CN207741593U - 一种开式水与循环水中合式冷却水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种开式水与循环水中合式冷却水系统，包括开式水系统、循环水系统，其特征在于，所述循环水系统包括前流程装置和后流程装置，所述的开式水系统的出口接入所述的前流程装置和所述后流程装置之间，使得循环水系统中的开式水与凝汽器前流程装置后输出的循环水合流后流经凝汽器的后流程装置。本实用新型的有益效果是本实用新型将开式水换热器后温升3～5℃的开式水，接入凝汽器的后水室或后水室联络管，让开式水继续流过后半程凝汽器，将温度继续升高4～5℃，充分利用开式水的冷却能力，提高机组运行的经济效益。

Description

一种开式水与循环水中合式冷却水系统

技术领域

本实用新型涉及一种开式水与循环水中合式冷却水系统。

背景技术

常见凝汽式发电厂的热力循环是朗肯循环，其中给水受热变成蒸汽，进入汽轮机做功发电，排汽需要通过凝汽器冷却成凝结水，凝结水加压成给水，重复循环。用来将汽轮机排汽冷却为凝结水的冷却水，简称循环水。低温循环水进入凝汽器，吸收汽轮机排汽的热量，水温上升，温升通常为8～10℃，然后离开凝汽器，将热量排到外部环境。

60万千瓦机组的循环水量约为～6万t/h，100万千瓦机组的循环水量约为～9万t/h。

凝汽式发电厂中还有许多设备，在正常运行过程发热，需要将其热量散出，以维持正常运行。用来将设备运行散热等热量传递到外部环境的冷却水，简称开式水。低温开式水进入开式水换热器，吸收设备运行散热等热量，水温上升，温升通常为3～5℃，然后离开开式水换热器，将热量排到外部环境。

60万千瓦机组的开式水量约为3000t/h，100万千瓦机组的开式水量约为4500t/h。

通常开式水与循环水的来源和去向相同。从以上数据可以看出，循环水的温升为8～10℃，而开式水的温升为3～5℃，开式水温升仅为循环水的约50％，开式水冷却能力未充分利用就排出了。

常规开式水与循环水典型系统图见附图1和附图2。

附图1是单背压凝汽器的开式水与循环水典型系统图。通常每台凝汽式发电机组配两台凝汽器，单背压的两台凝汽器的循环水为并联式，两台凝汽器的背压相同。

附图2是双背压凝汽器的开式水与循环水典型系统图。双背压的两台凝汽器的循环水为串联式，两台凝汽器的背压一低一高。

本实用新型开式水与循环水中合式冷却水系统，将开式水换热器后温升3～5℃的开式水，接入凝汽器的后水室或后水室联络管，让开式水继续流过后半程凝汽器，将温度继续升高4～5℃，充分利用开式水的冷却能力，提高热力循环效率，达到节能效果。

同时，开式水系统可以共用循环水系统的过滤器、清洗装置、阀门和管道等，从而减少投资，提高经济效益。

现有普遍采用的开式水与循环水系统技术见附图1和附图2。

附图1和附图2共同的特点是，开式水与循环水分别引自总管、分别排向总管。开式水经过开式水换热器，温升为3～5℃；循环水经过凝汽器，温升为8～10℃。开式水温升仅为循环水的约50％，开式水冷却能力未充分利用就排出了。

附图1是单背压凝汽器的开式水与循环水典型系统图。通常每台凝汽式发电机组配两台凝汽器，单背压的两台凝汽器的循环水为并联式，每侧循环水分别流经每台的左侧和右侧，两台凝汽器循环水温相同、背压相同。

附图2是双背压凝汽器的开式水与循环水典型系统图。双背压的两台凝汽器的循环水为串联式，每侧循环水先流经一台凝汽器的两侧，再流经另一台凝汽器的两侧，两台凝汽器的循环水温一低一高、背压一低一高。

