用于使涡轮的叶片定向的方法技术

该方法用于使涡轮(4)的叶片(40)经过动力设备(2)中难以到达的位置范围(α1、α2)定向，所述叶片(40)可围绕不同于涡轮(4)的旋转轴线(X)的定向轴线(X40)旋转，该涡轮(4)包括用于使叶片(40)定向的器件(42、44、46)，所述器件适于对叶片(40)施加可调整的力矩。该方法包括如下步骤，其在于：a)停止涡轮(4)的能量生产；b)将运转涡轮(4)的水流设置成低于正常能量生产值的值；c)使用来自电网的能量来使涡轮(4)在马达模式中旋转；d)在涡轮(4)仍旋转的同时，将由用于使叶片(40)定向的器件输送的力矩调整成减小的值，使得叶片(40)在由水施加的液压力矩的作用下能够自由围绕它们的定向轴线(X40)旋转，经过难以到达的位置范围；e)一旦叶片(40)克服了难以到达的位置范围，将由用于使叶片(40)定向的器件输送的力矩调整成优于减小的值的正常值，使得叶片(40)围绕它们的定向轴线(X40)的旋转在确定的位置中停止。

A method for orienting turbine blades

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使涡轮的叶片定向的方法
本专利技术涉及一种用于使涡轮的叶片经过动力设备(powerplant)中难以到达(non-reachable)的位置范围定向的方法。
技术介绍
为了优化和增加动力设备(诸如潮汐动力设备)的涡轮的生产，在反转(reverse)叶片的可能性以及保持在操作期间调整叶片定向的可能性方面存在极大益处。如从AU-A-2014/259522已知的，涡轮通常配备有伺服马达和传动系统，其适于改变叶片的定向角度，以调整操作参数且提高性能。然而，传动系统通常包括杠杆和伺服马达，其沿着涡轮的旋转轴线施加压力，导致对于叶片的死点和难以到达的位置范围。能量生产的优化因此不令人满意。从相同的参考文献(reference)已知，通过添加辅助伺服马达来克服死点，该辅助伺服马达适于在使用主伺服马达难以到达的位置范围内驱动叶片。然而，由于在涡轮的结构上需要重大的机械改变，此解决方案是昂贵的。而且，添加的构件降低涡轮的液压性能。公开用于克服死点问题的另外的辅助设备的另一个参考文献为GB750951。
技术实现思路
本专利技术的目标在于提供一种使涡轮的随机数量的叶片定向的新方法，其需要在涡轮的标准结构上最少的可能改变。为此，本专利技术涉及一种用于使涡轮的叶片经过动力设备中难以到达的位置范围定向的方法，所述叶片可围绕不同于涡轮的旋转轴线的定向轴线旋转，该涡轮包括用于使叶片定向的器件，所述器件适于对叶片施加可调整的力矩，其中该方法包括以下步骤中的一个或多个：-a)停止涡轮的能量生产；-b)将运转涡轮的水流设置成低于正常能量生产值的值；-c)使用来自电网的能量来使涡轮在马达模式中旋转；-d)在涡轮仍旋转的同时，将由用于使叶片定向的器件输送的力矩调整成减小的值，使得叶片在由水施加的液压力矩的作用下能够自由围绕它们的定向轴线旋转，经过难以到达的位置范围；和/或-e)一旦叶片克服了难以到达的位置范围，将由用于使叶片定向的器件输送的力矩调整成优于减小的值的正常值，使得叶片围绕它们的定向轴线的旋转在确定的位置中停止。由于本专利技术，可在水流的作用下使用叶片的自反转特性来使叶片经过难以到达的位置定向。因此，不需要额外的伺服马达和机械传动系统。因此，涡轮的成本不增加，且涡轮的液压性能不受额外的构件所损害。此外，用于使叶片定向的器件可不同于施加压力的伺服马达。本专利技术优于GB750951是特别有利的，因为本专利技术克服为使叶片旋转必须使涡轮停顿的问题。根据有利但非强制的本专利技术的另外的方面，此方法可结合以下特征中的一个或若干：-在步骤b)处，水流可设置成包括于正常能量生产值的0与10%之间的值。-在步骤b)处，水通道的水流调节系统部分地或完全地关闭，涡轮位于该水通道中。-在步骤d)处，可修改伺服马达的室中的控制压力，在优选实施例中可减小该控制压力。在优选实施例中，可通过修改伺服马达室内部的控制压力来控制和同步叶片的定向。优选地，所述控制压力控制螺母或类似器件(其联结到杠杆，杠杆驱动叶片围绕它们的定向轴线旋转)的角位置，所述伺服马达、所述螺母和所述杠杆形成用于使叶片定向的器件。