一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统

摘要

本发明提供了一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统，该系统包括换气系统、高温媒质流道、高温媒质配给系统、热交换装置、低温媒质回收装置、低温媒质流道、媒质动力装置和至少一个媒质存储容器；其中媒质存储容器为变容媒质存储容器，并由变容调节装置分隔成两个独立的热侧容器和冷侧容器，以适应不同情况下对蓄能的需求；在冷却效果较好的春、夏、秋三季夜晚，增大媒质存储容器内冷侧容器的容量，大量蓄积冷源；在冬季温度较低、热交换装置低温端温度过低的情况下，增大媒质存储容器内热侧容器的出水流量，利用蓄积的大量循环水热源，对热交换装置整体升温，降低热交换装置局部低温冻裂的危险。

权利要求

1.一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统，其特征在于，所述系统包括换气系统、高温媒质流道、高温媒质配给系统、热交换装置、低温媒质回收装置、低温媒质流道、媒质动力装置和媒质存储容器；

所述媒质存储容器为变容媒质存储容器，包括上盖、下盖、外筒体、变容调节装置和至少一个排气孔，所述排气孔设置在上盖处，所述上盖和下盖分别与外筒体密封连接，所述变容调节装置设置在该上盖、下盖和外筒体所围成的空间内、并用于将该媒质存储容器分成两个独立的热侧容器和冷侧容器， 所述热侧容器和冷侧容器上均设置有至少一个进水口和至少一个出水口，用于控制热侧容器和冷侧容器的媒质存储量；

所述高温媒质流道连接媒质存储容器中热侧容器的进水口，该热侧容器的出水口连接高温媒质配给系统，高温媒质配给系统将高温媒质均匀分配至热交换装置，并由换气系统对热交换装置中的高温媒质进行换热，低温媒质回收装置对换热后的低温媒质进行收集、并通过低温媒质流道与媒质存储容器中冷侧容器的进水口进行连接，冷侧容器的出水口通过低温媒质流道与媒质动力装置连接；

所述变容调节装置包括滑杆、调节盘和传动装置，所述滑杆一端连接上盖、另一端连接下盖，所述调节盘通过该传动装置的传动沿该滑杆进行轴向的上下运动，所述调节盘在径向上与该外筒体密封连接、并将该媒质存储容器分成两个独立的热侧容器和冷侧容器，该调节盘与外筒体接触的边缘设有软胶层；

所述传动装置为电动丝杠传动装置，包括传动电机，所述传动电机设置于滑杆一端、并带动该滑杆沿其轴向正反旋转，所述滑杆外表面设有螺纹，所述调节盘与所述滑杆螺接、并沿该滑杆的轴向进行上下运动。

说明书

一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统

技术领域

[0001] 本发明属于能量存储及利用技术领域，尤其涉及一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统。

背景技术

[0002] 循环水冷却系统涉及发电厂的冷端系统，功能是将冷却介质送至高低压凝气器去冷却汽轮机低压缸排汽，以维持高低压凝气器的真空，使汽水循环得以继续。循环水冷却系
统是建立汽轮机真空，并将冷端热源带走的必要条件。然而受环境温度及季节变化的影响，
大部分发电机组在夏季温度较高的情况下面临出力不足，而在冬季因防冻等安全需求被迫
运行在高背压、高能耗状态，对机组的经济性、安全性、稳定性和负荷响应时效性等带来很
大的影响。

[0003] 目前现有技术通过采用蓄能(冷)装置，在春、夏、秋三季，利用夜晚较好的冷却条件，大量蓄积冷源，供白天高温天气时使用。但是由于其媒质存储容器不具备内部协调变容
特性，无法根据需要及时适当地调节罐内不同容器区的容量，不能高效地进行蓄能。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统，通过采用内部设有两个独立热侧容器和冷侧容器的媒质存储容器，该媒质
存储容器通过变容调节装置按需调整热侧容器和冷侧容器的媒质存储量，实现在冷却效果
较好的春、夏、秋三季夜晚，增大媒质存储容器内冷侧容器的容量，大量蓄积冷源；在冬季温
度较低、热交换装置低温端温度过低的情况下，增大媒质存储容器内热侧容器的出水流量，
利用蓄积的大量循环水热源，对热交换装置整体升温，降低热交换装置局部低温冻裂的危
险。

[0005] 本发明提供一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统，所述系统包括换气系统、高温媒质流道、高温媒质配给系统、热交换装置、低温媒质回收装置、低温媒质流道、媒质动力
装置和媒质存储容器；

[0006] 所述媒质存储容器为变容媒质存储容器，包括上盖、下盖、外筒体、变容调节装置和至少一个排气孔，所述排气孔设置在上盖处，所述上盖和下盖分别与外筒体密封连接，所
述变容调节装置设置在该上盖、下盖和外筒体所围成的空间内、并用于将该媒质存储容器
分成两个独立的热侧容器和冷侧容器。所述热侧容器和冷侧容器上均设置有至少一个进水
口和至少一个出水口，用于控制热侧容器和冷侧容器的媒质存储量；

[0007] 所述高温媒质流道连接媒质存储容器中热侧容器的进水口，该热侧容器的出水口连接高温媒质配给系统，高温媒质配给系统将高温媒质均匀分配至热交换装置，并由换气
系统对热交换装置中的高温媒质进行换热，低温媒质回收装置对换热后的低温媒质进行收
集、并通过低温媒质流道与媒质存储容器中冷侧容器的进水口进行连接，冷侧容器的出水
口通过低温媒质流道与媒质动力装置连接；

[0008] 所述变容调节装置包括滑杆、调节盘和传动装置，所述滑杆一端连接上盖、另一端连接下盖，所述调节盘通过该传动装置的传动沿该滑杆进行轴向的上下运动，所述调节盘
在径向上与该外筒体密封连接、并将该媒质存储容器分成两个独立的热侧容器和冷侧容
器，该调节盘与外筒体接触的边缘设有软胶层；

[0009] 所述传动装置为电动丝杠传动装置，包括传动电机，所述传动电机设置于滑杆一端、并带动该滑杆沿其轴向正反旋转，所述滑杆外表面设有螺纹，所述调节盘与所述滑杆螺
接、并沿该滑杆的轴向进行上下运动。

[0010] 本发明的有益效果：

[0011] 本发明提供了一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统，该系统包括换气系统、高温媒质流道、高温媒质配给系统、热交换装置、低温媒质回收装置、低温媒质流道、媒质动力
装置和媒质存储容器，该媒质存储容器内部设有两个独立热侧容器和冷侧容器、并通过变
容调节装置按需调整热侧容器和冷侧容器的媒质存储量，实现在冷却效果较好的春、夏、秋
三季夜晚，增大媒质存储容器内冷侧容器的容量，大量蓄积冷源；在冬季温度较低、热交换
装置低温端温度过低的情况下，增大媒质存储容器内热侧容器的出水流量，利用蓄积的大
量循环水热源，对热交换装置整体升温，降低热交换装置局部低温冻裂的危险。

附图说明

[0012] 利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得
其它的附图。

[0013] 图1是本发明提供的一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统的示意图。

[0014] 图2是本发明提供的一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统的媒质存储容器的其中一种实施例的结构示意图。

[0015] 图3是本发明提供的一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统的媒质存储容器的另一种实施例的结构示意图。

[0016] 图4是本发明提供的一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统的媒质存储容器的再一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0017] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0018] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了
便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、
“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0019] 实施例1：

[0020] 参考图1，本实施例提供了一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统，该系统包括换气系统1、高温媒质流道2、高温媒质配给系统3、热交换装置4、低温媒质回收装置5、低温媒
质流道6、媒质动力装置7和媒质存储容器8；

[0021] 媒质存储容器8为变容媒质存储容器，包括上盖81、下盖82、外筒体83、变容调节装置和至少一个排气孔，排气孔设置在上盖81处，上盖81和下盖82分别与外筒体83密封连接，
变容调节装置设置在该上盖81、下盖82和外筒体83所围成的空间内、并用于将该媒质存储
容器8分成两个独立的热侧容器和冷侧容器。热侧容器和冷侧容器上均设置有至少一个进
水口和至少一个出水口，用于控制热侧容器和冷侧容器的媒质存储量；

[0022] 高温媒质流道2连接媒质存储容器8中热侧容器的进水口，该热侧容器的出水口通过高温媒质流道2连接高温媒质配给系统3，高温媒质配给系统3将高温媒质均匀分配至热
交换装置4，并由换气系统1对热交换装置4中的高温媒质进行换热，低温媒质回收装置5对
换热后的低温媒质进行收集、并通过低温媒质流道6与媒质存储容器8中冷侧容器的进水口
进行连接，冷侧容器的出水口通过低温媒质流道6与媒质动力装置7连接。

[0023] 在媒质动力装置7的作用下，来自上游的高温媒质从高温媒质流道2进入系统，高温媒质先进入媒质存储容器8，然后通过高温媒质配给系统3，使高温媒质均布式进入热交
换装置4，并通过换气系统1通风强化换热。换热后的高温媒质变成低温媒质，并通过低温媒
质回收装置5收集后经低温媒质流道6流向媒质存储容器8中的冷侧容器，再由冷侧容器的
出水口流出并输向下游。

[0024] 需要说明的是，在上盖81、下盖82和外筒体83所围制而成的媒质存储容器8中，通过其内置的变容调节装置将内部空间分成两个独立的热侧容器和冷侧容器，用于在不同的
情况下相应地按需求进行蓄能，在冷却效果较好的春、夏、秋三季夜晚，增大媒质存储容器8
内冷侧容器的容量，大量蓄积冷源；在冬季温度较低、热交换装置4低温端温度过低的情况
下，增大媒质存储容器8内热侧容器的出水流量，利用蓄积的大量循环水热源，对热交换装
置4整体升温，降低热交换装置4局部低温冻裂的危险。

[0025] 参考图2，该变容调节装置包括滑杆841、调节盘842和传动装置，滑杆841一端连接上盖81、另一端连接下盖82，固定在上盖81和下盖82之间，调节盘842通过该传动装置的传
动沿该滑杆841进行轴向的上下运动，调节盘842在径向上与该外筒体83密封连接、并将该
媒质存储容器8分成两个独立的热侧容器和冷侧容器，该调节盘842与外筒体83接触的边缘
设有软胶层843。第一排气孔851设置在上盖81处。

[0026] 调节盘842与外筒体83内壁之间密封连接，在调节盘842沿滑杆841进行轴向的上下运动时，仍通过该软胶层843实现上下两个独立的热侧容器和冷侧容器之间的相对密封，
不存在媒质的交换，使得热侧容器和冷侧容器内的媒质温度更加可控。

[0027] 位于上侧的热侧容器设置有第一进水口861和第一出水口862；位于下侧的冷侧容器设置有第二进水口863和第二出水口864。

[0028] 另外地，传动装置为电动丝杠传动装置，包括传动电机844，传动电机844设置于滑杆841一端、并带动该滑杆841沿其轴向正反旋转，滑杆841外表面设有螺纹，调节盘842与滑
杆841螺接、并沿该滑杆841的轴向进行上下运动。

[0029] 在传动电机844的带动下，滑杆841沿其轴向进行正反旋转，在滑杆841自转的带动下，与滑杆841进行螺接的调节盘842沿该滑杆841的轴向进行上下运动，从而实现人为控制
的调节热侧容器和冷侧容器的媒质存储量。

[0030] 实施例2：

[0031] 参考图3，变容调节装置包括中间固定环845、上下浮动盘846和连接层847，中间固定环845设置在外筒体83中部、并与外筒体83密封连接，上下浮动盘846通过连接层847与中
间固定环845柔性连接，连接层847分别与中间固定环845和上下浮动盘846密封连接、并将
该媒质存储容器8分成两个独立的热侧容器和冷侧容器。第二排气孔852设置在上盖81处。