附图1和附图2中，循环水系统配有相应的进出口隔离阀、过滤器和清洗装置，开式水系统另配有相应的进出口隔离阀、过滤器和清洗装置，投资为两个系统的总和。

现有凝汽式发电技术中，通常开式水与循环水分别引自进水总管、分别排向排水总管。开式水经过开式水换热器，温升为3～5℃；循环水经过凝汽器，温升为8～10℃。开式水温升仅为约50％循环水温升，开式水冷却能力未充分利用就排出了。

另外，循环水系统和开式水系统分别配有各自系统的进出口隔离阀、过滤器和清洗装置，投资为两个系统的总和，相对较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种能够提供冷却能力，提高热力循环效率达到节能效果，同时提高经济效益的开式水与循环水中合式冷却水系统。

为了达到上述目的，提供一种开式水与循环水中合式冷却水的系统，包括开式水系统、循环水系统，其特征在于，所述循环水系统包括前流程装置和后流程装置，所述的开式水系统的出口接入所述的前流程装置和所述后流程装置之间，使得循环水系统中的开式水与凝汽器前流程装置后输出的循环水合流后流经凝汽器的后流程装置。

本实用新型的开式水系统与循环水中合式冷却水系统用上述方式分布，使得开式水系统的排水引至凝汽器循环水的中间位置，让开式水与循环水合流后继续经过凝汽器后半程，充分利用开式水的冷却能力。

开式水与循环水分别引自进水总管，循环水进入前流程管束后与离开开式水系统的开式水的水流合流并流入后流程管束，最后一起排至排水总管。

在一实施例中，所述的循环水系统包括至少包含前流程管束和后流程管束的凝汽器，开式水系统的出口接入所述的前流程管束和所述的后流程管束之间。

在本实用新型中，循环水系统至少包括两个流程管束，其中与进水管道连接的为前流程管束，与出水管道连接的为后流程管束。前流程管束和后流程管束之间，可以没有多余的流程管束，则该凝汽器为双流程的，也可以设有多个流程管束，则该循环水系统为多流程的。应理解，不管是双流程还是多流程的循环水系统均在本实用新型的保护范围内。

优选的，所述的循环水系统包括多个并联的凝汽器，每个凝汽器至少包括其按流程管束和后流程管束，所述的开式水系统的出口接入每个凝汽器的前流程管束和后流程管束之间。

较佳地，为两个并联的凝汽器。

较佳地，每个凝汽器包括后水室，所述的前流程管束的出口连接后水室，所述的后流程管束的入口连接后水室，所述的开式水系统的出口接入后水室中。

或者每个凝汽器包括后水室，所述的前流程管束的出口连接后水室，所述的后流程管束的入口连接后水室，所述的开式水系统的出口接入后水室联络管中。

在一实施例中，所述的循环水系统包括两个串联的凝汽器，与进水口相连的凝汽器为前流程装置，与出水口相连的凝汽器B为后流程装置。

循环水系统包括多个凝汽器，其中与进水口相连的为前流程装置，与出水口相连的后流程装置，其余凝汽器串联至两个凝汽器之间。

优选的，每个凝汽器具有后水室和前水室，在先的凝汽器的后水室与在后的凝汽器的前水室相同以形成串联。

本实用新型出现的先后可以理解为离进水口近的为先，离进水口远的为后。

较佳地，所述开式水系统的出口接入在先凝汽器的后水室。

或者较佳地，所述开式水系统的出口接入后水室联络管。

在一实施例中，在开式水系统的进水管道上设置有过滤器。

在一实施例中，在凝汽器的出水管道上设有清洗装置。

优选的，开式水系统和循环水系统共用有过滤器，设置在开式水系统的进水管道上，开式水系统和循环水系统共用有清洗装置，设置在凝汽器的出水管道上。

开式水换热器的进水可引自循环水进水管隔离阀后，相应可以共用循环水系统的隔离阀、过滤器、清洗装置等设备，从而降低工程投资。

所述的开式水系统包括开式水换热器，所述的开式水换热器与凝汽器为一体设置。

开式水换热器可以和凝汽器可以做成合体式，从而减少开式水管道长度，减少开式水换热器和开式水管道的占地面积，相应减少厂房占地面积，降低工程投资。

一种开式水与循环水中合式冷却水的方法，包括开式水系统和循环水系统，其特征在于，开式水系统的排水引至循环水系统的中间位置，让开式水系统的排水与循环水合流后继续经过凝汽器后半程。

