一种烟囱式空气冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及空气冷却技术，公开了一种烟囱式空气冷却系统。系统包括位于地面上的烟囱，位于地面下的换热室、冷却水池、储气箱和地下进气管道，烟囱底部与换热室外层顶部连接，换热室包括内层空腔和内外夹层的空气腔，内层空腔顶部设有热水箱，空气腔内设有换热器，换热器进水管与热水箱连接，换热器出水管与冷却水池连接；换热室外层的下部设有进气口，地下进气管道与储气箱入口连接，储气箱出气口与换热室进气口连接。本发明专利技术空气冷却系统部分设置于地面下，环境影响较小，可根据冷却水温变化调节进气量、喷淋水量、与冷空气换热的热水量，使得冷却水温度变化小，真空度变化小，对机组的冲击小，水管不会冻裂，且发电效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种烟囱式空气冷却系统
本专利技术涉及空气冷却技术，具体涉及一种烟囱式空气冷却系统。
技术介绍
水冷式发电厂机组发电效率较高，进入汽轮机的蒸汽发电效率只能达到40%多，仍有约50%多的蒸汽作为乏汽排出，用大量的冷却水将这一热量带出，在冷却塔中水与空气直接接触换热，水被冷却，重新进入冷凝器中吸热。被冷却塔抽出排到空中的空气含水量高，常规水冷机组采用自然通风冷却塔，循环水损失（蒸发、风吹、和排污损失）约占电厂耗水量的80%。我国工业发达区在南方，煤炭主要产于北方，如在煤矿周围发电通过输变电路送到南方，不但节约运输巨大的费用，也大幅度减小城市污染。但北方一般缺水，使水冷式发电厂在许多煤炭产地无法使用，只能将煤炭远距离运送到用电多的南方。空冷机组消耗水少，是解决富煤缺水地区发电的解决方案，湿冷机组排气压力取决于空气的湿球温度，空冷机组排气压力取决于空气的干球温度，空冷机组比湿冷机组背压比高2～3倍。夏天环境温度越高，冷凝水温度越高，机组背压越高，排汽压力越高，发电效率越低。直冷式采用在风机前喷水或喷雾，降低冷凝水温度，提高真空度；但空气冷凝系统直接暴露在大气中，带走管道热量同时，也带走周围空气的热量，消耗水量多。间冷式给换热器喷水，空冷塔排出的是饱和湿空气，消耗水量也多。冬季与夏季相反，冷凝水温度越低，应该说发电效率越高，但环境温度过低时造成水管冻裂。为了解决水管冻裂问题，采用提高排气温度或限制进气的办法，虽然解决了水管冻裂问题，但是以降低发电效率为代价。湿冷机组为了提高效率追求长的末级叶片，空冷机组为了适应高背压和背压变化大的特点，提高末级叶片的根部反动度，设计成短、宽、粗、壮，提高叶片的刚度与强度，以兼顾小流量、高背压和大流量、低背压的两种极端工况。空冷机组是以增加能源消耗的代价来节约水资源，机组热效率降低3～5%，要达到与湿冷机组相同的额定功率，新汽流量增加3～5%，供电煤耗增加3～5%。环境温度变化大时，冷凝水温度、排汽压力变化大，对机组冲击大，低压缸轴承受力变化大。空冷塔冷却，无论换热器在塔内还是塔侧，换热器排列成三角形以增加换热面积，但换热面积增加有限，为了提高换热面积，空冷塔直径体积大，造价高，且塔口直径大排气易受风的影响，提高冷却水温度。
技术实现思路
为弥补上述缺陷，本专利技术提出一种烟囱式空气冷却系统，该系统受环境影响小，发电效率高。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。一种烟囱式空气冷却系统，其特征在于，包括位于地面上的烟囱，位于地面下的换热室、冷却水池、储气箱和地下进气管道，所述烟囱底部与所述换热室外层顶部连接，所述换热室包括内层空腔和内外夹层的空气腔，所述内层空腔顶部设有热水箱，所述空气腔内设有换热器，所述换热器进水管与所述热水箱连接，所述换热器出水管与所述冷却水池连接；所述换热室外层的下部设有进气口，所述地下进气管道与所述储气箱入口连接，所述储气箱出气口与所述换热器进气口连接。上述技术方案的特点和进一步改进在于：所述地下进气管道外层部分设有水套，所述水套的上端与所述热水箱连接，所述水套的下端与所述冷却水池连接。所述换热器上设有喷淋器，所述喷淋器上设有喷淋调节阀。所述空气腔被分成多个区域，每个区域竖直设置多个隔层，每个隔层空间放置有换热器。所述储气箱出气口或换热器进气口设有进气调节阀。所述地下进气管道入口设有过滤器。所述储气箱为围绕换热室的环形空间。所述空气腔出口和烟囱入口之间设有涡轮发电机，所述涡轮发电机的空气出口上方设有散热片，所述散热片连接有热管的冷端，所述热管的热端伸入所述热水箱。本专利技术空气冷却系统部分设置于地面下，环境影响较小；可根据冷却水温和环境温度变化调节进气量、喷淋水量、与冷空气换热的热水量，使得冷却水温度较低且变化小，真空度变化小，对机组的冲击小，水管不会冻裂，发电效率与水冷相当。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。