一种气体冷凝复合冷却系统及其工作方法

本发明涉及冷却设备，尤其涉及一种气体冷凝复合冷却系统及其工作方法。

背景技术：

1、工业生产过程中常有气体冷凝冷却的需求。根据冷却介质的不同，可将冷却技术分为空冷冷却技术和水冷冷却技术。水冷技术由于其较高的冷却效率得到广泛应用。但由于其耗水量较大，难以在干旱缺水地区广泛使用。空冷技术，特别是直接空冷技术，由于其低水耗的特点得到越来越广泛的应用。直接空冷技术利用空冷岛等设备实现气体冷却。直接空冷的冷却效率受气象条件影响较大：夏季气温较高时空冷岛的冷却效率较低，且空冷岛设计面积往往较大；冬季气温较低时，由于气体冷凝后可能发生过冷，空冷岛又存在冻结风险，因此需要采取一些防冻措施。特别是火力发电过程中，夏季乏汽温度过高将严重影响发电效率和系统的安全运行；冬季气温低于冰点时存在较大的冻结风险。为维持系统正常运行，夏季往往需要设置水冷凝汽器作为尖峰冷却设备，冬季气温较低时需要采取一些防冻措施。目前，空冷冷却系统的防冻方式主要分为两类：一种是采用调节风冷的方法，常见的防冻设备有挡风百叶等，这种方法成本低、实现简单，但防冻性能较差；另一种是采用加热的方法，利用汽轮机抽汽等加热乏汽或空冷岛，这种方法成本高、造成能源浪费。由此可见，现有技术中的直接空冷技术存在冷却效率受气象条件影响大，夏季冷却效率低，且设备占地面积大，冬季存在冻结的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种气体冷凝复合冷却系统及其工作方法，用以解决现有技术中直接空冷技术存在冷却效率受气象条件影响大，夏季冷却效率低，且设备占地面积大，冬季存在冻结的问题。

2、本发明提供一种气体冷凝复合冷却系统，包括：

3、第一干管；

4、第二干管；

5、冷却装置；

6、三介质换热装置，包括：相互传热的第一流体通道、第二流体通道和气流通道，所述第一流体通道连接在第一干管和第二干管之间，所述第二流体通道通过第一流体循环管路连接在所述冷却装置上；

7、风机，所述风机设于所述三介质换热装置的气流通道；

8、凝汽装置，包括：相互传热的第三流体通道和第四流体通道，所述第三流体通道连接在第一干管和第二干管之间，所述第四流体通道通过第二流体循环管路连接在所述冷却装置上，且所述第一流体循环管路和所述第二流体循环管路分别通过进液总管和出液总管并联在所述冷却装置的进液端和出液端，所述出液总管与所述冷却装置连接。

9、根据本发明提供的气体冷凝复合冷却系统，还包括：

10、第一阀体，所述第一阀体设于连接所述第一干管和所述第二干管的所述第一流体通道的连接管道上；

11、第二阀体，所述第二阀体设于连接所述第一干管和所述第二干管的所述第三流体通道的连接管道上；

12、第三阀体，所述第三阀体设于所述进液总管或所述出液总管上；

13、第四阀体，所述第四阀体设于连接所述冷却装置与所述第二流体通道的第一流体循环管路上。

14、根据本发明提供的气体冷凝复合冷却系统，还包括：

15、第一泵送装置，所述第一泵送装置设于所述进液总管上；

16、第二泵送装置，所述第二泵送装置设于所述第二流体循环管路上。

17、根据本发明提供的气体冷凝复合冷却系统，还包括：第五阀体，所述第五阀体设于所述第二流体循环管路上，并与所述第二泵送装置并联。

18、根据本发明提供的气体冷凝复合冷却系统，还包括：

19、第三泵送装置，所述第三泵送装置设于所述第二干管上；

20、蒸汽动力装置，所述蒸汽动力装置的出气口连接在所述第一干管上；

21、加热装置，所述加热装置的进液口连接在所述第二干管上，所述加热装置的排气口通过气体管路与所述蒸汽动力装置的进气口连接。

22、根据本发明提供的气体冷凝复合冷却系统，所述冷却装置为直接冷却设备和间接蒸发冷却装置中的一个或二者组合。

23、本发明还提供一种气体冷凝复合冷却系统的工作方法，包括：

24、在第一模式下，第一流体通道和第三流体通道在第一干管和第二干管之间均为连通状态，第四流体通道与冷却装置之间为循环连通状态，第二流体通道与冷却装置为断开状态，被冷却介质离开蒸汽动力装置并通过第一干管分别进入第一流体通道和第三流体通道，启动冷却装置，且三介质换热装置气流通道内的风机运行并向三介质换热装置气流通道鼓气，三介质换热装置气流通道中的介质对第一流体通道内的被冷却介质进行冷却，冷却装置通过第四流体通道内的介质对第三流体通道内的被冷却介质进行冷却，被冷却介质经冷却后形成冷凝水，并由第二干管返回加热装置，第四流体通道中的介质通过冷却装置循环冷却；