在一实施例中，循环水从进水管流经循环水系统的前流程装置，温升约3～5℃，开式水从进水管流经开式水换热器，温升约3～5℃，然后与前流程装置后流出的循环水中和，一同流经后流程装置，温升约4～5℃。

本实用新型的有益效果是：本实用新型将开式水换热器后温升3～5℃的开式水，接入凝汽器的后水室或后水室联络管，让开式水继续流过后半程凝汽器，将温度继续升高4～5℃，充分利用开式水的冷却能力，提高热力循环效率，达到节能效果。

同时，开式水系统可以共用循环水系统的过滤器、清洗装置、阀门和管道等，从而减少投资，提高经济效益。

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施方式)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1是现有技术单背压凝汽器的开水式与循环水系统图；

图2是现有技术双背压凝汽器的开水式与循环水系统图；

图3是根据本实用新型第一实施例的单背压循环水与开水系统图；

图4是根据本实用新型第二实施例的单背压循环水与开水系统图；

图5是根据本实用新型第三实施例的双背压循环水与开水系统图；

图6是根据本实用新型第四实施例的双背压循环水与开水系统图；

其中

1-开式水系统

11-开式水换热器A 12-开式水换热器B

2-循环水系统

21-凝汽器A 22-凝汽器B

3-过滤器

4-清洗装置

5-隔离阀

具体实施方式

现有凝汽式发电技术中，通常开式水与循环水分别引自进水总管、分别排向排水总管。开式水经过开式水换热器，温升为3～5℃；循环水经过凝汽器，温升为8～10℃。开式水温升仅为约50％循环水温升，开式水冷却能力未充分利用就排出了。另外，循环水系统和开式水系统分别配有各自系统的进出口隔离阀、过滤器和清洗装置，投资为两个系统的总和，相对较高。

本实用新型的开式水与循环水中合式冷却水系统改变了传统开式水与循环水分别进水的回路，将升温后的开式水与循环水部分进行合流对开式水后半程进行温升，可以使开式水冷却能力充分利用并进行排出，由于这种走水模式有一定的结合，使得两个系统可以共用隔离阀、过滤器和清洗装置，使得成本大幅度降低。

术语解释：

如本文所用，术语“优选的”、“最优的”、“典型的”、“示例地”或“可选地”不限制本实用新型或其实施例的范围。

如本文所用，术语“可”表示包括或不包括和/或使用或不使用和/或实现或不实现和/或发生或不发生的选择或影响，而该选择构成了本实用新型的一些实施例或其后果的至少一部分，无需限制本实用新型的范围。

当列举一系列值时，仅是为了便利或简洁，包括所有可能的资范围以及该范围边界内或周围的单个数值。任何数值，除非另有规定，否则还包括实际近似值，且整数值不排除分数值。子范围值及实际近似值不应被视为专门公开的值。

除非上下文另有指示，参照单数形式的对象不排除复数形式。

术语：

循环冷却水：凝汽式发电厂中，用来将汽轮机排汽冷却为凝结水的冷却水，简称循环水。

开式冷却水：凝汽式发电厂中，用来将设备运行散热等热量传递到外部环境的冷却水，简称开式水。

现有凝汽式发电技术中，通常开式水与循环水分别引自进水总管、分别排向排水总管。开式水经过开式水换热器，温升为3～5℃；循环水经过凝汽器，温升为8～10℃。开式水温升仅为约50％循环水温升，开式水冷却能力未充分利用就排出了。另外，循环水系统和开式水系统分别配有各自系统的进出口隔离阀、过滤器和清洗装置，投资为两个系统的总和，相对较高。

