CN214659230U - 一种适用烟塔合一技术的钢结构冷却塔 - Google Patents
一种适用烟塔合一技术的钢结构冷却塔 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及大型冷却塔结构设计技术领域，尤其是涉及一种适用烟塔合一技术的钢结构冷却塔。该钢结构冷却塔包括：塔身平面桁架系、桁架面外支撑、加强环桁架、展宽平台桁架、檩条和蒙皮；所述塔身平面桁架系由水平桁架和斜桁架构成，所述塔身平面桁架系形成一系列倒置的塔身三角形网格和一系列正置的塔身三角形网格；所述塔身三角形网格内设有所述桁架面外支撑；所述加强环桁架和所述展宽平台桁架均位于塔身外侧；所述檩条和蒙皮均位于塔身内侧。
Description
技术领域
本实用新型涉及大型冷却塔结构设计技术领域，尤其是涉及一种适用烟塔合一技术的钢结构冷却塔。
背景技术
冷却塔是一种在电力、钢铁、石油、化工等工业领域广泛应用的冷却设施，它的主要作用是为携带废热的冷却水与空气提供热交换的场所，使废热能迅速散入大气，从而保证生产系统的正常运行。
目前，大型冷却塔大多采用子午线为双曲线的钢筋混凝土旋转薄壳结构，具有稳定性好、抗腐蚀性能强等特点。然而随着工业建设规模的增大，冷却塔尺寸也随之上升，混凝土结构自重大以及由此引发的成本上升等因素使其逐渐丧失优势，且生产和施工过程中资源消耗大和环境污染严重等问题也与当前倡导的环保理念相悖。在此背景下，钢结构成为大型冷却塔结构体系选型的新方向。同钢筋混凝土结构相比，钢结构冷却塔具有自重轻、施工方便、工期短等优点，且结构体系布置灵活，不必拘泥于单一的结构外形，这样不但可以通过结构体系优化得到优异的受力性能和经济指标，还能为热工方面的性能优化创造条件。目前，钢结构冷却塔已经在国内外有若干建成实例，未来还将迎来更加广泛的应用。
烟塔合一是指将电厂或工厂产生的废气排入冷却塔，使烟气与热气一同通过冷却塔排出的技术。烟塔合一技术可以降低工程造价和运行费用，且环境效益更好，因此得到了较为广泛的应用。由于废气可能对钢结构产生一定的腐蚀作用，而钢结构冷却塔通常将蒙皮布置在外侧，结构在塔内暴露，如果将烟塔合一技术应用于钢结构冷却塔，将对结构的防腐性能提出非常高的要求，且大大提升工程造价，因此当前采用烟塔合一技术的多为混凝土冷却塔。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种适用烟塔合一技术的钢结构冷却塔，以解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供一种适用烟塔合一技术的钢结构冷却塔，其包括：塔身平面桁架系、桁架面外支撑、加强环桁架、展宽平台桁架、檩条和蒙皮；所述塔身平面桁架系由水平桁架和斜桁架构成，所述塔身平面桁架系形成一系列倒置的塔身三角形网格和一系列正置的塔身三角形网格；所述塔身三角形网格内设有所述桁架面外支撑；所述加强环桁架和所述展宽平台桁架均位于塔身外侧；所述檩条和蒙皮均位于塔身内侧。
作为一种进一步的技术方案，所述塔身平面桁架系采用双曲线形或者直筒锥段形外形。
作为一种进一步的技术方案，所述塔身平面桁架系的水平桁架包括：水平桁架外弦杆、水平桁架内弦杆和水平桁架腹杆；所述水平桁架腹杆连接于所述水平桁架外弦杆与水平桁架内弦杆之间。
作为一种进一步的技术方案，所述塔身平面桁架系的斜桁架包括：斜桁架外弦杆、斜桁架内弦杆和斜桁架腹杆；所述斜桁架腹杆连接于所述斜桁架外弦杆与斜桁架内弦杆之间。
