[发明专利]一种水轮机及安装该水轮机的冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及水轮机，尤其是一种设置了涡轮增压系统的水轮机，还涉及安装了该水轮机的冷却系统。

背景技术

现有技术存在一定的局限性，例如当循环水系统中富余压力不足，则水轮机利用此富余压力所输出轴功率就不足以推动冷却塔风机达到额定转速，这样就降低冷却塔的冷却效果，影响生产工艺要求。如果要使风机达到额定转速就要提高系统供水压力，这样就减少系统循环水量，从而降低换热装置的换热效果，影响生产的正常运行。

故，需要一种方案来解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的一个目的是提供一种能够解决现有技术存在问题的水轮机。本发明的另一个目的是提供一种应用该水轮机的冷却系统。

技术方案：一种水轮机，包括蜗壳所述蜗壳上设有进水管，所述进水管处设有涡轮增压装置。

所述进水管设有一容置部，所述容置部与进水管连通，容置部内侧安装有涡轮，外侧设有电机座，涡轮增压电机固定于所述电机座上并与涡轮传动连接。

所述进水管上设有增压通道，所述增压通道的两端与进水管连通，其内侧设有涡轮，外侧设有电机座，涡轮增压电机固定于所述电机座上并与涡轮传动连接。增压通道的出水端与进水管成35°～45°的夹角。

所述的水轮机还包括风机速度监测装置，循环水温度监测装置，以及与风机速度监测装置和循环水温度监测装置连接并根据其参数调整涡轮增压电机转速的补偿控制装置。

本发明还提供了一种安装有上述水轮机的冷却系统。

有益效果：在系统富余压力不足时，本发明通过涡轮增压装置补偿富余能量不足部分，使风机达到额定转速，具有节能环保的优点；本发明适用性强，能在不同工况条件下使用。

附图说明

图1是本发明的实施例一的结构示意图；

图2是本发明的实施例二的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的水轮机主要包括蜗壳1，设置在蜗壳内的主轴2、轴承、轴承室和叶片（未示出），设置在主轴两端且与蜗壳固定连接的端盖3。蜗壳1上设有进水管11，在进水管11处设置涡轮增压装置。

在图1所示的实施例中，进水管11设有一容置部12，该容置部中空并向外突出。容置部12与进水管连通，容置部内侧安装有涡轮4，外侧设有电机座5，涡轮增压电机6固定于所述电机座上并与涡轮传动连接。

在图2所示的实施例中，进水管11上设有增压通道13，增压通道的两端与进水管连通，其内设侧有涡轮4，外侧设有电机座5，涡轮增压电机6固定于所述电机座上并与涡轮传动连接。增压通道13的出水端与进水管11成35°～45°的夹角，使增压管道内的流体流动方向与进水管道内的流体流动方向的夹角在35°～45°之间，以尽量减少两股流体的动压损失。管道对接角度对合流的流体阻力是有一定影响的，对接角度越大流阻就越大，所以尽量控制管道对接角度在最小，当然由于管道直径和对接场地大小等问题不可能无限小，经过多次实验，综合考虑多种因素，管道对接时尽量控制在35度至45度之间最能满足工程上的需要。技术人员可以通过多种方式设置或测量该角度，例如控制增压通道和进水管轴线的夹角。

在进一步的实施例中，上述水轮机还包括风机速度监测装置，循环水温度监测装置，以及与风机速度监测装置和循环水温度监测装置连接并根据其参数调整涡轮增压电机转速的补偿控制装置。

本发明的工作原理如下（依据消耗最小能源的能量补偿原则设定或计算相关参数）：

    a.补偿装置电机功率设定：设风机轴功率为W₁，补偿装置电机运行功率为W₂，流量为Q，系统富余压力为H，水轮机效率为η₁，补偿装置传动效率为η₂，则电机输出功率选择如下：W₂=(W₁/η₁-9.81×Q×H)/η₂，式中：功率W单位为kW，流量Q单位为m³/s,压力H为m。

b.流速选择：依据系统所需的补偿能量，选择补偿装置的流速与原管道流速相匹配，

流速最好控制在1.8m/s～2m/s之间，则补偿装置管径选择如下：D=2×(Q/3.14V)^1/2/1000

式中：管径D单位为mm，流速V单位为m/s，流量Q单位为m³/s。