本专利实用新型了新型的开式水与循环水中合式冷却水系统技术。本实用新型将开式水换热器后温升3～5℃的开式水，接入凝汽器的后水室或后水室联络管，让开式水继续流过后半程凝汽器，将温度继续升高4～5℃，充分利用开式水的冷却能力，提高热力循环效率，达到节能效果。同时，开式水系统可以共用循环水系统的过滤器、清洗装置、阀门和管道等，从而减少投资，提高经济效益。

本实用新型的主要优点

(1)开式水系统的排水引至凝汽器循环水的中间位置，例如凝汽器后水室或后水室联络管，让开式水与循环水合流后继续经过凝汽器后半流程，充分利用开式水的冷却能力；

(2)新型开式水与循环水中合式冷却水系统适用于单背压凝汽式发电机组，也适用于多背压(双背压、三背压等)凝汽式发电机组；

(3)开式水换热器的进水可引自循环水进水管隔离阀后，相应可以共用循环水系统的隔离阀、过滤器、清洗装置等设备，从而降低工程投资；

(4)开式水换热器可以和凝汽器可以做成合体式，从而减少开式水管道长度，减少开式水换热器和开式水管道的占地面积，相应减少厂房占地面积，降低工程投资。

现有凝汽式发电技术中，开式水与循环水分别引自总管、分别排向总管。开式水经过开式水换热器，温升为3～5℃；循环水经过凝汽器，温升为8～10℃。开式水温升仅为循环水的约50％，开式水冷却能力未充分利用就排出了。

另外，循环水系统和开式水系统分别配有各自系统的进出口隔离阀、过滤器和清洗装置，投资为两个系统的总和，相对较高。

为此，本专利实用新型了新型的开式水与循环水中合式冷却水系统技术。本实用新型将开式水换热器后温升3～5℃的开式水，接入凝汽器的后水室或后水室联络管，让开式水继续流过后半程凝汽器，将温度继续升高4～5℃，充分利用开式水的冷却能力，提高机组运行的经济效益。预计对每台60万千瓦凝汽式发电机组，每年可增加收益60万元，对每台100万千瓦凝汽式发电机组，每年可增加收益100万元。

同时，开式水系统可以共用循环水系统的过滤器、清洗装置、阀门和管道等，从而减少投资，提高经济效益。对每台60万千瓦凝汽式发电机组，投资可降低约300万元；对每台100万千瓦凝汽式发电机组，投资可降低约500万元。另外，开式水换热器可以和凝汽器可以做成合体式，从而进一步减少开式水管道长度，减少开式水换热器和开式水管道的占地面积，相应减少厂房占地面积，进一步降低上百万元工程投资。

以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

本实用新型一种开式水与循环水中合式冷却水的系统包括开式水系统1、循环水系统2。循环水系统2包括凝汽器、管道、隔离阀、过滤器、清洗装置等；开式水系统1包括开式水换热器管道、隔离阀、过滤器、清洗装置等。新型开式水与循环水中合式冷却水系统可适用于单背压或多背压(双背压、三背压等)，根据凝汽器背压和管道接法不同，可分为附图3～6所示的不同系统。

实施例1

附图3显示了单背压的循环水与开式水系统流程。开式水系统1包括并联的开式水换热器A和开式水换热器B，并且进水管道与开式水换热器A和开式水换热器B的入口连接。循环水系统2包括双流程的凝汽器A和凝汽器B，两者采用并联方式连接。凝汽器A和凝汽器B的入口分别连入进水管道，开式水换热器A和开式水换热器B的出水管道分流连接两个凝汽器的联络后水室，使得开式水与循环水合流并经过后半程导出至排水总管。

双流程凝汽器是指凝汽器包括前流程管束和后流程管束的凝汽器。其中与进水管道连接的为前流程管束，与出水管道连接的为后流程管束。开式水系统的出口接入所述的前流程管束和所述的后流程管束之间。在本实施例中，前流程装置和后流程装置是有凝汽器的前流程管束和后流程管束承担的。

