CN220869562U - 冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种冷却系统，冷却系统用于对水轮发电机组进行降温，冷却系统包括：压力钢管，压力钢管的侧壁上设置有取水口和回水口，压力钢管内具有液体流动；冷却管路，冷却管路的一端与取水口连通，冷却管路的另一端与回水口连通；冷却组件，与冷却管路连通，冷却组件用于对水轮发电机组进行降温；主循环水泵，设置在冷却管路上，以驱动冷却管路内的液体流动。通过本申请提供的技术方案，能够解决现有技术中的水轮发电机组在冷却过程中，成本较高以及能耗较高的问题。

Description

冷却系统

技术领域

本实用新型涉及冷却系统技术领域，具体而言，涉及一种冷却系统。

背景技术

目前，水轮发电机组在发电过程中，需要对水轮发电机组进行冷却，从而保证水轮发电机组能够正常工作。在现有技术中，对水轮发电机组进行冷却时，通常采用离心水泵电机加压的方法，即供水池中的水对水轮发电机组做工后，通过尾水管排出，离心水泵将尾水管排出的水加压至冷却器中，冷却器对水轮发电机组进行冷却。但是，由于离心水泵在运行前需要注水，离心水泵的注水口需要低于尾水水位。因此，在实际生产过程中，需要在工作区域挖出放置离心水泵的地下厂房，以保证离心水泵的注水口与尾水水位之间的高度差。但是，如此设置，将会增大工作人员的劳动强度，并且增加了生产成本，同时，在冷却过程中，将会消耗过多的电能。

实用新型内容

本实用新型提供一种冷却系统，以解决现有技术中的水轮发电机组在冷却过程中，成本较高以及能耗较高的问题。

本实用新型提供了一种冷却系统，冷却系统用于对水轮发电机组进行降温，冷却系统包括：压力钢管，压力钢管的侧壁上设置有取水口和回水口，压力钢管内具有液体流动；冷却管路，冷却管路的一端与取水口连通，冷却管路的另一端与回水口连通；冷却组件，与冷却管路连通，冷却组件用于对水轮发电机组进行降温；主循环水泵，设置在冷却管路上，以驱动冷却管路内的液体流动。

进一步地，取水口和回水口位于同一高度。

进一步地，沿液体的流动方向，回水口位于取水口的下游。

进一步地，冷却组件包括多个并联设置的冷却单元，冷却管路包括：取水管，取水管的一端与取水口连通，取水管的另一端与多个冷却单元连通；回水管，回水管的一端与多个冷却单元连通，回水管的另一端与回水口连通。

进一步地，冷却系统还包括滤水器，滤水器设置在冷却管路上，且滤水器设置在冷却组件的上游。

进一步地，多个冷却单元均包括连接管、冷却器和两个第一阀门，冷却器和两个第一阀门均设置在连接管上，连接管的一端与取水管连通，连接管的另一端与回水管连通，且两个第一阀门分别设置在冷却器的两侧。

进一步地，冷却管路上设置有第一电动阀和第二电动阀，第一电动阀设置在滤水器和主循环水泵之间，第二电动阀设置在主循环水泵和冷却组件之间。

进一步地，取水管上设置有第二阀门，回水管上设置有第三阀门。

进一步地，冷却器为盘管结构。

进一步地，冷却系统还包括次循环水泵，次循环水泵与主循环水泵并联设置。

应用本实用新型的技术方案，冷却管路的一端与取水口连通，冷却管路的另一端与回水口连通，冷却组件与冷却管路连通，主循环水泵能够驱动冷却管路内的液体流动，以使得冷却组件能够对水轮发电机组进行降温。其中，由于取水口和回水口均位于压力钢管上，取水口的高度高于尾水管的高度，因此主循环水泵工作时的功率低于离心水泵的功率，从而能够降低主循环水泵工作时所消耗的电能。如此设置，能够避免使用离心水泵等加压装置，从而能够简化组装步骤，避免在工作区域内挖地下厂房，降低工作人员的劳动强度，同时能够减少能源消耗，降低生产成本。同时，冷却管路和冷却组件明装敷设，便于工作人员对冷却管路和冷却组件维修和更换。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型实施例提供的冷却系统的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、压力钢管；11、取水口；12、回水口；

20、冷却管路；21、取水管；22、回水管；

30、冷却组件；31、冷却单元；311、连接管；312、冷却器；313、第一阀门；

41、主循环水泵；42、次循环水泵；

50、滤水器；

61、第一电动阀；62、第二电动阀；63、第二阀门；64、第三阀门；65、第三电动阀；66、第四电动阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1所示，本申请提供了一种冷却系统，冷却系统用于对水轮发电机组进行降温，冷却系统包括压力钢管10、冷却管路20、冷却组件30和主循环水泵41。压力钢管10的侧壁上设置有取水口11和回水口12，压力钢管10内具有液体流动。冷却管路20的一端与取水口11连通，冷却管路20的另一端与回水口12连通。冷却组件30与冷却管路20连通，冷却组件30用于对水轮发电机组进行降温。主循环水泵41设置在冷却管路20上，以驱动冷却管路20内的液体流动。其中，压力钢管10的一端具有进水口，压力钢管10的另一端具有出水口，进水口与水库坝前或者调压井连通，出水口与水轮发电机组连通，水库坝前或者调压井通过压力钢管10向水轮发电机组提供液体，以驱动水轮发电机组工作。

应用本申请的技术方案，冷却管路20的一端与取水口11连通，冷却管路20的另一端与回水口12连通，冷却组件30与冷却管路20连通，主循环水泵41能够驱动冷却管路20内的液体流动，以使得冷却组件30能够对水轮发电机组进行降温。其中，由于取水口11和回水口12均位于压力钢管10上，取水口11的高度高于尾水管的高度，因此主循环水泵41工作时的功率低于离心水泵的功率，从而能够降低主循环水泵41工作时所消耗的电能。如此设置，能够避免使用离心水泵等加压装置，从而能够简化组装步骤，避免在工作区域内挖地下厂房，降低工作人员的劳动强度，同时能够减少能源消耗，降低生产成本。同时，冷却管路20和冷却组件30明装敷设，便于工作人员对冷却管路20和冷却组件30维修和更换。

其中，在现有技术中，由于离心水泵安装位置较低，一般离心水泵的安装高程要低于尾水水位6m左右，为保障水轮发电机组上部的冷却水流量，必须增加离心水泵的扬程，以10万千瓦立式水轮发电机组冷却水为例，冷却水压力为0.4Mpa，设计冷却流量不小于500m³/h，离心水泵配用功率要求设置在132kW左右。按水轮发电机组年运行3500小时计算，离心水泵将会耗费约为46.2万kW/h的电能。但是，在本申请中，取水口11和回水口12之间的压力差约为0.1Mpa。其中，水泵功率P＝ρgHQ，ρ为泵输送液体的密度，g为重力加速度，H为泵的扬程，Q为泵的流量，冷却水的压力与泵的扬程为正相关。因此，在泵的流量不变的情况下，主循环水泵41能够节能75％，理论计算主循环水泵41配用功率设置为：132kW-132kW×0.75＝27.5kW，按年运行3500小时计算节省电能为；132kW×3500×0.75＝34.65万kW/h。

具体地，取水口11和回水口12位于同一高度。如此设置，根据连通器的原理，只需在冷却管路20上设置主循环水泵41即可驱动液体流动，结构简单，便于加工，同时便于驱动液体流动。

进一步地，沿液体的流动方向，回水口12位于取水口11的下游。其中，由压力钢管10中取出的冷却水对水轮发电机组进行冷却后，重新回水至压力钢管10中，再次对水轮发电机组做工，以驱动水轮发电机组工作。具体地，在现有技术中，压力钢管10的进水口高于出水口，因此，液体的流速逐渐增加，液体的流速越大，在对应位置处的压力会降低，如此设置，进一步地便于液体在冷却管路20内流通，从而进一步地降低主循环水泵41的功率。

具体地，压力钢管10包括水平段和竖直段，在本申请中，取水口11和回水口12位于水平段上，便于对取水口11和回水口12进行加工。可选地，取水口11和回水口12可以位于竖直段上，取水口11和回水口12位于同一高度，并且取水口11和回水口12关于压力钢管10的中心线中心对称设置，如此设置，能够避免冷却管路20与取水口11和回水口12连通时产生干涉。

其中，冷却组件30包括多个并联设置的冷却单元31，冷却管路20包括取水管21和回水管22。取水管21的一端与取水口11连通，取水管21的另一端与多个冷却单元31连通。回水管22的一端与多个冷却单元31连通，回水管22的另一端与回水口12连通。如此设置，多个冷却单元31能够对水轮发电机组的不同元件进行降温，从而保证冷却组件30对水轮发电机组的冷却效果，从而提高水轮发电机组工作的可靠性，保证水轮发电机组能够正常工作。

具体地，在本申请中，冷却组件30包括五个并联设置的冷却单元31，分别对水轮发电机组的上导轴承、定转子、推力轴承、下导轴承以及导轴承轴瓦进行降温，水轮发电机组的上导轴承、定转子、推力轴承、下导轴承以及导轴承轴瓦在工作时会产生大量热量，如此设置，能够保证水轮发电机组的正常工作。

进一步地，冷却系统还包括滤水器50，滤水器50设置在冷却管路20上，且滤水器50设置在冷却组件30的上游。如此设置，滤水器50能够对取水管21中的水进行过滤，从而能够避免水中的杂质影响水的正常流通，进而能够保证冷却单元31的冷却效果，同时能够减少对冷却管路20和冷却组件30的维修和清洗。

具体地，多个冷却单元31均包括连接管311、冷却器312和两个第一阀门313。冷却器312和两个第一阀门313均设置在连接管311上，连接管311的一端与取水管21连通，连接管311的另一端与回水管22连通，且两个第一阀门313分别设置在冷却器312的两侧。如此设置，便于调节冷却器312内的冷却水的流量，当其中一个第一阀门313损坏后，冷却单元31仍能够使用，如此设置，能够提高冷却单元31的可靠性。

其中，冷却管路20上设置有第一电动阀61和第二电动阀62，第一电动阀61设置在滤水器50和主循环水泵41之间，第二电动阀62设置在主循环水泵41和冷却组件30之间。如此设置，便于对主循环水泵41上游和下游的流速进行调节，同时能够提高冷却系统的自动化程度。同时，便于对主循环水泵41进行维修。

进一步地，取水管21上设置有第二阀门63，回水管22上设置有第三阀门64。如此设置，工作人员能够通过第一阀门313和第二阀门63分别控制取水管21和回水管22的流速，从而保证冷却系统的正常工作，提高冷却系统的可靠性。

具体地，冷却器312为盘管结构，五个冷却单元31中的冷却器312分别靠近水轮发电机组的上导轴承、定转子、推力轴承、下导轴承以及导轴承轴瓦设置。如此设置，能够提高冷却器312的冷却效果，同时结构简单，便于加工。

进一步地，冷却系统还包括次循环水泵42，次循环水泵42与主循环水泵41并联设置。如此设置，当主循环水泵41产生故障时，次循环水泵42能够作为备用机进行工作，从而保证冷却系统的正常运行，提高冷却系统冷却过程中的可靠性。

其中，冷却系统还包括连接管路、第三电动阀65和第四电动阀66，连接管路与取水管21连通，连接管路的一端设置在滤水器50和第一电动阀61之间，连接管路的另一端设置在第二电动阀62和冷却组件30之间，次循环水泵42、第三电动阀65和第四电动阀66设置在连接管路上，如此设置，能够进一步地提高冷却系统的自动化程度，便于对次循环水泵42进行维修。

具体地，在本申请中，冷却系统中各设备的承压范围，应大于水轮发电机组的进水口压力的1.5倍，从而保证冷却系统的正常工作。并且，第一电动阀61、第二电动阀62、第二阀门63、第三阀门64、第三电动阀65及第四电动阀66均为常开阀。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷却系统，所述冷却系统用于对水轮发电机组进行降温，其特征在于，所述冷却系统包括：

压力钢管(10)，所述压力钢管(10)的侧壁上设置有取水口(11)和回水口(12)，所述压力钢管(10)内具有液体流动；

冷却管路(20)，所述冷却管路(20)的一端与所述取水口(11)连通，所述冷却管路(20)的另一端与所述回水口(12)连通；

冷却组件(30)，与所述冷却管路(20)连通，所述冷却组件(30)用于对所述水轮发电机组进行降温；

主循环水泵(41)，设置在所述冷却管路(20)上，以驱动所述冷却管路(20)内的液体流动。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述取水口(11)和所述回水口(12)位于同一高度。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，沿液体的流动方向，所述回水口(12)位于所述取水口(11)的下游。

4.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却组件(30)包括多个并联设置的冷却单元(31)，所述冷却管路(20)包括：

取水管(21)，所述取水管(21)的一端与所述取水口(11)连通，所述取水管(21)的另一端与多个所述冷却单元(31)连通；

回水管(22)，所述回水管(22)的一端与多个所述冷却单元(31)连通，所述回水管(22)的另一端与所述回水口(12)连通。

5.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括滤水器(50)，所述滤水器(50)设置在所述冷却管路(20)上，且所述滤水器(50)设置在所述冷却组件(30)的上游。

6.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，多个所述冷却单元(31)均包括连接管(311)、冷却器(312)和两个第一阀门(313)，所述冷却器(312)和两个所述第一阀门(313)均设置在所述连接管(311)上，所述连接管(311)的一端与所述取水管(21)连通，所述连接管(311)的另一端与所述回水管(22)连通，且两个所述第一阀门(313)分别设置在所述冷却器(312)的两侧。

7.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却管路(20)上设置有第一电动阀(61)和第二电动阀(62)，所述第一电动阀(61)设置在所述滤水器(50)和所述主循环水泵(41)之间，所述第二电动阀(62)设置在所述主循环水泵(41)和所述冷却组件(30)之间。

8.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述取水管(21)上设置有第二阀门(63)，所述回水管(22)上设置有第三阀门(64)。

9.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却器(312)为盘管结构。

10.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括次循环水泵(42)，所述次循环水泵(42)与所述主循环水泵(41)并联设置。