电站空冷技术的现状及应用前景

中图 分 类 号 ：Ｍ６ １７ Ｔ ２
文 献标 识码 ： Ａ
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核 电 站 是 我 国 电力 生 产 的 主要 企 业， 两者 均是用 水大 户 。一座 装机 容 量 为 １ ０ ０ ０ＭＷ 的常规水 冷燃 煤 电厂 ， 采 用 同收 利 用 等节 水 措 施 在 后， 年耗 水量依 然 可 高 达两 千万 吨 以上 。除 在建 时 需 消耗 大量水 资源 外 ， 行 中还会 对 环 境 产生 汽 雾 运 污染和 水体热 污染 。
扁管） 。单 排管 技 术 南 国外 公 司 于 ｌ ９ ９ ５年 开 发 成
功 。相对 另外 ２种管 束形式 而言 ， 具有 重量轻 ， 传热 效率 高 ， 冻性 能好等 优点 ， 抗 但单排 管材 料为单 面镀
铝 的钢基 管 ， 采用 钢 板 与铝 翅 片 进行 钎 焊 的组 装 Ｔ 艺 ， 料成 本较 高 。特 别是 单 面 镀铝 的钢 板 制成 钢 材
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图 ２ 海 勒 系统 示 意 图
另 一类是 哈蒙 式 （ 面 式 ） 接 空 冷技 术 ， 冷 表 间 将
却 水 和汽水 系统严 格 分 开 ， 冷却 水 及 汽 水 系统 通 过
常规水 冷或类 似 的表面 式凝 汽器 进 行热 交 换 。 图 ３
为哈蒙 系统示 意 图 。
截 面基管 上 ）单 排管 （ ， 基管 截面 为扁平 形 ， 称为 大 又
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空 冷技术 南于采 用 空气 作 为冷却 介 质 ， 电厂 的运 使
１ 概
述
行 不再严 重依赖 于 水 资 源 的消 耗 ， 我 同缺 水 的西 在 北地 区等煤 炭 矿 口电厂 ， 有 广泛 的应 用前 景 。大 具 型 空冷 机 组 电站 是 我 国《 业 结 构 测 整 指 导 目录 产 （ ０ １年本 ） 中鼓 励 建设 的项 目。空 冷技 术 的应 用 ２１ 》
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成 本上升 。空 冷 电厂 比相 同容量 的水 冷 电厂 需增加 投 资约 １ 。 ５
２ ３ 易 受环境 的影 响 ．
空冷 系统 的冷却性 能受 环境影 响较 大 ， 温 、 气 风 速、 雨雪环 境 素都 会影 响到空 冷系统 的运行 效率 ， 在 恶 劣的气候 条件下 ， 往往 导致 汽轮机 的背压 升高 。 在 炎热 夏季 ， 要 适 当减 少 发 电 量 ， 在 严 寒 的冬 需 而
３ 空冷 技 术 分 类
电站 空冷技 术 分 为两 大 类 ： 一类 是 直 接 空 冷发 电技 术 ， 另一类 称为 间接空 冷发 电技 术 。 电站 的直 接空 冷 系统 ， 称 为空气 冷 凝 器 系统 又 （ ｒＣ ｏｉｇＣ ｎ ｅ ｓｒ ， Ａｉ ｏ ｌ ｏ ｄ ｎ ｅ） 简称 ＡＣ — ｎ Ｃ。是 用 空 气通 过鼓 风或 者引 风形 式 ， 直接 对 汽 轮 机乏 汽 进 行冷 却 和 冷凝 ， 主要 特征是 换热 管 的基 管 尺寸直径 大 ， 其 换 热 系数高 ， 系统 采 用 冷却 三 角单 元 布 置 。直 接 空冷 系统 可根 据散 热器 管束 翅 片 管排 数 分 为 ３种 ： 三排 管 （ 片套或者 绕在 椭 网形 截 面基管上 ， 翅 早期 技术采 用 圆形截 面基管 ） 双排 管 （ 方 形 翅 片套 在 椭 圆形 ， 长
图 １ 直 接 空 冷 系统 示意 图
海 勒式 间接 空 冷 系统 ， 罔 ２ 示 。海 勒 系 统 见 所
季， 应采取 必要 的 防冻措施 ， 以避 免 因管束冻 结 而引
起 机组跳 闸 。
冷却 水和锅 炉给水 混 流 ， 大 容量 高 参 数 机组 对 给 而
水 品质 要求更 加严 格 ， 质处理 和控 制较 为 困难 ， 水 因 此海勒 系统 在大 容 量机 组 上 应 用较 少 。 目前 ， 机 单 容量最 大 的海勒式 间接 空冷机 组 为伊 朗 ＡＲ × ＡＫ ４
