一种双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统及冷却方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统及冷却方法，属于燃气轮机进气冷却领域，该系统的一级制冷系统通过对余热进行利用，降低了余热锅炉尾部排烟温度，机组整体效率得到进一步提升。通过在热水型溴化锂制冷机的冷冻水出口与冰蓄冷槽的蓄冷侧入口之间安装制冷装置，使得压缩制冷工质进入冰蓄冷槽的蒸发盘管中蒸发吸热进行二级冷却。通过设置进气换热系统，使第一制冷系统和第二制冷系统与进气换热系统独立运行，根据环境实际温度高低对进气换热系统的制冷量进行调整，实现了在不消耗机组其他能量的前提下，燃气轮机在大尺度时间范围内的高效进气冷却，改善了在役联合循环机组在夏季高温条件下的机组出力不足情况。足情况。足情况。

【技术实现步骤摘要】
一种双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统及冷却方法


[0001]本专利技术属于燃气轮机进气冷却
，涉及一种双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统及冷却方法。

技术介绍

[0002]随着机组运行年限增加和机组老化情况加剧，部分分布在夏季高温地区在役联合循环机组普遍出现了夏季出力不足、余热锅炉排烟温度升高的情况，导致机组调峰能力下降、整体性能变差。单独利用烟气余热进行制冷难以实现对制冷量的深度调节，单独采用光伏设备进行电制冷的方法无法实现大尺度范围内的制冷。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决现有技术中燃气轮机在高温条件下无法实现快速制冷，导致燃气轮机工作性能差的问题，提供一种双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统及冷却方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]本专利技术提出的一种双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统，包括一级制冷系统、二级制冷系统和进气换热系统；所述一级制冷系统包括余热利用换热器和热水型溴化锂制冷机；所述二级制冷系统包括制冷装置和冰蓄冷槽；进气换热系统包括燃气轮机进气换热器；
[0006]余热利用换热器的水侧出口与热水型溴化锂制冷机热源入口连通，热水型溴化锂制冷机热源出口与余热利用换热器水侧入口连通；热水型溴化锂制冷机冷冻水出口与制冷装置的入口连通，制冷装置的出口与冰蓄冷槽蓄冷侧入口连通，冰蓄冷槽蓄冷侧出口与热水型溴化锂制冷机冷冻水回水口连通；冰蓄冷槽释冷侧出口与燃气轮机进气换热器水侧入口连通，燃气轮机进气换热器水侧出口与冰蓄冷槽释冷侧入口连通。
[0007]优选地，所述制冷装置包括压缩机、冷凝器和压缩机驱动装置；
[0008]所述热水型溴化锂制冷机冷冻水出口与所述压缩机压缩入口连通，所述压缩机压缩出口与所述冷凝器入口连通，所述冷凝器出口与所述冰蓄冷槽蓄冷侧入口连通；所述压缩机供电入口与所述压缩机驱动装置连通。
[0009]优选地，所述压缩机驱动装置包括光伏发电设备和直流电动机；
[0010]所述光伏发电设备吸收太阳能驱动所述直流电动机运转，所述直流电动机与所述压缩机供电入口连通带动所述压缩机运转。
[0011]优选地，所述压缩机制冷工质为R134a。
[0012]优选地，所述冷凝器出口与所述冰蓄冷槽蓄冷侧入口之间安装有节流装置。
[0013]优选地，所述冰蓄冷槽蓄冷侧出口与所述热水型溴化锂制冷机冷冻水回水口之间安装有蓄冷循环泵；所述蓄冷循环泵为变频水泵。
[0014]优选地，所述燃气轮机进气换热器水侧入口与所述冰蓄冷槽释冷侧出口之间安装
有进气冷却循环泵；所述余热利用换热器水侧入口与所述热水型溴化锂制冷机热源出口之间安装有余热利用循环泵。
[0015]优选地，所述进气冷却循环泵和所述余热利用循环泵均为变频水泵。
[0016]优选地，所述热水型溴化锂制冷机容量能够使冰蓄冷槽温度降低至
‑
5℃。
[0017]本专利技术提出的一种双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统的冷却方法，包括以下步骤：
[0018]联合循环机组正常运行时，首先，通过余热利用换热器对尾部烟气进行换热后流入热水型溴化锂制冷机，主机冷却塔的循环水进入热水型溴化锂制冷机带走废热后，热水型溴化锂制冷机产生冷水实现一级冷却；
[0019]其次，热水型溴化锂制冷机产生的冷水流过制冷装置得到低温高压工质，将低温高压工质送入冰蓄冷槽的蒸发盘管中蒸发吸热进行二级冷却；
