[发明专利]电动喷射式复合制冷循环的空气间接冷却方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及火电、核电、燃气一蒸汽联合循环、整体煤气化发电和太阳能热发电等汽轮发电机组的排汽冷却方法和系统，或石油、化工、冶金、纺织、造纸、食品、制药等多种行业的大中型冷却器的被冷却工艺介质(简称工质)的间接空气冷却方法及其系统，具体说是一种电动喷射式复合制冷循环的空气间接冷却方法和系统。

背景技术

火电、核电、燃气一蒸汽联合循环、整体煤气化发电和太阳能热发电等汽轮发电机组的排汽冷却系统，以及石油、化工、冶金、纺织、造纸、食品、制药等多种行业的大中型冷却器的排热系统中工质的冷却、凝结系统，按其所用冷却介质可分为以水为冷却介质的湿式冷却系统(简称水冷或湿冷)和以空气为冷却介质的干式冷却系统(简称空冷或干冷)。目前，国内外排热系统的绝大多数都是用水来冷却，即水冷或湿冷系统；在严重缺水地区则是以空气取代水来冷却，即干冷或空冷系统。

针对电站直接空冷系统(简称直冷)存在的诸如节水率最高只有90％、煤耗通常比水冷高十多克/千瓦时、环境适应能力差等问题，2007 1 0103618.0号“采用并联正、逆制冷循环的工质的间接空气冷却方法和系统”发明专利申请以及2009 1 0066623.8号“氨水吸收式复合制冷循环的空气间接冷却方法和系统”发明专利申请，均提出了采用并联正、逆制冷循环的工质的间接空气冷却方法和系统。该方法和系统是将正制冷循环和逆制冷循环相并联插入工质和空气之间的新的间接冷却方法和系统，根据被冷却的工质在冷却过程中是否发生相变，分别通过双相变换热器或单相变换热器与相互并联的正制冷循环和逆制冷循环相耦合。与传统的空气冷却方法和系统相比，上述方法和系统既能发扬现有直冷方法和系统的节水优势，又能克服其煤耗偏高、环境适应能力差等问题，也能消除间接干冷方法和系统耗水多、夏季难满发、冬季防冻难等缺陷。但是，上述方法和系统仍然存在一定缺陷：前者压缩式复合制冷循环的主要缺点是压缩机消耗机械功巨大，这一缺陷对于环境高温时段长的地区尤为严重，如果采用电动机驱动压缩机则会大大增加厂用电率；后者氨水吸收式复合制冷循环的主要缺点是系统复杂，体积庞大，制冷系数低。

发明内容

本发明是针对上述压缩式以及氨水吸收式复合制冷循环的工质的间接空气冷却方法和系统的缺点，采用电动氨水压缩泵和喷射器取代压缩式复合制冷循环中的压缩机和氨水吸收式复合制冷循环中的吸收器和发生器，以便既能保证前述压缩式复合制冷循环和氨水吸收式复合制冷循环的工质的间接空气冷却方法和系统的优势，又能消除其在环境高温时段压缩机耗功巨大以及氨水吸收式复合制冷循环系统复杂、体积庞大的缺陷。为了提高喷射器的喷射系数，本发明还提供了一种新型的长喉管、多喷嘴液氨-气氨喷射器。

本发明的首要目的在于提出这种电动喷射式复合制冷循环的空气间接冷却方法。

实现本发明目的的技术方案是：

通过双相变换热器与相互并联的正制冷循环和逆制冷循环相耦合，高环境温度时段，由双相变换热器低温侧出来的饱和气态制冷剂，经升温、升压后，送入空冷散热器放热冷凝，凝结液进入储液箱，降压后送回双相变换热器中重新进行流动沸腾换热过程，完成正制冷循环；低环境温度时段，双相变换热器低温侧出来的饱和气态制冷剂，经过与正制冷循环相并联的过热器过热，然后进入与过热器相串联的氨气轮机膨胀作功，其排气送入空冷散热器冷凝，凝结液进入储液箱，再经升压泵增压后送回双相变换热器中，完成逆制冷循环；其特点是高温时段，由双相变换热器低温侧出来的饱和气态制冷剂，被引射介质-液氨引射、混合，升温、升压后，送入空冷散热器放热冷凝。

本发明的另一个目的是提供实现上述方法的电动喷射式复合制冷循环的空气间接冷却系统。

这种电动喷射式复合制冷循环的空气间接冷却系统，双相变换热器低温侧制冷剂的输出端经阀门与喷射器的吸入端连通，喷射器的输出端与空冷散热器的输入端连通，空冷散热器的输出端与储液箱的输入端连通，储液箱的输出端与三通阀连通，三通阀的一个输出端与氨水压缩泵的输入端连通，氨水压缩泵的输出端与喷射器的工作介质输入端连通；三通阀的另一个输出端与双相变换热器制冷剂的输入端连通，组成正制冷循环的间接空气冷却系统；

双相变换热器低温侧制冷剂的输出端经另一个阀门与蒸汽-氨气过热器的输入端连通，蒸汽-氨气过热器的输出端与氨气轮机的输入端连通，氨气轮机的输出端与空冷散热器连通，空冷散热器的输出端与储液箱的输入端连通，储液箱的输出端经升压泵与双相变换热器制冷剂的输入端连通，组成逆制冷循环的间接空气冷却系统。