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一種水輪機及安裝該水輪機的冷卻系統的製作方法

2023-09-21 14:26:25 3

一種水輪機及安裝該水輪機的冷卻系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水輪機,包括蝸殼,設置在蝸殼內的主軸、軸承和葉片,以及設置在主軸兩端且與蝸殼固定連接的端蓋,所述蝸殼上設有進水管,所述進水管處設有渦輪增壓裝置。在系統富餘壓力不足時,本實用新型通過渦輪增壓裝置補償富餘能量不足部分,使風機達到額定轉速,具有節能環保的優點;本實用新型適用性強,能在不同工況條件下使用。
【專利說明】一種水輪機及安裝該水輪機的冷卻系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水輪機,尤其是一種設置了渦輪增壓系統的水輪機,還涉及安裝了該水輪機的冷卻系統。
【背景技術】
[0002]現有技術存在一定的局限性,例如當循環水系統中富餘壓力不足,則水輪機利用此富餘壓力所輸出軸功率就不足以推動冷卻塔風機達到額定轉速,這樣就降低冷卻塔的冷卻效果,影響生產工藝要求。如果要使風機達到額定轉速就要提高系統供水壓力,這樣就減少系統循環水量,從而降低換熱裝置的換熱效果,影響生產的正常運行。
[0003]故,需要一種方案來解決上述問題。
實用新型內容
[0004]實用新型目的:本實用新型的一個目的是提供一種能夠解決現有技術存在問題的水輪機。本實用新型的另一個目的是提供一種應用該水輪機的冷卻系統。
[0005]技術方案:一種水輪機,包括蝸殼所述蝸殼上設有進水管,所述進水管處設有渦輪增壓裝置。
[0006]所述進水管設有一容置部,所述容置部與進水管連通,容置部內側安裝有渦輪,夕卜側設有電機座,渦輪增壓電機固定於所述電機座上並與渦輪傳動連接。
[0007]所述進水管上設有增壓通道,所述增壓通道的兩端與進水管連通,其內側設有渦輪,外側設有電機座,渦輪增壓電機固定於所述電機座上並與渦輪傳動連接。增壓通道的出水端與進水管成35°?45°的夾角。
[0008]所述的水輪機還包括風機速度監測裝置,循環水溫度監測裝置,以及與風機速度監測裝置和循環水溫度監測裝置連接並根據其參數調整渦輪增壓電機轉速的補償控制裝置。
[0009]本實用新型還提供了一種安裝有上述水輪機的冷卻系統。
[0010]有益效果:在系統富餘壓力不足時,本實用新型通過渦輪增壓裝置補償富餘能量不足部分,使風機達到額定轉速,具有節能環保的優點;本實用新型適用性強,能在不同工況條件下使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的實施例一的結構示意圖;
[0012]圖2是本實用新型的實施例二的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1和圖2所示,本實用新型的水輪機主要包括蝸殼I,設置在蝸殼內的主軸2、軸承、軸承室和葉片(未示出),設置在主軸兩端且與蝸殼固定連接的端蓋3。蝸殼I上設有進水管11,在進水管11處設置渦輪增壓裝置。
[0014]在圖1所示的實施例中,進水管11設有一容置部12,該容置部中空並向外突出。容置部12與進水管連通,容置部內側安裝有渦輪4,外側設有電機座5,渦輪增壓電機6固定於所述電機座上並與渦輪傳動連接。
[0015]在圖2所示的實施例中,進水管11上設有增壓通道13,增壓通道的兩端與進水管連通,其內設側有渦輪4,外側設有電機座5,渦輪增壓電機6固定於所述電機座上並與渦輪傳動連接。增壓通道13的出水端與進水管11成35°~45°的夾角,使增壓管道內的流體流動方向與進水管道內的流體流動方向的夾角在35°~45°之間,以儘量減少兩股流體的動壓損失。經過多次實驗,該角度範圍最能滿足工程上的需要。技術人員可以通過多種方式設置或測量該角度,例如控制增壓通道和進水管軸線的夾角。
[0016]在進一步的實施例中,上述水輪機還包括風機速度監測裝置,循環水溫度監測裝置,以及與風機速度監測裝置和循環水溫度監測裝置連接並根據其參數調整渦輪增壓電機轉速的補償控制裝置。
[0017]本實用新型的工作原理如下(依據消耗最小能源的能量補償原則設定或計算相關參數):
[0018]a.補償裝置電機功率設定:設風機軸功率為1,補償裝置電機運行功率為W2,流量為Q,系統富餘壓力為H,水輪機效率為H1,補償裝置傳動效率為n2,則電機輸出功率選擇如下^=(W1M1-1SIXQXh)M2,式中:功率W單位為kW,流量Q單位為m3/s,壓力H為m0
[0019]b.流速選擇:依據系統所需的補償能量,選擇補償裝置的流速與原管道流速相匹配,
[0020]流速最好控制在1.8m/s~2m/s之間,則補償裝置管徑選擇如下:D=2X (Q/3.14V) 1/2/1000
[0021]式中:管徑D單位為mm,流速V單位為m/s,流量Q單位為m3/s。
[0022]c.補償裝置的自動控制:在進一步的實施例中,本實用新型的兩項監控裝置:風機轉速和循環水溫度監測裝置,此兩項裝置與補償裝置電控閥門和電機控制裝置聯鎖,當季節環境溫度或生產熱負荷低時,通過設限的溫度界值來調整補償裝置的閥門開度和風機轉速,直至電機停運,反之當循環水溫度逐漸升高時,開啟電機及相應調整閥門開度和風機轉速。調整閥門開度和風機轉速是降低補償裝置的流量也是降低電機能耗,此項技術是有限的利用補償能量,使補償能量降到最低。
[0023]以一臺4000m3/m冷卻系統為例說明本實用新型的節能效果,設風機電機運行功率175
[0024]kW,風機軸功率145kW,系統富餘壓力按設計或普查最下限的5m計算,則補償裝置運行功率為 W2=(W1ZnrisiXQXH)Zn2
[0025]= (145/0.92-9.81 X (4000/3600) X 5) +0.9
[0026]=(157.6-54.5)+0.9
[0027]=114.5 (kW)則補償裝置電機功耗比原風機電機功耗節省175-114.5=60.5 (kW)。
[0028]由此可見,本實用新型在夏季補償水輪機運行時,運行功耗與電機塔電機功耗相比按上例最少節省60.5kW。而在其他季節,可停開增壓裝置,無需能耗,因此總體節能是明顯的。本實用新型適用於任何工況的循環水系統冷卻系統。
[0029]總之,除了上述優點外,本實用新型利用富餘壓力做功來驅動冷卻塔風機,去除了原冷卻系統電機、減速箱、傳動軸,具有節省能源,降低噪音的優點;而且無需電控裝置、電纜及減速裝置,進一步可降低維護強度和成本,並解決了夏季和春秋冬季環境不同而所需風量不同帶來的能耗損失及飄水損失。
【權利要求】
1.一種水輪機,包括蝸殼(I ),所述蝸殼(I)上設有進水管(11 ),其特徵在於,所述進水管(11)處設有渦輪增壓裝置。
2.如權利要求1所述的水輪機,其特徵在於,所述進水管(11)設有一容置部(12),所述容置部(12)與進水管連通,容置部內側安裝有渦輪(4),外側設有電機座(5),渦輪增壓電機(6)固定於所述電機座上並與渦輪傳動連接。
3.如權利要求1所述的水輪機,其特徵在於,所述進水管(11)上設有增壓通道(13),所述增壓通道的兩端與進水管連通,其內側設有渦輪(4),外側設有電機座(5),渦輪增壓電機(6)固定於所述電機座上並與渦輪傳動連接。
4.如權利要求3所述的水輪機,其特徵在於,增壓通道(13)的出水端與進水管(11)成35°?45°的夾角。
5.如權利要求1至4任一項所述的水輪機,其特徵在於,還包括風機速度監測裝置,循環水溫度監測裝置,以及與風機速度監測裝置和循環水溫度監測裝置連接並根據其參數調整渦輪增壓電機轉速的補償控制裝置。
6.一種安裝有權利要求1至5任意一項水輪機的冷卻系統。
【文檔編號】F03B3/00GK203383964SQ201320398393
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月4日 優先權日:2013年7月4日
【發明者】周學福 申請人:周學福

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