CN103743287A - 水泵后置的高位收水冷却水循环系统及循环方法 - Google Patents

Abstract

一种水泵后置的高位收水冷却水循环系统及循环方法，所述系统是一个冷却水的回流管路；由高位收水冷却塔，高位集水池及清污设备间，凝汽器，循环水泵及之间的管道组成，其中循环水泵采用在凝汽器出水端设置的方案。采用本发明的冷却水循环方法，冷却水从高位收水冷却塔进入到高位集水池及清污设备间，再进入凝汽器，再进入循环水泵，再回到高位收水冷却塔形成完整的冷却水循环。本发明使凝汽器的承压大幅减小，凝汽器本体和管材的壁厚降低，可提高传热效率和降低凝汽器和循环水泵的工程造价。

Description

水泵后置的高位收水冷却水循环系统及循环方法

技术领域

本发明涉及发电厂的设备，具体地指一种水泵后置的高位收水冷却水循环系统及循环方法。 

背景技术

在火力发电流程中，燃料在锅炉中燃烧，加热水形成蒸汽，蒸汽压力推动汽轮机旋转，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能进行发电。用于加热成蒸汽进行做功的水，称为工质水。工质水完成做功后，需先进入凝汽器中进行热交换降温，再重新进入循环利用加热做功。在凝汽器中与工质水进行热交换的为冷却水。冷却水在凝汽器中吸热，再到冷却塔中散热构成冷却水循环。 

冷却水循环系统的设计是火力发电厂冷却系统配置的重要课题。冷却水循环系统中的冷却塔、循环水泵、凝汽器和循环水管沟布置设计是否合理，对发电厂的安全经济运行有着重要影响。在当前发电厂的设计中常通过循环水系统冷端优化计算，结合各项设备的固定投资和运行费用，以年费用最小法来确定最优、最合理的各项组合。常规工程冷却塔通常采用集水池为地下布置的自然通风冷却塔，随着节能降耗的政策导向，越来越多的工程中采用集水槽在地面上布置的高位收水自然通风冷却塔降低循环水泵静扬程达到节能的目的。尤其是随着高参数、大容量机组的发展，节能效果更加明显。优化高位收水冷却水循环系统的布置是节能降耗的一个重要手段。 

如图1、图2所示以往工程，采用高位收水冷却塔的冷却水循环系统布置方案的流程通常为：冷却塔1（出口端：集水槽）→冷却塔出水沟道2→清污设备间9→循环水泵6→凝汽器进水管4→凝汽器5→ 凝汽器出水管道8→冷却塔1（进口端：中央配水竖井）。其中循环水泵采用卧式离心泵或者立式混流泵。 

高位收水冷却塔冷却水循环系统中循环水泵扬程约为20.4m，当其布置于凝汽器进口前端时，凝汽器本体承压最大值约为34.9m。综上所述，现有的技术方案存在凝汽器水室承压大、传热效率低、造价高，循环水泵房深度较深、工程量大等问题。 

发明内容

本发明的第一目的是提供一种水泵后置的，降低凝汽器水室承压，从而降低工程成本的水泵后置的高位收水冷却水循环系统。 

本发明的第二目的是提供一种利用这种高位收水冷却水循环系统的冷却水循环方法。 

本发明的第一目的是通过如下措施来达到的：一种水泵后置的高位收水冷却水循环系统，它是一个冷却水的回流管路。 

它包括安装在汽机房中的凝汽器，所述凝汽器的出水端通过凝汽器出水管道与循环水泵的进水端相连；所述循环水泵的出水端通过冷却塔进水管道与冷却塔进水端相连。 

所述冷却塔的出水端通过冷却塔出水沟道与高位集水池及清污设备间的进水端相连；所述高位集水池及清污设备间的出水端通过凝汽器进水管道与凝汽器的进水端相连。 

更进一步地，所述冷却塔为高位收水冷却塔；所述循环水泵为卧式离心循环水泵。 

本发明的第二目的是通过如下措施来达到的：应用水泵后置的高位收水冷却水循环系统的循环方法，它按如下步骤进行： 

步骤一、在高位收水冷却塔中已完成冷却的冷却水，通过冷却塔出水沟道进入高位集水池及清污设备间；冷却水在集水池中进行汇集、储存和不同工况时的水质的均衡，并在清污设备间对冷却水进行观察和清洁； 

步骤二、冷却水再通过凝汽器进水管道进入凝汽器；在凝汽器中冷却水与发电厂中的工质水进行热交换，对工质水进行冷却； 

步骤三、吸收热量之后的冷却水通过凝汽器出水管道进入到循环水泵；循环水泵再将冷却水途经冷却塔进水管道泵入高位收水冷却塔以进行冷却，构成一个完整的冷却水循环，周而复始。 

综上所述，冷却水循环流程改进为：高位收水冷却塔（出口端：集水槽）→冷却塔出水沟道→高位集水池及清污设备间→凝汽器进水管道→凝汽器→凝汽器出水管道→循环水泵→冷却塔进水管道→高位收水冷却塔（进口端：中央配水竖井）。以1000MW级机组为例，高位收水冷却塔的集水池液面标高约为14.5m，凝汽器水室最高点液面通常标高约为6～7m；两者间高差即可满足克服从高位收水冷却塔集水槽至凝汽器两者间管道阻力和凝汽器本身的水阻的要求。当循环水泵布置于凝汽器出口后端时，凝汽器本体承压最大值约仅为14.5m。相比原有方案，本方案中由于承压大幅减小，凝汽器本体和管材的壁厚降低，可提高传热效率和降低凝汽器的造价。 

