EA023211B1 - Гибридная система охлаждения - Google Patents

Гибридная система охлаждения Download PDF

Info

Publication number
EA023211B1
EA023211B1 EA201200841A EA201200841A EA023211B1 EA 023211 B1 EA023211 B1 EA 023211B1 EA 201200841 A EA201200841 A EA 201200841A EA 201200841 A EA201200841 A EA 201200841A EA 023211 B1 EA023211 B1 EA 023211B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
cooling
water
dry
circuit
evaporative
Prior art date
Application number
EA201200841A
Other languages
English (en)
Other versions
EA023211B8 (ru
EA201200841A1 (ru
Inventor
Зольтан Сабо
Ласло Лудвиг
Андраш Балоч
Original Assignee
Геа Эги Энергиагаздалькодаши Зрт.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Геа Эги Энергиагаздалькодаши Зрт. filed Critical Геа Эги Энергиагаздалькодаши Зрт.
Publication of EA201200841A1 publication Critical patent/EA201200841A1/ru
Publication of EA023211B1 publication Critical patent/EA023211B1/ru
Publication of EA023211B8 publication Critical patent/EA023211B8/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K9/00Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
    • F01K9/003Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines condenser cooling circuits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B5/00Condensers employing a combination of the methods covered by main groups F28B1/00 and F28B3/00; Other condensers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B9/00Auxiliary systems, arrangements, or devices
    • F28B9/04Auxiliary systems, arrangements, or devices for feeding, collecting, and storing cooling water or other cooling liquid
    • F28B9/06Auxiliary systems, arrangements, or devices for feeding, collecting, and storing cooling water or other cooling liquid with provision for re-cooling the cooling water or other cooling liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28CHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C1/00Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
    • F28C1/14Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers comprising also a non-direct contact heat exchange
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

Изобретение представляет собой гибридную систему охлаждения для конденсации отработанного пара паровой турбины (10), при этом система охлаждения содержит контур (11) сухого охлаждения, устройство (12) с охлаждением сухим воздухом, осуществляющее теплоотдачу охлаждающей воды, текущей в нем, контур (14) испарительного охлаждения и устройство (15) с испарительным охлаждением, осуществляющее теплоотдачу охлаждающей воды, текущей в нем. В соответствии с изобретением охлаждающая вода, текущая в контуре (11) сухого охлаждения, отделяется от охлаждающей воды, текущей в контуре (14) испарительного охлаждения, а контуры (11, 14) сухого и испарительного охлаждения соединены общим конденсатором.

Description

Настоящее изобретение относится к водосберегающим системам сухого/испарительного (\ус1) охлаждения, т.е. к гибридным системам охлаждения для использования на электростанциях и в других промышленных циклических процессах.
Предшествующий уровень техники
В уровне техники наиболее широко используемой системой охлаждения электростанций и промышленных предприятий является система так называемого испарительного охлаждения, в которой обеспечивается свободное испарение охлаждающей воды в окружающую среду. Применение этой системы - в дополнение к добавочным расходам на требуемую дополнительную воду - вызывает экологические проблемы, например, такие как отрицательное воздействие большого объема выпускаемого пара на микроклимат, обледенение близлежащих дорог в зимний период времени, а также осаждение насыщенной загрязнениями воды, которая должна сливаться из контура охлаждающей воды. В то же время известны сухие или, иными словами, воздушные системы охлаждения, полностью исключающие потребление воды и соответствующий ущерб окружающей среде, в которых охлаждающая вода циркулирует в замкнутом контуре охлаждения. Эти системы требуют очень больших инвестиций и их применение ограничено более низким выходом в летнее время.
Также известны некоторые комбинации систем испарительного и сухого охлаждения, т.е. гибридные системы охлаждения, которые создаются для комбинирования положительных свойств сухой и испарительной систем охлаждения. Одной такой часто применяемой гибридной системой является гибридное охлаждение со снижением факела пароводяной смеси, которое устраняет недостатки испарительных систем охлаждения в отношении интенсивного выпуска пара, хотя оно имеет низкую водосберегающую способность. Это система охлаждения с одиночным контуром, важной частью которой является испарительное охлаждение, дополненное теплообменниками, охлаждаемыми сухим воздухом, расположенными в той же градирне (или охлаждающих ячейках). Конструкция такова, что в зимний период воздух, выпускаемый градирней, не имеет факела, по меньшей мере, на выходе градирни в результате смешивания благодаря эффекту нагрева элементов сухого охлаждения. Конструкция с одиночным контуром, что касается воды, подразумевает, что циркулирующая и нагреваемая в конденсаторе охлаждающая вода сначала входит в часть в виде воздушного охладителя, затем подается в насадку градирни (т.е., что касается воды, части сухого и испарительного охлаждения соединены последовательно). В известном решении применяется обычный поверхностный конденсатор. Это кажется простым и очевидным решением, которое могло бы применяться в качестве водосберегающего решения посредством существенного увеличения доли поверхности, охлаждаемой сухим воздухом.
Однако, в решении с одиночным контуром в трубках, охлаждаемых сухим воздухом, циркулирует та же охлаждающая вода, что попала в насадку испарительного охладителя и которая считается загрязненной с точки зрения теплообменников, охлаждаемых воздухом. Это определяет выбор материала трубок теплообменника - в сухом воздушном охладителе во избежание коррозии практически требуется нержавеющая сталь или еще более дорогой материал для трубок, например титан. Еще одним недостатком является то, что большее количество и длина трубок в воздушном охладителе усложняет их чистку. Поэтому секция сухого воздушного охладителя систем охлаждения со снижением факела пароводяной смеси часто используется только в дневное время, чтобы минимизировать отложения в трубках воздушного охладителя посредством сокращения количества часов эксплуатации. Использование известной гибридной системы охлаждения также ограничивает возможность обеспечения значительного водосбережения посредством увеличения поверхности воздушного охладителя.
Гибридные системы охлаждения раскрыты в υδ 4296802 А, υδ 3831667 А, υδ 6233941 В1, КИ 2075019 С1, И8 3935902 А и ЕР 0342005 А1.
Описание изобретения
Целью нашего изобретения является обеспечение системы сухого/испарительного охлаждения, т.е. гибридной системы, в которой отсутствуют недостатки известных решений. Целью изобретения, в частности, является создание гибридной системы охлаждения, сочетающей преимущества сухого и испарительного охлаждения без дополнительных требований по техническому обслуживанию. Еще одной целью является использование иных преимуществ, которые предлагаются комбинированным использованием сухого и влажного охлаждения, а также создание гибридной системы охлаждения, в которой соотношение секций сухого и влажного охлаждения может быть произвольно изменено в зависимости от параметров окружающей среды и фактических обстоятельств.
Соответственно изобретением является гибридная система охлаждения, охарактеризованная в п.1 формулы изобретения. Предпочтительные примеры осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения.
Важной идеей решения согласно изобретению является то, что вместо одиночного водяного контура должны применяться раздельные водяные контуры для испарительного охлаждения и сухого охлаждения. В качестве предпочтительного примера осуществления могут применяться контур непрямого воздушного охлаждения и отдельный контур испарительного охлаждения, что становится согласно изобретению системой сухого/испарительного охлаждения вследствие общего конденсатора, присоединенного
- 1 023211 к турбине. Это позволяет использовать оптимальный материал воздушного охладителя в контуре сухого охлаждения, а благодаря циркулирующей воде высокой степени чистоты можно полностью избежать отложений в трубках воздушного охладителя.
В данном случае общий конденсатор может быть сконструирован как поверхностный конденсатор, который содержит часть поверхностного конденсатора для каждого из двух контуров охлаждения. С помощью подходящим образом расположенных клапанов части или сегменты поверхностного конденсатора предпочтительно конструируются так, что зимой, когда испарительное охлаждение не требуется, часть поверхностного конденсатора, связанная с испарительным охлаждением, может быть включена в контур сухого охлаждения по меньшей мере сезонно.
При использовании того факта, что система сухого охлаждения составляет отдельный замкнутый контур и, следовательно, в ней течет абсолютно чистая охлаждающая вода, вместо части поверхностного конденсатора, связанной с контуром сухого охлаждения, предпочтительно может также использоваться часть смешанного конденсатора (т.е. часть смешивающего конденсатора). В этом случае контур непрямого воздушного охлаждения может быть выполнен в виде классической системы Геллера. В случае наилучшего примера осуществления настоящего изобретения часть поверхностного конденсатора, применяемая для контура испарительного охлаждения, и часть смешивающего конденсатора, используемая для контура воздушного охлаждения, расположены в одном корпусе и составляют поверхностный/смешивающий гибридный конденсатор. Конденсация пара, выходящего из турбины, производится двумя контурами охлаждения параллельно с точки зрения эффекта охлаждения.
Решение согласно изобретению может быть предпочтительно применено в случае отдельно расположенных испарительных градирен и сухих градирен, но также в гибридной градирне, сочетающей обе вышеупомянутые градирни.
В дополнение к общему конденсатору объединение контуров сухого и испарительного охлаждения также возможно посредством применения водо-водяных теплообменников. Комбинируя эти подходы, эксплуатационная гибкость систем гибридного охлаждения может быть улучшена. Это связано с тем, что некоторые водо-водяные теплообменники не только дешевле поверхностного конденсатора, но они также обеспечивают очень быстрое увеличение охлаждающей способности как функции дополнительной полезности воды, даже включая изменения в течение часа.
Краткое описание чертежей
Показательные предпочтительные примеры осуществления изобретения будут описаны далее со ссылкой на чертежи, где фиг. 1 представляет собой принципиальную схему гибридной системы охлаждения согласно изобретению, фиг. 2 представляет собой принципиальную схему гибридной системы охлаждения, показанной на фиг. 1, с узлом конденсатоочистки и деаэратором, фиг. 3 представляет собой принципиальную схему предпочтительного примера осуществления, применимого в гибридной градирне, фиг. 4 представляет собой принципиальную схему предпочтительного примера осуществления, содержащего последовательно соединенные водо-водяные теплообменники, фиг. 5 представляет собой принципиальную схему предпочтительного примера осуществления с последовательным и параллельным соединением водо-водяных теплообменников с точки зрения сухого контура и последовательных соединений с точки зрения испарительного контура, фиг. 6 представляет собой упрощенную модификацию фиг. 5 с точки зрения водо-водяных теплообменников с обеими частями конденсатора, имеющими поверхностный конденсатор вместо сегментов смешивающего конденсатора и поверхностного конденсатора, и на фиг. 7 и 8 показано испарительно-сухое объединение, обеспечиваемое водо-водяными теплообменниками и имеющее такую же схему расположения, что и на фиг. 5, где общий конденсатор поддерживает только сухой контур, либо в примере осуществления со смешивающим конденсатором, либо в примере осуществления с поверхностным конденсатором.
Примеры осуществления изобретения
Решение согласно изобретению сокращает расходы двумя путями. Одно преимущество систем испарительно-сухого охлаждения в отношении обычных испарительных систем состоит в том, что в холодное время года за счет более высокого отвода тепла в системе сухого охлаждения, т.е. за счет более низкого отвода тепла в системе испарительного охлаждения, потери на испарение и отложения системы испарительного охлаждения сокращаются, таким образом можно сберечь часть совокупного годового потребления воды.
В то же время применение сухих теплообменников в отдельном контуре с чистой водой согласно изобретению позволяет использовать менее дорогие конструкционные материалы, а также помимо существенного сокращения расходов на техническое обслуживание также происходит повышение работоспособности.
На фиг. 1 показана принципиальная схема предпочтительного примера осуществления изобретения. Эта гибридная система охлаждения служит для конденсации отработанного пара паровой турбины 10 и
- 2 023211 содержит контур 11 сухого охлаждения и устройство 12 с охлаждением сухим воздухом для осуществления теплоотдачи охлаждающей воды, текущей в контуре 11 сухого охлаждения, а также контур 14 испарительного охлаждения и устройство 15 с испарительным охлаждением для осуществления теплоотдачи охлаждающей воды, циркулирующей в контуре 14 испарительного охлаждения. Устройство 12 с охлаждением сухим воздухом предпочтительно является сухой градирней, показанной на фигуре, а устройство 15 с испарительным охлаждением предпочтительно является испарительной градирней. Для циркуляции в контуре 11 сухого охлаждения используется насос 13 охлаждающей воды, а в контуре 14 испарительного охлаждения - насос 16 охлаждающей воды. Согласно изобретению охлаждающая вода, циркулирующая в контуре 11 сухого охлаждения, отделяется от охлаждающей воды, текущей в контуре 14 испарительного охлаждения, т.е. охлаждающая вода двух контуров охлаждения 11 и 14 не смешивается, а контуры сухого и испарительного охлаждения соединены с общим конденсатором.
Общий конденсатор двух контуров охлаждения 11 и 14 может быть, например, поверхностным конденсатором, который содержит часть поверхностного конденсатора для каждого из двух контуров охлаждения 11 и 14. Этот вариант может быть предпочтительным при охлаждении атомных электростанций, на которых из соображений безопасности нужно ограничить протяженность контура турбины (т.е. контур турбины не должен выходить за часть здания, служащую для размещения обычных поверхностных конденсаторов). Однако, на фигуре показан предпочтительный пример осуществления (в основном применимый на неатомных электростанциях), в котором конденсатор представляет собой гибридный конденсатор 17, содержащий часть смешивающего конденсатора, соединенную с контуром 11 сухого охлаждения, и часть поверхностного конденсатора, соединенную с контуром 14 испарительного охлаждения. В гибридном конденсаторе 17 часть смешивающего конденсатора и часть поверхностного конденсатора предпочтительно располагаются в произвольной последовательности друг за другом в направлении потока пара или рядом. Последовательное размещение является более выгодным по причине одинакового давления в кожухе парового конденсатора, нежели расположение рядом.
Следовательно, отработанный пар, выходящий из паровой турбины 10, конденсируется гибридным конденсатором 17, состоящим из части поверхностного конденсатора и части смешивающего конденсатора. Часть отработанного пара конденсируется на охлаждаемых трубках охлаждающей воды части поверхностного конденсатора, а конденсат собирается внизу гибридного конденсатора 17. Вода, охлаждающая трубки части поверхностного конденсатора, теперь подается в градирню, в которой она частично охлаждается испарением, затем с помощью насоса она возвращается в трубки части поверхностного конденсатора. Конденсат пара, конденсированный в части смешивающего конденсатора, собирается внизу гибридного конденсатора 17 вместе с конденсатом, образовавшимся в испарительной части. Оттуда доля, соответствующая потоку воды сухой градирни, направляется насосом 13 охлаждающей воды в сухую градирню, в то время как меньшая часть возвращается в качестве питательной воды бойлера (не показан) для образования рабочего пара паровой турбины 10.
В случае обычных поверхностных конденсаторов летом, когда смесь конденсата и охлаждающей воды, собирающаяся внизу конденсатора, может иметь температуру выше 60°С, узел 18 конденсатоочистки в смешанном слое, показанный на фиг. 2, и обычной применяемый в контуре питательной воды электростанции должен быть отключен из-за предела допуска на температуру навески ионита в нем. Однако, в системе охлаждения согласно изобретению вода чистоты конденсата циркулирует в смешивающем конденсаторе контура сухого охлаждения, поэтому вода летом даже может быть взята из потока холодной возвратной охлаждающей воды контура 11 сухого охлаждения и, следовательно, может поддерживаться непрерывная работа узла 18 конденсатоочистки.
Поэтому, как показано на фиг. 2, изобретение предпочтительно содержит узел 18 конденсатоочистки, а также линию 19 подачи конденсата, которая позволяет подавать в узел 18 конденсатоочистки, по меньшей мере, частично охлаждающую воду, выходящую из устройства 12 с охлаждением сухим воздухом, в случае, когда температура конденсата, собранного в конденсаторе, выше заданного предела температуры.
Из узла 18 конденсатоочистки вода поступает в деаэраторный резервуар 20 и оттуда - в контур питательной воды бойлера. Деаэраторный резервуар 20 имеет буферную емкость, и следовательно бойлер даже не остается без питательной воды между очередным удалением конденсата при температуре конденсата, например, ниже или выше 60° С во время автоматического (регулируемого температурой) переключения. Переключение означает, что отводящая ветвь трубопровода постепенно закрывается и постепенно открывается другая отводящая ветвь, но, конечно, может применяться также любой предпочитаемый способ смешивания. С помощью клапанов, показанных на фигуре, отдельные секции гибридного конденсатора 17 могут разделяться и обслуживаться отдельно.
На фиг. 3 показана принципиальная схема предпочтительного примера осуществления, в котором передача тепла контура 11 сухого охлаждения и контура 14 испарительного охлаждения осуществляется одной и той же гибридной градирней 21. В этом случае, следовательно, устройство 12 с охлаждением сухим воздухом выполнено как часть сухого охлаждения гибридной градирни 21, а устройство 15 с испарительным охлаждением - как испарительная часть гибридной градирни 21. В дополнение к вышеуказанным преимуществам этот пример осуществления также имеет преимущество сокращения видимого
- 3 023211 факела пара, как упомянуто во введении. На практике возможность изменения этого примера осуществления может быть ограничена фактом того, что для выполнения поверхности сухого охлаждения обычно доступно только ограниченное пространство, следовательно, можно получить только ограниченное годовое водосбережение. Следовательно, градирни или ячейки воздушного охлаждения и испарительного охлаждения могут устанавливаться в общем корпусе градирни или также раздельно.
Гибридная система охлаждения согласно изобретению имеет также следующие преимущества. Посредством надлежащего закрытия или открытия клапанов, связанных с общим конденсатором, можно осуществлять техническое обслуживание любой части конденсатора, в то время как другая часть продолжает работать, таким образом давая частичную нагрузку на работу всей системы охлаждения. Кроме того, гибридный конденсатор 17 может формироваться из существующего поверхностного конденсатора, например, на электростанции, на которой требуется перевод в режим водосбережения: посредством удаления части трубных регистров поверхностного конденсатора они могут быть заменены внутренними водяными камерами и соплами части смешивающего конденсатора.
В соответствии с особо предпочтительным примером осуществления изобретения, также показанным на фиг. 4, характеристики, эксплуатационная гибкость и эффективность экономии воды систем сухого/испарительного охлаждения, объединенных общим конденсатором, могут быть еще больше улучшены, если в дополнение к конденсатору контуры испарительного и сухого охлаждения имеют тепловое соединение посредством подходящего водо-водяного теплообменника 24. Следует отметить, что применение систем сухого/испарительного охлаждения, объединенных конденсатором, представляет собой параллельное соединение. Соединение посредством водо-водяного теплообменника обеспечивает как параллельное, так и последовательное соединение. Следовательно, этот предпочтительный пример осуществления изобретения содержит водо-водяной теплообменник 24, подходящий для передачи тепла между охлаждающей водой, текущей в контуре 11 сухого охлаждения, и охлаждающей водой, текущей в контуре 14 испарительного охлаждения.
В примере осуществления, показанном на фиг. 4, через водо-водяной теплообменник 24 два охлаждающих контура соединены последовательно предпочтительно в противоток таким образом, что это пригодно для последующего охлаждения по меньшей мере одной части охлаждающей воды, охлаждаемой в устройстве 12 с охлаждением воздухом, с одной по меньшей мере частью охлаждающей воды, охлаждаемой в устройстве 15 с испарительным охлаждением.
Соединение гибридной системы посредством общего конденсатора обеспечивает относительно ограниченную возможность с точки зрения коэффициента отвода тепла испарительной и сухой систем, который подлежит определению и оптимизации на основе температуры окружающей среды (и влажности воздуха, в меньшей степени). В то же время, конденсатор в качестве теплообменника намного более затратен, чем водо-водяной теплообменник (например, теплообменник в виде пластины). Увеличение мощности, необходимое в жаркие летние дни, может обеспечиваться более гибко, если в дополнение к соединению посредством конденсатора увеличивают использование водо-водяного теплообменника 24. Последовательное соединение через водо-водяной теплообменник 24 представляет собой решение с более высоким водосбережением, хотя дополнительное потребление электроэнергии системами охлаждения несколько повышается по причине того, что, как показано на фиг. 4, рекуперативная водяная турбина 23 как таковая частично обходится потоком охлаждающей воды. Используя ненужное тепло в обратной ветви контура 11 сухого охлаждения, водяная турбина 23 содействует приведению в действие двигателя 22, который приводит в действие насос 13 охлаждающей воды. Если система охлаждения не содержит водяную турбину 23, из-за падения давления в водо-водяном теплообменнике 24 необходимо подавать дополнительную энергию для повторной подачи выходящего потока охлаждающей воды из теплообменника в контур 11 сухого охлаждения.