电 站辅 机 总 第 １９期 （０ １Ｎ ． ） １ ２ １ ｏ ４
相 同装机 容量 的水 冷 机组 相 比， 冷机 组 系 统 的运 空 行 可节 水 ９ 以上 ， 电厂 循 环 系 统 节 水 ６ 以 ７ 为
上 。
为 中国华 电灵 武二 期 １ ０ ０ ０ＭＷ 超 超 临界 直 接 空 冷 机组 ， 其次 为澳大利 亚 Ｋｏ ｅ ｇｅｋ ７ ０ ｇ ｎＣ ｒｅ ５ Ｍｗ 空 冷 机组 。罔 １为直接 空冷 系统示 意 图。
管时， 对材 料镀层 有 较 高 的传 热性 能 和 力学性 能 等 要求 。 目前 ， 世界 上单 机 容 量 最大 的直 接 空冷 机 组
图 ３ 哈 蒙 系统 示 意 图
电站 空冷 技 术 的现 状 及 应 用 前 景
电 站辅 机 总 第 １９期 （０ １Ｎ ． ） ｌ ２ １ ｏ ４
收 稿 日期 ：０ １ ６２ ２ １－ —７ ０
空冷技术具有显著节水的特点 。常规水冷凝汽
器发 电机组 中 ， 冷却塔 所蒸 发 的水 ， 占电厂用 水 的 可
９ 以上 ， ０ 采用 空冷 系统后 ， 大幅减少 补水量 。与 将
作者简介 ： 裘顺 奕 （ ９２） 男 ， 科 ， 理 工 程 师 ， １８ ， 本 助 毕业 于上 海 交 通 大 学 ， 从 事 电 站 空 冷 系 统方 面 的设 计 和研 究 。 现
２ 空 冷发 电技 术 的 特点
２ １ 节水 ．
我 国仍 是水 资 源缺 乏 的 国 家之 一 ， 于 这种 现 基 实 ， 冷发 电技术 在 电站 建设 方面 得到 了广泛 应用 。 空 空冷 发 电技 术 主要指 利用 空气冷 却汽 轮机乏 汽 的技
术 ， 组成 的庞 大 系统 又 称 为 电站 空 冷 系 统 。 电站 其
电站 空 冷 技 术 的现 状 及 应 用 前 景
裘顺 奕， 胡 阳
（ 海 电 气 电站 设 备有 限 司 电 站 辅机 厂 ， 海 ２０ ９ ） 上 上 ０ ０ ０
摘
要 ： 冷 发 电 系统 的 显 著 特 点是 节 水 ， 富 煤 缺 水 地 区 有 广 阔 的 应 用 前 景 。针 对 电站 空 冷 机 组 的 主 要 类 型 和 空 在
３５ ２ ＭＷ 机 组和伊 朗 Ｓ ＡＨＡＮ ×３ ５ Ｄ ２ ２ ＭＷ 机 组 。
２ ４ 热 耗高 ．
空 冷机组 的冷却 极 限温度均 高于 水冷机 组 的相 应 温度 ， 因此 ， 其机 组 的循 环效率 比水 冷机组 效率低 约 ５ 。此外 ， 冷机组 将增 加厂 用 电耗 ， 冷 机组 空 空 总 体 电耗 要 比水冷机 组增加 ８ 左 右 。
第３ ２卷 第 Ⅱ期
２ １年 ｌ Ｏ１ ２月
电 站 辅
机
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Ｐｏ ｒＳｔ ｔｏ ｘｉｉ ｒ ｕｉ ｅ ｗｅ ａ ｉ ｎ Ａｕ ｌａ ｙ Ｅｑ ｐｍ ｎｔ
文章编号 ：６ ２０ １ （０ １０—０ 卜 ４ １７ —２ ０２ １）４００ ０
２ ２ 空冷 机 组的造 价高 ．
南于空气 的传热 性能远 不及水 ， 相 同条件下 ， 在 空 冷凝 汽器所需 的换 热 面积 远 大 于水 冷凝 汽器 ， 因 而 需要更 大 的空 间 布置 空 冷设 备 。在 空 冷 系 统 中 ，
采 用空气 冷却 的设 备 ， 体积 相对较 大 ， 导致设 备制造
哈蒙 系统 是在 海 勒 系统 上 发 展形 成 的 ， 常 规 与 的水 冷 系统 比较 接 近 。 由于汽 水 系 统单 独 成 回路 ，
因此 水处 理 和 控 制 要 求 和 常 规 水 冷 基 本 相 同 。 目 前 ， 机 容 量 最 大 的 哈 蒙 式 间 接 空 冷 机 组 为 南 非 单
特 点 ， 析 了各 种 空 冷 系统 的 运 行 工 况 。 展 望 了 电站 空 冷技 术今 后 的 发 展 方 向 和 应 用 前 景 着 水 资 源 的 日趋 紧 分 随 张， 高效 节 水 的 空冷 技 术 将 更 具 有 经 济优 势 。
关键 词 ： 电站 ； 冷 ； 水 ； 术 ； 空 节 技 发展 ； 状 ； 用 ； 景 现 应 前