-该方法可包括在步骤c)之前的另外的步骤，其在于(优选地使用伺服马达)在与叶片的难以到达的位置范围的极限对应的确定的位置中驱动螺母。-在步骤e)处，可使用伺服马达来将螺母稳定在与叶片的难以到达的位置范围的相反极限对应的角位置中。-在步骤e)处，可在伺服马达的室中增加控制压力，使得在由水施加的液压力矩的作用下相对于叶片围绕它们的定向轴线的旋转施加阻力矩。-该方法可包括在步骤e)之前的另外的步骤，其在于改变输送到涡轮的功率，由此优选地控制液压力矩，使得叶片的位置可克服包括于难以到达的位置范围内的用于使叶片定向的器件的死点。-该方法还可包括控制导向静叶以控制通过涡轮的水流，由此优选地控制液压力矩(优选地由水提供)。-该方法可包括在步骤e)之后的另外的步骤，其在于停止涡轮在马达模式中的旋转。-该方法可包括在停止涡轮在马达模式中的旋转之后的另外的步骤，其在于使用伺服马达来使叶片定向在能量生产位置中，且将水流设置回到正常能量生产值。-该方法可包括通过调整导向静叶来调整由水施加的液压力矩，导向静叶布置成控制到涡轮的水流。这样，可通过增加导向静叶的开度来增加水流和因此液压力矩；反之，可通过减小导向静叶的开度来减小水流和因此液压力矩。液压力矩可通过打开导向静叶来增加，以使叶片旋转，以克服或移过难以到达的位置范围。根据另外的方面，本专利技术在于一种用于从水生成功率的水力涡轮，其中水力涡轮可围绕中心旋转轴线旋转且包括至少一个叶片。优选地，每个叶片可围绕定向轴线旋转。涡轮和/或每个叶片优选地布置成在液压力矩(优选地由水提供)的作用下使每个叶片(优选地在引导(direct)构造与非引导(indirect)构造之间)旋转。叶片中的每一个可与中心轴线相关联。每个叶片可(优选地在液压力矩(优选地由水提供)的作用下)围绕其相关联的中心轴线在引导构造与非引导构造之间旋转。在优选实施例中，涡轮的至少一个叶片可布置成在液压力矩的影响下旋转经过动力设备中难以到达的位置范围。涡轮可包括用于使至少一个叶片定向的定向器件。优选地，操作器件可包括伺服马达，伺服马达可包括伺服马达室，伺服马达室可在控制压力下用流体填充。控制压力可调整以控制至少一个叶片的位置。伺服马达可包括可移动的壳体，其可驱动至少一个叶片(优选地围绕其定向轴线)旋转。根据另外的方面，本专利技术在于一种使用上文公开的水力涡轮来使涡轮的至少一个叶片定向的方法。要了解的是，如将对技术人员显而易见的，本专利技术的上文的方面或实施例中的任一个的上文的方面、实施例和特征中的任一个可容易组合。附图说明本专利技术现在将与附图对应地解释且解释为说明性示例，而不限制本专利技术的范围。在附图中：-图1是包括可利用其来实现本专利技术的方法的涡轮的动力设备的图示；-图2是图1的涡轮的部分截面示意图；-图3是图2的涡轮的一部分的透视图；-图4至图7是可利用本专利技术的方法来操作的叶片定向的各种构造的图示。具体实施方式图1上显示了动力设备2。更准确地，动力设备2为潮汐动力设备，其使用潮汐的能量来运转涡轮且生成电能。动力设备2包括涡轮4、能量生产系统6和电网8，电网8连接到能量生产系统6，且电力线80从电网8出发。涡轮4以中心旋转轴线X为中心。能量生产系统6由涡轮4驱动。能量生产系统6是可逆的，因为它可选择性地在发电机模式中由涡轮4驱动以生成电能来供给电网8，或在马达模式中通过消耗来自电网8的电能来驱动涡轮4。在马达模式中，能量生产系统6能够以可变的旋转速度来驱动涡轮4。涡轮4位于具有入口端口12和出口端口14的水通道10中。动力设备2包括高水位侧16和低水位侧18。在图1的构造中，通过入口端口12将水通道10与高水位侧16连通，而通过出口端口14将水通道10与低水位侧18连通。取决于潮汐的整体形态，高水位侧16和低水位侧18可反转，且与动力设备2的上游或下游侧对应。根据本专利技术的未示出的实施例，动力设备2可为不同类型的，而不是潮汐动力设备。可使用导向静叶(未示出)来控制通过涡轮4的水流。图2和图3上更准确地显示了涡轮4。涡轮4包括叶片40，其可围绕不同于涡轮4的旋转轴线X的定向轴线X40旋转。