Параллельное соединение через водо-водяной теплообменник требует использования большего количества воды для того же отвода тепла, но в то же время сокращает потребление. Также важно, чтобы надлежащим образом выбранные водо-водяные теплообменники (например, пластинчатые теплообменники) можно было чистить намного легче, чем трубки поверхностных конденсаторов.
Это решение может применяться либо в случае конденсатора, в котором как контур испарительного охлаждения, так и контур сухого охлаждения содержит часть поверхностного конденсатора, или в случае конденсатора, в котором испарительный контур содержит часть поверхностного конденсатора, а контур сухого охлаждения - часть смешивающего конденсатора.
В случае гибридной системы сухого/испарительного охлаждения согласно изобретению соединение через водо-водяной теплообменник может осуществляться последовательно или параллельно, но оба решения могут применяться даже одновременно, что обеспечивает самую большую возможную эксплуатационную гибкость для удовлетворения сезонной, недельной, дневной или даже часовой охлаждающей способности, а также с точки зрения потребности в воде.
На фиг. 4 показана система сухого/испарительного охлаждения, в которой контуры испарительного и сухого охлаждения соединены параллельно друг с другом через комбинированный смешивающий и поверхностный гибридный конденсатор 17, и в то же время они соединены последовательно через водоводяной теплообменник 24.
- 4 023211
На фиг. 5 показан предпочтительный пример, в котором соединение через водо-водяные теплообменники может быть выполнено последовательно и параллельно. На фигуре показано соединение системы сухого охлаждения с естественной тягой и системы испарительного охлаждения через гибридный конденсатор 17. С точки зрения отвода тепла водо-водяной теплообменник 24 устанавливает последовательное соединение между воздушным охлаждением и испарительным охлаждением относительно сухого контура, в то время как водо-водяные теплообменники 25а и 25Ь реализуют параллельное соединение. Путем установки подходящих клапанов в системе обеспечивается очень высокая эксплуатационная гибкость, когда в дополнение к оптимизации потребления воды и вакуума есть возможность оптимизировать также потребление дополнительной энергии. В варианте, показанном на фигуре, часть потока воды, охлаждаемой в контуре 14 испарительного охлаждения, которая обеспечивает охлаждение водо-водяных теплообменников 24, 25а, 25Ь, может быть разделена на два последующих сопотока. Один из сопотоков идет на последовательно подсоединенный водо-водяной теплообменник 24, где он дополнительно охлаждает воду, охлажденную в контуре 11 сухого охлаждения, до того как он войдет в часть смешивающего конденсатора. Другой сопоток испарительного контура в теплообменнике 25Ь, соединенного параллельно с контуром сухого охлаждения, обеспечивает вторую стадию охлаждения горячей ветви, водоводяной теплообменник 25а, также параллельно соединенный относительно системы сухого охлаждения, обеспечивает первую стадию охлаждения горячего ветви сухого охлаждения вместе с потоком охлаждающей воды стороны испарительного контура, выходящим из водо-водяного теплообменника 24.
Следовательно, через водо-водяные теплообменники два охлаждающих контура соединяются предпочтительно в противоток частично последовательно и частично параллельно, так что это пригодно для охлаждения одной части подогретой охлаждающей воды, выходящей из части конденсатора, связанной с контуром 11 сухого охлаждения в водо-водяных теплообменниках 25а, 25Ь, вместо устройства 12 с охлаждением сухим воздухом путем использования по меньшей мере одной части охлаждающей воды, текущей в контуре 14 испарительного охлаждения. Предпочтительно водо-водяные теплообменники 24, 25а, 25Ь могут выборочно сообщаться и разобщаться с помощью клапанов.
На фиг. 6 показан модифицированный пример осуществления решения, показанного на фиг. 5, в котором посредством разобщения водо-водяного теплообменника 25Ь с помощью клапанов или обхода этого теплообменника соединение водо-водяных теплообменников 24 и 25а может быть упрощено и, следовательно, могут быть сокращены инвестиционные расходы и осуществлено наиболее эффективное потребление воды в испарительном контуре. Согласно решению, показанному на фиг. 6, охлаждение одной части потока контура сухого охлаждения осуществляется последовательно относительно сухого контура в водо-водяном теплообменнике 24 и параллельно в водо-водяном теплообменнике 25а. В то же время, если смотреть со стороны контура испарительного охлаждения, водо-водяные теплообменники 24 и 25а соединены последовательно. В указанном примере осуществления контуры испарительного и сухого охлаждения соединены с общим поверхностным конденсатором 27, но у каждого имеется его собственная отдельная часть конденсатора.
Соединение, показанное в предыдущем примере осуществления, имеет два важных преимущества. С одной стороны, объем воды, циркулирующей в испарительном контуре, может быть уменьшен, что также позволяет уменьшить размер испарительного охладителя. С другой стороны, наибольший эффект охлаждения может быть достигнут таким путем с наименьшей потерей воды и наименьшими дополнительными потребностями в воде, т.е. с наименьшим количеством испарившейся и спущенной воды.
Может случиться так, что помимо эффективной охлаждающей способности, необходимой при высоких и непредсказуемо изменяющихся температурах в течение относительно короткого периода времени, водосбережение, измеряемое на годовом уровне, также имеет непреходящую важность. Затем, как показано на фиг. 7 и 8, сегмент поверхностного конденсатора испарительного контура, показанный на фиг. 5, может быть опущен, а объединение контуров сухого и испарительного охлаждения реализуется посредством водо-водяных теплообменников 24, 25а и 25Ь для обеих реализаций контура сухого охлаждения: со смешивающим конденсатором 28 (фиг. 7) или с поверхностным конденсатором 29 (фиг. 8). Поэтому в этих примерах осуществления изобретения контур испарительного охлаждения соединен с общим конденсатором не напрямую, поскольку взаимодействие контуров сухого и испарительного охлаждения реализуется посредством водо-водяных теплообменников 24, 25а и 25Ь.
Изобретение, конечно, не ограничивается вышеуказанными подробными предпочтительными примерами осуществления, но последующие модификации, изменения и последующие разработки возможны в пределах объема, определенного формулой изобретения. Изобретение можно применять при охлаждении воздухом как с естественной, так и принудительной тягой, и его можно свободно реализовать с последовательно и параллельно соединенными водо-водяными теплообменниками.

Claims (7)

1. Гибридная система охлаждения для конденсации отработанного пара паровой турбины (10), содержащая контур (11) сухого охлаждения с устройством (12) охлаждения сухим воздухом,
- 5 023211 контур (14) испарительного охлаждения с устройством (15) испарительного охлаждения, причем охлаждающая вода, текущая в контуре (11) сухого охлаждения, отделена от охлаждающей воды, текущей в контуре (14) испарительного охлаждения, а контуры (11, 14) сухого и испарительного охлаждения соединены общим конденсатором (17), отличающаяся тем, что содержит водо-водяной теплообменник (24), предназначенный для обмена теплом между охлаждающей водой, текущей в контуре (11) сухого охлаждения, и охлаждающей водой, текущей в контуре (14) испарительного охлаждения.
2. Система охлаждения по п.1, отличающаяся тем, что конденсатор является гибридным конденсатором (17), который содержит часть смешивающего конденсатора, связанную с контуром (11) сухого охлаждения, и часть поверхностного конденсатора, связанную с контуром (14) испарительного способа охлаждения.
3. Система охлаждения по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что устройство (12) с охлаждением сухим воздухом представляет собой сухую градирню с естественной или принудительной тягой, а устройство (15) с испарительным охлаждением представляет собой испарительную градирню с естественной или принудительной тягой.
4. Система охлаждения по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что устройство (12) с охлаждением сухим воздухом и устройство (15) с испарительным охлаждением выполнены как части гибридной градирни (21), при этом устройство (12) с охлаждением сухим воздухом выполнено в виде части сухого охлаждения гибридной градирни (21), а устройство (15) с испарительным охлаждением выполнено в виде испарительной части гибридной градирни (21).
5. Система охлаждения по п.1, отличающаяся тем, что посредством водо-водяного теплообменника (24) два контура охлаждения (11, 14) соединены в противоток таким образом, что обеспечивают дополнительное охлаждение последовательно по меньшей мере части потока охлажденной охлаждающей воды в устройстве (12) с охлаждением сухим воздухом с частью потока охлаждающей воды, охлажденной в устройстве (15) с испарительным охлаждением.
6. Система охлаждения по п.5, отличающаяся тем, что дополнительно содержит водо-водяные теплообменники (25а, 25Ъ), через которые два контура охлаждения (11, 14) соединены в противоток и параллельно по отношению к контуру (11) сухого охлаждения, при этом водо-водяные теплообменники (25а, 25Ъ) предназначены для охлаждения части нагретой охлаждающей воды, выходящей из части конденсатора для контура (11) сухого охлаждения путем использования по меньшей мере части охлаждающей воды, текущей в контуре (14) испарительного охлаждения.
7. Система охлаждения по любому из пп.5 и 6, отличающаяся тем, что она содержит клапаны, предназначенные для выборочного сообщения или разобщения водо-водяных теплообменников (24, 25а, 25Ъ).
EA201200841A 2009-12-03 2010-12-03 Гибридная система охлаждения EA023211B8 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU0900750A HU228665B1 (en) 2009-12-03 2009-12-03 Hybrid cooling system
PCT/HU2010/000136 WO2011067619A2 (en) 2009-12-03 2010-12-03 Hybrid cooling system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EA201200841A1 EA201200841A1 (ru) 2013-04-30
EA023211B1 true EA023211B1 (ru) 2016-05-31
EA023211B8 EA023211B8 (ru) 2016-10-31

Family

ID=89989410

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201400804A EA028070B8 (ru) 2009-12-03 2010-12-03 Система охлаждения с узлом конденсатоочистки
EA201200841A EA023211B8 (ru) 2009-12-03 2010-12-03 Гибридная система охлаждения

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201400804A EA028070B8 (ru) 2009-12-03 2010-12-03 Система охлаждения с узлом конденсатоочистки

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20130000867A1 (ru)
EP (2) EP2647938A1 (ru)
CN (1) CN102859308A (ru)
EA (2) EA028070B8 (ru)
HU (2) HU228665B1 (ru)
MX (2) MX2012006356A (ru)
WO (1) WO2011067619A2 (ru)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102357455B (zh) * 2011-08-08 2013-06-12 上海交通大学 具有热管冷却装置的大功率超声波换能器
US20170010009A9 (en) * 2011-09-23 2017-01-12 R4 Ventures Llc Advanced Multi-Purpose Multistage Evaporative Cold Water/Cold Air Generating and Supply System
US20170010029A9 (en) * 2011-09-23 2017-01-12 R4 Ventures Llc Multi Purpose Multistage Evaporative Cold Water and Cold Air Generating and Supply System
CN102384670A (zh) * 2011-10-11 2012-03-21 杭州杭氧换热设备有限公司 一种空分设备空冷岛夏季负荷不足时的辅助装置
CN102364271A (zh) * 2011-10-29 2012-02-29 双良节能***股份有限公司 干式工业循环水冷却***
DE102012214444A1 (de) * 2012-08-14 2014-02-20 Siemens Aktiengesellschaft Gas- und Dampfturbinenanlage mit Naturzugkühlturm
HUP1200544A2 (en) 2012-09-20 2014-03-28 Gea Egi Energiagazdalkodasi Zrt Hybrid condenser
US20150047813A1 (en) * 2013-08-19 2015-02-19 Industrial Technology Research Institute Heat exchanger with recuperating and condensing functions and heat cycle system and method using the same
US9476648B2 (en) 2014-01-21 2016-10-25 Drexel University Systems and methods of using phase change material in power plants
US10890383B2 (en) 2014-01-21 2021-01-12 Drexel University Systems and methods of using phase change material in power plants
BR102014023072B1 (pt) 2014-09-13 2020-12-01 Citrotec Indústria E Comércio Ltda sistema de condensação à vácuo utilizando condensador evaporativo e sistema de remoção de ar acoplado as turbinas de condensação em termoelétricas
CN104456793B (zh) * 2014-11-26 2017-04-19 西安工程大学 电厂用热能、风能驱动的蒸发冷却与冷却塔联合冷却***
JP6254968B2 (ja) 2015-03-06 2017-12-27 ヤンマー株式会社 動力発生装置
CN105258528A (zh) * 2015-11-05 2016-01-20 洛阳隆华传热节能股份有限公司 一种高效复合型蒸汽冷凝***
CN105783579B (zh) * 2016-05-06 2018-12-28 国电南京电力试验研究有限公司 自然通风冷却塔扩大单元制运行***和运行方法
US10690014B2 (en) * 2017-05-12 2020-06-23 DOOSAN Heavy Industries Construction Co., LTD Cooling module, supercritical fluid power generation system including the same, and supercritical fluid supply method using the same
US11796229B2 (en) 2019-03-22 2023-10-24 Solvcor Technologies. Llc Systems and methods for high energy density heat transfer
US10788267B2 (en) * 2018-06-25 2020-09-29 General Electric Company Condenser system, and condensate vessel assembly for power plant
JP7120839B2 (ja) * 2018-08-01 2022-08-17 三菱重工業株式会社 蒸気タービンプラント、及びその起動方法
US11788798B2 (en) * 2019-03-22 2023-10-17 Solvcor Technologies, Llc Systems and adjustable and high energy density thermal storage
CN110736359B (zh) * 2019-11-09 2021-02-02 南京紫侯弘新型建材有限公司 一种蒸压釜蒸汽高效回收利用装置
CN110822934B (zh) * 2019-11-09 2021-01-29 南京紫侯弘新型建材有限公司 一种蒸压釜蒸汽回收利用装置
CN112857133B (zh) * 2021-01-25 2022-12-23 山东蓝想环境科技股份有限公司 一种干湿联合冷却塔运行的控制***及其实现方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3831667A (en) * 1971-02-04 1974-08-27 Westinghouse Electric Corp Combination wet and dry cooling system for a steam turbine
US3935902A (en) * 1971-10-25 1976-02-03 Tyeploelektroprojekt Condensation apparatus for steam turbine power plants
FR2378944A1 (fr) * 1977-01-27 1978-08-25 Fives Cail Babcock Dispositif pour le refroidissement de la vapeur detendue par une turbine
US4296802A (en) * 1975-06-16 1981-10-27 Hudson Products Corporation Steam condensing apparatus
FR2483587A1 (fr) * 1980-05-30 1981-12-04 Hudson Italiana Spa Procede et installation a tours synergiques pour la refrigeration secondaire dans les centrales de puissance
EP0342005A1 (en) * 1988-05-10 1989-11-15 Energiagazdálkodási Részvénytársaság Cooling system for condensing the exhaust steam of steam turbine plants, particularly of power plants
JPH0715322B2 (ja) * 1989-09-29 1995-02-22 株式会社日立製作所 脱塩処理システム
RU2075019C1 (ru) * 1991-12-20 1997-03-10 Государственный научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт "Теплоэлектропроект" Оборотная система охлаждения энергетической установки с гибридным охладителем
US6233941B1 (en) * 1998-02-25 2001-05-22 Asea Brown Boveri Ag Condensation system
JP2005171820A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷却制御装置及び冷却制御方法とこの冷却制御装置を使用したプラント
US20090266076A1 (en) * 2008-04-28 2009-10-29 Siemens Energy, Inc. Condensate Polisher Circuit

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU381799A1 (ru) * 1970-12-22 1973-05-22 Харьковский филиал центрального конструкторского бюро модернизации энергетического оборудовани Конденсационная установка
HU164245B (ru) * 1971-08-03 1974-01-28
US3820334A (en) * 1972-07-28 1974-06-28 Transelektro Magyar Villamossa Heating power plants
US4301861A (en) * 1975-06-16 1981-11-24 Hudson Products Corporation Steam condensing apparatus
SU775356A1 (ru) * 1977-08-17 1980-10-30 Производственное Энергетическое Объединение "Харьковэнерго" Энергетическа установка
US4506508A (en) * 1983-03-25 1985-03-26 Chicago Bridge & Iron Company Apparatus and method for condensing steam
CN1428585A (zh) * 2001-12-25 2003-07-09 郝志刚 一种冷却塔及其制造方法和用途
CN2615555Y (zh) * 2003-05-06 2004-05-12 武汉中圣能源环保工程有限公司 节能型水膜式空冷器

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3831667A (en) * 1971-02-04 1974-08-27 Westinghouse Electric Corp Combination wet and dry cooling system for a steam turbine
US3935902A (en) * 1971-10-25 1976-02-03 Tyeploelektroprojekt Condensation apparatus for steam turbine power plants
US4296802A (en) * 1975-06-16 1981-10-27 Hudson Products Corporation Steam condensing apparatus
FR2378944A1 (fr) * 1977-01-27 1978-08-25 Fives Cail Babcock Dispositif pour le refroidissement de la vapeur detendue par une turbine
FR2483587A1 (fr) * 1980-05-30 1981-12-04 Hudson Italiana Spa Procede et installation a tours synergiques pour la refrigeration secondaire dans les centrales de puissance
EP0342005A1 (en) * 1988-05-10 1989-11-15 Energiagazdálkodási Részvénytársaság Cooling system for condensing the exhaust steam of steam turbine plants, particularly of power plants
JPH0715322B2 (ja) * 1989-09-29 1995-02-22 株式会社日立製作所 脱塩処理システム
RU2075019C1 (ru) * 1991-12-20 1997-03-10 Государственный научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт "Теплоэлектропроект" Оборотная система охлаждения энергетической установки с гибридным охладителем
US6233941B1 (en) * 1998-02-25 2001-05-22 Asea Brown Boveri Ag Condensation system
JP2005171820A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷却制御装置及び冷却制御方法とこの冷却制御装置を使用したプラント
US20090266076A1 (en) * 2008-04-28 2009-10-29 Siemens Energy, Inc. Condensate Polisher Circuit

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011067619A3 (en) 2012-03-29
EA201400804A1 (ru) 2015-03-31
US20130000867A1 (en) 2013-01-03
CN102859308A (zh) 2013-01-02
WO2011067619A2 (en) 2011-06-09
EA023211B8 (ru) 2016-10-31
EA201200841A1 (ru) 2013-04-30
EP2507571B1 (en) 2014-12-10
HU228665B1 (en) 2013-05-28
EP2507571A2 (en) 2012-10-10
EA028070B8 (ru) 2017-12-29
MX2012006356A (es) 2012-09-07
HUP0900750A2 (en) 2011-08-29
EA028070B1 (ru) 2017-10-31
MX354052B (es) 2018-02-09
HU0900750D0 (en) 2010-01-28
HUE024117T2 (en) 2016-02-29
EP2647938A1 (en) 2013-10-09
EP2507571B8 (en) 2016-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA023211B1 (ru) Гибридная система охлаждения
US9057288B2 (en) Process utilizing high performance air-cooled combined cycle power plant with dual working fluid bottoming cycle and integrated capacity control
US7926555B2 (en) Series-parallel condensing system
CN107155280B (zh) 一种一体化通风冷却热回收装置
CN103527267B (zh) 一种采用板式蒸发冷凝器组的直接空冷机组***
US20110203279A1 (en) Cogeneration device
JP2012097741A (ja) 発電所のキャリヤ流体を冷却する方法、発電所、及び冷却システム
WO2012057098A1 (ja) 水処理システム及び水処理方法
FI98858C (fi) Menetelmä termisen energian jakelujärjestelmän yhteydessä ja termisen energian jakelujärjestelmä
US7827792B2 (en) Refrigerant cooled main steam condenser binary cycle
JP5743490B2 (ja) 水処理システム及び水処理方法
JP2000105020A (ja) 未利用熱源氷蓄熱ヒートポンプ装置
CN203531984U (zh) 一种采用板式蒸发冷凝器组的直接空冷机组***
WO2008009296A1 (en) Free cooling scheme for process cooling and air conditioning applications
JPH10169907A (ja) ボイラプラント
US4184536A (en) Heat rejection system
CN210832707U (zh) 干湿结合冷却循环水***
RU2338968C1 (ru) Способ утилизации теплоты неочищенных сточных вод и получения горячего теплоносителя
CN111472855A (zh) 一种汽轮发电装置
CN220541197U (zh) 一种余热回收供热***
JP5743489B2 (ja) 水処理システム
CN208687830U (zh) 一种春、秋季燃气加热***
CN110578931B (zh) 一种利用凝结水改进暖风器调节一二次风温的***和方法
RU2647815C2 (ru) Система кондиционирования воздуха
Beaty et al. Designing Data Center Waterside Economizers: Part 3: Heat Rejection Alternatives.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM