本發(fā)明涉及一種冷卻裝置，具體涉及一種海水冷卻、混合冷源的高效燃機進氣冷卻裝置，屬于燃?xì)廨啓C節(jié)能、增效設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

燃機進氣冷卻技術(shù)是解決燃機高溫季節(jié)出力不足、效率下降的有效手段,對于海邊的大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站，傳統(tǒng)的以蒸汽驅(qū)動的燃機進氣冷卻裝置，一般包括燃?xì)廨啓C，余熱鍋爐，汽輪機，蒸汽型制冷機等結(jié)構(gòu)，雖能緩解高溫時段燃機出力不足的問題，但同時存三大主要問題：1.燃機進氣冷卻裝置綜合能耗高，對于海邊的大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站，傳統(tǒng)的以蒸汽驅(qū)動的燃機進氣冷卻裝置雖然采用做過功的汽輪機抽汽來制冷，在制冷環(huán)節(jié)一次性能源消耗不大，但由于常規(guī)的蒸汽型溴冷機冷水溫差小、一般不超過10℃，使得冷水泵的輸送功率大；冷卻水溫差?。ㄒ话悴怀^6℃）、冷凝熱大，冷卻水及海水循環(huán)泵的輸送功率更大，尤其是電廠離海邊較遠(yuǎn)（有的達(dá)數(shù)公里或數(shù)十公里遠(yuǎn)）時，海水泵的輸送功率極大。故燃機進氣冷卻裝置綜合能耗高。2.燃機進氣冷卻裝置投資大，對于海邊的大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站，傳統(tǒng)的以蒸汽驅(qū)動的燃機進氣冷卻裝置由于冷水、冷卻水、海水循環(huán)都采用小溫差方式，故冷水、冷卻水、海水管道及泵的投資很大；加上蒸汽型溴冷機的單機制冷量不能做得很大，一般不超過500萬大卡/小時（此種容量還要分體運輸、現(xiàn)場組裝），單位冷量的造價高；以上兩因素也導(dǎo)致項目在土建投資增大，整個燃機進氣冷卻裝置投資偏高。3.燃機進氣冷卻裝置占地面積大，對于海邊的大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站，傳統(tǒng)的以蒸汽驅(qū)動的燃機進氣冷卻裝置由于蒸汽型溴冷機的體積、尺寸偏大，機房占地面積大，在某些廠房面積緊張的地區(qū)很難找到足夠大的地方布置制冷機房。

以上三方面的缺陷，極大地降低了項目的經(jīng)濟性,影響了海邊大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站高溫季節(jié)燃機進氣冷卻技術(shù)的推廣前景。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有海水冷卻、燃?xì)廨啓C進氣冷卻裝置主要缺點，設(shè)計一種綜合能源效率高、投資省、占地少的的高效燃機進氣冷卻裝置。該裝置進氣降溫幅度大、大溫差產(chǎn)冷、大溫差排熱、適合在海邊的大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站中采用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下，一種海水冷卻、混合冷源的高效燃機進氣冷卻裝置,其特征在于，所述海水冷卻、混合冷源的高效燃機進氣冷卻裝置包括燃?xì)廨啓C、余熱鍋爐、汽輪機、蒸汽型溴冷機、蒸汽減溫器、表面式空氣冷卻器、大溫差海水換熱器、離心式電制冷機、海水源、冷卻水泵、冷水泵、凝水泵、海水泵、減壓閥，所述蒸汽型溴冷機冷水入口通過管道、冷水泵與表面式空氣冷卻器冷水出口相連，蒸汽型溴冷機冷水出口通過管道與電制冷機的冷水入口相連；蒸汽型溴冷機凝水出口通過管道、凝水泵、減壓閥門與余熱鍋爐的除氧器入口相連，蒸汽型溴冷機蒸汽入口通過管道與蒸汽減溫器的飽和蒸汽出口相連；蒸汽減溫器的過熱蒸汽入口通過管道與汽輪機的過熱蒸汽抽汽口相連，蒸汽減溫器的凝水入口通過管道與凝水泵出口相連；蒸汽型溴冷機冷卻水出口通過管道、冷卻水泵與大溫差海水換熱器的冷卻水入口相連，蒸汽型溴冷機冷卻水入口通過管道與電制冷機的冷卻水出口相連；大溫差海水換熱器的冷卻水出口通過管道與電制冷機的冷卻水入口相連；大溫差海水換熱器的海水出口通過管道、海水泵與海水源的海水入口相連；大溫差海水換熱器的海水入口通過管道與海水源的海入出口相連；電制冷機的冷水出口通過管道與表面式空氣冷卻器的冷水入口相連。

作為本發(fā)明的一種改進，所述蒸汽型溴冷機是一種以溴化鋰溶液為工質(zhì)、水為制冷劑、蒸汽為驅(qū)動能源的溴化鋰吸收式制冷機，包括蒸汽單效溴冷機和蒸汽雙效溴冷機，蒸汽單效溴冷機包括蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器以及冷凝器，所述蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器以及冷凝器依次連接，所述蒸汽雙效溴冷機包括蒸發(fā)器、吸收器、高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器以及冷凝器，其中蒸發(fā)器通過吸收器、高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器與冷凝器連接。

作為本發(fā)明的一種改進，所述離心式電制冷機是一種以電能驅(qū)動、氟利昂類制冷劑為工質(zhì)的壓縮式制冷機，主要由蒸發(fā)器、冷凝器、離心壓縮機和節(jié)流閥四大部件組成。

作為本發(fā)明的一種改進，所述表面式空氣冷卻器是一種低溫冷水與熱空氣進行間接換熱的換熱設(shè)備，通常采用管翅銅管加鋁翅片式換熱器，管內(nèi)流的是冷水、管外流的是熱空氣。

作為本發(fā)明的一種改進，所述大溫差海水換熱器是一種海水與制冷機冷卻水換熱的換熱設(shè)備，通常采用高效板式換熱器?？紤]到海水的腐蝕性，一般采用鈦合金等耐腐蝕材料。

作為本發(fā)明的一種改進，所述蒸汽減溫器是一種通過向過熱蒸汽里加入凝水變?yōu)轱柡驼羝恼羝麥囟日{(diào)節(jié)器。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明的海水冷卻、混合冷源的高效燃機進氣冷卻裝置，主要是在現(xiàn)有的海水冷卻、蒸汽型溴冷機驅(qū)動的燃機進氣冷卻裝置的基礎(chǔ)上，增設(shè)高效率的離心式電制冷機、將普通的海水換熱器改為大溫差海水換熱器，并在蒸汽型溴冷機與離心式電制冷機的系統(tǒng)管路連接方式上進行優(yōu)化，即冷水串聯(lián)流程，蒸汽型溴冷機承擔(dān)高溫冷水的制取，離心式電制冷機承擔(dān)低溫水的制??；冷卻水串聯(lián)流程，蒸汽型溴冷機采用高溫冷卻水冷卻，離心式電制冷機采用低溫冷卻水冷卻；多臺燃機進氣冷卻裝置可以共用1臺離心式電制冷機。由于蒸汽型溴冷機在冷水溫度高時制冷效率高、體積小，而離心式電制冷機在冷水溫度低時能效優(yōu)勢明顯、在大冷量需求時尺寸、重量優(yōu)勢明顯，這樣的組合方式實現(xiàn)了進氣冷卻裝置綜合能耗低、性價比高、燃機進氣溫降大的獨特優(yōu)勢，最適合在海邊的大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站高溫季節(jié)節(jié)能增效領(lǐng)域應(yīng)用。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明海水冷卻、混合冷源的高效燃機進氣冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1.1 是多臺（如4臺）燃機進氣冷卻裝置冷水系統(tǒng)流程圖；

圖1.2 是多臺（如4臺）燃機進氣冷卻裝置冷卻水系統(tǒng)流程圖；

圖2 是蒸汽單效溴冷機工作原理圖；

圖3是蒸汽雙效溴冷機工作原理圖；

圖4 是離心式電制冷機工作原理圖。

具體實施方式

為了加深對本發(fā)明認(rèn)識和理解，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進一步說明和介紹。

實施例1：

參見圖1，一種海水冷卻、混合冷源的高效燃機進氣冷卻裝置，具體包括：燃?xì)廨啓C1、余熱鍋爐2、汽輪機3、蒸汽型溴冷機4、蒸汽減溫器5、表面式空氣冷卻器6、大溫差海水換熱器7、離心式電制冷機8、海水源9、冷卻水泵10、冷水泵11、凝水泵12、海水泵13、減壓閥14，這些設(shè)備與相關(guān)管道連接并受專用控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)。所述蒸汽型溴冷機4冷水入口4-1-1通過管道、冷水泵11與表面式空氣冷卻器6冷水出口6-2相連，蒸汽型溴冷機4冷水出口4-1-2通過管道與電制冷機8的冷水入口8-1-1相連；蒸汽型溴冷機4凝水出口4-2-2通過管道、凝水泵12、減壓閥門14與余熱鍋爐2的除氧器入口2-1相連，蒸汽型溴冷機4蒸汽入口4-2-1通過管道與減溫器5的飽和蒸汽出口5-3相連；減溫器5的過熱蒸汽入口5-1通過管道與汽輪機3的過熱蒸汽抽汽口3-1相連，減溫器5的凝水入口5-2通過管道與凝水泵12出口相連；蒸汽型溴冷機4冷卻水出口4-3-2通過管道、冷卻水泵10與大溫差海水換熱器7的冷卻水入口7-1相連，蒸汽型溴冷機4冷卻水入口4-3-1通過管道與電制冷機8的冷卻水出口8-3-2相連；大溫差海水換熱器7的冷卻水出口7-2通過管道與電制冷機8的冷卻水入口8-3-1相連；大溫差海水換熱器7的海水出口7-4通過管道、海水泵13與海水源9的海水入口9-1相連；大溫差海水換熱器7的海水入口7-1通過管道與海水源9的海入出口9-2相連；電制冷機8的冷水出口8-1-2通過管道與表面式空氣冷卻器6的冷水入口6-1相連。

實施例2：作為本發(fā)明的一種改進，參見圖3，所述蒸汽型溴冷機4是一種以溴化鋰溶液為工質(zhì)、水為制冷劑、蒸汽為驅(qū)動能源的溴化鋰吸收式制冷機，包括蒸汽單效溴冷機和蒸汽雙效溴冷機，蒸汽單效溴冷機包括蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器以及冷凝器，所述蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器以及冷凝器依次連接，所述蒸汽雙效溴冷機包括蒸發(fā)器、吸收器、高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器以及冷凝器，其中蒸發(fā)器通過吸收器、高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器與冷凝器連接。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。

實施例3：參見圖4，作為本發(fā)明的一種改進，離心式電制冷機8是一種以電能驅(qū)動、氟利昂類制冷劑為工質(zhì)的壓縮式制冷機，主要由蒸發(fā)器、冷凝器、離心壓縮機和節(jié)流閥四大部件組成。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。

實施例4： 參見圖1，作為本發(fā)明的一種改進，表面式空氣冷卻器6是一種低溫冷水與熱空氣進行間接換熱的換熱設(shè)備，通常采用管翅（銅管加鋁翅片）式換熱器，管內(nèi)流的是冷水、管外流的是熱空氣；其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。

實施例5：參見圖1，作為本發(fā)明的一種改進，大溫差海水換熱器7是一種海水與制冷機冷卻水換熱的換熱設(shè)備，通常采用高效板式換熱器，考慮到海水的腐蝕性，一般采用鈦合金等耐腐蝕材料。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。

實施例6：參見圖1，作為本發(fā)明的一種改進，蒸汽減溫器5是一種通過向過熱蒸汽里加入凝水變?yōu)轱柡驼羝恼羝麥囟日{(diào)節(jié)器。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點與實施例1完全相同。

特別說明：以上連接方式是針對一套燃機的進氣冷卻裝置，若電廠有多臺（比如4臺）燃機，則電制冷機（8）可以作為4套燃機進氣冷卻裝置的共用制冷機提供低溫冷水，其冷水系統(tǒng)連接方式見圖1.1，其冷卻水系統(tǒng)連接方式見圖1.2。

工作原理：參見圖1-圖4，本發(fā)明的進氣冷卻裝置在額定高溫工況（如將燃機進氣溫度42℃冷卻到15℃）、海水溫度為31℃、蒸汽壓力0.4Mpa，溫度300℃時，各主要設(shè)備的工作狀況為：

來自汽輪機3抽汽口3-1壓力0.4Mpa，溫度300℃的蒸汽在蒸汽減溫裝置5里被注入90℃的蒸汽凝水溫度降為144℃的飽和水蒸汽；壓力0.4Mpa，溫度144℃的飽和水蒸汽驅(qū)動蒸汽（單效，若蒸汽壓力達(dá)到0.6Mpa以上則為雙效）型溴冷機4將來自表面式空氣冷卻器6的25℃的冷水冷卻至16℃；自身變?yōu)?0℃蒸汽凝水，一部分蒸汽凝水被凝水泵打入蒸汽減溫器5冷卻過熱蒸汽，另一部分通過減壓閥14送入余熱鍋爐2的除氧器繼續(xù)蒸發(fā)；蒸汽型溴冷機4的排熱被來自離心式電制冷機8的38℃冷卻水帶著，溫度升高至52℃送入大溫差海水換熱器7。

蒸汽型溴冷機4產(chǎn)生的16℃冷水進入離心式電制冷機8進行進一部降溫，溫度降至7℃進入表面式空氣冷卻器6，離心式電制冷機8的排熱被來自大溫差海水換熱器7的33℃冷卻水帶著，冷卻水溫度升至38℃后進入蒸汽型溴冷機4。

在大溫差海水冷卻器7里，來自海水源9的31℃海水與來自蒸汽型溴冷機52℃冷卻水進行換熱，海水被加熱至49℃回到海水源9，冷卻水溫度降為33℃進入離心式電制冷機8進行冷卻。

在表面式空氣冷卻器6里42℃的熱空氣與7℃低溫冷水進行間接換熱，熱空氣降為15℃進入燃?xì)廨啓C1的壓氣機，7℃冷水被加熱至25℃冷水回到蒸汽型溴冷機4進行冷卻。

周而復(fù)始，通過以上過程，在過熱蒸汽和電能共同驅(qū)動下實現(xiàn)了高效、高出力燃?xì)廨啓C2所需要的低溫冷卻空氣。

綜上說明可知，本發(fā)明設(shè)計的如圖1所示的海水冷卻、混合冷源的高效燃機進氣冷卻裝置較傳統(tǒng)的海水冷卻、蒸汽型溴冷機為冷源的燃機進氣冷卻裝置具有：具有綜合能耗低、進氣溫降大、造價省、占地少等優(yōu)點，在海邊大型聯(lián)合循環(huán)電廠高溫季節(jié)節(jié)能、增效領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。

本發(fā)明還可以將實施例2、3、4、5、6所述技術(shù)特征中的至少一個與實施例1組合，形成新的實施方式。

需要說明的是上述實施例僅僅是本發(fā)明的較佳實施例，并沒有用來限定本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。