[发明专利]循环水地下冷却装置

说明书

一、技术领域

本发明涉及发电厂、化工厂、炼钢厂等循环水冷却装置。

二、背景技术

现有发电厂、化工厂、炼钢厂等循环水冷却均采用冷却塔。冷却塔是发电厂生产发电过程中重要的传质设备，其作用是通过热质交换，将高温水的热量散入大气中，将循环水的温度降低。其冷却水主要靠冷、热两股流体在塔内混合接触，借助两股液体间的水蒸汽分压力差，使热液体部分蒸发并自身冷却。

双曲线自然通风冷却塔的组成可分为塔筒结构和淋水装置两大部分。塔筒结构包括冷却塔蓄水池、斜支柱（冷却塔进风口）通风筒等，淋水装置包括配水管配水槽，喷溅装置，淋水填料，除水器等。

冷却塔能否完好的工作是满负荷发电和安全发电的必要条件，只有冷却塔有足够的冷却效果，向汽轮发电机组的凝汽器提供足够冷却水才能保证凝汽器的真空度，冷却水的温度愈低，等量蒸汽所作的功愈大，其有效利用率也就愈高。冷却塔能否达到应有的效率是发电能否省煤、省电，节约能源，降低发电成本的一项重要条件。

循环水在冷却塔中以传热和蒸发的两种方式与被空气热交换，传热即直接将循环水的热量传递给空气，使其温度升高，而蒸发是通过循环水向空气中蒸发，使空气温度增大，称为潜热传递方式。由于空气在冷却塔中的温度升高且蒸发饱和压力随温度增高而增大，而冷却塔出口即为饱和湿热空气，因此潜热占总热量传递的份额相当大。目前普遍采用的常规湿冷系统的冷却塔在冷却循环水的同时通过蒸发向空气中排出大量的废热，这种换热方式导致大量蒸发水量损失。循环水的冷却温度对企业经济效益有很大的影响，冷却塔的循环水冷却方式增大了空气中的排放。因而，现有地面上的循环水冷却塔已不适应社会发展的需要，为实现节能减排，循环水冷却应采用循环水地下冷却装置。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种循环水地下冷却装置，用以降低循环冷却水的温度，提高发电机组的效率，减少湿热蒸汽的排放。

本发明的技术方案：循环水地下冷却装置是在地下恒温层建造一个晾水洞，晾水洞下部连接有蓄水池；在晾水洞内设置有主水管道，在主水管道上有多个分支水管，分支水管连接散热装置，主水管道与汽轮机组凝汽器出口的循环水管道相连，循环热水在主水管道经分支水管、散热装置散热后流入蓄水池；晾水洞在地面设有通风口，在晾水洞内有与进风口连接的通风管道，通风管道出口处有引风机；在地面上设置冷凝器，冷凝器的循环水出口管通入主水管道，晾水洞上面的排汽管道连接冷凝器，晾水洞内的湿热蒸汽经过排汽管道进入冷凝器内，冷凝器的凝结水管通入晾水洞中，冷凝器的循环水进水口经管道连接到蓄水池，在管道上有循环水泵。

本发明采用地下晾水洞代替冷却塔，利用自然界提供的冷资源，地下恒温层四季温度差变化小的条件，满足循环水在冷却过程所需要的源源不断的低温冷空气，促使循环冷却水的温度保持在相对稳定和最有利的真空条件下运行，从根本上解决了冷却塔的冷却循环水的温度随自然温度升高（降低）而升高（降低），湿热蒸汽排向空中，造成水资源浪费的弊端。

本发明的地下恒温层晾水洞，不受厂区内地理位置的限制，在一定深度内建造一条能满足循环水冷却总量需要的容积要求即可。

地下空气降温通风管道，是在晾水洞墙体两侧，水平向外延伸，管道连接与地面垂直的进风口，空气由进风口进入通风管道内，再经过喷雾装置依次将空气冷却后由引风机吸入到晾水洞内，为循环水冷却提供充足的空气量。

主水管道是汽轮机组凝汽器出口的循环水管道由凝汽器出口与厂外的晾水洞内的水管道相连，贯通晾水洞内上方，主水管道两侧分别装有分支管道，分支管道有喷雾降温和水膜降温两种方式，喷雾降温是水雾颗粒与空气直接接触蒸发换热，是将分支管路安装喷雾嘴，但需要较高的压力循环水泵，水膜降温是分支管路采用1/2月牙管路向一侧倾斜，水流出的正面有散热片，循环水均匀流在散热片上，由上而下，形成水膜，蒸发换热达到降温的目的。

排汽管道是循环水在蒸发换热过程，产生的湿热蒸汽，在晾水洞内经过排汽管道进入冷凝器内与冷凝器内的循环冷却水管壁接触时，因受到管内水流的冷却，放出汽化潜热凝结成水滴，潜热通过管壁不断的传给循环冷却水并被带走，再进入主水管道，循环再冷却，这样湿热蒸汽就通过冷凝器不断的循环凝结成水，凝结水回流到蓄水池（凝汽器工作原理）。

蓄水池是将循环冷却水汇集到一起，与循环水泵管道相连通过循环水泵提供给汽轮机出口凝汽器，做功带走热量后进入主水管道，再次循环蒸发、换热。

本发明利用地下冷空气资源，降低循环水温度，提高发电机组热效率，湿热蒸汽实现零排放。