直流冷卻水系統（once-through cooling water system）是指冷卻水只使用一次即被排掉的給水系統。在發電廠直流冷卻水系統中，凝汽器往往處於系統的最高位置，凝汽器排水管從凝汽器出口引出後迅速降到較低點，使得凝汽器出口成為系統的駝峰點，凝汽器出口位置與其排水管出口水平位置高差一般在10m左右，在正常運行時，為使凝汽器出口維持較穩定的負壓力，系統中一般設定有虹吸井。
基本介紹
- 中文名：直流冷卻水系統
- 外文名：once-through cooling water system
- 分類：給水系統
- 特點：冷卻水只使用一次
- 學科：電力工程
- 領域：能源
簡介,工程虹吸井的布置,虹吸井布置方案對冷卻水系統的影響,總結,
簡介
在發電廠直流冷卻水系統中，凝汽器往往處於系統的最高位置，凝汽器排水管從凝汽器出口引出後迅速降到較低點，使得凝汽器出口成為系統的駝峰點，凝汽器出口位置與其排水管出口水平位置高差一般在10m左右，在正常運行時，為使凝汽器出口維持較穩定的負壓力，系統中一般設定有虹吸井。虹吸井在系統中的作用主要有：使系統中處於最高位置的凝汽器及其出口位置內水壓力始終保持為負值，以減少循環水泵的出力，降低廠用電量；保證凝汽器循環水的虹吸作用不被破壞，尤其是當系統發生水力過渡過程時，利用虹吸井中提供的水位和水量，使凝汽器排水管產生倒流虹吸作用，減緩凝汽器出口壓力的下降幅度，防止因水錘作用出現過大的負壓，進而避免發生水柱分離。虹吸井在系統中一般布置在凝汽器排水管出口附近。
工程虹吸井的布置
在實際工程中，由於建設場地條件的限制，部分工程虹吸井的布置在距離凝汽器排水管出口較遠處，凝汽器排水管出口通過壓力管道或溝道與虹吸井連線。對於這類工程，應通過數值模擬計算對設計方案的合理性進行檢驗，以確保系統的安全運行。
對電廠直流冷卻水系統進行數值分析計算，在確定系統循環水泵閥門最優關閉規律的工作過程中，發現該系統的主要控制參數為系統的最小水錘壓力，而影響該控制參數的直接因素是虹吸井的布置位置及其與凝汽器出口的連線方式。以該電廠直流冷卻水系統的初步設計方案為基礎，分析了虹吸井布置方案在系統發生水力過渡過程時對系統可能產生的影響，提出了符合工程實際的改進措施，據此提出虹吸井布置的一般原則。
虹吸井布置方案對冷卻水系統的影響
在直流冷卻水系統設計中，當虹吸井的井體截面面積及溢流堰頂高程確定時，虹吸井在系統中的布置位置將對系統運行的安全性產生較大影響。
若虹吸井距凝汽器較近，當系統發生水力過渡過程時，凝汽器出口壓力迅速降低，虹吸井內的水體在大氣壓的作用下將沿凝汽器排水管迅速倒流以維持凝汽器出口的壓力的穩定，不至於出現過大的負壓。當虹吸井的布置位置距離凝汽器較遠時，若系統在一定條件下出現水力過渡過程，由於凝汽器排水管後壓力管道(或溝道)較長，管內水量多、慣性大，水體在短時間內無法停止運動並倒流，虹吸井內的水無法迅速回流至凝汽器以補充其對水量的需要，使得虹吸井失去了其應有的作用，無法平衡凝汽器出口的壓力，不能滿足平衡凝汽器出口處水錘負壓力的要求。因此，會出現凝汽器出口較為嚴重的負壓水錘現象，甚至發生水柱分離。
總結
(1) 凝汽器出口位置作為直流循環水系統的駝峰點，在系統出現水力過渡過程時，極易出現較大的負壓力，尤其是負壓過大可能出現的水柱分離現象對系統造成的危害將大大超過系統最大正壓力。虹吸井在系統中最重要的作用應該保證凝汽器出口在任何工況下均不出現水柱分離現象。
(2) 通過對電廠冷卻水系統的水力過渡過程的分析，認識到布置位置對虹吸井能否有效發揮作用至關重要，在設計時應對系統進行數值模擬，驗證虹吸井布置方案的合理性，以確保系統的安全運行。
(3) 在將虹吸井位置前移後，凝汽器出口壓力最小值為-0.099 MPa，非常接近-0.100 MPa，為安全起見，應配合採取其他工程措施(例如適當增加虹吸井溢流堰頂高程) ，以更大程度地保證系統不發生水柱分離。
(4) 在電廠工程設計中，對於直流冷卻水系統，建議虹吸井應儘可能布置在凝汽器排水管出口處;若確因場地條件所限必須布置在距離較遠處，則凝汽器排水管出口與虹吸井應採用明溝連線。