作为一种进一步的技术方案，所述桁架面外支撑包括外层三角形支撑、内层三角形支撑和水平封闭杆，所述外层三角形支撑和内层三角形支撑仅同时布置于所述倒置的塔身三角形网格内，或仅同时布置于所述正置的塔身三角形网格内；所述外层三角形支撑反向嵌于塔身三角形网格内，所述外层三角形支撑的顶点位于所述水平桁架外弦杆和所述斜桁架外弦杆的中点；所述内层三角形支撑反向嵌于塔身三角形网格内，所述内层三角形支撑的顶点位于所述水平桁架内弦杆和所述斜桁架内弦杆的中点；所述水平封闭杆仅布置于设有蒙皮的区域，所述水平封闭杆连接相邻所述内层三角形支撑的底边端点，与内层三角形支撑的底边共同形成封闭圆环。
作为一种进一步的技术方案，所述加强环桁架为一系列三角锥和锥顶连杆形成的立体桁架。
作为一种进一步的技术方案，所述三角锥位于塔身外侧，所述三角锥垂直于塔身曲面，每个三角锥对应一个所述塔身三角形网格；所述三角锥仅布置于同一层倒置的塔身三角形网格上，或仅布置于同一层正置的塔身三角形网格上，或同时布置于同一层倒置的塔身三角形网格上和正置的塔身三角形网格上；所述锥顶连杆顺次连接同一层所有三角锥的顶点，形成水平布置的封闭圆环。
作为一种进一步的技术方案，所述展宽平台桁架位于下部塔身外侧，采用平面桁架或立体桁架。
作为一种进一步的技术方案，所述蒙皮采用铝合金波纹板或不锈钢波纹板或膜材制成。
采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
(1)本实用新型与传统钢筋混凝土结构冷却塔相比，具有受力性能好、自重轻、施工方便、工期短、造价低等优点。
(2)本实用新型充分利用平面桁架的面内刚度，可使冷却塔塔身具有良好的面外稳定性；通过在平面桁架面外方向设置支撑，可提高桁架的面外稳定性，减小桁架弦杆的面外计算长度。通过合理的结构布置，充分发挥了结构构件的力学性能。
(3)本实用新型加强环桁架为三角锥桁架，是空间立体桁架，刚度大、稳定性好，对塔身的加强效果显著。
(4)本实用新型利用防腐性能好的铝合金波纹板、不锈钢波纹板和膜材制成的蒙皮，隔离带有腐蚀性的烟气与塔身钢结构构件，降低烟气对钢结构的腐蚀作用，从而将烟塔合一技术应用于钢结构冷却塔。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一钢结构冷却塔立面图。
图2为本实用新型实施例一钢结构冷却塔轴测图。
图3为本实用新型实施例一钢结构冷却塔塔身平面桁架系、桁架面外支撑、加强环桁架关系示意图。
图4为本实用新型实施例二钢结构冷却塔立面图。
图5为本实用新型实施例二钢结构冷却塔轴测图。
图6为本实用新型实施例二钢结构冷却塔塔身平面桁架系、桁架面外支撑、加强环桁架关系示意图。
图7为本实用新型实施例三钢结构冷却塔立面图。
图8为本实用新型实施例三钢结构冷却塔轴测图。
图9为本实用新型实施例三钢结构冷却塔塔身平面桁架系、桁架面外支撑、加强环桁架关系示意图。
其中：1—斜桁架；2—水平桁架；3—加强环桁架；4—展宽平台桁架；5—外层三角形支撑；6—内层三角形支撑；7—水平封闭杆；8—斜桁架外弦杆；9—斜桁架内弦杆；10—斜桁架腹杆；11—水平桁架外弦杆；12—水平桁架内弦杆；13—水平桁架腹杆；14—三角锥杆件；15—锥顶连杆。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
实施例一
结合图1至图3所示，本实施例一提供一种适用烟塔合一技术的钢结构冷却塔。在本实施例一中，桁架面外支撑仅布置于倒置的塔身三角形网格内，加强环桁架的三角锥仅布置于同一层倒置的塔身三角形网格上。
具体地，该钢结构冷却塔包括：塔身平面桁架系、桁架面外支撑、加强环桁架3、展宽平台桁架4、檩条和蒙皮；所述塔身平面桁架系由水平桁架2和斜桁架1构成，所述塔身平面桁架系形成一系列倒置的塔身三角形网格和一系列正置的塔身三角形网格；所述塔身三角形网格内设有所述桁架面外支撑；所述加强环桁架3和所述展宽平台桁架4均位于塔身外侧；所述檩条和蒙皮均位于塔身内侧。
优选地，所述塔身平面桁架系采用双曲线形或者直筒锥段形外形。所述塔身平面桁架系的水平桁架2包括：水平桁架外弦杆11、水平桁架内弦杆12和水平桁架腹杆13；所述水平桁架腹杆13连接于所述水平桁架外弦杆11与水平桁架内弦杆12之间。所述塔身平面桁架系的斜桁架1包括：斜桁架外弦杆8、斜桁架内弦杆9和斜桁架腹杆10；所述斜桁架腹杆10连接于所述斜桁架外弦杆8与斜桁架内弦杆9之间。
优选地，所述桁架面外支撑包括外层三角形支撑5、内层三角形支撑6和水平封闭杆7，所述外层三角形支撑5和内层三角形支撑6仅同时布置于所述倒置的塔身三角形网格内；所述外层三角形支撑5反向嵌于塔身三角形网格内，所述外层三角形支撑5的顶点位于所述水平桁架外弦杆11和所述斜桁架外弦杆8的中点；所述内层三角形支撑6反向嵌于塔身三角形网格内，所述内层三角形支撑6的顶点位于所述水平桁架内弦杆12和所述斜桁架内弦杆9的中点；所述水平封闭杆7仅布置于设有蒙皮的区域，所述水平封闭杆7连接相邻所述内层三角形支撑6的底边端点，与内层三角形支撑6的底边共同形成封闭圆环。
优选地，所述加强环桁架3为一系列三角锥和锥顶连杆15形成的立体桁架。所述三角锥位于塔身外侧，所述三角锥垂直于塔身曲面，每个三角锥对应一个所述塔身三角形网格，每个三角锥由三根三角锥杆件14组成；所述三角锥仅布置于同一层倒置的塔身三角形网格上；所述锥顶连杆15顺次连接同一层所有三角锥的顶点，形成水平布置的封闭圆环。
优选地，所述展宽平台桁架4位于下部塔身外侧，采用平面桁架或立体桁架。
优选地，所述蒙皮采用铝合金波纹板或不锈钢波纹板或膜材制成。
综上，本实用新型具有如下优点：
(1)本实用新型与传统钢筋混凝土结构冷却塔相比，具有受力性能好、自重轻、施工方便、工期短、造价低等优点。
(2)本实用新型充分利用平面桁架的面内刚度，可使冷却塔塔身具有良好的面外稳定性；通过在平面桁架面外方向设置支撑，可提高桁架的面外稳定性，减小桁架弦杆的面外计算长度。通过合理的结构布置，充分发挥了结构构件的力学性能。
(3)本实用新型加强环桁架3为三角锥桁架，是空间立体桁架，刚度大、稳定性好，对塔身的加强效果显著。
(4)本实用新型利用防腐性能好的铝合金波纹板、不锈钢波纹板和膜材制成的蒙皮，隔离带有腐蚀性的烟气与塔身钢结构构件，降低烟气对钢结构的腐蚀作用，从而将烟塔合一技术应用于钢结构冷却塔。
实施例二
结合图4至图6所示，本实施例二提供一种适用烟塔合一技术的钢结构冷却塔。在本实施例二中，桁架面外支撑仅布置于正置的塔身三角形网格内，加强环桁架的三角锥仅布置于同一层正置的塔身三角形网格上。
具体地，该钢结构冷却塔包括：塔身平面桁架系、桁架面外支撑、加强环桁架3、展宽平台桁架4、檩条和蒙皮；所述塔身平面桁架系由水平桁架2和斜桁架1构成，所述塔身平面桁架系形成一系列倒置的塔身三角形网格和一系列正置的塔身三角形网格；所述塔身三角形网格内设有所述桁架面外支撑；所述加强环桁架3和所述展宽平台桁架4均位于塔身外侧；所述檩条和蒙皮均位于塔身内侧。
优选地，所述塔身平面桁架系采用双曲线形或者直筒锥段形外形。所述塔身平面桁架系的水平桁架2包括：水平桁架外弦杆11、水平桁架内弦杆12和水平桁架腹杆13；所述水平桁架腹杆13连接于所述水平桁架外弦杆11与水平桁架内弦杆12之间。所述塔身平面桁架系的斜桁架1包括：斜桁架外弦杆8、斜桁架内弦杆9和斜桁架腹杆10；所述斜桁架腹杆10连接于所述斜桁架外弦杆8与斜桁架内弦杆9之间。
优选地，所述桁架面外支撑包括外层三角形支撑5、内层三角形支撑6和水平封闭杆7，所述外层三角形支撑5和内层三角形支撑6仅同时布置于所述正置的塔身三角形网格内；所述外层三角形支撑5反向嵌于塔身三角形网格内，所述外层三角形支撑5的顶点位于所述水平桁架外弦杆11和所述斜桁架外弦杆8的中点；所述内层三角形支撑6反向嵌于塔身三角形网格内，所述内层三角形支撑6的顶点位于所述水平桁架内弦杆12和所述斜桁架内弦杆9的中点；所述水平封闭杆7仅布置于设有蒙皮的区域，所述水平封闭杆7连接相邻所述内层三角形支撑6的底边端点，与内层三角形支撑6的底边共同形成封闭圆环。
优选地，所述加强环桁架3为一系列三角锥和锥顶连杆15形成的立体桁架。
优选地，所述三角锥位于塔身外侧，所述三角锥垂直于塔身曲面，每个三角锥对应一个所述塔身三角形网格，每个三角锥由三根三角锥杆件14组成；所述三角锥仅布置于同一层正置的塔身三角形网格上；所述锥顶连杆15顺次连接同一层所有三角锥的顶点，形成水平布置的封闭圆环。
优选地，所述展宽平台桁架4位于下部塔身外侧，采用平面桁架或立体桁架。
优选地，所述蒙皮采用铝合金波纹板或不锈钢波纹板或膜材制成。
综上，本实用新型具有如下优点：
(1)本实用新型与传统钢筋混凝土结构冷却塔相比，具有受力性能好、自重轻、施工方便、工期短、造价低等优点。
(2)本实用新型充分利用平面桁架的面内刚度，可使冷却塔塔身具有良好的面外稳定性；通过在平面桁架面外方向设置支撑，可提高桁架的面外稳定性，减小桁架弦杆的面外计算长度。通过合理的结构布置，充分发挥了结构构件的力学性能。
(3)本实用新型加强环桁架3为三角锥桁架，是空间立体桁架，刚度大、稳定性好，对塔身的加强效果显著。
(4)本实用新型利用防腐性能好的铝合金波纹板、不锈钢波纹板和膜材制成的蒙皮，隔离带有腐蚀性的烟气与塔身钢结构构件，降低烟气对钢结构的腐蚀作用，从而将烟塔合一技术应用于钢结构冷却塔。
实施例三
结合图7至图9所示，本实施例三提供一种适用烟塔合一技术的钢结构冷却塔。在本实施例三中，桁架面外支撑仅布置于倒置的塔身三角形网格内，加强环桁架的三角锥同时布置于同一层倒置的塔身三角形网格上和正置的塔身三角形网格上。
具体地，该钢结构冷却塔包括：塔身平面桁架系、桁架面外支撑、加强环桁架3、展宽平台桁架4、檩条和蒙皮；所述塔身平面桁架系由水平桁架2和斜桁架1构成，所述塔身平面桁架系形成一系列倒置的塔身三角形网格和一系列正置的塔身三角形网格；所述塔身三角形网格内设有所述桁架面外支撑；所述加强环桁架3和所述展宽平台桁架4均位于塔身外侧；所述檩条和蒙皮均位于塔身内侧。
优选地，所述塔身平面桁架系采用双曲线形或者直筒锥段形。所述塔身平面桁架系的水平桁架2包括：水平桁架外弦杆11、水平桁架内弦杆12和水平桁架腹杆13；所述水平桁架腹杆13连接于所述水平桁架外弦杆11与水平桁架内弦杆12之间。所述塔身平面桁架系的斜桁架1包括：斜桁架外弦杆8、斜桁架内弦杆9和斜桁架腹杆10；所述斜桁架腹杆10连接于所述斜桁架外弦杆8与斜桁架内弦杆9之间。
优选地，所述桁架面外支撑包括外层三角形支撑5、内层三角形支撑6和水平封闭杆7，所述外层三角形支撑5和内层三角形支撑6仅同时布置于所述倒置的塔身三角形网格内；所述外层三角形支撑5反向嵌于塔身三角形网格内，所述外层三角形支撑5的顶点位于所述水平桁架外弦杆11和所述斜桁架外弦杆8的中点；所述内层三角形支撑6反向嵌于塔身三角形网格内，所述内层三角形支撑6的顶点位于所述水平桁架内弦杆12和所述斜桁架内弦杆9的中点；所述水平封闭杆7仅布置于设有蒙皮的区域，所述水平封闭杆7连接相邻所述内层三角形支撑6的底边端点，与内层三角形支撑6的底边共同形成封闭圆环。
优选地，所述加强环桁架3为一系列三角锥和锥顶连杆15形成的立体桁架。
优选地，所述三角锥位于塔身外侧，所述三角锥垂直于塔身曲面，每个三角锥对应一个所述塔身三角形网格，每个三角锥通过三角锥杆件14组成；所述三角锥同时布置于同一层倒置的塔身三角形网格上和正置的塔身三角形网格上，可以理解的是，一个所述三角锥布置于同一层倒置的塔身三角形网格上，另一个所述三角锥布置于同一层正置的塔身三角形网格上；所述锥顶连杆15顺次连接同一层所有三角锥的顶点，形成水平布置的封闭圆环。
优选地，所述展宽平台桁架4位于下部塔身外侧，采用平面桁架或立体桁架。
优选地，所述蒙皮采用铝合金波纹板或不锈钢波纹板或膜材制成。
综上，本实用新型具有如下优点：
(1)本实用新型与传统钢筋混凝土结构冷却塔相比，具有受力性能好、自重轻、施工方便、工期短、造价低等优点。
(2)本实用新型充分利用平面桁架的面内刚度，可使冷却塔塔身具有良好的面外稳定性；通过在平面桁架面外方向设置支撑，可提高桁架的面外稳定性，减小桁架弦杆的面外计算长度。通过合理的结构布置，充分发挥了结构构件的力学性能。
(3)本实用新型加强环桁架3为三角锥桁架，是空间立体桁架，刚度大、稳定性好，对塔身的加强效果显著。
(4)本实用新型利用防腐性能好的铝合金波纹板、不锈钢波纹板和膜材制成的蒙皮，隔离带有腐蚀性的烟气与塔身钢结构构件，降低烟气对钢结构的腐蚀作用，从而将烟塔合一技术应用于钢结构冷却塔。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种适用烟塔合一技术的钢结构冷却塔，其特征在于，包括：塔身平面桁架系、桁架面外支撑、加强环桁架、展宽平台桁架、檩条和蒙皮；
所述塔身平面桁架系由水平桁架和斜桁架构成，所述塔身平面桁架系形成一系列倒置的塔身三角形网格和一系列正置的塔身三角形网格；所述塔身三角形网格内设有所述桁架面外支撑；所述加强环桁架和所述展宽平台桁架均位于塔身外侧；所述檩条和蒙皮均位于塔身内侧。
2.根据权利要求1所述的钢结构冷却塔，其特征在于，所述塔身平面桁架系采用双曲线形或者直筒锥段形外形。
3.根据权利要求1所述的钢结构冷却塔，其特征在于，所述塔身平面桁架系的水平桁架包括：水平桁架外弦杆、水平桁架内弦杆和水平桁架腹杆；所述水平桁架腹杆连接于所述水平桁架外弦杆与水平桁架内弦杆之间。
4.根据权利要求3所述的钢结构冷却塔，其特征在于，所述塔身平面桁架系的斜桁架包括：斜桁架外弦杆、斜桁架内弦杆和斜桁架腹杆；所述斜桁架腹杆连接于所述斜桁架外弦杆与斜桁架内弦杆之间。
5.根据权利要求4所述的钢结构冷却塔，其特征在于，所述桁架面外支撑包括外层三角形支撑、内层三角形支撑和水平封闭杆；
所述外层三角形支撑和内层三角形支撑仅同时布置于所述倒置的塔身三角形网格内，或仅同时布置于所述正置的塔身三角形网格内；
所述外层三角形支撑反向嵌于塔身三角形网格内，所述外层三角形支撑的顶点位于所述水平桁架外弦杆和所述斜桁架外弦杆的中点；
所述内层三角形支撑反向嵌于塔身三角形网格内，所述内层三角形支撑的顶点位于所述水平桁架内弦杆和所述斜桁架内弦杆的中点；
所述水平封闭杆仅布置于设有蒙皮的区域，所述水平封闭杆连接相邻所述内层三角形支撑的底边端点，与内层三角形支撑的底边共同形成封闭圆环。
6.根据权利要求1所述的钢结构冷却塔，其特征在于，所述加强环桁架为一系列三角锥和锥顶连杆形成的立体桁架。
7.根据权利要求6所述的钢结构冷却塔，其特征在于，
所述三角锥位于塔身外侧，所述三角锥垂直于塔身曲面，每个三角锥对应一个所述塔身三角形网格；所述三角锥仅布置于同一层倒置的塔身三角形网格上，或仅布置于同一层正置的塔身三角形网格上，或同时布置于同一层倒置的塔身三角形网格上和正置的塔身三角形网格上；所述锥顶连杆顺次连接同一层所有三角锥的顶点，形成水平布置的封闭圆环。
8.根据权利要求1所述的钢结构冷却塔，其特征在于，所述展宽平台桁架位于下部塔身外侧，采用平面桁架或立体桁架。
9.根据权利要求1所述的钢结构冷却塔，其特征在于，所述蒙皮采用铝合金波纹板或不锈钢波纹板或膜材制成。
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| CN202120379912.XU CN214659230U (zh) | 2021-02-20 | 2021-02-20 | 一种适用烟塔合一技术的钢结构冷却塔 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |