CN208567566U - 一种水环真空泵冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水环真空泵冷却系统，包括水环真空泵、汽水分离器、工作液冷却器，所述工作液冷却器至少包括第一冷却器和第二冷却器，所述第一冷却器与第二冷却器内具有不同的冷却介质，所述第二冷却器与深井连通，井水进入第二冷却器对水环真空泵的工作液进行冷却，所述水环真空泵冷却系统还包括井水储水箱，井水通过第二冷却器进入井水储水箱并连通化学制水设备。本实用新型的有益效果为：利用温度较低的井水对冷却器进行冷却，充分利用了自然资源中的介质带走能量，且井水被再次用于化学制水不会浪费；根据季节或场景第一冷却器和第二冷却器可以实现较多的组合方式。

Description

一种水环真空泵冷却系统

技术领域

本实用新型属于冷却系统领域，具体地说，涉及一种水环真空泵冷却系统。

背景技术

在火力发电厂中，凝汽器是汽轮机重要的辅助设备。凝汽器真空值是发电机组重要技术参数之一，真空值过低不仅会影响机组运行的经济性，甚至会影响其安全性。凝汽器内形成稳定的真空需要凝汽器和水环真空泵的联合工作。凝汽器的压力实际上受两个瓶颈的限制，一是循环水温度；二是水环真空泵的抽吸压力。

水环真空泵的抽气能力主要受其工作液温度的影响。因为工作液温度越高，饱和蒸汽压就越高，相应泵腔内的绝对压力也越高，所能抽到的真空度就越低，抽气能力也越低。为此，通常要求其工作液温度不超过25℃，最好不超15℃。

在发电厂中，由于水环真空泵的工作液多采用凝汽器的循环冷却水作为冷却介质，所以到了夏季工况，由于环境温度普遍较高，循环水入口温度通常在30℃左右，甚至高达33℃及以上，导致水环真空泵冷却器冷却效果极差，再加上泵旋转摩擦产生的热量，工作液的温度普遍超高，甚至达到40℃及以上，导致水环真空泵的抽气能力严重下降，凝汽器真空严重恶化。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种水环真空泵冷却系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种水环真空泵冷却系统，包括水环真空泵、汽水分离器、工作液冷却器，所述工作液冷却器至少包括第一冷却器和第二冷却器，所述第一冷却器与第二冷却器内具有不同的冷却介质，所述第二冷却器具有第二进水管路和第二出水管路，所述第二进水管路与深井连通，井水通过第二进水管路进入第二冷却器对水环真空泵的工作液进行冷却，所述水环真空泵冷却系统还包括井水储水箱，所述第二出水管路与井水储水箱连通，所述井水储水箱与化学制水设备连通。

所述第二进水管路设置有深井水泵，所述深井水泵将深井中的井水抽出并送入第二冷却器内。

所述井水储水箱具有进水口和出水口，所述进水口与第二出水管路连接，所述出水口与化学制水设备连通，井水对工作液冷却后进入化学制水设备进行除盐水的制备。

所述第二冷却器具有第二补水管路，所述第二补水管路一端连通第二进水管路，另一端连通至井水储水箱。

所述第二进水管路、第二出水管路与第二补水管路均设置有阀门。

所述第一冷却器及第二冷却器串联或并联。

所述第一冷却器和/或第二冷却器的进水管路设置有测温装置。

所述水环真空泵冷却系统还包括设置在水环真空泵入口处的蒸汽减温器。

所述水环真空泵冷却系统还包括除盐水箱，所述除盐水箱与汽水分离器和/或蒸汽减温器连通，所述除盐水箱内的除盐水用作所述汽水分离器的补水和/或蒸汽减温器的减温水。

所述补水箱与汽水分离器通过管路连接并设置有阀门，所述补水箱与蒸汽减温器通过管路连通并设置有阀门。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

(1)利用深井中温度较低的井水对冷却器进行冷却，充分利用了自然资源中的介质带走能量，且井水在完成冷却后进入制水车间，供制备化学水等，不会造成水资源的浪费；

(2)根据需求可对第一冷却器和第二冷却器进行设置，实现较多的组合方式，应对不同的使用场景，通过设置阀门的开闭来发挥冷却器的最大作用。

(3)系统充分利用了来自除盐水温度较低且恒定的特性，其作为水环真空泵冷却系统中的工作用水，降低了水环真空泵工作液的温度。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1是本实用新型冷却系统示意图；

图中：1、蒸汽减温器；2、水环真空泵；3、汽水分离器；4、第一冷却器；5、第二冷却器；51、深井；52、深井水泵；53、第二进水管路；54、第二出水管路；55、第二补水管路；56、井水储水箱；57、出水水泵；58、化学制水车间。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型涉及一种水环真空泵冷却系统，所述冷却系统用于冷却水环真空泵中的工作液，所述工作液以水环真空泵为起点进行循环使用，流经的主要设备包括汽水分离器及工作液冷却器。

本实用新型中的冷却系统至少包括两个工作液冷却器，分别称为第一冷却器4和第二冷却器5，其中第一冷却器4为常规设置的工作液冷却器，利用工业循环冷却水对工作液进行冷却。

如图1中所示，所述第二冷却器5与第一冷却器4串联，在水环真空泵2中的冷却液在流经第一冷却器4后再次进入第二冷却器5。

除上述设置方式外，第一冷却器4和第二冷却器5还可以并联设置，通过阀门的开闭可使第一冷却器或第二冷却器进行冷却工作，所述工作液在经过汽水分离器3后进入第一冷却器4或者第二冷却器5进行冷却。

第一冷却器4与第二冷却器5内具有不同的冷却介质，所述第一冷却器4可以与凝汽器实现水循环回路，利用凝汽器的循环冷却水进行冷却，所述第二冷却器5利用其它冷却水，例如空调冷冻水、地表水、地下水等温度较低的水进行冷却。

优选地，所述第二冷却器5中的冷却介质选用深井51中的井水对工作液进行冷却。

在距地表深度150米的深井中，水温可维持在15～18℃，该区间的水温可用作冷却介质对水环真空泵中的工作液进行冷却。

深度不同的井水具有不同的温度，可通过在管路中设置测温装置，以控制第二冷却器5的参数。

所述第二冷却器5具有第二进水管路53和第二出水管路54用于冷却介质的进出，以达到在流动过程中对水环真空泵工作液的冷却目的。所述第二进水管路53与深井51连通，在第二进水管路53中，还设置有深井水泵52，所述水泵用于将深井中的水抽出并打入进水管路。

第二进水管路53及第二出水管路54均设置有阀门。

当井水与工作液进行热交换后，井水不会再次循环进入冷却器内进行冷却，在第二出水管路54处设置有井水储水箱56，所述井水储水箱56用于临时存放从第二冷却器5内排出的井水，所述井水并不会被排放，通过出水水泵57而输送至化学制水车间58，作为制备除盐水的补水。

所述井水储水箱56具有进水口和出水口，所述进水口与第二出水管路54连通，用于收集冷却过工作液的井水，所述出水口通过管路及输送设备将井水输送至制水车间。

化学制水车间58制得的除盐水温度较为恒定，可用于凝汽器真空系统的多个环节的补水，例如汽水分离器3的补水。

所述第二冷却器5具有第二补水管路55，补水管路中的冷却水来源于井水储水箱56，所述第二补水管路55一端连通第二进水管路53，以在需要补水时使冷却水进入冷却器，另一端连通至井水储水箱56，第二补水管路55上设置有阀门，通过需要对阀门进行通断的设定。

在冷却系统设计时，通常设计一个冷却器即可满足设计需要，但工程实践中，由于循环水受到外界温度的影响，从而影响冷却器的冷却效率，所以本实用新型通过设置有两个冷却器，既可以在前期规划中实施不同冷却水水源的冷却，又可以在后期改造中实现两个冷却器的共同作用。

所述第一冷却器4及第二冷却器5为串联或者并联。

当第一冷却器4与第二冷却器5为串联时，在第一冷却器4的冷却效果达不到要求时，第二冷却器5可进一步对工作液进行冷却以弥补第一冷却器4的不足，而其中一个冷却器即可达到冷却效果时，另一个冷却器通过阀门的设置可不通入冷却介质以节约能源。

当其中一个冷却器即可达到冷却效果，也可以通过并联的方式对第一冷却器4及第二冷却器5进行连接，第一冷却器4及第二冷却器5择一工作。

所述第二冷却器5既可以为管式冷却器也可以为板式冷却器。

本实用新型中所述的水环真空泵2冷却系统还包括设置在水环真空泵2入口处的蒸汽减温器1。由于温度对水环真空泵的效率影响较大，在气体进入水环真空泵前对其进行降温可提升水环真空泵的效率。

所述蒸汽减温器1将减温水通过雾化喷嘴将水雾化成极细的液滴注入高温过热蒸汽中，雾化液滴瞬间被过热蒸汽蒸发吸收，通过热焓值的转换，从而达到降低蒸汽温度的目的。

所述减温水可利用除盐水，所述水环真空泵冷却系统还包括除盐水箱，所述除盐水箱内具有除盐水，所述除盐水可以来源于化学制水车间58。

水环真空泵工作液一般采用凝结水为补充水，而凝结水通常与凝汽器压力对应的饱和温度相等，水温相对较高，而除盐水水温相对较低且恒定。

所述除盐水箱与汽水分离器3连通，所述除盐水箱内的除盐水用作所述汽水分离器3的补水；所述除盐水箱与蒸汽减温器1连通，所述除盐水箱内的除盐水用作所述蒸汽减温器1的减温水。

所述除盐水箱与汽水分离器3通过管路连接并设置有阀门，所述补水箱与蒸汽减温器1通过管路连通并设置有阀门。

如图1所示，通过上述设置方式，水环真空泵2对凝汽器抽真空，抽出的气体通过设置在水环真空泵2与凝汽器间的减温器对气体进行降温，气体进入水环真空泵2后，经过吸气、压缩和排气，不能在汽水分离器3中凝结的气体被排至大气中，水环真空泵2中的工作液从水环真空泵2的出口通过管路流出，进入汽水分离器3，汽水分离器3将气体与液体进行分离，液体进入冷却器进行冷却。

工作液先进入第一冷却器4，所述第一冷却器4中为工业循环水，在非夏季的时间由于周围空气的温度较低，第一冷却器4内的循环水温度整体较低，能够满足工作液的冷却需求，此时只需开启第一冷却器4的进水阀和出水阀即可。

由于夏季温度较高，工业循环水一般为开式循环水，随着外界温度的增高而自身温度相应升高，因而第一冷却器4的效率降低，不能满足冷却需求，在工作液经过第一冷却器4后，再次进入第二冷却器5进行冷却。通过深井水泵52将井水从地下抽出，通过第二进水管路53进入第二冷却器5，与工作液进行热交换后，工作液可达到冷却效果，井水具有一定的升温，工作液通过第二冷却器5后通过工作液供应管回流入水环真空泵2中循环使用；具有一定升温后的井水通过第二出水管路54进入井水储水箱56，井水储水箱56中的井水还可以作为第二冷却器5的补水，通过第二补水管路55对其进行补水，井水储水箱56用于收集井水并通过输送管路和出水水泵57进入化学制水车间58，进入制水设备进行除盐水的制备，或进入其他车间另作他用。

在各个环节均设置有阀门进行控制，所述冷却系统还可以通过控制系统对阀门进行控制，通过控制系统可对第一冷却器4和第二冷却器5的开启进行控制。

除盐水在制备后具有恒定的较低温度，一般维持在20℃左右，可用于冷却系统各个环节的补水，例如蒸汽减温器1的减温水及汽水分离器3的补水，通过管路连接除盐水箱，开启阀门后对设备进行补水操作。

第一冷却器4和第二冷却器5的组合方式可以为串联，串联可使冷却效果进一步提升，满足不同环境条件下的冷却要求，此时第一冷却器4与第二冷却器5可以开启其中一台对工作液进行冷却，当第一冷却器4或第二冷却器5单独工作时不能满足冷却要求则可以同时开启两台冷却器工作；第一冷却器4和第二冷却器5还可以为并联，此时第一冷却器4和第二冷却器5间工作互不干扰，择一开启即可，当其中一台冷却器进行检修除垢等操作时，不影响另一台冷却器的工作，不影响冷却系统的正常运行。

在蒸汽减温器1与水环真空泵2间还可以设置蒸汽喷射器及蒸汽冷凝器对气体中的水蒸气进一步取出。

所述凝汽器与水环真空泵2间设置有第一支路和第二支路，所述第一支路设置有蒸汽减温器1、蒸汽喷射器及蒸汽冷凝器，所述第二支路为连通的管路和阀门。水环真空泵2从第一支路或第二支路中抽吸凝汽器中的气体，以达到真空目的。

所述蒸汽减温器1具有所述蒸汽减温器1具有蒸汽减温器1进口和蒸汽减温器1出口，所述蒸汽减温器1进口与凝汽器出口通过管路连接；所述蒸汽喷射器具有蒸汽喷射器进口和蒸汽喷射器出口，所述蒸汽喷射器进口与蒸汽减温器1出口通过管路连接；所述蒸汽冷凝器具有蒸汽冷凝器进口和蒸汽冷凝器出口，所述蒸汽冷凝器进口与蒸汽喷射器出口通过管路连接，所述蒸汽冷凝器出口与水环真空泵通过管路连接。

所述凝汽器出口处分别与第一支路和第二支路通过管路连接，所述水环真空泵2的进口分别与第一支路和第二支路通过管路连接。当第一支路连通而第二支路关闭时，气体从凝汽器出口处流经蒸汽减温器1进行减温，再进入蒸汽喷射器进行加速进入蒸汽冷凝器，气体中的蒸汽由于冷却水的作用冷凝，水蒸气含量较低的气体进入水环真空泵2内；当第一支路关闭而第二支路开启时，第二支路上设置有第二阀门，第二阀门开启，气体直接从第二支路的管路中通过，进入水环真空泵2。

所述第二支路上还可以设置蒸汽减温器1，或与第一支路公用一个蒸汽减温器1，即蒸汽减温器1设置在总路上，当气体通过时，无论流经第一支路还是第二支路均通过蒸汽减温器1进行减温操作。

其中，蒸汽减温器1将减温水通过雾化喷嘴将水雾化成极细的液滴注入高温过热蒸汽中，雾化液滴瞬间被过热蒸汽蒸发吸收，通过热焓值的转换，从而达到降低蒸汽温度的目的。

所述第一支路上的管路设置有第一阀门组，所述第一阀门组至少包括设置在蒸汽减温器1进口处的阀门与设置在蒸汽冷凝器出口处的阀门。

当第一支路关闭时，设置在蒸汽减温器进口处的阀门与设置在蒸汽冷凝器出口处的阀门同时关闭，第一支路被整体隔离，气体从第二支路中的管路中进入水环真空泵。

第一阀门组还可以包括设置在蒸汽减温器1与蒸汽喷射器间的阀门和设置在蒸汽喷射器与蒸汽冷凝器间的阀门。在第一支路不进行工作时，各个设备间的阀门可设置成关闭状态，以防止各个设备间相互影响。

第二支路的存在还可方便第一支路中的设备的检修。

通过上述设置方式，对进入水环真空泵中的气体进行了降温以及除水蒸气的操作，因而在实际操作中可选用功率较小，抽气量较小的水环真空泵进行作业即可满足。

但由于某些工况条件下，不适宜开启第一支路进行降温及除水蒸气的操作，因而当排气量较大时仍然需要较大功率的水环真空泵进行替代作业。

所述水环真空泵2至少包括第一水环真空泵和第二水环真空泵，所述第一水环真空泵与第一支路连通，所述第二水环真空泵与第二支路连通。

其中第一水环真空泵可选用较小功率的泵，而第二水环真空泵可选用较大功率的泵，以满足不同情况的抽真空操作。

当第一支路进行工作时，水蒸气含量较低，可开启第一水环真空泵；当第二支路连通时，水蒸气含量较高，可开启第二水环真空泵进行作业。

所述水环真空泵还可以设置多个，例如设置有三个功率相同的水环真空泵，在第一支路工作时可开启一台备用两台，在第二支路工作时开启两台备用一台。

当水环真空泵设置有多个时，每台水环真空泵2具有相应的冷却系统。

在其他抽气量条件下可根据需要对水环真空泵进行开启。

所述凝汽器真空系统还包括控制系统，所述控制系统控制设备的启停和阀门的开闭。所述控制系统可控制第一支路与第二支路上的阀门的开闭及蒸汽减温器、蒸汽喷射器及蒸汽冷凝器的启停。

本实用新型的有益效果可以总结为：利用深井中温度较低的井水对冷却器进行冷却，充分利用了自然资源中的介质带走能量，且井水在完成冷却后进入制水车间，供制备化学水等，不会造成水资源的浪费；根据需求可对第一冷却器和第二冷却器进行设置，实现较多的组合方式，应对不同的使用场景，通过设置阀门的开闭来发挥冷却器的最大作用；系统充分利用了来自除盐水温度较低且恒定的特性，其作为水环真空泵冷却系统中的工作用水，降低了水环真空泵工作液的温度。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种水环真空泵冷却系统，包括水环真空泵、汽水分离器、工作液冷却器，其特征在于：所述工作液冷却器至少包括第一冷却器和第二冷却器，所述第一冷却器与第二冷却器内具有不同的冷却介质，所述第二冷却器具有第二进水管路和第二出水管路，所述第二进水管路与深井连通，井水通过第二进水管路进入第二冷却器对水环真空泵的工作液进行冷却，所述水环真空泵冷却系统还包括井水储水箱，所述第二出水管路与井水储水箱连通，所述井水储水箱与化学制水设备连通。

2.根据权利要求1所述的水环真空泵冷却系统，其特征在于：所述第二进水管路设置有深井水泵，所述深井水泵将深井中的井水抽出并送入第二冷却器内。

3.根据权利要求1所述的水环真空泵冷却系统，其特征在于：所述井水储水箱具有进水口和出水口，所述进水口与第二出水管路连接，所述出水口与化学制水设备连通，井水对工作液冷却后进入化学制水设备进行除盐水的制备。

4.根据权利要求1所述的水环真空泵冷却系统，其特征在于：所述第二冷却器具有第二补水管路，所述第二补水管路一端连通第二进水管路，另一端连通至井水储水箱。

5.根据权利要求4所述的水环真空泵冷却系统，其特征在于：所述第二进水管路、第二出水管路与第二补水管路均设置有阀门。

6.根据权利要求1所述的水环真空泵冷却系统，其特征在于：所述第一冷却器及第二冷却器串联或并联。

7.根据权利要求6所述的水环真空泵冷却系统，其特征在于：所述第一冷却器和/或第二冷却器的进水管路设置有测温装置。

8.根据权利要求1所述的水环真空泵冷却系统，其特征在于：所述水环真空泵冷却系统还包括设置在水环真空泵入口处的蒸汽减温器。

9.根据权利要求8所述的水环真空泵冷却系统，其特征在于：所述水环真空泵冷却系统还包括除盐水箱，所述除盐水箱与汽水分离器和/或蒸汽减温器连通，所述除盐水箱内的除盐水用作所述汽水分离器的补水和/或蒸汽减温器的减温水。

10.根据权利要求9所述的水环真空泵冷却系统，其特征在于：所述除盐水箱与汽水分离器通过管路连接并设置有阀门，所述补水箱与蒸汽减温器通过管路连通并设置有阀门。