附图说明

图1为卧式离心水泵前置高位收水冷却水循环系统的总平面布置图 

图2为立式混流水泵前置高位收水循环冷却水系统的总平面布置图 

图3为水泵后置的高位收水冷却水循环系统的总平面布置图 

图中：1-冷却塔，2-冷却塔出水沟道，3-高位集水池及清污设备间，4-凝汽器进水管道，5-凝汽器，6-循环水泵，7-冷却塔进水管道，8-凝汽器出水管道，9-清污设备间。 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细描述，但该 实施例不应该理解为对本发明的限制。 

如图1所示，一种水泵后置的高位收水冷却水循环系统，它是一个冷却水的回流管路。 

它包括安装在汽机房中的凝汽器5，凝汽器5的出水端通过凝汽器出水管道8与循环水泵6的进水端相连；循环水泵6的出水端通过冷却塔进水管道7与冷却塔1进水端相连。 

冷却塔1的出水端通过冷却塔出水沟道2与高位集水池及清污设备间3的进水端相连；高位集水池及清污设备间3的出水端通过凝汽器进水管道4与凝汽器5的进水端相连。 

优选地，冷却塔1为高位收水冷却塔；循环水泵6为卧式离心循环水泵。 

应用水泵后置的高位收水冷却水循环系统的循环方法，它按如下步骤进行： 

步骤一、在高位收水冷却塔1中已完成冷却的冷却水，通过冷却塔出水沟道2进入高位集水池及清污设备间3；冷却水在集水池中进行汇集、储存和不同工况时的水质的均衡，并在清污设备间对冷却水进行观察和清洁； 

步骤二、冷却水再通过凝汽器进水管道4进入凝汽器5；在凝汽器5中冷却水与发电厂中的工质水进行热交换，对工质水进行冷却； 

步骤三、吸收热量之后的冷却水通过凝汽器出水管道8进入到循环水泵6；循环水泵6再将冷却水途经冷却塔进水管道7泵入高位收水冷却塔1以进行冷却，构成一个完整的冷却水循环，周而复始。 

本发明工作时，冷却水循环流程改进为：高位收水冷却塔1（出口端：集水槽）→冷却塔出水沟道2→高位集水池及清污设备间3→凝汽器进水管道4→凝汽器5→凝汽器出水管道6→循环水泵7→冷却塔进水管道8→高位收水冷却塔1（进口端：中央配水竖井）。 

具体地，本发明提供1000MW级机组的火力发电厂循环水系统的一种设备和管道布置的具体实施例，高位收水冷却塔塔高为192m， 进风口高度14.3m，高位集水槽设计水位14.3m，竖井水位23.6m，供水高度9.3m；每台机组配置4台循环水泵，采用卧式离心泵，单泵流量7.1m³/s，扬程20.5m；凝汽器进出水管道直径DN2800mm；冷却塔进水管道直径DN3800mm；凝汽器水室最高点标高6.5m，凝汽器换热面积60000m²。 

如下表所示，本发明与现有技术比较有以下优势： 

综上所述，采用本发明水泵后置的高位收水冷却水循环系统，凝汽器承压大幅减小，凝汽器本体和管材的壁厚降低，大幅提高传热效率和降低凝汽器的造价。 

其它未说明的部分均为现有技术。 

Claims (4)

1.一种水泵后置的高位收水冷却水循环系统，它是一个冷却水的回流管路，其特征在于：

它包括安装在汽机房中的凝汽器（5），所述凝汽器（5）的出水端通过凝汽器出水管道（8）与循环水泵（6）的进水端相连；所述循环水泵（6）的出水端通过冷却塔进水管道（7）与冷却塔（1）进水端相连；

所述冷却塔（1）的出水端通过冷却塔出水沟道（2）与高位集水池及清污设备间（3）的进水端相连；所述高位集水池及清污设备间（3）的出水端通过凝汽器进水管道（4）与凝汽器（5）的进水端相连。

2.根据权利要求1所述的水泵后置的高位收水冷却水循环系统，其特征在于：所述冷却塔（1）为高位收水冷却塔。

3.根据权利要求1或2所述的水泵后置的高位收水冷却水循环系统，其特征在于：所述循环水泵（6）为卧式离心循环水泵。

4.应用权利要求1-3中任一权利要求所述的水泵后置的高位收水冷却水循环系统的循环方法，其特征在于它按如下步骤进行：

步骤一、在高位收水冷却塔（1）中完成冷却的冷却水，通过冷却塔出水沟道（2）进入高位集水池及清污设备间（3）；冷却水在集水池中进行汇集、储存和不同工况时的水质的均衡，并在清污设备间对冷却水进行观察和清洁；

步骤二、冷却水再通过凝汽器进水管道（4）进入凝汽器（5）；在凝汽器（5）中冷却水与发电厂中的工质水进行热交换，对工质水进行冷却；

步骤三、吸收热量之后的冷却水通过凝汽器出水管道（8）进入到循环水泵（6）；循环水泵（6）再将冷却水途经冷却塔进水管道（7）泵入高位收水冷却塔（1）以进行冷却，构成一个完整的冷却水循环，周而复始。

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