[0020]最后，通过燃气轮机进气换热器对进入燃气轮机的空气进行冷却，实现燃气轮机的进气冷却。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]本专利技术提供的一种双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统，通过设置一级制冷系统、二级制冷系统和进气换热系统，实现在不消耗机组其他能量的前提下，燃气轮机在大尺度时间范围内的高效进气冷却，改善了在役联合循环机组在夏季高温条件下的机组出力不足情况。具体的，通过余热利用换热器对尾部烟气进行换热，产生的热水供给热水型溴化锂制冷机带走废热产生冷水，实现了一级制冷；热水型溴化锂制冷机产生的冷水流过制冷装置实现放热形成低温高压工质，再将低温高压工质送入冰蓄冷槽的蒸发盘管中蒸发吸热，实现了二级制冷；最后通过燃气轮机进气换热器对进入燃气轮机的空气进行冷却，实现燃气轮机的进气冷却。其中，一级制冷系统通过对余热进行利用，降低了余热锅炉尾部排烟温度，机组整体效率得到进一步提升。通过在热水型溴化锂制冷机的冷冻水出口与冰蓄冷槽的蓄冷侧入口之间安装制冷装置，使得压缩制冷工质进入冰蓄冷槽的蒸发盘管中蒸发吸热进行二级冷却。通过设置进气换热系统，使第一制冷系统和第二制冷系统与进气换热系统独立运行，根据环境实际温度高低对进气换热系统的制冷量进行调整。因此，本专利技术提出的燃机进气冷却系统，在不消耗机组其他能量的前提下，通过一级制冷系统和二级制冷系统能够解决现有技术中燃气轮机在高温条件下无法实现快速制冷，导致燃气轮机工作性能差的问题。
[0023]进一步地，一级制冷系统对压缩机入口制冷工质进行了冷却，会减小压缩机耗功，提高二级制冷系统的运行效率。
[0024]进一步地，制冷剂R134a在空气中不可燃，且无毒。
[0025]进一步地，采用发电设备安全可靠，并且不受资源分布地域的限制，能源质量高，能够持续为直流电动机提供动力。
[0026]进一步地，变频水泵能够根据用水量的变化，水泵循环变频运行，先启的先停，使水泵均衡工作。
[0027]进一步地，余热利用循环泵能够用来控制余热利用循环水流量，使得供给热水处于热水型溴化锂制冷机的最佳运行温度。
[0028]进一步地，进气冷却循环泵能够用来控制冷却循环水流量，保持燃气轮机进气温
度在15℃以内。
[0029]本专利技术提供的一种双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统的冷却方法，通过余热利用换热器和热水型溴化锂制冷机实现一级冷却；通过制冷装置和冰蓄冷槽实现二级冷却；最后通过燃气轮机进气换热器对进入燃气轮机的空气进行冷却，实现燃气轮机的进气冷却，冷却方法简单，便于实现。
附图说明
[0030]为了更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0031]图1为本专利技术双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统结构示意图。
[0032]图2为本专利技术双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统流程图。
[0033]其中：A
‑
燃气轮机进气换热器；B
‑
余热利用换热器；C
‑
光伏发电设备；D
‑
冰蓄冷槽；E
‑
冷凝器；F
‑
压缩机；G
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统，其特征在于，包括一级制冷系统、二级制冷系统和进气换热系统；所述一级制冷系统包括余热利用换热器(B)和热水型溴化锂制冷机(I)；所述二级制冷系统包括制冷装置和冰蓄冷槽(D)；进气换热系统包括燃气轮机进气换热器(A)；余热利用换热器(B)的水侧出口与热水型溴化锂制冷机(I)热源入口连通，热水型溴化锂制冷机(I)热源出口与余热利用换热器(B)水侧入口连通；热水型溴化锂制冷机(I)冷冻水出口与制冷装置的入口连通，制冷装置的出口与冰蓄冷槽(D)蓄冷侧入口连通，冰蓄冷槽(D)蓄冷侧出口与热水型溴化锂制冷机(I)冷冻水回水口连通；冰蓄冷槽(D)释冷侧出口与燃气轮机进气换热器(A)水侧入口连通，燃气轮机进气换热器(A)水侧出口与冰蓄冷槽(D)释冷侧入口连通。2.根据权利要求1所述的双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统，其特征在于，所述制冷装置包括压缩机(F)、冷凝器(E)和压缩机驱动装置；所述热水型溴化锂制冷机(I)冷冻水出口与所述压缩机(F)压缩入口连通，所述压缩机(F)压缩出口与所述冷凝器(E)入口连通，所述冷凝器(E)出口与所述冰蓄冷槽(D)蓄冷侧入口连通；所述压缩机(F)供电入口与所述压缩机驱动装置连通。3.根据权利要求2所述的双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统，其特征在于，所述压缩机驱动装置包括光伏发电设备(C)和直流电动机(G)；所述光伏发电设备(C)吸收太阳能驱动所述直流电动机(G)运转，所述直流电动机(G)与所述压缩机(F)供电入口连通带动所述压缩机(F)运转。4.根据权利要求2所述的双级冷却耦合冰蓄冷的燃机进气冷却系统，其特征在于，所述压缩机(F)制冷工质为R134a。5.根据权利要求2所述的双级冷却耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹东，何欣欣，刘世伟，赵作让，王亚生，郑少雄，薛志恒，杨可，宋厅，韩宏孝，贺超军，石金库，郝云生，邱致猛，牟忠庆，何杰，谢运明，陈果，梁硕全，梁万来，王锐，张金荣，宋红娟，罗俊然，谢卫民，罗勇，杨兴业，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：