具体如下：循环水从进水总管分别流经两台凝汽器的一侧(即前流程管束)，温升约4～5℃，然后进入凝汽器的联络后水室；开式水从总管分别进入两台开式水换热器，温升约3～5℃，然后引到凝汽器的联络后水室，与循环水中合，一起流经两台凝汽器的另一侧(即后流程管束)，温升约4～5℃，然后排到排水总管。

与常规方案相比，附图3中开式水的总温升提高了4～5℃，冷却能力得到更多利用，有利于提高机组运行的经济效益。预计对每台60万千瓦机组，每年可增加收益60万元，对每台100万千瓦机组，每年可增加收益100万元。

在本实施例中，过滤器3、清洗装置4和隔离阀5分别在开式水系统和循环水系统中设置。

实施例2

附图4示出第二种单背压的开式水和循环水系统流程，实施例2与实施例1类似，不同之处在于附图4的开式水换热器的进水引自循环水进水管隔离阀后，相应可以共用循环水系统的隔离阀、过滤器、清洗装置等设备，从而降低工程投资。

图4中的单背压的开式水和循环水中合式冷却系统中，开式水系统的两个开式水换热器A、B和循环水系统的两个凝汽器A、B，分别组合形成两个并联的系统，每个系统包括一个开式水换热器和一个凝汽器，以A组为例，进水管连接隔离阀后与过滤器3连接，分别连接入开式水换热器A 11和凝汽器A21，开式水换热器A 11出水口接入凝汽器A 21的后水室合流后流入凝汽器A21的后半程，凝汽器A 21的出口串联清洗装置4和隔离阀5并连至排水管道。B组与A组连接方式相同。其中开式水换热器A11和凝汽器A21为一体设置。

对每台60万千瓦凝汽式发电机组，投资可降低约300万元；对每台100万千瓦凝汽式发电机组，投资可降低约500万元。另外，附图4中的开式水换热器可以和凝汽器做成合体式，从而进一步减少开式水管道长度，减少开式水换热器和开式水管道的占地面积，相应减少厂房占地面积，进一步降低工程投资。

实施例3

附图5显示了双背压的循环水与开式水系统流程。本实施例中的开式水系统1包括并联的开式水换热器A 11和开式水换热器B 12。并且进水管道与开式水换热器A和开式水换热器B的入口连接。循环水系统2包括串联的凝汽器A 21和凝汽器B22。对本申请而言，凝汽器系统又可以理解为双壳体、双背压(对每隔壳体而言为单背压)、单流程(对每隔壳体而言为单流程)。循环水串行分别进入A、B凝汽器，从低背压凝汽器A进入，出水进入高背压凝汽器B，然后排出，由于循环进水温度的不同，所以形成了高、低汽室。其水侧是双进双出的。凝汽器A21的入口连接进水管道，凝汽器B22的出口连接排水管道，开式水换热器A和开式水换热器B的出水管道分流连接两个凝汽器的联络管道中，使得开式水与循环水合流并经过后半程导出至排水总管。

与进水口相连的凝汽器A为前流程装置，与出水口相连的凝汽器B为后流程装置。每个凝汽器具有后水室和前水室，在先的凝汽器的后水室与在后的凝汽器的前水室相同以形成串联。本实用新型出现的先后可以理解为离进水口近的为先，离进水口远的为后。开式水系统的出口接入后水室联络管。

具体如下：循环水从进水总管先流经一台凝汽器的左侧和右侧，温升约4～5℃，然后进入凝汽器的后水室联络管；开式水从总管分别进入两台开式水换热器，温升约3～5℃，然后引到凝汽器的后水室联络管，与循环水中合，一起流经另一台凝汽器的左侧和右侧，温升约4～5℃，然后排到排水总管。

与常规方案相比，附图5中开式水的总温升提高了4～5℃，冷却能力得到更多利用，有利于提高机组运行的经济效益。预计对每台60万千瓦凝汽式发电机组，每年可增加收益60万元，对每台100万千瓦凝汽式发电机组，每年可增加收益100万元。

在本实施例中，过滤器3、清洗装置4和隔离阀5分别连接在开式水系统和循环水系统中设置。

实施例4

附图6显示了第二种双背压的循环水与开式水系统流程。实施例4与附图3类似，不同之处在于附图6的开式水换热器的进水引自循环水进水管隔离阀后，相应可以共用循环水系统的隔离阀、过滤器、清洗装置等设备，从而降低工程投资。对每台60万千瓦凝汽式发电机组，投资可降低约300万元；对每台100万千瓦凝汽式发电机组，投资可降低约500万元。另外，附图6中的开式水换热器可以和凝汽器做成合体式，从而进一步减少开式水管道长度，减少开式水换热器和开式水管道的占地面积，相应减少厂房占地面积，进一步降低上百万元工程投资。

图6中的双背压的开式水和循环水中合式冷却系统中，两个凝汽器A、B串联，其中开式水系统的两个开式水换热器A、B集成在一个凝汽器上或者分别集成在两个凝汽器上。在本实施例中，开式水换热器A、B两个集合在凝汽器A上，具体是，进水管分流接入两个隔离阀5、过滤器3，每个管道分流接入凝汽器A21的一个腔和一个开式水换热器。例如，一个管道接入凝汽器21的左侧和开式水换热器A，并在出口合流，例如在联络管道中合流，连入凝汽器B 22的右侧并在出口串联连清洁器4和隔离阀5后与排水管连接。一个管道接入凝汽器21的右侧和开式水换热器B，并在出口合流，例如在联络管道中合流，连入凝汽器B 22的左侧并在出口串联连清洁器4和隔离阀5后与排水管连接。

以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解到，在阅读了解本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种开式水与循环水中合式冷却水系统，包括开式水系统和循环水系统，其特征在于，所述循环水系统包括前流程装置和后流程装置，所述的开式水系统的出口接入所述的前流程装置和所述后流程装置之间，使得循环水系统中的开式水与凝汽器前流程装置后输出的循环水合流后流经凝汽器的后流程装置。

2.根据权利要求1所述的开式水与循环水中合式冷却水系统，其特征在于，所述的循环水系统包括至少包含前流程管束和后流程管束的凝汽器，开式水系统的出口接入所述的前流程管束和所述的后流程管束之间。

3.根据权利要求2所述的开式水与循环水中合式冷却水系统，其特征在于,所述的循环水系统包括多个并联的凝汽器，每个凝汽器至少包括其按流程管束和后流程管束，所述的开式水系统的出口接入每个凝汽器的前流程管束和后流程管束之间。

4.根据权利要求2所述的开式水与循环水中合式冷却水系统，其特征在于，每个凝汽器包括后水室，所述的前流程管束的出口连接后水室，所述的后流程管束的入口连接后水室，所述的开式水系统的出口接入后水室中。

5.根据权利要求2所述的开式水与循环水中合式冷却水系统，其特征在于,每个凝汽器包括后水室，所述的前流程管束的出口连接后水室，所述的后流程管束的入口连接后水室，所述的开式水系统的出口接入后水室联络管中。

6.根据权利要求1所述的开式水与循环水中合式冷却水系统，其特征在于，所述的循环水系统包括两个串联的凝汽器，与进水口相连的凝汽器为前流程装置，与出水口相连的凝汽器为后流程装置。

7.根据权利要求6所述的开式水与循环水中合式冷却水系统，其特征在于，所述开式水系统的出口接入后水室联络管。

8.根据权利要求1至7任一所述的开式水与循环水中合式冷却水系统，其特征在于，开式水系统和循环水系统共用有过滤器，设置在开式水系统的进水管道上，开式水系统和循环水系统共用有清洗装置，设置在凝汽器的出水管道上。

9.根据权利要求1至7任一所述的开式水与循环水中合式冷却水系统，其特征在于，所述的开式水系统包括开式水换热器，所述的开式水换热器与凝汽器为一体设置。