在当前情况下，定向轴线X40垂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于使涡轮(4)的叶片(40)经过动力设备(2)中难以到达的位置范围(α1、α2)定向的方法，所述叶片(40)可围绕不同于所述涡轮(4)的旋转轴线(X)的定向轴线(X40)旋转，所述涡轮(4)包括用于使所述叶片(40)定向的器件(42、44、46)，所述器件适于对所述叶片(40)施加可调整的力矩，其中所述方法包括如下步骤，其在于：a)停止所述涡轮(4)的能量生产，b)将运转所述涡轮(4)的水流设置成低于正常能量生产值的值；c)使用来自电网的能量来使所述涡轮(4)在马达模式中旋转，d)在所述涡轮(4)仍旋转的同时，将由用于使所述叶片(40)定向的所述器件输送的力矩调整成减小的值，使得所述叶片(40)在由水施加的液压力矩的作用下能够自由围绕它们的定向轴线(X40)旋转，经过所述难以到达的位置范围，e)一旦所述叶片(40)克服了所述难以到达的位置范围，将由用于使所述叶片(40)定向的所述器件输送的力矩调整成优于所述减小的值的正常值，使得所述叶片(40)围绕它们的定向轴线(X40)的旋转在确定的位置中停止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.21 EP 16290219.11.用于使涡轮(4)的叶片(40)经过动力设备(2)中难以到达的位置范围(α1、α2)定向的方法，所述叶片(40)可围绕不同于所述涡轮(4)的旋转轴线(X)的定向轴线(X40)旋转，所述涡轮(4)包括用于使所述叶片(40)定向的器件(42、44、46)，所述器件适于对所述叶片(40)施加可调整的力矩，其中所述方法包括如下步骤，其在于：a)停止所述涡轮(4)的能量生产，b)将运转所述涡轮(4)的水流设置成低于正常能量生产值的值；c)使用来自电网的能量来使所述涡轮(4)在马达模式中旋转，d)在所述涡轮(4)仍旋转的同时，将由用于使所述叶片(40)定向的所述器件输送的力矩调整成减小的值，使得所述叶片(40)在由水施加的液压力矩的作用下能够自由围绕它们的定向轴线(X40)旋转，经过所述难以到达的位置范围，e)一旦所述叶片(40)克服了所述难以到达的位置范围，将由用于使所述叶片(40)定向的所述器件输送的力矩调整成优于所述减小的值的正常值，使得所述叶片(40)围绕它们的定向轴线(X40)的旋转在确定的位置中停止。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤b)处，所述水流设置成包括于所述正常能量生产值的0与10%之间的值。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤b)处，水通道(10)的水流调节系统部分地或完全地关闭，所述涡轮(4)位于所述水通道(10)中。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)处，减小伺服马达(42)的室(42A、42B)中的控制压力，所述控制压力控制螺母(44)的角位置，所述螺母(44)联结到杠杆(46)，所述杠杆(46)驱动所述叶片(40)围绕它们的定向轴线(X40)旋转，所述伺服马达(42)、所述螺母(44)和所述杠杆(46)形成用于使所述叶片(40)定向的所述器件(42、44、46)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括在步骤c)之前的另外的步骤，其在于使用所述伺服马达(42)在与所述叶片(40)的难以到达的位置范围(α1、α2)的极限对应的确定的位置中驱动所述螺母(44)。6.根据权利要求4或权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤e)处，使用所述伺服马达(42)来将所述螺母(44)稳定在与所述叶片(40)的难以到达的位置范围(α1、α2)的相反极限对应的角位置中。7.根据权利要求4至权利要求6中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤e)处，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：A马蒂厄，A邦本格，
申请(专利权)人：通用电气再生能源技术公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR