CN207795328U - 一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统，包括汽轮发电机组、直接空冷凝汽器，还包括贯流式尖峰冷却单元,一端为取水口，另一端为排水口；尖峰冷却单元包括给水泵、尖峰凝汽器，通过冷却水管道连接；尖峰凝汽器的进汽口与汽轮发电机组通过排汽管道连接。在温度高的环境里，在不增加耗水的情况下，利用江河湖泊海洋等自然水体的水一次通过尖峰凝汽器辅助冷却空冷汽轮机的排汽，使空冷汽轮机的排汽凝结温度下降到更低的温度，降低空冷汽轮机的排汽背压，提高空冷汽轮机的热效率并保证空冷汽轮机安全运行。

Description

一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统

技术领域

本实用新型涉及一种冷却系统，特别是用于直接空冷式冷却汽轮机排汽的冷却系统。

背景技术

通常，汽轮发电机组采用蒸汽和水用作工质，水在锅炉内被加热成高温过热蒸汽，过热蒸汽从锅炉出来后，进入汽轮机，在汽轮机内过热蒸汽推动汽轮机叶片做功，蒸汽携带的热能转化成机械能和电能，高温过热蒸汽失去热能后变成低温乏汽，从汽轮机排出的低温乏汽经过冷凝后变成水，冷凝水又被送回锅炉加热，如此循环往复，组成汽轮机发电的热力循环，汽轮机排出的乏汽被冷凝成水的方式有两种，一种是湿式循环水冷却系统，这种冷却系统主要由凝汽器、凉水塔和开式循环水系统组成，在凝汽器中循环水吸收汽轮机排出的乏汽余热，然后循环水被泵送到凉水塔里面蒸发冷却，部分循环水蒸发到空气中，水蒸发从循环水吸热并将热量以水蒸气形式排入大气中，这个过程会消耗大量的循环水，在干旱缺水的地区，从自然界取水用于补充大量循环水给汽轮机发电厂，会加剧水资源缺乏的问题，破坏自然环境，甚至威胁人类和动植物生存，为了节约水资源，另一种将乏汽冷凝成水的方式，即干式冷却系统，也被称作空冷系统的冷却方式，广泛应用于缺水地区的汽轮机发电厂，空冷方式又可以分为两种方式，一种是直接空冷方式，这种方式是在汽轮机的排汽口直接安装一个空冷凝汽器，汽轮机排出的乏汽废热通过空冷凝汽器直接散热到空气中，另一种是间接空冷方式，这种方式是在汽轮机的排汽口安装一套由闭式循环水、凝汽器和间接空冷散热塔组成的间接空冷系统，汽轮机排出的乏汽废热通过闭式循环水为中介，闭式循环水在凝汽器和间接空冷散热塔之间循环，将乏汽废热通过间接空冷塔散热到空气中，两种空冷方式都可以达到冷却过程基本不耗水的节水效果，但是，空冷方式也存在明显的缺点，即在夏季高温环境下，空冷方式将乏汽冷凝成水的温度也高，而乏汽冷凝温度越高，汽轮机的热效率就越低，汽轮机热效率越低，对应的就是汽轮发电机组的能耗越高，因此，常规的空冷方式汽轮机发电节水不节能，并且当环境温度过高时，空冷方式难以保证汽轮机安全运行，为了提高空冷方式汽轮机发电的效率并且提高汽轮机运行安全性，有人发明了用于空冷汽轮机的循环水湿式尖峰冷却系统，为空冷汽轮机在高温季节提供辅助水冷却，但是，这种湿式尖峰冷却系统在运行时不可避免地要消耗大量的循环冷却水，这不仅在缺水的地区实际上不可行，而且与中国现行的禁止火电厂在缺水地区采用湿式循环水冷却的政策相违背。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对上述现有技术的状况，提供一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统，在温度高的环境里，可以在不增加循环水蒸发损耗的情况下，利用水冷方式的优点，为空冷式冷却汽轮机排汽的冷却系统提供尖峰辅助冷却。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统，包括汽轮发电机组、直接空冷凝汽器，所述直接空冷凝汽器与汽轮发电机组通过排汽管道连接，还包括尖峰冷却单元，所述尖峰冷却单元为贯流式结构；所述尖峰冷却单元一端为取水口，另一端为排水口；所述尖峰冷却单元包括给水泵、尖峰凝汽器、冷却水管道；所述给水泵、尖峰凝汽器的进水口和出水口分别与冷却水管道连接；所述尖峰凝汽器的进汽口与汽轮发电机组通过排汽管道连接。

进一步地，所述的给水泵通过冷却水管道从江河湖泊海洋水体中吸水。

进一步地，所述的尖峰凝汽器通过冷却水管道将冷却水排入江河湖泊海洋水体。

进一步地，所述尖峰冷却单元还包括水轮发电机组，所述水轮发电机组安装在所述尖峰凝汽器与排水口之间的冷却水管道上。

进一步地，所述取水口水位高于或等于排水口水位。

进一步地，所述排水口位于远离取水口的地点或者位于取水口下游。

本实用新型的有益效果是：在温度高的环境里，在不增加耗水的情况下，利用江河湖泊海洋等自然水体的水一次通过尖峰凝汽器辅助冷却空冷汽轮机的排汽，使空冷汽轮机的排汽凝结温度下降到更低的温度，降低空冷汽轮机的排汽背压，提高空冷汽轮机的热效率并保证空冷汽轮机安全运行。

附图说明

图1为本实用新型一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统结构示意图。

附图标记说明：蒸汽1，汽轮发电机组2，排汽管道3，直接空冷凝汽器4，凝结水5，给水泵6，冷却水管道7，取水水面8，取水口9，排水水面10，排水口11，水轮发电机组12，尖峰凝汽器13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统做进一步描述：该实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统，包括汽轮发电机组2、直接空冷凝汽器4，所述直接空冷凝汽器4与汽轮发电机组2通过排汽管道3连接，还包括尖峰冷却单元，所述尖峰冷却单元为贯流式结构；所述尖峰冷却单元一端为取水口9，另一端为排水口11；所述尖峰冷却单元包括给水泵6、尖峰凝汽器13、冷却水管道7；所述给水泵6、尖峰凝汽器13的进水口和出水口分别与冷却水管道7连接；所述尖峰凝汽器13的进汽口与汽轮发电机组2通过排汽管道支管连接。

所述的给水泵6通过冷却水管道7从江河湖泊海洋水体中吸水。

所述的尖峰凝汽器13通过冷却水管道7将冷却水排入江河湖泊海洋水体。

所述给水泵6从江河湖泊海洋等巨大水体中吸水，并将水送到尖峰凝汽器 13，冷却水一次通过的尖峰凝汽器13后，不再回到尖峰凝汽器13，在离取水口9很远的地方或者下游，直接排入江河湖泊海洋等巨大水体中混合冷却冷却水是一次通过尖峰凝汽器13的直流冷却水，是贯流式，而不是循环冷却水，没有循环冷却水蒸发损失；

所述尖峰冷却单元还包括水轮发电机组12，所述水轮发电机组12安装在所述尖峰凝汽器13与排水口11之间的冷却水管道上，在贯流式冷却水排入自然水体之前尽可能多地回收冷却水的动能和势能发电。

所述取水口9水位高于或等于排水口11水位，具有产生虹吸效应的条件；所述排水口11位于远离取水口9的地点或者位于取水口9下游，取水口9的水温不受排水口11的水温影响。

汽轮发电机组2的排汽口分别与直接空冷凝汽器4和尖峰凝汽器13相连接，排汽在两种凝汽器中冷却后，分别冷凝成凝结水5，贯流式的冷却水管7 将取水口9、给水泵6、尖峰凝汽器13、水轮发电机组12和排水口11联通，由给水泵6经取水口9从江河湖泊海洋等巨大水体中吸水并将水经冷却水管7 送入尖峰凝汽器13中，冷却水在尖峰凝汽器13中吸收汽轮机排汽的余热，将汽轮发电机组2排汽冷却成凝结水后，经贯冷却水管7流入水轮发电机组12，贯流式冷却水的动能和势能被水轮发电机组12回收发电，失去大部分动能的冷却水经排水口11排入江河湖泊海洋等巨大自然水体中、与自然水体混合冷却。

贯流式的冷却水一次性通过尖峰凝汽器13吸收汽轮发电机组2的排汽余热，不会循环反复通过尖峰凝汽器13，取水水面8的水位，高于排水水面10 的水位，两个水位相差H米，H≥0，取水口9位于取水水面8以下，排水口 11通常位于排水水面10以下、也可以位于排水水面10以上，对于从湖泊海洋取水，然后排水入湖泊海洋的情形，排水口11远离取水口9，直到取水口9 的水温几乎不受排水温度的影响，对于从江河取水，然后排水入江河的情形，取水口9位于排水口11的上游。

水轮发电机组12安装在尖峰凝汽器13与排水口11之间的冷却水水管上，水轮机机组12的进出水口标高与排水口11的标高相近，能够在贯流式冷却水排入自然水体之前，尽可能多地回收冷却水的动能和势能发电，如果水轮发电机组12没有安装在系统中或者不投入使用时，不影响本发明的冷却系统工作。

在温度高的环境里，在不增加耗水的情况下，利用江河湖泊海洋等自然水体的水一次通过尖峰凝汽器辅助冷却空冷汽轮机的排汽，使空冷汽轮机的排汽凝结温度下降到更低的温度，降低空冷汽轮机的排汽背压，提高空冷汽轮机的热效率并保证空冷汽轮机安全运行。

Claims (6)

1.一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统，包括汽轮发电机组(2)、直接空冷凝汽器(4)，所述直接空冷凝汽器(4)与汽轮发电机组(2)通过排汽管道(3)连接，其特征在于，还包括尖峰冷却单元，所述尖峰冷却单元为贯流式结构；所述尖峰冷却单元一端为取水口(9)，另一端为排水口(11)；所述尖峰冷却单元包括给水泵(6)、尖峰凝汽器(13)、冷却水管道(7)；所述给水泵(6)、尖峰凝汽器(13)的进水口和出水口分别与冷却水管道(7)连接；所述尖峰凝汽器(13)的进汽口与汽轮发电机组(2)通过排汽管道(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统，其特征在于，所述的给水泵(6)通过冷却水管道(7)从江河湖泊海洋水体中吸水。

3.根据权利要求1所述的一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统，其特征在于，所述的尖峰凝汽器(13)通过冷却水管道(7)将冷却水排入江河湖泊海洋水体。

4.根据权利要求2所述的一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统，其特征在于，所述尖峰冷却单元还包括水轮发电机组(12)，所述水轮发电机组(12)安装在所述尖峰凝汽器(13)与排水口(11)之间的冷却水管道上。

5.根据权利要求1所述的一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统，其特征在于，所述取水口(9)水位高于或等于排水口(11)水位。

6.根据权利要求5所述的一种直接空冷式汽轮发电机组的冷却系统，其特征在于，所述排水口(11)位于远离取水口(9)的地点或者位于取水口(9)下游。