[科普中國]-冷卻水站

不同工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)熱的過程各異，被冷卻的對象差別也較大。主要的冷卻對象有冷凝器、熱交換器、油（氣或液體）冷卻器、發(fā)電機(jī)組與壓縮機(jī)組、高爐、煉鋼與軋鋼機(jī)、化學(xué)反應(yīng)器等。冷卻水進(jìn)入這些設(shè)備，與熱壁接觸而被加熱。這種用水來冷卻工藝介質(zhì)的系統(tǒng)稱為冷卻水站或者冷卻水系統(tǒng)。冷卻水站通常有兩種：直流冷卻水站和循環(huán)冷卻水站1。

類型（1）直流冷卻水站

在直流冷卻水站中，冷卻水僅通過換熱設(shè)備利用一次后就被排放掉了，所以直流水又稱為一次利用水。直流冷卻水站通常用水量很大，水經(jīng)換熱設(shè)備后的溫升很小，而排出水的溫度也較低，水中各種礦物質(zhì)和離子含量基本上保持不變。這種冷卻水站投資少、操作簡便，對水質(zhì)要求不高，但取水量大，運(yùn)行費(fèi)用高，不符合節(jié)水節(jié)能的要求?，F(xiàn)在即使在水資源豐富的地區(qū)也不提倡采用直流水冷卻站。許多工廠原有的直流式冷卻水站，也逐步改建成為循環(huán)式冷卻水站。

（2）循環(huán)冷卻水站

在循環(huán)水站中，冷卻水被反復(fù)多次使用。水經(jīng)換熱設(shè)備后溫度升高，由冷卻塔或其他冷卻設(shè)備將水溫降低下來，再由泵將水送至冷卻站中重復(fù)使用，這樣大大提高了水的重復(fù)利用率，節(jié)約了大量工業(yè)用水。循環(huán)冷卻水站又分封閉式和敞開式兩種。

封閉式循環(huán)冷卻水站

水在這種密閉站中循環(huán)進(jìn)行熱交換，冷卻水升溫后不與大氣直接接觸，而在另一臺換熱設(shè)備中經(jīng)其他冷卻介質(zhì)換熱降溫后再回用，以冷卻高溫?zé)峤橘|(zhì)。這種封閉式站須使用含鹽量很低的軟水或純水，冷卻水循環(huán)過程中，不直接暴露于空氣中，水量損失少，水中各種礦物質(zhì)和離子含量一般也不發(fā)生變化，溶解氧和雜質(zhì)含量極少，又不與陽光接觸，不利于菌、藻等微生物生長繁殖，站中的結(jié)垢和腐蝕較少發(fā)生，排污量也很小。因此，這種站的水質(zhì)處理方法比較簡單，維護(hù)較容易。而且補(bǔ)充水量極少，有利于水資源的節(jié)約。

敞開式循環(huán)冷卻水站

在敞開式循環(huán)冷卻水站中，冷卻水也是循環(huán)使用，但水的再冷卻是通過冷卻塔（池）來進(jìn)行的，冷卻水在循環(huán)過程中要與空氣接觸，部分水在通過冷卻塔時候會被蒸發(fā)損失掉。當(dāng)站中的離子含量到達(dá)一定值以后，要補(bǔ)充一定量的新鮮水1。

工作原理制冷機(jī)通過壓縮機(jī)將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進(jìn)行熱交換將冷凍水制冷，冷凍水泵將冷凍水送到各風(fēng)機(jī)風(fēng)口的冷卻盤管中，由風(fēng)機(jī)吹送冷風(fēng)達(dá)到降溫的目的。經(jīng)蒸發(fā)后的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量，與冷卻循環(huán)水進(jìn)行熱交換，由冷卻水泵將帶有熱量的冷卻水送到散熱水塔上由水塔風(fēng)扇對其進(jìn)行噴淋冷卻，與大氣之間進(jìn)行熱交換，將熱量散發(fā)到大氣中去。

功能特點設(shè)冷卻水站的非安全相關(guān)功能包括：

（1）提供放射性液體釋放至環(huán)境的屏障；

（2）提供廠用水泄漏至安全殼和反應(yīng)堆系統(tǒng)的屏障；

（3）為各非安全設(shè)備提供冷卻水，以保證工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行；

（4）非能動余熱排出熱交換器動作后，為正常余熱排出系統(tǒng)熱交換器提供冷卻水，以冷卻內(nèi)置換料水箱的水2。

冷卻構(gòu)筑物敞開式冷卻站是目前應(yīng)用最廣泛，類型最多的一種冷卻站。根據(jù)熱水與空氣接觸的不同方式，冷卻站包括冷卻池和冷卻塔兩大類。

（1）冷卻池

冷卻池是利用天然或人工池塘、水庫等構(gòu)筑物來冷卻循環(huán)水這是最早使用的一種冷卻站。它利用自然蒸發(fā)使已吸收熱量的水冷卻后再循環(huán)使用。它的特點是冷卻過程緩慢，效率低，冷熱水溫差小，且需很大的貯水量和占地面積。冷卻池分為天然冷卻池和噴水冷卻池兩類。

（2）冷卻塔

冷卻塔是將生產(chǎn)過程中經(jīng)熱交換升溫后的冷卻水，通過與空氣直接接觸，由蒸發(fā)、傳導(dǎo)方式散熱降溫，或隔著換熱器器壁與空氣間接接觸的單純傳導(dǎo)方式散熱降溫的塔型冷卻構(gòu)筑物。冷卻塔內(nèi)裝有填料——淋水裝置，水和氣都經(jīng)過填料，增大了接觸面積，具有占地面積小和冷卻效果好等特點3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張靜 - 副教授 - 西南大學(xué)