一、开式水系统

水在工业冷却系统中的重要作用：

Due to the fact that water is environmentally safe, abundant, easy to handle, and provides much better heat transfer than air, it is the most practical and commonly used medium （介质） for cooling of industrial processes.

由于水对环境安全、储量丰富、易于处理，并且比空气具有更好的传热效果，因此它是工业过程冷却中最实用和最常用的介质。

水的腐蚀性给冷却水系统带来的挑战：

However, the effective use of water for cooling applications results in challenges in design and operation. Most components in a cooling water system are constructed from metallic materials, especially heat transfer equipment. These components can suffer failures due to many forms of corrosion, cracking, and other damage mechanisms. Nonmetallic components in the cooling water system may also experience degradation and failure. The varied types of damage are caused by differences in cooling water system design, temperature, flow, water chemistry, alloy composition, and operation.

然而，在冷却应用中有效地使用水给设计和操作带来了挑战。冷却水系统中的大多数部件由金属材料制成，尤其是传热设备。由于多种形式的腐蚀、开裂和其他损坏机制，这些组件可能会出现故障。冷却水系统中的非金属部件也可能会出现退化和故障。不同类型的损坏是由冷却水系统设计、温度、流量、水化学、合金成分和操作的差异引起的。

二、单程、封闭式再循环冷却水系统和开放式再循环冷却水系统

Cooling water flow is either once-through or recirculating. Once-through cooling takes water froma plant supply, passes it through a cooling system, and sends it to a receiving body of water. Sources of water used in once-through systems commonly includeriver, pond, or lake water, which may contain significant concentrations of suspended solids. In addition, once-through cooling water may includebrackish（adj. 含盐的）and seawater that contains high concentrations of aggressive chloride ions. Although dissolved and suspended solids do not concentrate in once-through systems, increasing temperatures in heat exchangers can result in deposition (scaling) if not controlled. Most deposition will result in decreased heat transfer,thus因此reducing heat exchanger efficiency. Moreover, deposition can promote corrosion on metal surfaces in some cases.

冷却水流是单程或再循环的。直流冷却从工厂供水中获取水，将其通过冷却系统，然后将其输送到接收水体。直流系统中使用的水源通常包括河流、池塘或湖水，其中可能含有大量悬浮固体。此外，直流冷却水可能包括含有高浓度腐蚀性氯离子的微咸水和海水。尽管溶解和悬浮固体不会在单程系统中浓缩，但如果不加以控制，热交换器中温度的升高会导致沉积（结垢）。大多数沉积将导致传热减少，从而降低换热器效率。此外，在某些情况下，沉积会促进金属表面的腐蚀。

Recirculating cooling water systems are considered to be either closed or open. In a truly closed system, the cooling water is completelysealed off from the environment.

The cooling water is partially exposed to the environment in an open system.

The three basic types of cooling water systems—once-through, closed recirculating, and open recirculating—are shown schematically in Figs. 1 to 3.

循环冷却水系统被认为是封闭的或开放的。在真正封闭的系统中，冷却水与环境完全隔绝。冷却水部分暴露在开放系统中的环境中。

三种基本类型的冷却水系统——单程、封闭式再循环冷却水系统和开放式再循环冷却水系统——示意性地显示在下图中。

三、开式水冷却系统

开放式再循环系统采用冷却塔和喷水池，可以消散巨大的热负荷。典型的冷却塔设计如图 所示。 在大多数设计中，冷却水被喷成水滴，通过大量流动的空气。当液滴因重力落入塔盆时，塔填料用于进一步破碎液滴。开放式系统设计为会因蒸发和漂移到环境中而损失大量冷却水。这将需要不断添加相对大量的补充水以补充由于蒸发造成的损失。由于水的蒸发，开放式循环系统中溶解和悬浮固体的浓度会随着时间的推移而增加。浓缩比，也称为浓缩循环，是通过将冷却系统的循环水中的任何离子的浓度除以进入的补充水中该离子的浓度来计算的。浓度循环的增加通常称为循环增加。因此，与真正的封闭系统相比，开放系统中的结垢、结垢和相关腐蚀通常更为严重。循环水或浓缩水的排污被用作操作控制以保持适当的水化学。

四、闭式水冷却系统

与开放式再循环系统相比，真正的封闭式系统在使用过程中既不会失水也不会得水。

但是，从封闭的冷却水系统中泄漏少量水的情况并不少见。有必要用补充水代替损失的水以保持系统体积。在封闭系统中，通常的做法是使用软化水或除盐水来填充系统并补充运行过程中损失的水。由于水损失通常很小，进入系统的水性材料总量是有限的。因此，沉积矿物质的积累速度比开放系统慢得多，开放系统中添加了大量补充水。通常，封闭系统用于关键的冷却应用中，即使是少量的沉积物也不能容忍。

五、复杂的冷却水系统

复杂的冷却水系统可能采用不同类型的封闭式、开放式和直通式系统的组合。 许多供暖、通风和空调 (HVAC) 系统使用这种方法。 作为一个例子，在空调系统中使用的一个开放的循环水循环连接到一个封闭的循环，如图所示。

冷却水循环过程：主厂房里的凝汽器可以将汽轮机里的蒸汽冷凝成水

六 供电厂开式水闭式水循环以及发电厂工作原理

由于比较原理复杂，所以从YouTube上找了一个讲解视频加了中文字幕供大家学习。

链接如下：

youtube原视频链接：/watch?v=IdPTuwKEfmA

bilibili带字幕链接：/video/BV1Cy4y1V7RP/

视频中设计的朗肯循环和卡诺定理后期将会做详细补充：

**卡诺定理是热力学中的一个定理，说明热机的最大热效率只和其高温热源和低温热源的温度有关。**此定理以尼古拉·卡诺为名。根据卡诺定理，则所有不可逆的热机，其热效率会比使用相同高温和低温热源的卡诺热机要低。所有可逆的热机，其热效率会等于相同高温和低温热源的卡诺热机。

朗肯循环（英语：Rankine Cycle）也被称为兰金循环，是一种将热能转化为功的热力学循环。郎肯循环从外界吸收热量，将其闭环的工质，通常使用水加热做功。郎肯循环产生世界上90％的电力，包括几乎所有的太阳能热能，生物质能，煤炭与核能的电站。[1]它是根据苏格兰博学家和格拉斯哥大学教授威廉·约翰·麦夸恩·兰金（William John Macquorn Rankine）的名字命名的。郎肯循环是支持蒸汽机的基本热力学原理。