一种火电厂冷却塔水蒸汽回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种火电厂冷却塔水蒸汽回收系统。系统由内循环子系统和外循环子系统组成，内循环子系统用于回收水蒸汽，外循环子系统用于提供低温冷却介质。其中，内循环子系统的核心装置是陶瓷膜组件。冷却塔排出的高温水蒸汽经过低温陶瓷膜管时，在膜管外表面或膜孔中发生凝结，形成的凝结液在压差、温差、浓度差等驱动力的协同作用下，渗透进入陶瓷膜管内，实现水蒸汽的回收。实现水蒸汽的回收。实现水蒸汽的回收。

【技术实现步骤摘要】
一种火电厂冷却塔水蒸汽回收系统


[0001]本专利技术涉及一种火电厂冷却塔水蒸汽回收系统，属于节能


技术介绍

[0002]据统计，全国的燃煤电厂每年耗水量超过70亿立方米，其中冷却塔的耗水量占全厂耗水总量的六成以上，大量水分从冷却塔蒸发，以水蒸汽的形式逸散到大气中。
[0003]高温水蒸汽与低温陶瓷膜管相遇时，水蒸汽会在陶瓷膜管的表面或者膜孔中发生凝结，形成的凝结水在压差、温差、浓度差的协同作用下，渗透进入膜管内部，实现水分回收。目前，陶瓷膜组件已用于回收烟囱排烟中的水分。

技术实现思路

[0004]本专利技术设计一种火电厂冷却塔水蒸汽回收系统，该系统由陶瓷膜组件、板式换热器、蓄水箱、联箱、水泵、阀门组成；系统包括内循环子系统和外循环子系统，内循环子系统用于回收水蒸汽，外循环子系统用于提供低温冷却介质；内、外循环子系统并联联结；内、外循环子系统的交集是板式换热器。
[0005]陶瓷膜组件的法兰孔板厚度不超过30毫米；法兰孔板上开凿若干个螺纹孔，螺纹孔的数量等于陶瓷膜管和支撑杆数量之和；螺纹孔的位置关于法兰孔板的中心呈中心对称排布；两个螺纹孔之间的最小距离不得小于10毫米；螺纹孔的内径比陶瓷膜管的外径至少大3毫米，至多大6毫米。
[0006]陶瓷膜组件的水室由底座法兰、水箱本体、接头组成；底座法兰、水箱本体、接头采用焊接方式进行连接；底座法兰与法兰孔板长、宽尺寸保持一致，二者采用螺栓进行连接；接头呈圆柱体，用于和水管或其他膜组件进行连接，接头高度不小于80毫米。
>[0007]陶瓷膜组件的水室内部设置了两个将水室体积四等分的隔板，这种设计可以对冷却水的流动发挥引导作用；在垂直风向隔板上开凿圆孔，更加有利于在烟气流动方向上水路流场的均匀分布。
[0008]陶瓷膜管是单通道亲水性陶瓷膜管；陶瓷膜管长度不得小于700毫米，陶瓷膜管外径不得大于15毫米；陶瓷膜管孔径不得小于0.4纳米，孔隙率在20%—60%范围内（包含20%和60%）；陶瓷膜管可以承受至少1.0兆帕的压力。
[0009]内循环子系统启动时，将火电厂除盐水注入蓄水箱（16）内，保证液位在蓄水箱（16）高度1/3至2/3之间；关闭联箱（21）、（24）上的通大气阀；关闭水泵（26）；开启阀门（18）、（20）、（22）、（23）、（25）、（27）、（28）；检查上述流程操作无误后，开启水泵（17）；待蓄水箱（16）水位不再下降转而上升时，证明内循环子系统充满冷却水，保证了子系统管道内是处于真空状态；确认内循环子系统管道内处于真空状态之后，开启水泵（26），之后迅速关闭阀门（27），最后开启联箱（21）、（24）上的通大气阀，内循环子系统即进入正常工作状态。
[0010]当环境温度小于30摄氏度时，关闭外循环子系统的阀门（32），从冷水池引接的冷却水即可满足需求；当环境温度大于等于30摄氏度时，开启阀门（32），利用火电厂循环水补
水（31）降低外循环子系统板式换热器（19）的入口冷却介质温度；经过板式换热器（19）后，外循环子系统的冷却水温度升高，排入火电厂循环水回水母管（35），内循环子系统的冷却水温度降低，回到蓄水箱（16），继续循环流动；为减少外循环子系统发生故障的可能性，在板式换热器（19）出入口之间设置旁路，并通过阀门（33）的开闭，控制旁路的工作状态。
[0011]陶瓷膜组件所用钢材选用304不锈钢。
[0012]本专利技术的有益效果为：基于陶瓷膜组件的回收系统可以有效回收冷却塔排出的水蒸汽，大大降低冷却塔的水分耗散，实现火电厂水资源的节约利用。
附图说明
[0013]图1为：火电厂冷却塔示意图。
[0014]图2为：陶瓷膜组件示意图。
[0015]图3为：陶瓷膜组件A
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A向剖视图。
[0016]图4为：陶瓷膜组件水室俯视图。
[0017]图5为：水室B
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B向剖视图。
[0018]图6为：水室C
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C向剖视图。
[0019]图7为：内循环子系统流程示意图。
[0020]图8为：外循环子系统流程示意图。
[0021]编号说明：（1）为冷水池，（2）为冷却塔配水系统，（3）为挡水器，（4）为陶瓷膜组件，（5）为冷却塔，（6）为支撑杆，（7）为螺栓，（8）为陶瓷膜管，（9）为水箱本体，（10）为底座法兰，（11）为法兰孔板，（12）为接头，（13）为密封圈，（14）为垂直风向隔板，（15）为平行风向隔板，（16）为蓄水箱，（17）为水泵，（18）为阀门，（19）为板式换热器，（20）为阀门，（21）为联箱，（22）为阀门，（23）为阀门，（24）为联箱，（25）为阀门，（26）为水泵，（27）为阀门，（28）为阀门，（29）为水泵，（30）为阀门，（31）为火电厂循环水补水，（32）为阀门，（33）为阀门，（34）为阀门，（35）为火电厂循环水回水母管。
具体实施方式
[0022]本专利技术设计一种火电厂冷却塔水蒸汽回收系统，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行说明。
[0023]陶瓷膜组件（4）横置于冷却塔（5）中，冷却塔（5）中的水蒸汽自下而上掠过陶瓷膜管（8），陶瓷膜管（8）内部通以冷却水，水蒸汽在陶瓷膜管（8）外表面或者膜孔中发生凝结，形成的凝结液在压差、温差、浓度差等驱动力的协同作用下，渗透进入陶瓷膜管（8）内，实现水蒸汽的回收。
[0024]内循环子系统启动时，将火电厂除盐水注入蓄水箱（16）内，保证液位在蓄水箱（16）高度1/3至2/3之间；关闭联箱（21）、（24）上的通大气阀；关闭水泵（26）；开启阀门（18）、（20）、（22）、（23）、（25）、（27）、（28）；检查上述流程操作无误后，开启水泵（17）；待蓄水箱（16）水位不再下降转而上升时，证明内循环子系统充满冷却水，保证了子系统管道内是处于真空状态；确认内循环子系统管道内处于真空状态之后，开启水泵（26），之后迅速关闭阀门（27），最后开启联箱（21）、（24）上的通大气阀，内循环子系统即进入正常工作状态。
[0025]当环境温度小于30摄氏度时，关闭外循环子系统的阀门（32），从冷水池引接的冷
却水即可满足需求；当环境温度大于等于30摄氏度时，开启阀门（32），利用火电厂循环水补水（31）降低外循环子系统板式换热器（19）的入口冷却介质温度；经过板式换热器（19）后，外循环子系统的冷却水温度升高，排入火电厂循环水回水母管（35），内循环子系统的冷却水温度降低，回到蓄水箱（16），继续循环流动；为减少外循环子系统发生故障的可能性，在板式换热器（19）出入口之间设置旁路，并通过阀门（33）的开闭，控制旁路的工作状态。
[0026]本专利技术设计了可用于火电厂的冷却塔水蒸汽回收系统；回收系统采用陶瓷膜组件可以实现水蒸汽的有效回收，大大降低冷却塔的水分耗散；陶瓷膜组件可以满足火电厂实际运行的要求。任何基于该专利技术构思的技术方案均落入本申请的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火电厂冷却塔水蒸汽回收系统，其特征在于：系统由陶瓷膜组件、板式换热器、蓄水箱、联箱、水泵、阀门组成；系统由内循环子系统和外循环子系统组成，内循环子系统用于回收水蒸汽，外循环子系统用于提供低温冷却介质；内、外循环子系统并联联结；内、外循环子系统的交集是板式换热器。2.根据权利要求1所述系统，其特征在于：陶瓷膜组件由2个法兰孔板、2个水室、若干根陶瓷膜管、若干根支撑杆组成；法兰孔板与水室采用螺栓连接；2个法兰孔板结构完全一致，2个水室结构完全一致。3.根据权利要求2所述装置，其特征在于：法兰孔板的厚度不超过30毫米；法兰孔板上开凿若干个螺纹孔，螺纹孔的数量等于陶瓷膜管和支撑杆数量之和；螺纹孔的位置关于法兰孔板的中心呈中心对称排布；两个螺纹孔之间的最小距离不得小于10毫米；螺纹孔的内径比陶瓷膜管的外径至少大3毫米，至多大6毫米。4.根据权利要求2所述装置，其特征在于：水室由底座法兰、水箱本体、接头组成；底座法兰、水箱本体、接头采用焊接方式进行连接；底座法兰与法兰孔板长、宽尺寸保持一致，二者采用螺栓进行连接；水箱本体内部设置有两个隔板，两个隔板将水箱体积四等分；迎着水蒸汽流向的隔板开凿若干个圆形孔，与水蒸汽流向平行的隔板不开凿任何孔隙；接头呈圆柱体，用于和水管或其他膜组件进行连接，接头高度不小于80毫米。5.根据权利要求2所述装置，其特征在于：陶瓷膜管是单通道亲水性陶瓷膜管；陶瓷膜管长度不得小于700毫米，陶瓷膜管外径不得大于15毫米；陶瓷膜管孔径不得小于0.4纳米，孔隙率在20...

【专利技术属性】
技术研发人员：张衡，李兆豪，傅宏明，程超，陈海平，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：