本發(fā)明涉及一種空冷島系統(tǒng)，特別涉及一種用于汽輪發(fā)電機(jī)組乏汽直接空冷的冷卻補(bǔ)償式空冷島系統(tǒng)，屬于汽輪發(fā)電機(jī)組乏汽冷卻技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

汽輪發(fā)電機(jī)組中燃料的總能量在反應(yīng)器中因化學(xué)反應(yīng)不完全、余熱排放、散熱等過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的能量損失，同時(shí)在汽輪機(jī)中因機(jī)械摩擦、散熱、漏氣等也會(huì)產(chǎn)生一定的能量損失；另外，在帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電過(guò)程中因線圈發(fā)熱、轉(zhuǎn)子機(jī)械損失等還會(huì)產(chǎn)生一定的發(fā)電機(jī)效率損失，并通過(guò)發(fā)電機(jī)將能量轉(zhuǎn)化為電能，除此之外，通常還有50％以上的能量必須通過(guò)汽輪機(jī)的排汽端以乏汽廢熱的方式進(jìn)行冷卻釋放，以完成朗肯循環(huán)的封閉過(guò)程。

雖然汽輪機(jī)排汽的熱量大部分為廢熱，難以利用，但由于基數(shù)大，同樣具有可觀的節(jié)能空間。冷端系統(tǒng)通?？煞譃闈窭浜涂绽鋬纱箢?lèi)，其中空冷機(jī)組又包括直接空冷和間接空冷兩種形式。對(duì)于直接空冷機(jī)組，由于設(shè)計(jì)、制造與安裝等因素，以及空冷風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式及環(huán)境風(fēng)等原因的影響，存在蒸汽流量分配不均，不凝結(jié)氣體集聚，導(dǎo)致空冷散熱器冬季結(jié)冰，機(jī)組夏季出力不足，常年運(yùn)行背壓偏高等問(wèn)題。

目前國(guó)內(nèi)外采取的相關(guān)解決辦法，總體上技術(shù)水平比較落后，而且存在頭疼醫(yī)頭腳疼醫(yī)腳的問(wèn)題，導(dǎo)致如空冷散熱器擴(kuò)容與冬季防凍存在的矛盾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)直接空冷機(jī)組冬季個(gè)別列防凍問(wèn)題突出，夏季整體抽真空能力不足等問(wèn)題，提出一種冷卻補(bǔ)償式空冷島系統(tǒng)，以解決直接空冷系統(tǒng)中不同列因設(shè)計(jì)、制作與安裝差異帶來(lái)的阻力特性差異問(wèn)題，進(jìn)而提高機(jī)組夏季炎熱天氣下的帶負(fù)荷能力，降低空冷散熱器不凝氣體的集聚情況，提高空冷散熱器的防凍性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種冷卻補(bǔ)償式空冷島系統(tǒng)，包括汽輪機(jī)排汽管道、排汽分配管道、空冷散熱器、凝結(jié)水收集管道、抽空氣支管道、抽空氣管道母管、抽真空設(shè)備和抽真空設(shè)備隔離閥，其特征在于：該系統(tǒng)還包括補(bǔ)償冷卻器，所述的補(bǔ)償冷卻器安裝于抽空氣管道母管上，在補(bǔ)償冷卻器上設(shè)有冷卻介質(zhì)供應(yīng)管道和冷卻介質(zhì)排放管道。

本發(fā)明的技術(shù)特征還在于：在每條抽空氣支管道上安裝有調(diào)節(jié)閥。

本發(fā)明的另一技術(shù)特征是：所述系統(tǒng)還含有調(diào)節(jié)閥旁路，所述調(diào)節(jié)閥旁路與每條抽空氣支管道上的調(diào)節(jié)閥并列設(shè)置，并在每條調(diào)節(jié)閥旁路上設(shè)置調(diào)節(jié)旁路閥。

本發(fā)明的又一技術(shù)特征是：在補(bǔ)償冷卻器的進(jìn)口和出口處的抽空氣管道母管上分別設(shè)置補(bǔ)償冷卻器前關(guān)斷閥門(mén)和補(bǔ)償冷卻器后關(guān)斷閥門(mén)，在補(bǔ)償冷卻器前關(guān)斷閥門(mén)的進(jìn)口和補(bǔ)償冷卻器后關(guān)斷閥門(mén)的出口之間設(shè)置補(bǔ)償冷卻器旁路，并在補(bǔ)償冷卻器旁路上設(shè)置補(bǔ)償冷卻器旁路閥。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性的技術(shù)效果：①本發(fā)明通過(guò)在抽空氣管道上設(shè)置的補(bǔ)償冷卻器，可對(duì)所抽氣汽混合物進(jìn)一步冷卻，大幅降低空氣管道容積流量，從而明顯提升抽真空系統(tǒng)的效率，降低機(jī)組背壓，提高機(jī)組的帶負(fù)荷能力。②通過(guò)抽真空管道上的調(diào)節(jié)閥，為每列空冷散熱器的阻力特性提供阻力補(bǔ)償手段，從而可將各列空冷散熱器的阻力特性補(bǔ)償至相當(dāng)水平，使不同列空冷散熱器的蒸汽流量分配更加均勻，提高空冷島整體冷卻能力，從而可降低機(jī)組的平均煤耗。③通過(guò)冷卻補(bǔ)償和阻力補(bǔ)償協(xié)調(diào)作用，可進(jìn)一步提高空冷島冷卻能力，從而提高機(jī)組的最大出力，尤其是提高機(jī)組夏季炎熱天氣下的帶負(fù)荷能力。④通過(guò)冷卻補(bǔ)償和阻力補(bǔ)償組合作用，可大幅降低空冷散熱器不凝氣體的集聚情況，提高空冷散熱器的防凍性能。

附圖說(shuō)明

圖1為常規(guī)空冷島系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的一種冷卻補(bǔ)償式空冷島系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖3為本發(fā)明在抽空氣支管道上安裝調(diào)節(jié)閥的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖4為在圖3技術(shù)方案的基礎(chǔ)上增設(shè)調(diào)節(jié)閥旁路的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖5為本發(fā)明的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖(增設(shè)了補(bǔ)償冷卻器旁路)。

圖6為在圖5的技術(shù)方案基礎(chǔ)上增設(shè)調(diào)節(jié)閥的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖

圖7為在圖6的技術(shù)方案基礎(chǔ)上增設(shè)調(diào)節(jié)閥旁路的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖中：1-汽輪機(jī)排汽管道；2-排汽分配管道；3-空冷散熱器；4-凝結(jié)水收集管道；5-抽空氣支管道；6-抽空氣管道母管；7-抽真空設(shè)備；8-抽空氣設(shè)備隔離閥；9-調(diào)節(jié)閥；10-調(diào)節(jié)閥旁路；11-調(diào)節(jié)旁路閥；12-補(bǔ)償冷卻器；13-冷卻介質(zhì)供應(yīng)管道；14-冷卻介質(zhì)排放管道；15-補(bǔ)償冷卻器前關(guān)斷閥；16-補(bǔ)償冷卻器后關(guān)斷閥；17-補(bǔ)償冷卻器旁路；18-補(bǔ)償冷卻器旁路閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的工作原理、具體結(jié)構(gòu)及實(shí)施方法作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為常規(guī)空冷島系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖，圖2為本發(fā)明提供的一種冷卻補(bǔ)償式空冷島系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖，該系統(tǒng)包括汽輪機(jī)排汽管道1、排汽分配管道2、空冷散熱器3、凝結(jié)水收集管道4、抽空氣支管道5、抽空氣管道母管6、抽真空設(shè)備7、抽真空設(shè)備隔離閥8和補(bǔ)償冷卻器12，所述的補(bǔ)償冷卻器12安裝于抽空氣管道母管6上，在補(bǔ)償冷卻器上設(shè)有冷卻介質(zhì)供應(yīng)管道13和冷卻介質(zhì)排放管道14。

常規(guī)情況下，汽輪機(jī)組的乏汽經(jīng)汽輪機(jī)排汽管道1排出后，首先進(jìn)入排汽分配管道2，然后大量乏汽在空冷散熱器3中被冷凝下來(lái)，變成冷凝水經(jīng)凝結(jié)水收集管道4進(jìn)入凝結(jié)水系統(tǒng)；剩余部分少量乏汽和不凝結(jié)氣體經(jīng)抽空氣支管道5和抽空氣管道母管6被抽真空系統(tǒng)(包括抽真空設(shè)備7、抽真空設(shè)備隔離閥8)抽出。本發(fā)明通過(guò)在抽真空管道母管6上設(shè)置補(bǔ)償冷卻器12，先將抽真空管道母管6中抽取的汽氣混合物進(jìn)行冷卻，其中大量蒸汽成分被凝結(jié)成冷凝水，使得補(bǔ)償冷卻器12出口后抽真空母管的體積流量大幅降低，其中補(bǔ)償冷卻器上冷卻介質(zhì)供應(yīng)管道13中通入的流體介質(zhì)可以是循環(huán)冷卻水、冷空氣、液氮等冷卻介質(zhì)，其被氣、汽混合物加熱后從冷卻介質(zhì)排放管道14中排出。體積流量被大幅降低，冷卻后的氣、汽、水混合物(其中的冷凝水也可以通過(guò)疏水方式排走)進(jìn)入原抽真空系統(tǒng)，大幅降低抽真空系統(tǒng)的體積流量負(fù)載，提高抽真空系統(tǒng)的抽真空能力。

參見(jiàn)圖3和圖4，本發(fā)明還可以在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上安裝有調(diào)節(jié)閥9和調(diào)節(jié)閥旁路10，調(diào)節(jié)閥9安裝在每條抽空氣支管道5上；所述調(diào)節(jié)閥旁路與每條抽空氣支管道上的調(diào)節(jié)閥9并列設(shè)置，并在每條調(diào)節(jié)閥旁路10上設(shè)置調(diào)節(jié)旁路閥11；其目的是可在抽真空管道母管6之前對(duì)各個(gè)抽空氣支管道5的阻力進(jìn)行調(diào)整，以提高抽真空系統(tǒng)對(duì)空冷散熱器3的各個(gè)扇區(qū)的總體抽真空效果，并可在調(diào)節(jié)閥故障或者檢修情況下通過(guò)調(diào)節(jié)閥旁路恢復(fù)至原始狀態(tài)。

圖5為本發(fā)明的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖，即在補(bǔ)償冷卻器12的進(jìn)口和出口處的抽空氣管道母管6上分別設(shè)置補(bǔ)償冷卻器前關(guān)斷閥門(mén)15和補(bǔ)償冷卻器后關(guān)斷閥門(mén)16，在補(bǔ)償冷卻器前關(guān)斷閥門(mén)15的進(jìn)口和補(bǔ)償冷卻器后關(guān)斷閥門(mén)16的出口之間設(shè)置補(bǔ)償冷卻器旁路17，并在補(bǔ)償冷卻器旁路17上設(shè)置補(bǔ)償冷卻器旁路閥18。為了提供更加靈活的運(yùn)行方式，并考慮系統(tǒng)故障或檢修的情況，通過(guò)補(bǔ)償冷卻器前關(guān)斷閥15和補(bǔ)償冷卻器后關(guān)斷閥16的關(guān)閉將補(bǔ)償系統(tǒng)隔離，打開(kāi)補(bǔ)償冷卻器旁路閥18，通過(guò)旁路17將系統(tǒng)恢復(fù)到原始工況。

圖6和圖7是在圖5的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上同樣可以安裝調(diào)節(jié)閥9和調(diào)節(jié)閥旁路10，調(diào)節(jié)閥9安裝在每條抽空氣支管道5上；所述調(diào)節(jié)閥旁路與每條抽空氣支管道5上的調(diào)節(jié)閥9并列設(shè)置，并在每條調(diào)節(jié)閥旁路10上設(shè)置調(diào)節(jié)旁路閥11；其目的是可在抽真空管道母管6之前對(duì)各個(gè)抽空氣支管道5的阻力進(jìn)行調(diào)整，以提高抽真空系統(tǒng)對(duì)空冷散熱器3的各個(gè)扇區(qū)的總體抽真空效果，并可在調(diào)節(jié)閥故障或者檢修情況下通過(guò)調(diào)節(jié)閥旁路恢復(fù)至原始狀態(tài)。