CN210564866U - 水轮机和具有该水轮机的冷却塔和冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水轮机以及具有该水轮机的冷却塔和冷却系统。所述水轮机包括：蜗壳；轴，所述轴设在所述蜗壳上；导叶，所述导叶设在所述蜗壳内；和转轮，所述转轮设在所述轴上，其中所述水轮机的比转速小于等于70m·kW。根据本实用新型实施例的水轮机具有效率高等优点。

Description

水轮机和具有该水轮机的冷却塔和冷却系统

技术领域

本实用新型涉及水轮机，还涉及具有该水轮机的冷却塔和冷却系统。

背景技术

相关技术中的冷却塔用于对冷却水进行冷却。冷却塔设有风扇，该风扇可以驱动空气向上流动以便与该冷却水进行逆流换热。其中，电机通过减速器与该风扇相连以便驱动该风扇运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供水轮机以及具有该水轮机的冷却塔和冷却系统。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种水轮机，所述水轮机包括：蜗壳；轴，所述轴设在所述蜗壳上；导叶，所述导叶设在所述蜗壳内；和转轮，所述转轮设在所述轴上，其中所述水轮机的比转速小于等于70m·kW。

根据本实用新型的水轮机具有效率高的优点。

优选地，所述转轮的直径为0.7米-1.0米；和/或所述转轮包括9-12个叶片。

优选地，所述导叶的高度为62毫米-66毫米；和/或所述导叶的相对高度为0.07-0.08；和/或所述导叶为7-9个。

优选地，所述导叶的进口角度为13度-15度；和/或所述导叶的出口角度为13度-15度；和/或所述导叶的进口角度等于所述导叶的出口角度。

优选地，所述转轮的每个叶片的厚度沿所述转轮的径向增大。

优选地，所述蜗壳的出口角度为14度-16度；和/或所述水轮机的比转速小于等于59.5m·kW。

本实用新型第二方面提供冷却塔，所述冷却塔包括：第一塔体；第一水轮机，所述第一水轮机为根据本实用新型第一方面所述的水轮机，所述第一水轮机设在所述第一塔体内；第一风扇，所述第一风扇设在所述第一塔体内，所述第一风扇与所述第一水轮机的轴相连；第一进液管，所述第一进液管与所述第一水轮机的蜗壳的进液口相连；第一喷淋管，所述第一喷淋管设在所述第一塔体内，所述第一喷淋管位于所述第一水轮机的下方；和第一出液管，所述第一出液管的上端与所述第一水轮机的蜗壳的出液口相连，所述第一出液管的下端与所述第一喷淋管相连。

根据本实用新型的冷却塔具有能耗低、运行成本低的优点。

优选地，所述冷却塔进一步包括第一旁通管，所述第一旁通管的第一端与所述第一进液管相连，所述第一旁通管的第二端与所述第一出液管相连，所述第一旁通管上设有第一开关阀。

本实用新型第三方面提供冷却系统，所述冷却系统包括：热交换器；第一冷却塔和第二冷却塔，所述第一冷却塔和所述第二冷却塔中的每一个为根据本实用新型第二方面所述的冷却塔，其中所述第一冷却塔的第一进液管与所述热交换器的冷却液出口相连，所述第二冷却塔的第一进液管与所述热交换器的冷却液出口相连；以及第三冷却塔，所述第三冷却塔包括：第二塔体；第二水轮机，所述第二水轮机设在所述第二塔体内；第二风扇，所述第二风扇设在所述第二塔体内，所述第二风扇与所述第二水轮机的轴相连；电机，所述电机通过减速器与所述第二水轮机的轴相连；第二进液管，所述第二进液管与所述第二水轮机的进液口相连，所述第二进液管与所述第一冷却塔的第一出液管相连，所述第二进液管与所述第二冷却塔的第一出液管相连；第二喷淋管，所述第二喷淋管设在所述第二塔体内，所述第二喷淋管位于所述第二水轮机的下方；和第二出液管，所述第二出液管的上端与所述第二水轮机的蜗壳的出液口相连，所述第二出液管的下端与所述第二喷淋管相连。

根据本实用新型的冷却系统具有能耗低、运行成本低的优点。

优选地，所述冷却系统进一步包括：第二旁通管，所述第二旁通管的第一端与所述第一冷却塔的第一出液管相连，所述第二旁通管的第二端与所述第二进液管相连；和第三旁通管，所述第三旁通管的第一端与所述第二冷却塔的第一出液管相连，所述第三旁通管的第二端与所述第二进液管相连。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的冷却塔的结构示意图。

冷却塔 10、

水轮机 110、第一水轮机 110a、

第一塔体 120、水池 121、

第一风扇 130、第一进液管 140、第一喷淋管 150、第一出液管 160、第一旁通管170、第一开关阀 171、第二旁通管 180a、第三旁通管 180b

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的冷却塔10。如图1所示，根据本实用新型实施例的冷却塔10包括第一塔体120、第一水轮机110a、第一风扇130、第一进液管140、第一喷淋管150和第一出液管160。

第一水轮机110a设在第一塔体120内，第一水轮机110a为水轮机110。根据本实用新型实施例的水轮机110包括蜗壳、轴、导叶和转轮。该轴设在蜗壳上，该导叶设在蜗壳内，该转轮设在该轴上。其中，水轮机110的比转速小于等于70m·kW。

第一风扇130设在第一塔体120内，第一风扇130与第一水轮机110a的轴相连。第一进液管140与第一水轮机110a的蜗壳的进液口相连。第一喷淋管150设在第一塔体120内，第一喷淋管150位于第一水轮机110a的下方。第一出液管160的上端与第一水轮机110a的蜗壳的出液口相连，第一出液管160的下端与第一喷淋管150相连。

根据本实用新型实施例的冷却塔10可以对流出热交换器的冷却液进行冷却。具体而言，流出热交换器的冷却液可以通过第一进液管140进入到水轮机110(第一水轮机110a)的蜗壳内。由于该冷却液具有一定的富余压力和富余能量，因此该冷却液可以推动水轮机110的转轮旋转。由于第一风扇130与水轮机110的轴相连，因此水轮机110的转轮可以通过该轴带动第一风扇130旋转。

现有的冷却塔设有电机、减速器和风扇，该电机通过该减速器与该风扇相连。根据本实用新型实施例的冷却塔10通过设置与第一风扇130相连的第一水轮机110a、且使第一水轮机110a的进液口与第一进液管140相连，从而可以利用冷却液驱动第一风扇130旋转。由此不仅可以无需设置电机和减速器，以便简化冷却塔10的结构、降低冷却塔10的制造成本和制造难度，而且可以充分地回收利用冷却液的富余能量，以便降低冷却塔10的能耗和运行成本。

因此，根据本实用新型实施例的冷却塔10具有能耗低、运行成本低等优点。

据统计，目前我国的冷却塔的风扇每年消耗近8000亿度电量。通过使用根据本实用新型实施例的冷却塔10，每年可以节省电量8000亿度，相当于每年节约标煤2.8亿吨，年碳排量减少7.4亿吨。

由于第一风扇130设在水轮机110(第一水轮机110a)的轴上，因此水轮机110的转速必须与第一风扇130的转速保持同步。而现有的水轮机的比转速大于等于80m·kW、转速大于等于60转/分钟，而冷却塔的风扇的转速在20转/分钟-45转/分钟之间。如果使现有的水轮机在20转/分钟-45转/分钟的转速下工作，会使水轮机的工作转速远远偏离水轮机110的最优转速，导致水轮机的效率低下。

根据本实用新型实施例的水轮机110通过使其比转速小于等于70m·kW，从而在用于冷却塔10时具有效率高等优点。

优选地，水轮机110的比转速小于等于59.5m·kW，由此水轮机110在用于冷却塔10时具有更高的效率。

水轮机110的转轮的直径可以是0.7米-1.0米，即水轮机110的转轮的直径可以大于等于0.7米且小于等于1.0米。水轮机110的转轮可以包括9-12个叶片。由此可以使水轮机110的转轮内部的流动更加均匀，从而可以进一步提高转换能量的效率。

优选地，水轮机110的转轮可以包括11个叶片。由此可以使水轮机110的转轮内部的流动更加均匀，从而可以进一步提高转换能量的效率。

水轮机110的转轮的每个叶片的厚度可以沿该转轮的径向增大，即水轮机110的转轮的每个叶片的厚度可以沿水轮机110的轴的径向增大。由此可以使水轮机110的转轮内部的流动更加均匀，从而可以进一步提高转换能量的效率。

水轮机110的导叶的高度可以是62毫米-66毫米，即水轮机110的导叶的高度可以大于等于62毫米且小于等于66毫米。水轮机110的导叶的相对高度可以是0.07-0.08，即水轮机110的导叶的相对高度可以大于等于0.07且小于等于0.08。水轮机110的导叶可以是7-9个，即水轮机110可以包括7-9和导叶。由此可以减小水轮机110的导叶的内部的水力损失。

优选地，水轮机110的导叶的高度可以是64毫米，水轮机110的导叶的相对高度可以是0.074，水轮机110的导叶可以是8个。由此可以进一步减小水轮机110的导叶的内部的水力损失。

水轮机110的导叶的进口角度可以是13度-15度，水轮机110的导叶的出口角度可以是13度-15度。换言之，水轮机110的导叶的进口角度可以大于等于13度且小于等于15度，水轮机110的导叶的出口角度可以大于等于13度且小于等于15度。由此可以进一步减小水轮机110的导叶的内部的水力损失。

优选地，水轮机110的导叶的进口角度可以是14度，水轮机110的导叶的出口角度可以是14度。更加优选地，导叶的进口角度可以等于导叶的出口角度。由此可以进一步减小水轮机110的导叶的内部的水力损失。

水轮机110的蜗壳的出口角度可以是14度-16度。优选地，水轮机110的蜗壳的出口角度可以是15度。

水轮机110的蜗壳可以采用一次成型整体铸造工艺，精度高，流道表面更光滑，有利于提高水轮机110的效率。水轮机110的转轮可以采用一次成型整体铸造工艺，精度高，水轮机110的导叶可调节，在不同的压头范围内可调节转速，满足转速要求。水轮机110可以由球墨铸铁制成，耐磨性好，耐腐蚀性强，在偏碱或偏酸等水质较差的情况下均可正常运行。

下面参考图1简要地描述根据本实用新型实施例的冷却塔10的工作过程。流出热交换器的冷却液可以通过第一进液管140进入到水轮机110内，以便驱动水轮机110的转轮旋转。离开水轮机110的冷却液通过第一出液管160进入到第一喷淋管150内，该冷却液通过第一喷淋管150喷淋并落入第一塔体120的水池121内。水池121内的冷却液可以通过泵输送回该热交换器。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，冷却塔10可以进一步包括第一旁通管170，第一旁通管170的第一端可以与第一进液管140相连，第一旁通管170的第二端可以与第一出液管160相连，第一旁通管170上可以设有第一开关阀171。

当第一进液管140内的冷却液的流量过大时，可以打开第一开关阀171，从而可以使第一进液管140内的冷却液的一部分通过第一旁通管170进入到第一出液管160内。由此可以通过第一旁通管170和第一开关阀171控制进入到水轮机110内的冷却液的量，从而可以进一步提高水轮机110的效率。

第一喷淋管150可以包括管体以及设在管体上的多个喷嘴，多个该喷嘴可以沿该管体的长度方向间隔开地设置，该管体可以与第一出液管160的下端相连。

本实用新型还提供了冷却系统。根据本实用新型实施例的冷却系统包括热交换器、第一冷却塔、第二冷却塔和第三冷却塔。

该第一冷却塔和该第二冷却塔中的每一个可以是根据本实用新型上述实施例的冷却塔10。该第一冷却塔的第一进液管140与该热交换器的冷却液出口相连，该第二冷却塔的第一进液管140与该热交换器的冷却液出口相连。

该第三冷却塔包括第二塔体、第二水轮机、第二风扇、电机、第二进液管、第二喷淋管和第二出液管。该第二水轮机设在该第二塔体内，该第二风扇设在该第二塔体内，该第二风扇与该第二水轮机的轴相连，该电机通过减速器与该第二水轮机的轴相连。

该第二进液管与该第二水轮机的进液口相连，该第二进液管与该第一冷却塔的第一出液管160相连，该第二进液管与该第二冷却塔的第一出液管160相连。该第二喷淋管设在该第二塔体内，该第二喷淋管位于该第二水轮机的下方。该第二出液管的上端与该第二水轮机的蜗壳的出液口相连，该第二出液管的下端与该第二喷淋管相连。

由于该第二进液管与该第一冷却塔和该第二冷却塔中的每一个的第一出液管160相连，因此离开该第一冷却塔和该第二冷却塔中的每一个的第一水轮机110a的冷却液的一部分可以进入到该第三冷却塔中进行冷却。

根据本实用新型实施例的冷却系统具有能耗低、运行成本低等优点。

如图1所示，该冷却系统可以进一步包括第二旁通管180a和第三旁通管180b。第二旁通管180a的第一端可以与该第一冷却塔的第一出液管160相连，第二旁通管180a的第二端可以与该第二进液管相连。第三旁通管180b的第一端可以与该第二冷却塔的第一出液管160相连，第三旁通管180b的第二端可以与该第二进液管相连。由此可以使该冷却系统的结构更加合理。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种水轮机，其特征在于，包括：

蜗壳；

轴，所述轴设在所述蜗壳上；

导叶，所述导叶设在所述蜗壳内；和

转轮，所述转轮设在所述轴上，其中所述水轮机的比转速小于等于70m·kW。

2.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于，所述转轮的直径为0.7米-1.0米；

和/或所述转轮包括9-12个叶片。

3.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于，所述导叶的高度为62毫米-66毫米；

和/或所述导叶的相对高度为0.07-0.08；

和/或所述导叶为7-9个。

4.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于，所述导叶的进口角度为13度-15度；

和/或所述导叶的出口角度为13度-15度；

和/或所述导叶的进口角度等于所述导叶的出口角度。

5.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于，所述转轮的每个叶片的厚度沿所述转轮的径向增大。

6.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于，

所述蜗壳的出口角度为14度-16度；

和/或所述水轮机的比转速小于等于59.5m·kW。

7.一种冷却塔，其特征在于，包括：

第一塔体；

第一水轮机，所述第一水轮机为根据权利要求1-6中任一项所述的水轮机，所述第一水轮机设在所述第一塔体内；

第一风扇，所述第一风扇设在所述第一塔体内，所述第一风扇与所述第一水轮机的轴相连；

第一进液管，所述第一进液管与所述第一水轮机的蜗壳的进液口相连；

第一喷淋管，所述第一喷淋管设在所述第一塔体内，所述第一喷淋管位于所述第一水轮机的下方；和

第一出液管，所述第一出液管的上端与所述第一水轮机的蜗壳的出液口相连，所述第一出液管的下端与所述第一喷淋管相连。

8.根据权利要求7所述的冷却塔，其特征在于，进一步包括第一旁通管，所述第一旁通管的第一端与所述第一进液管相连，所述第一旁通管的第二端与所述第一出液管相连，所述第一旁通管上设有第一开关阀。

9.一种冷却系统，其特征在于，包括：

热交换器；

第一冷却塔和第二冷却塔，所述第一冷却塔和所述第二冷却塔中的每一个为根据权利要求7或8所述的冷却塔，其中所述第一冷却塔的第一进液管与所述热交换器的冷却液出口相连，所述第二冷却塔的第一进液管与所述热交换器的冷却液出口相连；以及

第三冷却塔，所述第三冷却塔包括：

第二塔体；

第二水轮机，所述第二水轮机设在所述第二塔体内；

第二风扇，所述第二风扇设在所述第二塔体内，所述第二风扇与所述第二水轮机的轴相连；

电机，所述电机通过减速器与所述第二水轮机的轴相连；

第二进液管，所述第二进液管与所述第二水轮机的进液口相连，所述第二进液管与所述第一冷却塔的第一出液管相连，所述第二进液管与所述第二冷却塔的第一出液管相连；

第二喷淋管，所述第二喷淋管设在所述第二塔体内，所述第二喷淋管位于所述第二水轮机的下方；和

第二出液管，所述第二出液管的上端与所述第二水轮机的蜗壳的出液口相连，所述第二出液管的下端与所述第二喷淋管相连。

10.根据权利要求9所述的冷却系统，其特征在于，进一步包括：

第二旁通管，所述第二旁通管的第一端与所述第一冷却塔的第一出液管相连，所述第二旁通管的第二端与所述第二进液管相连；和

第三旁通管，所述第三旁通管的第一端与所述第二冷却塔的第一出液管相连，所述第三旁通管的第二端与所述第二进液管相连。

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