提供一种能够展示出提高的能效的冷却塔系统。所述冷却塔系统包括冷却塔单元、膨胀发动机和诸如风扇或泵之类的由动力操作的组件。过程流体在被送到冷却塔进行冷却之前首先被用于对膨胀发动机的工作流体进行加热。所述膨胀发动机产生的动力被用于操作所述冷却塔的诸如风扇或泵之类的组件。所述冷却塔还用于提供冷却以将所述工作流体从水蒸汽冷凝成液体形式。所述冷却塔用于从过程流体中去除废热。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及诸如大气冷却塔之类的冷却塔系统，该冷却塔系统用于通过使流体循环通过利用周围空气冷却流体的塔来冷却相对暖或热的流体。本专利技术的一些实施例还涉及与这种冷却塔结合使用的能量系统。
技术介绍
大气冷却塔广泛应用于工业中。这些塔接收相对暖或热的流体，并且使流体经过塔设备，以便通过与相对较冷的周围空气进行交互从流体中吸取热量。在某些情况下，进入塔的流体是已通过工业操作加热的过程流体。并且，在某些情况下，具有换热器的中间流体环路被用在初始加热的过程流体与实际上循环通过塔的其它流体之间。工业冷却塔以各种类型出现，仅通过示例方式，这些类型包括搅棒型湿冷却塔、填充包装型湿冷却塔、干冷却塔、混合湿/干冷却塔和干空气冷却的冷凝器。冷却塔通常被设计为使得它们需要供应电能或其它功能量以驱动可能出现的诸如风扇和/或泵之类的机械系统。另外，已知废热膨胀发动机用于从来自动力厂的出口流体产生动力，并且可能需要诸如冷却塔之类的冷却系统来冷凝热力发动机中使用的工作流体。这里，这种膨胀发动机还可互换地称作废热膨胀发动机或废热发动机。同时还已知利用来自太阳池的热量驱动膨胀发动机，并使用冷却塔冷却其中的膨胀发动机工作流体。期望的是，减小冷却塔的能耗，从而改善塔的能效。
技术实现思路
在某些实施例中，本专利技术涉及一种用于操作冷却塔系统的方法，所述冷却塔系统用于冷却加热后的过程流体，具有需要动力进行操作的组件，并且具有膨胀发动机。所述膨胀发动机向换热器供应过程流体，以加热经过换热器的工作流体，并且通过对加热后的工作流体进行膨胀产生动力，从膨胀发动机向所述组件提供所产生的动力，用于其操作。该过程利用冷却塔冷却来自膨胀发动机的工作流体，并且在过程流体经过换热器之后冷却该过程流体。本专利技术的某些进一步的实施例包括一种用于冷却待冷却的流体源的冷却塔系统，所述系统具有冷却塔单元，具有需要动力进行操作的组件；以及废热发动机，从流体的热传输产生动力，以提供对所述组件进行操作所需的动力中的至少一些动力。又一实施例涉及一种用于冷却动力厂流体的冷却塔系统，该动力厂流体具有升高的温度，该系统具有待被供以动力的组件。该系统具有用于从所述流体的废热中产生动力的动力产生装置，其包括膨胀以形成膨胀的水蒸汽的工作流体。该系统还具有用于向组件提供动力的装置和用于冷却动力厂流体并将膨胀的水蒸汽工作流体冷凝成液体形式的冷却装置。进一步的实施例提供一种操作冷却塔的方法。将膨胀发动机连接至冷却塔，用于向塔的风扇提供动力。提供与膨胀发动机连通的工作流体管路。利用来自动力厂的出口流体的热量在管路中加热工作液体，并且在膨胀发动机中使加热后的工作流体膨胀以产生动力，用于给风扇供以动力。工作流体为从膨胀发动机流出后的水蒸汽形式。利用冷却塔从工作流体水蒸汽中去除热量以将工作流体冷凝成液体形式，并且在已利用来自动力厂的出口流体加热工作流体之后冷却所述出口流体。另一实施例提供一种用于动力厂处的冷却塔系统的操作方法，该冷却塔系统具有需要动力进行操作的组件以及膨胀发动机。从来自动力厂的废热流体向工作流体交换热量。在膨胀发动机中使加热后的工作流体膨胀以产生动力。向组件提供从膨胀发动机产生的动力，用于组件的操作。利用冷却塔冷却来自膨胀发动机的工作流体，并且在废热流体已加热工作流体之后冷却所述废热流体。因此，较宽泛地略述本专利技术的特定实施例，以便可以更好地理解本专利技术的详细描述，并且可以更好地认识本专利技术对现有技术的贡献。当然还会有下文将描述的形成这里所附的权利要求的主题的本专利技术附加实施例。就这一点来说，在详细说明本专利技术的至少一个实施例之前，应当理解本专利技术在本申请中不限于以下描述中记载或在附图中示出的组件的构建细节和布置。本专利技术能够具体体现为除所描述的实施例之外的实施例，并且能够以各种方式实践和实施。此外，应当理解，这里采用的措词和技术术语以及摘要的目的在于描述，而不应当被视为是限制。这样，本领域技术人员会认识到，本公开内容所基于的概念可以容易地用作设计用于实施本专利技术的若干目的的其它结构、方法和系统的基础。因此，重要的是，权利要求被视为包括这种等同构建，只要它们不超出本专利技术的精神和范围。附图说明图1是根据本专利技术优选实施例的系统的示意图。图2是根据图1的系统的示例的更详细图。图3是根据示例性实施例的图。图4是与另一实施例结合使用的单个冷却塔的图。图5是再一实施例的图。图6是与图2类似但为不同的可替代实施例的图。图7是另一可替代实施例的图。图8是再一可替代实施例的图。图9是又一可替代实施例的图。图10是又一可替代实施例的图。 具体实施例方式本专利技术的一些实施例提供了将膨胀发动机与动力厂(或其它另外的加工厂)处的冷却塔结合，以实现⑴针对工厂出口流体(例如蒸汽或热水)进行的冷却，和/或(ii) 针对膨胀发动机中膨胀的工作流体的冷凝进行的冷却。这可以通过利用来自动力厂的出口流体中的废热来提供冷却塔的操作能耗的效率。废热由热力发动机转换为可以用于向一些或所有冷却塔组件(例如风扇和/或泵)供应动力的电能或机械功能量。现在将参考附图描述一些优选实施例的示例，附图中相同的附图标记始终指代相同的部件。图1是本专利技术示例性实施例的基本图。热源环路10热连接至工作流体环路12。 工作流体环路12热连接至冷却塔流体环路14。图2更详细地示出根据图1的系统的示例。热源环路10包括动力厂或热源16。动力厂可以是产生热量的任意类型的系统或设备。这里，词“动力厂”、“加工厂”和“热源”可互换地使用。这种动力厂的示例包括发电厂、钢厂、纸浆和纸加工厂、制造设施、半导体制造设施、药厂、石化加工厂、工业设施、制冷系统和HVAC系统。那些动力厂可以从诸如注塑机、 空气压缩机、高压釜、熔炉、轧机、冷冻器、冷凝器、辊、模铸机、压出机、换热器、油冷却器、焊机、真空泵、反应器和/或脱水装备之类的装备排放热流体。动力厂16通常向导管环路18中排放热水或蒸汽形式的热流体。不同的动力厂产生宽范围的不同输出温度，但某些示例会产生包括200下的蒸汽或120下的热水。将动力厂的出口温度标记为TH。该热流体通过蒸发器20并以低于TH的温度TL流出，并且温度为 TL的流体流回到动力厂。热源环路10可以包括诸如泵之类的一些形式的动力操作装置，其由接收被示为Win的机械能或电能的组件22示出。工作流体环路12开始于蒸发器20，并且是使工作流体循环的闭环系统。工作流体通常是制冷剂；然而各种工作流体中的任一种可以用于系统10，并且用于系统特定应用的合适的工作流体会涉及环境问题、易燃性和毒性等的考虑。可以从制冷中通常使用的工作流体的若干一般类中进行选择。第一种一般类是烃类，包括丙烷(R290)、异丁烷(R600a)、 η- 丁烷(R600)、环丙烷(RC270)、乙烷(R170)、η-戊烷(R601)和异戊烷(R601a)。对这种第一类的关心是化合物的易燃性；另一方面，它们对地球臭氧层没有不利影响，一般不会牵涉到全球变暖，并且在生产中具有低的环境影响。第二种一般类是氯代烃类(例如，氯甲烷 (R40))。第三种一般类是氯氟烃类(例如，三氯一氟甲烷(R11)、二氯二氟甲烷(R12)、一氟二氯甲烷(R21)和一氯二氟甲烷(R22)、三氯三氟乙烷(R113)以及R114、R500和R123 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于操作冷却塔系统的方法，所述冷却塔系统用于冷却加热后的过程流体，其中所述系统具有需要动力进行操作的组件，并且具有膨胀发动机，所述方法包括：（ａ）向换热器供应过程流体以加热经过所述换热器的工作流体；（ｂ）通过在所述膨胀发动机中对加热后的工作流体进行膨胀产生动力；（ｃ）从所述膨胀发动机向所述组件提供所产生的动力，用于所述组件的操作；以及（ｄ）利用所述冷却塔冷却来自所述膨胀发动机的工作流体，并且在所述过程流体经过所述换热器之后冷却所述过程流体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：思朋斯·D·科纳尔，
申请(专利权)人：SPX公司，
类型：发明
国别省市：US
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