[0032] 上下浮动盘846在热侧容器和冷侧容器内的媒质的压力变换下，进行自适应的调节。当热侧容器内的媒质居多，并作用在上下浮动盘846的力比冷侧容器内媒质的作用力大
时，该上下浮动盘846向冷侧容器的方向移动，从而增大热侧容器的容积；当冷侧容器内的
媒质居多，并作用在上下浮动盘846的力比热侧容器内媒质的作用力大时，该上下浮动盘
846向热侧容器的方向移动，从而增大冷侧容器的容积。

[0033] 位于上侧的热侧容器设置有第三进水口871和第三出水口872；位于下侧的冷侧容器设置有第四进水口873和第四出水口874。

[0034] 另外地，连接层847为波纹连接隔温层或油布，实现上下浮动盘846与中间固定环845的柔性连接，使得上下浮动盘846可以随压力变化而移动的同时满足热侧容器和冷侧容
器内的媒质隔离。

[0035] 实施例3：

[0036] 参考图4，变容调节装置包括固定框848和活动层849，固定框848设置在该媒质存储容器8内壁、并分别与上盖81、下盖82和外筒体83密封连接，活动层849与该固定框848密
封连接、并将该媒质存储容器8分成两个独立的热侧容器和冷侧容器，该活动层849根据压
力变化自身相应地进行活动，该活动层849为油布。

[0037] 位于左侧的热侧容器设置有第五进水口881和第五出水口882，在热侧容器对应的上盖81处设置第三排气孔853；位于右侧的冷侧容器设置有第六进水口883和第六出水口
884，在冷侧容器对应的上盖81处设置第四排气孔854。

[0038] 需要说明的是，该活动层849通过固定框848与上盖81、下盖82和外筒体83密封连接，实现热侧容器和冷侧容器内的媒质隔离，并且活动层849可为油布，能根据油布两侧压
力的变化，其自身相应地进行活动。当热侧容器内的媒质居多，并作用在活动层849的力比
冷侧容器内媒质的作用力大时，该活动层849向冷侧容器的方向移动，从而增大热侧容器的
容积；当冷侧容器内的媒质居多，并作用在活动层849的力比热侧容器内媒质的作用力大
时，该活动层849向热侧容器的方向移动，从而增大冷侧容器的容积。

[0039] 相对于现有技术，本发明提供了一种冷热媒质协同存储的蓄能冷却系统，该系统包括换气系统1、高温媒质流道2、高温媒质配给系统3、热交换装置4、低温媒质回收装置5、
低温媒质流道6、媒质动力装置7和媒质存储容器8，该媒质存储容器8内部设有两个独立热
侧容器和冷侧容器、并通过变容调节装置按需调整热侧容器和冷侧容器的媒质存储量，高
温媒质流道2连接媒质存储容器8中热侧容器的进水口，该热侧容器的出水口连接高温媒质
配给系统3，高温媒质配给系统3将高温媒质均匀分配至热交换装置4，并由换气系统1对热
交换装置4中的高温媒质进行换热，低温媒质回收装置5对换热后的低温媒质进行收集、并
通过低温媒质流道6与媒质存储容器8中冷侧容器的进水口进行连接，冷侧容器的出水口通
过低温媒质流道6与媒质动力装置7连接；该系统根据实际需要调整热侧容器和冷侧容器中
媒质存储量的占比，实现了在冷却效果较好的春、夏、秋三季夜晚，增大媒质存储容器8内冷
侧容器的容量，大量蓄积冷源；在冬季温度较低、热交换装置4低温端温度过低的情况下，增
大媒质存储容器8内热侧容器的出水流量，利用蓄积的大量循环水热源，对热交换装置4整
体升温，降低热交换装置4局部低温冻裂的危险。

[0040] 最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改
进等，均应包含在本发明的保护范围之内。