图1为本专利技术实施例第一种烟囱式空气冷却系统示意图；图2为本专利技术实施例第二种烟囱式空气冷却系统示意图；图3为本专利技术实施例第三种烟囱式空气冷却系统示意图；其中，1、烟囱；2、热水箱；3、热水管；4、换热器；5、喷淋器；6、冷却水池；7、过滤器；8、热水套；9、储气箱；10、散热片；11、涡轮发电机；12、热管。具体实施方式湿冷机组利用水蒸发散热，排气压力取决于空气的湿球温度，随季节和昼夜的变化小。空冷机组排气压力取决于空气的干球温度，随季节和昼夜的变化大，在温差变化大的季节，一天内的排气压力变化可达1～3倍。在常温常压下，水的比热是1，空气的比热为0.237，水的比热是空气的4.2倍，空气的导热系数为6.1×10-5，水的导热系数为143×10-5，水导热系数是空气的23.4倍，水的汽化热为40，相同质量的空气的体积比水大很多，空气的冷却能力比水小得多。采用空气冷却，将冷却水温度控制到接近水冷的冷却水温度，其发电效率也就接近水冷。应从以下几个方面着手，1）增加换热面积；2）提高空气流速；3）换热空气温度较低且变化小；4）降低环境温度影响。参考附图1，包括位于地面上的烟囱1，位于地面下的换热室、围绕换热室下面的环形冷却水池6、围绕换热室的环形储气箱9、热水箱2和地下进气管道，储气箱9的侧面和下层装有换热片，用于交换储气箱9内空气热量；地下进气管道入口通过风向自动跟踪得到进气孔与风向背向，且在地下进气管道入口处设有过滤器7，用于过滤空气。环形储气箱9上面和侧面设置多个长、短进气管道，长进气管道呈蛇形，管道外层部分设有水套。长、短进气管道在不同季节进行配合，使储气箱9内的空气温度更为合理。环形储气箱9使得进入每一换热器的空气温度和压力基本一致，消除了空冷塔在有风的条件下不同位置空气温度和压力不一致换热不合理的问题。容量巨大的环形储气箱9使进入的空气与原来储存的空气揉合，进入换热器的空气温度、压力变化小。地下进气长管道外层部分设有水套，水套的上端与热水箱2连接，水套的下端与冷却水池6连接，地下进气管道外壁的热水与地下进气管道内壁的冷空气逆向流动，加热冷空气，热水在加热冷空气的过程中逐渐冷却，从水套下端的管道流进冷却水池；水套上设有温度调节装置，温度调节装置根据冷却水的温度和环境温度变化调节水套的进、出水量，加热冷空气到合理温度，既解决了水管冻裂问题，也使得机组保持较高的发电效率。烟囱1底部与换热室外层顶部连接，换热室包括内层空腔和内外夹层的空气腔，内层空腔顶部设有热水箱2，热水箱2入口连接有热水管3，空气腔被分成多个区域，每个区域竖直设置多个隔层，每个隔层空间中放置有换热器4，换热器4进水管与热水箱2连接，换热器4出水管与冷却水池6连接；换热室外层的下部设有多个进气口，储气箱9的出气口与换热室进气口连接，空气进入换热室后，被分配到各个换热器。将空气腔竖直分成多个隔层，便于需要用隔层空间的温度调节，也便于在不停机的状态下维修。储气箱9出气口或换热器进气口设有进气调节阀，进气调节阀根据冷却水池中水的温度和环境温度调节进气口的进气量，使得冷却水温变化小；换热器4上设有喷淋器5，喷淋器5包括位于换热室外的水箱，位于换热室内的喷头、换热器下面的储水皿和水泵，喷头向换热器的散热片喷水，水泵将散落到储水皿内的水抽至上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟囱式空气冷却系统，其特征在于，包括位于地面上的烟囱，位于地面下的换热室、冷却水池、储气箱和地下进气管道，所述烟囱底部与所述换热室外层顶部连接，所述换热室包括内层空腔和内外夹层的空气腔，所述内层空腔顶部设有热水箱，所述空气腔内设有换热器，所述换热器进水管与所述热水箱连接，所述换热器出水管与所述冷却水池连接；所述换热室外层的下部设有进气口，所述地下进气管道与所述储气箱入口连接，所述储气箱出气口与所述换热室进气口连接。

【技术特征摘要】
1.一种烟囱式空气冷却系统，包括位于地面上的烟囱，位于地面下的换热室、储气箱和地下进气管道，所述烟囱底部与所述换热室外层顶部连接，所述换热室包括内层空腔和内外夹层的空气腔，所述空气腔内设有换热器，所述换热室外层的下部设有进气口，所述地下进气管道与所述储气箱入口连接，所述储气箱的出气口与所述换热室进气口连接，其特征在于，还包括位于地面下的冷却水池，所述内层空腔顶部设有热水箱，所述换热器进水管与所述热水箱连接，所述换热器出水管与所述冷却水池连接。2.如权利要求1所述的烟囱式空气冷却系统，其特征在于，所述地下进气管道外层部分设有水套，所述水套的上端与所述热水箱连接，所述水套的下端与所述冷却水池连接。3.如权利要求1所述的烟囱式空气冷却系统，其特征在于，所述换热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振海，
申请(专利权)人：赵振海，
类型：发明
国别省市：