CN107366602A - 冷却循环水节能发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发电系统领域，具体公开了一种冷却循环水节能发电系统，包括依次连接的用水设施、水泵及冷却塔，所述冷却塔与用水设施之间的回水管道上设有第一阀门及与所述第一阀门并联连接的旁路管道，所述旁路管道上设有水轮机及用于控制旁路管道通断的第二阀门，所述水轮机的转轮受到在旁路管道流动的冷却水冲击而转动；所述水轮机连接有利用所述转轮输出的旋转动力进行发电的发电机；所述转轮与发电机之间设有用于动力增速的增速器；本发明能够有效对冷却循环水进行再利用，避免能源的浪费，利于节能环保，与国家节约能源的政策相符。

Description

冷却循环水节能发电系统
技术领域
本发明涉及发电系统领域，特别涉及一种冷却循环水节能发电系统。
背景技术
在工业领域，一般都会利用循环水来对大型的工业设备进行冷却处理，而实际上，工业循环水在冷却循环过程中蕴藏着丰富的水能，例如，工业循环水从冷却塔落回至水泵进水口的过程中就会有很大的高度势能转化；但是，目前没有一种合理的方法可以对这种势能进行再利用，造成了能源的浪费，不利于节能环保，与国家节约能源的政策不符。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种冷却循环水节能发电系统，能够有效对冷却循环水进行再利用，避免能源的浪费，利于节能环保，与国家节约能源的政策相符。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：
本发明提供了一种冷却循环水节能发电系统，包括依次连接的用水设施、水泵及冷却塔，所述冷却塔与用水设施之间的回水管道上设有第一阀门及与所述第一阀门并联连接的旁路管道，所述旁路管道上设有水轮机及用于控制旁路管道通断的第二阀门，所述水轮机的转轮受到在旁路管道流动的冷却水冲击而转动；所述水轮机连接有利用所述转轮输出的旋转动力进行发电的发电机；所述转轮与发电机之间设有用于动力增速的增速器；所述增速器包括壳体、动力输出轴和动力输入轴，所述动力输入轴传动连接于转轮，所述动力输出轴传动连接于发电机的动力输入端；所述动力输出轴伸入壳体的部分固定连接有一太阳齿轮，所述动力输入轴伸入壳体的部分固定连接有一行星架，所述行星架上安装有多个转动连接的行星齿轮，各行星齿轮的内侧与太阳齿轮啮合连接，各行星齿轮的外侧与齿圈啮合连接；所述齿圈以可离合的方式与壳体相固定，当动力输出轴转速超出设定值时齿圈与壳体分离；所述齿圈外圆设有凹槽，所述壳体上设有与凹槽对应的调节孔，所述调节孔中设有弹簧和通过弹簧推入凹槽内使壳体与齿圈相互结合的钢球；所述调节孔内还通过螺纹连接有调节螺钉，所述弹簧远离钢球的一端弹顶在调节螺钉的端部。
所述行星齿轮与其对应的行星轮轴之间设有平衡环，所述平衡环与行星齿轮以同一角速度旋转，并且所述平衡环与行星齿轮之间设有径向的配合间隙。
所述平衡环的端部沿径向延伸形成啮合部，啮合部与齿圈及太阳齿轮相啮合。
其进一步是，所述冷却塔与第一阀门之间的回水管道上设有用于实时探测水压的压力传感器，所述压力传感器的信号输出端与一控制器的信号输入端相连，所述控制器通过通信器分别与第一阀门及第二阀门相连并根据压力传感器的反馈向第一阀门及第二阀门发出启闭控制信号。
其进一步是，该系统还包括若干设在冷却塔底部并用于支撑冷却塔的减振装置；所述减振装置包括座体和设置于座体上并与冷却塔连接对冷却塔的上下载荷阻尼的阻尼机构，所述座体对应阻尼机构形成有安装腔，阻尼机构包括扭转减振机构和用于将桥梁梁体的上下振动转换为旋转运动并驱动扭转减振机构工作的运动转换机构；所述扭转减振机构包括以可相对转动并密封的方式设置于安装腔内的轴套和由座体向安装腔内延伸形成的第一隔体和第二隔体，所述轴套的外侧与所述第一隔体和第二隔体均形成紧贴设置并将所述安装腔分隔为第一阻尼腔和第二阻尼腔，所述第一阻尼腔和所述第二阻尼腔内均填充有阻尼液。
其进一步是，所述轴套上成径向对称形成有第一弧形转子体和第二弧形转子体，第一弧形转子体位于第一阻尼腔内并将其分隔为第一工作腔和第二工作腔，且第一弧形转子体与第一阻尼腔的腔壁间形成有连通第一工作腔和第二工作腔的第一阻尼通道，所述第二弧形转子体位于第二阻尼腔内并将其分隔为第三工作腔和第四工作腔，且第二弧形转子体与第二阻尼腔的腔壁间形成有连通第三工作腔和第四工作腔的第二阻尼通道。
其进一步是，所述运动转换机构包括螺杆和内套于轴套内形成固定连接并与螺杆螺纹配合的螺纹套。
由上可见，应用本发明的技术方案，有如下有益效果：
本发明的冷却循环水节能发电系统，通过在冷却循环水回水管道上增设水轮机及与水轮机配合的发电机，可将冷却水所具有的富余压力转化为发电机的发电动力；具体而言，当第一阀门关闭而第二阀门开启时，旁路管道为连通状态，水轮机的转轮受到在旁路管道流动的冷却水冲击而转动，转轮输出的旋转动力驱动发电机进行发电；因此，本系统实现了资源的循环利用，避免了能源的浪费，利于节能环保，与国家节约能源的政策相符；同时，受到回水管道管径的限制，转轮的转速较低，为满足发电机驱动转速的要求，在转轮与发电机之间设置增速器，由此能够高效利用冷却水的冲击能量进行发电；增速器采用太阳齿轮与行星齿轮配合的方式形成行星式增速结构，其增速比较高，能够充分满足发电机动力输入转速的需求，且结构稳定性也较高；而为了避免发电机输入端转速过快、转矩过高导致发电机损坏，当转轮转速过高时，增速器的齿圈与壳体分离，动力将不向发电机传递，进而对发电机起到保护作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的增速器的结构示意图；
图3为本发明的减振装置的结构示意图；
图4为图3中A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。
如图1至图4所示：本实施例提供的冷却循环水节能发电系统，包括依次连接的用水设施1、水泵2及冷却塔3，所述冷却塔3与用水设施1之间的回水管道4上设有第一阀门51及与所述第一阀门51并联连接的旁路管道6，所述旁路管道6上设有水轮机7及用于控制旁路管道6通断的第二阀门52，所述水轮机7的转轮71受到在旁路管道6流动的冷却水冲击而转动；所述水轮机7连接有利用所述转轮71输出的旋转动力进行发电的发电机8；所述转轮71与发电机8之间设有用于动力增速的增速器9；所述增速器9包括壳体91、动力输出轴92和动力输入轴93，所述动力输入轴93传动连接于转轮71，所述动力输出轴92传动连接于发电机8的动力输入端；所述动力输出轴92伸入壳体91的部分固定连接有一太阳齿轮94，所述动力输入轴93伸入壳体91的部分固定连接有一行星架95，所述行星架95上安装有多个转动连接的行星齿轮96，各行星齿轮96的内侧与太阳齿轮94啮合连接，各行星齿轮96的外侧与齿圈97啮合连接，所述齿圈97以可离合的方式与壳体91相固定，当动力输出轴92转速超出设定值时齿圈97与壳体91分离；在水泵2的作用下，冷却水对用水设施1的高温部件进行换热降温，温度升高的冷却水进入冷却塔3中冷却后再流入回水管道4，以此循环(图1中的箭头即为冷却水流向)；发电机8为现有的转子定子配合结构，在此不再赘述；壳体91可呈盆状，各轴之间均可采用联轴器进行连接；通过在冷却循环水回水管道4上增设水轮机7及与水轮机7配合的发电机8，可将冷却水所具有的富余压力转化为发电机8的发电动力；具体而言，当第一阀门51关闭而第二阀门52开启时，旁路管道6为连通状态，水轮机7的转轮71受到在旁路管道6流动的冷却水冲击而转动，转轮71输出的旋转动力驱动发电机8进行发电；因此，本系统实现了资源的循环利用，避免了能源的浪费，利于节能环保，与国家节约能源的政策相符；同时，受到回水管道4管径的限制，转轮71的转速较低，为满足发电机8驱动转速的要求，在转轮71与发电机8之间设置增速器9，由此能够高效利用冷却水的冲击能量进行发电；增速器9采用太阳齿轮94与行星齿轮96配合的方式形成行星式增速结构，其增速比较高，能够充分满足发电机8动力输入转速的需求，且结构稳定性也较高；而为了避免发电机8输入端转速过快、转矩过高导致发电机8损坏，当转轮71转速过高时，增速器9的齿圈97与壳体91分离，动力将不向发电机8传递，进而对发电机8起到保护作用。
本实施例中，所述齿圈97外圆设有凹槽，所述壳体91上设有与凹槽对应的调节孔，所述调节孔中设有弹簧98a和通过弹簧98a推入凹槽内使壳体91与齿圈97相互结合的钢球98b；所述调节孔内还通过螺纹连接有调节螺钉98c，所述弹簧98a远离钢球98b的一端弹顶在调节螺钉98c的端部；凹槽的底面为与钢球98b配合的球面，其深度应小于钢球98b的半径，当钢球98b嵌入凹槽时，钢球98b将使壳体91和齿圈97相互固定，转轮71的动力能够传递至发电机8；当钢球98b和壳体91之间相对转动的扭矩过大时，钢球98b将滑出凹槽，此时壳体91和齿圈97相互分离；另外，通过旋转调节螺钉98c可以调节钢球98b所受的弹性力，从而调节齿圈97和壳体91分离所需的力矩，形成可调式结构；动力输出轴92转速的设定值即通过此方式进行调节，简单方便，可控性强。
本实施例中，所述行星齿轮96与其对应的行星轮轴之间设有平衡环99，所述平衡环99与行星齿轮96以同一角速度旋转，并且所述平衡环99与行星齿轮96之间设有径向的配合间隙991；通过在行星齿轮96与行星轮轴之间增设平衡环99，使平衡环99与行星齿轮96以同一角速度旋转，能够在行星齿轮96受载不均匀时自动实现行星齿轮96之间载荷均匀分布，以减小冲击、降低噪音、延长增速器的使用寿命；并且平衡环99与行星齿轮96之间具有较大的配合间隙，运转时油液连续不断地进入该间隙，配合间隙对油的吸入和运动表面对油的挤压作用能够产生一定弹性的油膜层，油膜层的弹性变形使行星齿轮96在一定的范围内浮动，能够在行星齿轮96受载不均匀时自动实现行星轮之间载荷均匀分布
本实施例中，所述平衡环99的端部沿径向延伸形成啮合部99a，啮合部99a与齿圈97及太阳齿轮相啮合；圆环结构的平衡环99在运动过程中容易发生轴向或者径向的偏移，使得行星齿轮96与平衡环99发生相对运动，反而不当地降低行星轮系的均载效果和工作稳定性；而通过将平衡环99的端部沿径向延伸形成啮合部，啮合部同时与齿圈97及太阳轮啮合，可保证行星齿轮96与平衡环99以同一方向、同一转速旋转，并承受方向相同的载荷，从而稳定平衡环99的位置，消除了行星齿轮96与平衡环99的相对运动，有效提高了行星轮系的均载效果和工作稳定性。
本实施例中，所述冷却塔3与第一阀门51之间的回水管道4上设有用于实时探测水压的压力传感器10，所述压力传感器10的信号输出端与一控制器11的信号输入端相连，所述控制器11通过通信器分别与第一阀门51及第二阀门52相连并根据压力传感器10的反馈向第一阀门51及第二阀门52发出启闭控制信号；控制器11为现有的单片机；通信器例如可为无线通信式结构；第一阀门51与第二阀门52均为电控阀；当回水管道4中压力不足时，则关闭第二阀门52、打开第一阀门51，此时水轮机7与发电机8均不工作，以满足冷却水的输送要求及冷却作用的顺利进行。
本实施例中，该系统还包括若干设在冷却塔3底部并用于支撑冷却塔3的减振装置12；所述减振装置12包括座体121和设置于座体121上并与冷却塔3连接对冷却塔3的上下载荷阻尼的阻尼机构，座体121对应阻尼机构形成有安装腔，阻尼机构包括扭转减振机构和用于将桥梁梁体的上下振动转换为旋转运动并驱动扭转减振机构工作的运动转换机构；当冷却塔3出现上下方向的振动时，运动转换机构将冷却塔3的上下运动转换为旋转运动，进而驱动扭转减振机构进行工作对冷却塔3的上下运动进行阻尼，从而有效降低冷却塔3在竖直方向上出现的振动；扭转减振机构包括以可相对转动并密封的方式设置于安装腔内的轴套122和由座体121向安装腔内延伸形成的第一隔体123和第二隔体124，轴套122的外侧与第一隔体123和第二隔体124均形成紧贴设置并将安装腔分隔为第一阻尼腔和第二阻尼腔，第一阻尼腔和所述第二阻尼腔内均填充有阻尼液；第一隔体123和第二隔体124由座体121一体形成，隔体与轴套122的外侧形成紧贴配合，从而形成两个彼此不相连通的阻尼腔。
本实施例中，轴套122上成径向对称形成有第一弧形转子体125和第二弧形转子体126，第一弧形转子体125位于第一阻尼腔内并将其分隔为第一工作腔127和第二工作12腔8，且第一弧形转子体125与第一阻尼腔的腔壁间形成有连通第一工作腔127和第二工作腔128的第一阻尼通道129，第二弧形转子体126位于第二阻尼腔内并将其分隔为第三工作腔1210和第四工作腔1211，且第二弧形转子体126与第二阻尼腔的腔壁间形成有连通第三工作腔1210和第四工作腔1211的第二阻尼通道1212；轴套122的轴向两端外侧通过轴承1216在对应的安装腔内与座体12121形成转动支撑配合，且轴套122的外侧；与安装腔的轴向两端形成密封，在其中部位置形成阻尼腔；当轴套122被驱动转动时，弧形转子体在对应的阻尼腔内进行转动，从而压迫阻尼液在两相通的工作腔内流动，形成阻尼效果。
本实施例中，运动转换机构包括螺杆1213和内套于轴套122内形成固定连接并与螺杆1213螺纹配合的螺纹套1214；螺杆1213的上端设置有用于与冷却塔3连接的连接板1215，螺杆1213与螺纹套1214螺纹配合，当受到冷却塔3的上下运动时，会驱动螺纹套1214转动，螺纹套1214与轴套122同轴固定连接，从而带动轴套122和弧形转子体转动，实现扭转减振。
上述优选实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种冷却循环水节能发电系统，包括依次连接的用水设施、水泵及冷却塔，其特征在于：
所述冷却塔与用水设施之间的回水管道上设有第一阀门及与所述第一阀门并联连接的旁路管道，所述旁路管道上设有水轮机及用于控制旁路管道通断的第二阀门，所述水轮机的转轮受到在旁路管道流动的冷却水冲击而转动；所述水轮机连接有利用所述转轮输出的旋转动力进行发电的发电机；所述转轮与发电机之间设有用于动力增速的增速器；所述增速器包括壳体、动力输出轴和动力输入轴，所述动力输入轴传动连接于转轮，所述动力输出轴传动连接于发电机的动力输入端；所述动力输出轴伸入壳体的部分固定连接有一太阳齿轮，所述动力输入轴伸入壳体的部分固定连接有一行星架，所述行星架上安装有多个转动连接的行星齿轮，各行星齿轮的内侧与太阳齿轮啮合连接，各行星齿轮的外侧与齿圈啮合连接；所述齿圈以可离合的方式与壳体相固定，当动力输出轴转速超出设定值时齿圈与壳体分离；所述齿圈外圆设有凹槽，所述壳体上设有与凹槽对应的调节孔，所述调节孔中设有弹簧和通过弹簧推入凹槽内使壳体与齿圈相互结合的钢球；所述调节孔内还通过螺纹连接有调节螺钉，所述弹簧远离钢球的一端弹顶在调节螺钉的端部。
2.根据权利要求1所述的冷却循环水节能发电系统，其特征在于：
所述行星齿轮与其对应的行星轮轴之间设有平衡环，所述平衡环与行星齿轮以同一角速度旋转，并且所述平衡环与行星齿轮之间设有径向的配合间隙。
3.根据权利要求2所述的冷却循环水节能发电系统，其特征在于：
所述平衡环的端部沿径向延伸形成啮合部，啮合部与齿圈及太阳齿轮相啮合。
4.根据权利要求3所述的冷却循环水节能发电系统，其特征在于：
所述冷却塔与第一阀门之间的回水管道上设有用于实时探测水压的压力传感器，所述压力传感器的信号输出端与一控制器的信号输入端相连，所述控制器通过通信器分别与第一阀门及第二阀门相连并根据压力传感器的反馈向第一阀门及第二阀门发出启闭控制信号。
5.根据权利要求4所述的冷却循环水节能发电系统，其特征在于：
该系统还包括若干设在冷却塔底部并用于支撑冷却塔的减振装置；所述减振装置包括座体和设置于座体上并与冷却塔连接对冷却塔的上下载荷阻尼的阻尼机构，所述座体对应阻尼机构形成有安装腔，阻尼机构包括扭转减振机构和用于将桥梁梁体的上下振动转换为旋转运动并驱动扭转减振机构工作的运动转换机构；所述扭转减振机构包括以可相对转动并密封的方式设置于安装腔内的轴套和由座体向安装腔内延伸形成的第一隔体和第二隔体，所述轴套的外侧与所述第一隔体和第二隔体均形成紧贴设置并将所述安装腔分隔为第一阻尼腔和第二阻尼腔，所述第一阻尼腔和所述第二阻尼腔内均填充有阻尼液。
6.根据权利要求5所述的冷却循环水节能发电系统，其特征在于：
所述轴套上成径向对称形成有第一弧形转子体和第二弧形转子体，第一弧形转子体位于第一阻尼腔内并将其分隔为第一工作腔和第二工作腔，且第一弧形转子体与第一阻尼腔的腔壁间形成有连通第一工作腔和第二工作腔的第一阻尼通道，所述第二弧形转子体位于第二阻尼腔内并将其分隔为第三工作腔和第四工作腔，且第二弧形转子体与第二阻尼腔的腔壁间形成有连通第三工作腔和第四工作腔的第二阻尼通道。
7.根据权利要求6所述的冷却循环水节能发电系统，其特征在于：
所述运动转换机构包括螺杆和内套于轴套内形成固定连接并与螺杆螺纹配合的螺纹套。
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