CN220380299U - 高效节能型电厂循环水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了高效节能型电厂循环水系统，属于发电技术领域，由于采用热管作为传热元件，加上热管元件的受热段采用高频焊螺旋翅片来强化传热，因而整套装置传热效率高、设备紧凑、热侧烟气流动阻力相对较小；热量由烟气传输到水，完全由热管元件完成水被间接加热，烟气与水完全隔开，系统中热管元件相对独立，单根或数根损坏不影响系统的运行，操作简单、维修方便、工作可靠，整个系统的热量输送过程不需要任何外界动力，故障率低，效率高，径向热管能更有效的控制壁面温度，由于其热管的面积远远大于冷侧的面积，所以能更好地提高壁面温度，防止露点腐蚀；热管省煤器回收烟气余热，具有装置体积小、结构简单、运行稳定、安全可靠等特点。

Description

高效节能型电厂循环水系统

技术领域

本实用新型属于发电技术领域，具体地说，涉及高效节能型电厂循环水系统。

背景技术

我国中小型电厂发电系统是在锅炉中通过燃烧燃料或工业产生的余热产生蒸汽，利用蒸 汽推动汽轮机作功发电。汽轮机排汽大多数在凝汽器中凝结成水，送入锅炉得到循环利用。 凝汽器冷却循环水通常为工业新水、地下水、河水等高硬度水质，凝汽器的换热性能好坏， 直接决定了汽轮机发电效率高低。电厂各项热损失大约为：汽轮机排汽热损失50.5%，锅炉 热损失 8%，汽轮机机械损失 0.5%，发电机损失 0.5%，管道热损失 0.5%，总热损失 60%， 全厂热效率 40%左右。由上可见，发电厂的热损失主要集中在汽轮机排汽热损失上。锅炉热 损失等只占极小的比例，减少的余地不大，主要因素是汽轮机排汽热损失，占全厂总热损失 的 50%左右，提高热效率的潜力巨大。

热管是一种具有高传热性能的传热元件，它通过密闭真空管壳内工作介质的相变潜热来 传递热量，其传热性能类似于超导体导电性能，因此，它具有传热能力大，传热效率高的特 点，在密闭的管内先抽成负压，在此状态下充入少量工质。在热管的外部加热，工质吸收热 量汽化，并向冷侧传热，能以较小的温差获得较大的传热率，且结构简单，具有单向导热的 特点。热管这种传热元件，可以单根使用，也可以组合使用，根据用户现场的条件，配以相 应的流通结构组合成各种形式换热器，热管省煤器具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、 工作可靠和维护费用少等优点，它在空间技术、电子、冶金、动力、石油、化工等各种行业 都得到了广泛的应用。

现有的电厂发电系统还有以下缺陷：1、锅炉排烟温度高；2、凝汽器换热管内壁结垢， 影响机组发电效率，为了除垢常用人工清洗、胶球清洗、超声波清洗等方法，但这些清洗方 法都无法达到凝汽器的换热管既不结垢又能提高换热能力的效果。

实用新型内容

针对现有的锅炉排烟温度高，凝汽器换热管内壁结垢，影响机组发电效率，为了除垢常 用人工清洗、胶球清洗、超声波清洗等方法，但这些清洗方法都无法达到凝汽器的换热管既 不结垢又能提高换热能力的效果的问题，本实用新型提供高效节能型电厂循环水系统，该系 统包括热管省煤器，该组件配合使用可以有效解决上述问题。

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案：高效节能型电厂循环水系统上安装有热管省煤器，所述的热管省煤器是由若干根热管元 件组成，热管省煤器一侧设置有烟气进口，另一侧设置有烟气出口，热管省煤器的上端设置 有水出口和水进口，热管的受热段置于热流体风道内，热风由下而上掠过热管受热段，热管 元件的放热段插在水套管内。

具体地，由于热管的存在使得该水加热系统的受热及循环完全和热源分离而独立存在于 热流体的风道之外，水的加热不受热流体的直接冲刷。

高效节能型电厂循环水系统上安装有螺旋纽带，所述的螺旋纽带包括安装头，安装头的 一端固定连接有通盘，通盘的一侧转动连接有螺旋带，安装头上设置有可供液体通过的孔。

进一步地，将循环水系统中的电力驱动改为水利驱动，将原有冷却塔的减速机和电机拆 除，在原有位置安装水轮机，采用新型无漂水收水器和采用大三溅喷头。

具体地，水轮机驱动能量主要是利用水泵富余能量，而不需要另外增加电机驱动，从而 达到节能降噪的目的。利用该技术可对带有风机电机的冷却塔进行节能改造，采用新型无漂 水收水器，减少循环水损耗，采用大三溅喷头，使循环水充分被雾化，提高降温效果；原有 冷却塔填料、钢骨架、面板、风筒利旧。

进一步地，循环水泵采用新型节能型水泵。

进一步地，除氧器采用新型节能型高效除氧器，减少蒸汽损耗，循环水泵采用新型节能 型水泵，给水泵采用新型节能型水泵。

有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：（1）本实用新型中，由于采用热管作为传热元件，加上热管元件的受热段采用高频焊螺 旋翅片来强化传热，因而整套装置传热效率高、设备紧凑、热侧烟气流动阻力相对较小；热 量由烟气传输到水，完全由热管元件完成，水被间接加热，烟气与水完全隔开，系统中热管 元件相对独立，单根或数根损坏不影响系统的运行，操作简单、维修方便、工作可靠，整个 系统的热量输送过程不需要任何外界动力，故障率低，效率高，径向热管能更有效的控制壁 面温度，由于其热管的面积远远大于冷侧的面积，所以能更好地提高壁面温度，防止露点腐 蚀；热管省煤器回收烟气余热，具有装置体积小、结构简单、运行稳定、安全可靠等特点。

（2）本实用新型中，当汽轮机组运行时，螺旋纽带系统无需外加动力，利用水的流速动 能驱动螺旋扭片长期在换热管内不停地快速旋转，改变管内水的流态为全紊流，使贴近管壁 的滞留层消失，热量迅速从换热管传递给强烈扰动的水流，被快速带走，极大地强化了换热 管水侧的换热效果，从而改善了凝汽器整体换热效果，经济效益提高，装置运行时，强烈旋转的水流产生径向管壁摩擦力和剪切力，破坏了水垢和粘泥物质在换热管内壁的附着机理， 使水垢和粘泥没有时间在管壁上滞留，排除了结垢的可能，保持换热管内壁长期干净无垢， 垢下腐蚀大幅度减缓，保护换热管内壁氧化膜，由于凝汽器换热效果增强，排汽温度降低， 同时强烈的水流扰动使贴近管壁的水流温度降低，水侧温度场均化，水中重碳酸钙分解产生 碳酸钙的速度降低，碳酸钙在低温下的溶解度也降低，这两个方面的影响也使安装本装置后 换热管内壁的结垢可能性大大降低。

（3）本实用新型中，采用新型无漂水收水器，减少循环水损耗；采用大三溅喷头，使循 环水充分被雾化，提高降温效果；原有冷却塔填料、钢骨架、面板、风筒利旧；利用循环水余压推动水轮机带动风扇转动，为用户节省了减速机和电机电费；水力驱动是随水压的增减 而转速增减，风量也随之增减，所以水动风机冷却塔的气水比始终稳定在最佳状态，冷却效 果最佳；采用先进无漂水收水器，做到无漂水、无噪音(无电机转动和机械震动噪音)。

附图说明

图 1 为本实用新型中高效节能型电厂循环水系示意图； 图 2 为本实用新型中热管省煤器结构示意图； 图 3 为本实用新型中螺旋纽带结构示意图； 图 4 为本实用新型中螺旋纽带工作示意图； 图 5 为本实用新型中水流紊乱状态示意图； 图 6 为本实用新型中管内水流流线形状结构示意图； 图中各附图标注与部件名称之间的对应关系如下：1、烟气进口；2、烟气出口；3、水出口；4、水进口；5、安装头；6、通盘； 7、螺旋带；8、热管省煤器。

实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图 1-6 所示，其为本实用新型一优选实施方式的高效节能型电厂循环水系统示意图， 本实施例的高效节能型电厂循环水系统上安装有热管省煤器 8，所述的热管省煤器 8 是由若 干根热管元件组成，热管省煤器一侧设置有烟气进口 1，另一侧设置有烟气出口 2，热管省煤 器 8 的上端设置有水出口 3 和水进口 4，热管的受热段置于热流体风道内，热风由下而上掠过热管受热段，热管元件的放热段插在水套管内。

具体地，由于热管的存在使得该水加热系统的受热及循环完全和热源分离而独立存在于 热流体的风道之外，水的加热不受热流体的直接冲刷。

进一步地，将循环水系统中的电力驱动改为水利驱动，将原有冷却塔的减速机和电机拆 除，在原有位置安装水轮机，采用新型无漂水收水器和采用大三溅喷头。

具体地，水轮机驱动能量主要是利用水泵富余能量，而不需要另外增加电机驱动，从而 达到节能降噪的目的。利用该技术可对带有风机电机的冷却塔进行节能改造，采用新型无漂 水收水器，减少循环水损耗，采用大三溅喷头，使循环水充分被雾化，提高降温效果；原有 冷却塔填料、钢骨架、面板、风筒利旧。

进一步地，循环水泵采用新型节能型水泵。

进一步地，过滤网改造成 6mm 左右口径。

进一步地，除氧器采用新型节能型高效除氧器，减少蒸汽损耗，循环水泵采用新型节能 型水泵，给水泵采用新型节能型水泵。

工作原理：由于采用热管作为传热元件，加上热管元件的受热段采用高频焊螺旋翅片来 强化传热，因而整套装置传热效率高、设备紧凑、热侧烟气流动阻力相对较小；热量由烟气 传输到水，完全由热管元件完成，水被间接加热，烟气与水完全隔开，系统中热管元件相对 独立，单根或数根损坏不影响系统的运行，操作简单、维修方便、工作可靠，整个系统的热 量输送过程不需要任何外界动力，故障率低，效率高，径向热管能更有效的控制壁面温度， 由于其热管的面积远远大于冷侧的面积，所以能更好地提高壁面温度，防止露点腐蚀；热管 省煤器 8 回收烟气余热，具有装置体积小、结构简单、运行稳定、安全可靠等特点。

如图 1-6 所示，其为本实用新型另一优选实施方式高效节能型电厂循环水系统示意图， 本实施例的高效节能型电厂循环水系统，在实施例 1 的基础上，高效节能型电厂循环水系统 上安装有螺旋纽带，所述的螺旋纽带包括安装头 5，安装头 5 的一端固定连接有通盘 6，通盘 6 的一侧转动连接有螺旋带 7，安装头 5 上设置有可供液体通过的孔。

具体地，水通过通盘 6 带动螺旋带 7 旋转，从而能够使得内部液体产生紊流。

工作原理：当汽轮机组运行时，螺旋纽带系统无需外加动力，利用水的流速动能驱动螺 旋扭片长期在换热管内不停地快速旋转，改变管内水的流态为全紊流，使贴近管壁的滞留层 消失，热量迅速从换热管传递给强烈扰动的水流，被快速带走，极大地强化了换热管水侧的 换热效果，从而改善了凝汽器整体换热效果，经济效益提高，装置运行时，强烈旋转的水流 产生径向管壁摩擦力和剪切力，破坏了水垢和粘泥物质在换热管内壁的附着机理，使水垢和粘泥没有时间在管壁上滞留，排除了结垢的可能，保持换热管内壁长期干净无垢，垢下腐蚀 大幅度减缓，保护换热管内壁氧化膜，由于凝汽器换热效果增强，排汽温度降低，同时强烈 的水流扰动使贴近管壁的水流温度降低，水侧温度场均化，水中重碳酸钙分解产生碳酸钙的 速度降低，碳酸钙在低温下的溶解度也降低，这两个方面的影响也使安装本装置后换热管内 壁的结垢可能性大大降低。

如图 1-6 所示，其为本实用新型另一优选实施方式高效节能型电厂循环水系统示意图， 本实施例的高效节能型电厂循环水系统，在实施例 1 和 2 的基础上，采用新型无漂水收水器， 减少循环水损耗；采用大三溅喷头，使循环水充分被雾化，提高降温效果；原有冷却塔填料、 钢骨架、面板、风筒利旧；利用循环水余压推动水轮机带动风扇转动，为用户节省了减速机 和电机电费；水力驱动是随水压的增减而转速增减，风量也随之增减，所以水动风机冷却塔 的气水比始终稳定在最佳状态，冷却效果最佳；采用先进无漂水收水器，做到无漂水、无噪 音(无电机转动和机械震动噪音)。

以上内容是结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明，不能认定本实用新型具 体实施只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本 实用新型的构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型 所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (5)

1.高效节能型电厂循环水系统，其特征在于：系统安装有热管省煤器(8)，所述的热管省煤器(8)是由若干根热管元件组成，热管省煤器(8)一侧设置有烟气进口(1)，另一侧设置有烟气出口(2)，热管省煤器(8)的上端设置有水出口(3)和水进口(4)，热管的受热段置于热流体风道内，热风由下而上掠过热管受热段，热管元件的放热段插在水套管内。

2.根据权利要求1所述的高效节能型电厂循环水系统，其特征在于：高效节能型电厂循环水系统上安装有螺旋纽带，所述的螺旋纽带包括安装头(5)，安装头(5)的一端固定连接有通盘(6)，通盘(6)的一侧转动连接有螺旋带(7)，安装头(5)上设置有可供液体通过的孔。

3.根据权利要求1所述的高效节能型电厂循环水系统，其特征在于：将循环水系统中的电力驱动改为水利驱动，将原有冷却塔的减速机和电机拆除，在原有位置安装水轮机，采用新型无漂水收水器和采用大三溅喷头。

4.根据权利要求3所述的高效节能型电厂循环水系统，其特征在于：循环水泵采用新型节能型水泵。

5.根据权利要求1所述的高效节能型电厂循环水系统，其特征在于：除氧器采用新型节能型高效除氧器，减少蒸汽损耗，循环水泵采用新型节能型水泵，给水泵采用新型节能型水泵。