25、在第二模式下，第一流体通道在第一干管和第二干管之间为连通状态，第二流体通道与冷却装置之间为循环连通状态，第三流体通道在第一干管和第二干管之间为断开状态，第四流体通道与冷却装置之间为断开状态，启动冷却装置，且三介质换热装置气流通道内的风机运行并向三介质换热装置气流通道鼓气，三介质换热装置气流通道中的介质以及冷却装置通过第二流体通道内的介质对第一流体通道内的被冷却介质进行冷却，第二流体通道中的介质通过冷却装置循环冷却；

26、在第三模式下，第一流体通道在第一干管和第二干管之间为连通状态，第二流体通道与冷却装置之间为断开状态，第三流体通道在第一干管和第二干管之间为断开状态，第四流体通道与冷却装置之间为断开状态，三介质换热装置气流通道内的风机运行并向三介质换热装置气流通道鼓气，气流通道中的介质对第一流体通道内的被冷却介质进行冷却；

27、在第四模式下，第三流体通道在第一干管和第二干管之间为连接状态，第二流体通道和第四流体通道通过第一流体循环管路和第二流体循环管路的连通而连通，三介质换热装置气流通道内的风机运行并向三介质换热装置气流通道鼓气，三介质换热装置气流通道中的介质对第二流体通道内的介质进行冷却，当第二流体通道内的介质流经至凝汽装置时，对第三流体通道内的被冷却介质进行冷却；

28、在第五模式下，第一流体通道在第一干管和第二干管之间为连通状态，第三流体通道在第一干管和第二干管之间为连接状态，被冷却介质分别进入第一流体通道和第三流体通道，第二流体通道和第四流体通道通过第一流体循环管路和第二流体循环管路的连通而连通，三介质换热装置气流通道内的风机运行，三介质换热装置气流通道中的介质同时对第一流体通道内的被冷却介质和第二流体通道内的介质进行冷却，当第二流体通道内的介质流经至凝汽装置时，对第三流体通道内的被冷却介质进行冷却。

29、本发明提供了一种气体冷凝复合冷却系统及其工作方法。该复合冷却系统包括：第一干管、第二干管、冷却装置、冷却需求子系统、三介质换热装置、风机和凝汽装置；三介质换热装置包括：相互传热的第一流体通道、第二流体通道和气流通道，第一流体通道连接在第一干管和第二干管之间，第二流体通道通过第一流体循环管路连接在冷却装置上；风机设于三介质换热装置气流通道；凝汽装置，包括：相互传热的第三流体通道和第四流体通道，第三流体通道连接在第一干管和第二干管之间，第四流体通道通过第二流体循环管路连接在冷却装置上，且第一流体循环管路和第二流体循环管路分别通过进液总管和出液总管并联在冷却装置的进液端和出液端，出液总管与冷却装置连接。本发明提供的一种复合冷却系统及其工作方法，根据对应模式，被冷却气体从第一干管可调控地进入第一流体通道和/或第三流体通道中进行冷却并通过第二干管返回，循环冷却介质可调控地进入第二流体通道和/或第四流体通道中分别对第一流体通道和第三流体通道中的待冷却气体进行冷却并循环至冷却装置，第二流体通道中的待冷却气体还可以在三介质换热装置中被空气冷却，从而实现风冷和循环介质的复合冷却，既可保障夏季高温天气的冷却要求，又可以减少风冷换热器面积；而且，由于冷却循环介质进液总管和出液总管的设置，还可以实现第二流体通道与第四流体通道的连通，从而实现三介质换热装置空气流道代替冷却装置用于循环介质的冷却、被冷却气体仅在凝汽装置被循环冷却介质冷却，在节约冬季冷却装置水耗的同时，还避免了三介质换热装置直接冷却气体可能出现气体冷凝后冻结的风险。