[发明专利]一种间接蒸发冷却式蒸汽轮机乏汽冷却的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于蒸发冷却技术领域，特别涉及一种间接蒸发冷却式蒸汽轮机乏汽冷却的系统及方法。

背景技术

蒸汽轮机由水泵、锅炉、汽轮机和冷凝器等几大主要部分组成。由蒸汽动力循环可知，提高汽轮机入口蒸汽的温度或者压力，可以提高发电效率，但是较高的初参数对设备的耐高温耐高压的能力也有较高的要求；降低乏汽压力也可以提高发电效率，终压力取决于作为冷凝器冷源的温度，因此有效降低冷凝器冷源的温度，对提高发电效率有重要的意义。

目前冷却蒸汽轮机乏汽的系统包括水冷却系统(湿冷系统)和空气冷却系统(空冷系统)两大类。

空冷系统是指用空气冷却汽轮机排气的冷却系统，可以大致分为两类：直接空冷系统和间接空冷系统。其中间接空冷系统包括混合式凝汽器的间接空冷系统和表面式凝汽器间接空冷系统。

直接空冷系统是利用空气直接冷却汽轮机排汽的冷却系统，比如：(1)专利CN101430168A“提高电站直接空冷系统的冷却能力的方法及冷却系统”，将冷却塔风机电机的变压器接入电网电压，提高电机的输出扭矩，增大风机的调节范围。(2)专利CN202216572“带有尖峰冷却装置的直接空冷系统”，通过增设尖峰凝汽器达到降低直接空冷机组夏季满发背压的目的。总体来说直接空冷系统具有设备少、系统简单的优点，但是这种系统维持真空困难，受环境影响大。

混合式凝汽器的间接空冷系统中，汽轮机排汽与凝集器与空冷塔之间的循环水混合，小部分重新进入汽轮机组的回热系统，大部分流入空冷塔被空气冷却。表面式凝汽器的间接空冷系统包括循环水和凝结水两个系统。汽轮机乏汽在表面式凝汽器上被循环水冷却，循环水在空冷塔中被空气冷却。比如：(3)专利CN101063595A“SCAL间接空冷系统”，换热形式与表面式凝汽器的间接空冷系统相同，兼具混合式凝汽器的间接空冷系统空冷塔体型小、占地省和基建投资少的优点。(4)专利CN102914180A“间接空冷系统及其防冻预暖方法”，在空冷塔周围设置散热器，在启动锅炉中设有空气预热器，以达到空冷系统防冻的目的。

整体来说，直接空冷系统的冷却效果受环境影响大，间接空冷系统冷却效果相比直接空冷系统受环境的影响小，但是存在设备多、系统复杂等问题。

水冷系统与具有表面式凝汽器的间接空冷系统相似，不同之处在于它的循环水与空气直接接触换热，而不是在空冷塔中间接换热。水冷系统是目前火电厂广泛采用的冷却系统，它的冷却效果优于空冷系统，受环境影响小。但是由于它的工作原理是通过直接蒸发冷却的方式降温，其冷却的极限温度是环境的湿球温度，冷却能力有限。因此希望存在一种冷却方法，在继承水冷系统优势的前提下进一步降低冷却的温度，提高蒸汽轮机的循环热效率。

发明内容

本发明提出了一种间接蒸发冷却式蒸汽轮机乏汽冷却的系统及方法，进一步降低了冷却的温度，提高了蒸汽轮机的发电效率。

本发明所述的系统采用的技术方案为：

该系统由间接蒸发冷水机组和蒸汽动力循环系统组成；所述间接蒸发冷水机组由空气-水表面式冷却器、冷水循环泵、填料塔和排风机组成；填料塔从上到下依设置排风机、喷淋系统、填料区、储液区，在填料塔的储液区外壁上设置空气-水表面式冷却器；储液区通过系统循环泵及管道与蒸汽动力循环系统中的冷凝器连接，储液区的冷水将蒸汽动力循环系统中的汽轮机的乏汽冷却成饱和水，然后返回填料塔的喷淋系统。

第一种连接方式为：所述填料塔的储液区通过冷水循环泵和管道与空气-水表面式冷却器连接，再接入喷淋系统；冷凝器的出水口直接与填料塔的喷淋系统连接。

第二种连接方式为：所述冷凝器的出水口与填料塔的空气-水表面式冷却器连接，再接入喷淋系统。

针对上面所述的第一种连接方式，乏汽冷却方法为：在间接蒸发冷水机组中，进风通过空气-水表面式冷却器等湿冷却后，进入填料塔，与塔顶向下喷淋的冷水进行蒸发冷却过程，最终作为排风排出；塔顶喷淋的水在填料塔中经过蒸发冷却被降温后，落入填料塔的储液区；储液区出水的一部分在系统循环泵的作用下，进入蒸汽动力循环系统的冷凝器中冷却汽轮机的乏汽，另一部分在冷水循环泵的作用下进入空气-水表面式冷却器，冷却进风；之后这两部分水返回填料塔顶，进行喷淋，完成冷水的循环；

蒸汽动力循环系统中汽轮机的乏汽，在冷凝器中被冷却水冷却为饱和水后，继续压缩升压，接着进入锅炉中被加热，之后高温高压的水蒸气进入汽轮机中膨胀做功。