阅读说明：本技术 直流冷却水系统、发电厂系统及直流冷却方法 (Once-through cooling water system, power plant system and direct cooling method ) 是由 杨志 龙国庆 何小华 于 2018-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种直流冷却水系统,应用于发电厂系统,包括：冷却水泵、进水管、排水管、凝汽器及虹吸井,冷却水泵与进水管的第一端连接,用于抽取蓄滞洪区中引潮蓄水库的储水作为冷却水；凝汽器的入水口与进水管的第二端连接,用于通入冷却水进行换热,且凝汽器的高程高于引潮蓄水库的蓄水高程；排水管与凝汽器的出水口连接,用于将凝汽器中的冷却水排入虹吸井；虹吸井的溢流堰堰顶高程低于凝汽器出水口的高程。利用蓄滞洪区中已有的引潮蓄水库作为蓄水库,无需专门建设巨大的蓄水库；由于引潮蓄水库具有高位蓄水的特点,低水位设计较高,凝汽器的位置可以相应抬高,能够减少凝汽器的开挖深度,降低系统的造价,还能够实现就近取水,降低系统能耗。(The present invention relates to a kind of once-through cooling water systems, applied to power plant system, it include: cooling water pump, water inlet pipe, drainpipe, condenser and siphonic water-collecting well, the first end connection of cooling water pump and water inlet pipe, for extracting the water storage for drawing damp storage reservoir in flood storage and detention basin as cooling water；The water inlet of condenser and the second end of water inlet pipe connect, and exchange heat for being passed through cooling water, and the elevation of condenser is higher than the water storage elevation for drawing damp storage reservoir；The water outlet of drainpipe and condenser connection, for the cooling water in condenser to be discharged into siphonic water-collecting well；The overflow weir elevation of weir crest of siphonic water-collecting well is lower than the elevation of condenser water outlet.Draw damp storage reservoir as storage reservoir, without specially building huge storage reservoir using existing in flood storage and detention basin；Has the characteristics that elevated storage due to drawing damp storage reservoir, low water level design is higher, and the position of condenser can accordingly raise, and can reduce the cutting depth of condenser, reduce the cost of system, additionally it is possible to realize water intaking nearby, reduce system energy consumption.)

直流冷却水系统、发电厂系统及直流冷却方法

技术领域

本发明涉及发电技术领域，特别是涉及一种直流冷却水系统、发电厂系统及直流冷却方法。

背景技术

发电厂中的冷却水系统是用于冷却发电机组在工业生产过程中产生的废热，直流冷却水系统是指冷却水只使用一次即被排掉的冷却系统。发电厂中的冷却用水量占全厂用水量的90％以上，因此一般需要将发电厂建设在海边，提取海水作为电厂直流冷却用水。

但当海滩滩面平缓、海域潮差较大且低潮位距离海岸边较远、海湾条件恶劣或近海岸的海域海水泥沙含量高的情况下，一般会采用海床式取水，将取水口布置在距海岸边较远，具有足够的水深并且在破波带范围以外的深海区，但整个取水系统造价庞大，冷却水泵距取水口距离较远，能耗非常高。

发明内容

基于此，有必要提供一种直流冷却水系统，能够降低能耗以及建造成本。

一种直流冷却水系统，应用于发电厂系统，包括：冷却水泵、进水管、排水管、凝汽器及虹吸井，冷却水泵与进水管的第一端连接，用于抽取蓄滞洪区中引潮蓄水库的储水作为冷却水；凝汽器的入水口与进水管的第二端连接，用于通入冷却水进行换热，且凝汽器的高程高于引潮蓄水库的蓄水高程；排水管与凝汽器的出水口连接，用于将凝汽器中的冷却水排入虹吸井；虹吸井的溢流堰堰顶高程低于凝汽器出水口的高程。

上述直流冷却水系统，利用蓄滞洪区中已有的引潮蓄水库作为蓄水库，作为冷却水水源，无需专门建设巨大的蓄水库；由于将直流冷却水系统建设与蓄滞洪区内，引潮蓄水库具有高位蓄水的特点，低水位设计较高，凝汽器的位置可以相应抬高，能够减少凝汽器的开挖深度，降低系统的造价，还能够实现就近取水，降低系统能耗。

在其中一个实施例中，凝汽器的出水口与虹吸井的溢流堰堰顶间的高度差取值范围为8米～9米。

在其中一个实施例中，凝汽器的入水口的高程低于凝汽器的出水口的高程。

在其中一个实施例中，直流冷却水系统还包括水轮发电机，水轮发电机设置于虹吸井的后室，用于利用虹吸井的堰后水位与大海潮位间的高差进行发电。

在其中一个实施例中，直流冷却水系统还包括排水暗管，用于将水轮发电机排出的水排入大海。

在其中一个实施例中，水轮发电机为轴伸贯流式水轮机。

在其中一个实施例中，排水暗管为自流排水暗管；自流排水暗管设置于地下。

一种发电厂系统，包括发电系统及直流冷却水系统；直流冷却水系统的凝汽器，用于为发电系统产生的蒸汽进行换热冷却。

在其中一个实施例中，发电系统为火力发电系统或核能发电系统。

一种直流冷却方法，包括：从蓄滞洪区的引潮蓄水库中抽水，输送至凝汽器进行换热，凝汽器的高程高于引潮蓄水库的蓄水高程；将换热后的冷却水排入虹吸井，虹吸井的溢流堰堰顶高程低于凝汽器出水口的高程。

附图说明

图1为蓄滞洪区的结构示意图；

图2为直流冷却水系统的结构示意图。

附图标记说明：

100、冷却水泵，200、凝汽器，300、进水管，400、排水管，500、水轮发电机，600、虹吸井，700、排水暗管。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本文中提到的“高程”可以是绝对高程也可以是相对高程，只需保证相比较的对象的基准面统一即可。

在一个具体的实施例中，如图2所示，一种直流冷却水系统，应用于发电厂系统，包括：冷却水泵100、进水管300、排水管400、凝汽器200及虹吸井600，冷却水泵100与进水管300的第一端连接，用于抽取蓄滞洪区中引潮蓄水库的储水作为冷却水；凝汽器200的入水口与进水管300的第二端连接，用于通入冷却水进行换热，且凝汽器200的高程高于引潮蓄水库的蓄水高程；排水管400与凝汽器200的出水口连接，用于将凝汽器200中的冷却水排入虹吸井600；虹吸井600的溢流堰堰顶高程低于凝汽器200出水口的高程。

利用蓄滞洪区中已有的引潮蓄水库作为蓄水库，作为冷却水水源，如图1所示为蓄滞洪区的结构示意图，涨潮时打开排水闸进行蓄水，无需专门建设巨大的蓄水库，能够降低冷却水系统建造成本；由于将直流冷却水系统建设与蓄滞洪区内，引潮蓄水库具有高位蓄水的特点，由于蓄滞洪区的引潮蓄水库在建造时根据国家规范设计，低水位比普通蓄水库的低水位设计要高，因此既能达到同等的供水保证率，同时在冷却水泵扬程不变的情况下，凝汽器高程可以相应抬高，能够减少凝汽器200的开挖深度，降低建造成本。

在直流冷却水系统中设置虹吸井600，能够利用虹吸作用降低冷却水泵100的供水扬程，为了实现虹吸，需要保证虹吸井600的溢流堰堰顶高程低于凝汽器200的出水口的高程，从而形成高度差，利用大气压差实现虹吸，将凝汽器200中的冷却水排至虹吸井中。

在其中一个实施例中，凝汽器200的出水口与虹吸井600的溢流堰堰顶间的高度差取值范围为8米～9米。

为了保证供水系统的安全，需要限制虹吸利用高度，具体可以通过限制凝汽器200的出水口与虹吸井600的溢流堰堰顶间的高度来实现，虹吸利用高度一般不大于8米，因此凝汽器200的出水口与虹吸井600的溢流堰堰顶间的高度差的取值范围为8米～9米。

在其中一个实施例中，凝汽器200的入水口的高程低于凝汽器200的出水口的高程。

为了使得换热更加充分，将凝汽器200的入水口高程开设得低于凝汽器200的出水口高程，尽可能地保证冷却水由低位输送进入凝汽器200进行换热后再由高位排出。

在其中一个实施例中，直流冷却水系统还包括水轮发电机500，水轮发电机500设置于虹吸井600的后室，用于利用虹吸井600的堰后水位与大海潮位间的高差进行发电。

要保证虹吸井600的溢流堰堰顶与凝汽器200的出水口间的高度差能够实现虹吸作用，虹吸井600也的高程也相对要抬高，导致虹吸井600的堰后水位也相应升高，堰后水位与大海潮位间会存在一定高差，可以在虹吸井600的后室设置水轮发电机500，利用堰后水位与大海潮位间的高差进行水力发电，回收余能，符合国家节能减排政策，能够降低发电厂能耗指标和厂用电率。

在其中一个实施例中，直流冷却水系统还包括排水暗管700，用于将水轮发电机500排出的水排入大海。

使用排水暗管700进行排水能够节省用地，提高土地利用率，同时还能起到降低地下水位，调节土壤水分、改善土壤理化性质的作用。

在其中一个实施例中，水轮发电机500为轴伸贯流式水轮机。

考虑到水轮发电机的尾水水位是以外海的多年平均潮位为涉及依据，属于小水头大流量的情况，轴伸贯流式水轮机的综合性能更加适合这类情况。在一些实施例中也可以使用轴流式水轮机。

在其中一个实施例中，排水暗管700为自流排水暗管；自流排水暗管设置于地下。

自流排水暗管能让水轮发电机排出的水在重力的作用下自发地排入海中，相比强排更加节能。

在一个具体的实施例中，一种发电厂系统，包括发电系统及上述直流冷却水系统；直流冷却水系统的凝汽器200，用于为发电系统产生的蒸汽进行换热冷却。

热力发电系统是利用热能转化为机械能，再由机械能转化为电能，在此过程中会通过高温加热产生蒸汽膨胀，转化为机械能，为了实现循环，则需要将蒸汽液化后再次加热，因此需要冷却系统进行换热，将废热排出。

本发明中的发电厂系统，使用直流冷却水系统的凝汽器200对发电系统进行换热冷却，将发电系统产生的蒸汽液化。

在其中一个实施例中，发电系统为火力发电系统或核能发电系统。

发电系统为热力发电系统，在一些实施例中可以是火力发电系统，一些实施例中可以是核能发电系统。

在一个具体的实施例中，一种直流冷却方法，包括：从蓄滞洪区的引潮蓄水库中抽水，输送至凝汽器进行换热，凝汽器的高程高于引潮蓄水库的蓄水高程；将换热后的冷却水排入虹吸井，虹吸井的溢流堰堰顶高程低于凝汽器出水口的高程。

涨潮时打开蓄滞洪区的排水闸，为引潮蓄水库蓄水，以保证低潮时也有充足的储水用于冷却；需要对发电系统进行冷却时，从蓄滞洪区的引潮蓄水库中抽水，具体的可以使用冷却水泵抽水，将抽取的水输送至凝汽器进行换热；将换热后的冷却水利用虹吸效应排入虹吸井，为了实现虹吸效应，需要保证虹吸井的溢流堰堰顶高程低于凝汽器出水口的高程。

在又一个具体的实施例中，一种直流冷水水系统余能回收方法，包括：利用虹吸井的堰后水位与大海潮位间的高差，在虹吸井后室设置水轮发电机进行发电；将发电后水轮发电机排出的水排入海中。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。