较高时保证冷却系统具有足够的冷却能力，同时，还可以在不使用闭式冷却塔时储存冷却水，降低冷却水的蒸发，减少水资源的消耗。

本实用新型的结构简单，其通过增加闭式冷却塔对空气冷却器进行辅助散热，克服了单一的空气冷却器无法将被冷却介质温度降至环境温度以下的问题，使得当环境温度大于等于工艺设备允许的最大进水温度时，该冷却系统仍具有足够的冷却能力，满足工艺设备运行需要，对降低设备投入和节能降耗均有良好的效果。

Claims (2)

1.一种串联式混合冷却系统，包括用于与热源设备连接构成闭合循环回路的主循环泵和空气冷却器，其特征在于，还包括闭式冷却塔，该闭式冷却塔包括塔体，塔体内由上至下依次安装有淋水装置、换热器和接水盘，在接水盘与淋水装置之间还设有喷淋泵，所述喷淋泵的入口与接水盘连通，该喷淋泵的出口通过管道与淋水装置的入口连接，所述空气冷却器的出口通过管道连接在换热器的入口上，换热器的出口用于连接热源设备的进口。

2.根据权利要求1所述的串联式混合冷却系统，其特征在于，在所述接水盘与喷淋泵之间还设有地下蓄水池，所述接水盘的出口通过管道与该地下蓄水池连接，该地下蓄水池的出口通过管道连接在喷淋泵的进口上。

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