[发明专利]多级混合式蒸发冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于冷却系统的方法和设备，尤其涉及一种多级混合 式蒸发冷却系统。

背景技术

大多数发电系统的能量渐减曲线是当空气温度增加时，由于空气密度 的降低导致这些发电系统的输出能量降低。换言之，为了更大的能量输出 大多数发电系统引入密集的空气以便更有效的操作。即，空气越密集，发 电机的运行效率就越高。众所周知，较冷的空气比较热的空气密集，因此 今天的发电引入系统(intake system)一般与空气冷却系统结合，从而 为发电机组提供了用于更加有效运行发电机组的更冷的、从而更加密集的 空气。因此，可以说，通过增加发电系统的效率，从而增加发电系统的电 能输出，所述冷却系统间接地用作用于发电系统的发电功率增大系统。

用于通过更冷的密集空气以增加总发电效率的传统方法包括蒸汽注 入、制冷、雾化、和空气的直接蒸发冷却。除了这些传统方法外，间接蒸 发法是通过冷却增加引入的空气的密度的较为便宜的方法。在此领域内的 在先专利包括Schlom等人的美国专利NO.4023949、NO.4107940、 NO.4137058、NO.4156351和NO.4418527；Fogelman的5076347；和Kopko的 WO9851916A1。

在Schlom等人的美国专利6385987中披露的一种最近产生的用于冷却 空气的方法是混合式蒸发冷却系统(已知为“Schlom”循环)，所述混合 式蒸发冷却系统可以被用作孤立的空气冷却器或与不同的发电系统一起 使用。Schlom等人在2002年5月14日发表的美国专利6385987的整个发明通 过引用在此并入，如果美国专利6385987的整个文本和附图在此申请中再 现，那么在此并入的信息与美国专利6385987所提交的部分一样多，并且 应该被看作提交的此申请的文本和附图的一部分。

在美国专利6385987中披露的换热器可用于单机组和多机组间接蒸发 过程。用于冷却的蒸发设备包括多级间接蒸发冷却换热器和多级集水坑， 其中当空气逐渐前进进入换热器时，与多级换热器的每级一对一相关联的 每级集水坑具有渐冷温度的集水。因为所述换热器和集水坑的是分开的、 完全密封的并且是各级孤立的(在各级之间产生热绝缘)，所以在干燥侧 输出空气会引起逐渐冷却。可以结合具有与它们相关的多级集水坑的其它 多级换热器，其中，第一多级蒸发组件的冷却空气流入到第二多级蒸发组 件的进气端，等等，多级组件的每个密封级彼此热绝缘。

在美国专利No.6385987中披露的另外提高混合式蒸发冷却系统的效 率的领域包括更好的热交换和冷却剂蒸发过程，和使用新的制冷工艺，使 “室”进口干球温度(dry-bulb temperature)尽可能地接近排气湿球温 度(wet-bulb temperature)从而增加实际过程的热力学效率。

发明内容

本发明提供和使用了改进的换热器、冷却剂蒸发、和新型的制冷步骤 从而改善了多级混合式蒸发冷却系统的效率。

本发明的一个方面提供了一种多级蒸发冷却系统，包括：

多级混合式蒸发冷却系统的每级内的直接蒸发冷却子系统；

多级混合式蒸发冷却系统的每级内的间接蒸发冷却子系统，并且多级 混合式蒸发冷却系统的每级内的间接蒸发冷却子系统的一部分局部延伸 到下一级内，由此有助于下一级直接蒸发冷却子系统的进一步冷却。

本发明的一个可选方面提供了一种多级混合式蒸发冷却系统，其中：

直接蒸发冷却子系统包括多级混合式蒸发冷却系统的每级内的集水 坑以便容纳通过泵供给到多级混合式蒸发冷却系统的每级内的换热器部 分的冷却剂，从而将所述冷却剂移动到分配支管从而将冷却剂输送到换热 器，在换热器中直接蒸发冷却子系统气流蒸发朝着换热器外表面流动的冷 却剂从而间接蒸发冷却了间接蒸发冷却子系统气流。

本发明的另一个可选方面提供了一种多级混合式蒸发冷却系统，其 中：

直接蒸发冷却子系统产生蒸发潜热，从而引起处于较低温度的间接蒸 发冷却子系统的热传导，由此减弱了间接蒸发冷却子系统气流。

本发明的又一个可选方面提供了一种多级混合式蒸发冷却系统，其 中：

直接蒸发冷却子系统包括：