一种新型水轮机发电机组制造技术

本发明专利技术公开了一种新型水轮机发电机组，包括蜗壳，蜗壳由相互连通的定径直筒段和变径螺旋段构成，定径直筒段的一端开设有入水口，入水口处连接有引水管。定径直筒段靠近引水管的一端设有入水稳流装置，入水稳流装置为旋转切割式稳流装置或固定直通式稳流装置。变径螺旋段的中心处固设有与之连通的环座，环座周侧设有活动导叶，环座的中心处转动设置有主轴，主轴的底部固定连接有水轮，顶部通过联轴器转动连接有发电机，发电机电性连接有蓄电池组和变压器。环座的底部开设有出水口，出水口处连接有尾水管。本发明专利技术通过入水稳流装置可以获得更均匀的湍流以及更平坦的速度剖面，从而减小入水脉动压力和水轮震动，延长机组的使用寿命。延长机组的使用寿命。延长机组的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种新型水轮机发电机组


[0001]本专利技术涉及水轮机设备
，尤其涉及一种新型水轮机发电机组。

技术介绍

[0002]在水力发电工程中，主要应用到的机械设备就是水轮机，其构成部件主要是转轮、导叶、蜗壳、尾水管以及导水控制机构等。水轮机是将水流能量转换为旋转机械能量的动力设备，它带动发电机旋转产生电能。水轮机和发电机连在一起称为水轮发电机组，水轮发电机组是水电站的核心设备。
[0003]现有技术中，上游水库中的水经引水引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。做完功的水则通过尾水管排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。
[0004]本专利技术利用国家知识产权局官网的专利检索系统(网址http://www.cnipa.gov.cn)尽可能进行了详细、全面地检索，得到了如下现有技术，现对这些现有技术做介绍，并和本申请的技术方案做相关对比，以便更好的了解本专利技术的专利技术构思，展现本专利技术的技术优势和技术特点。
[0005]现有技术1：专利公布号为CN102230437A的专利技术，公布了一种水重力水轮机发电机组，在上级输水管道与下级输水管道之间，设有多级密封罐，内有空气，上游输水管的水流经入口流入密封罐，穿过密封罐中的空气，经密封罐中的水轮机做功后，落入密封罐的水池中，末级密封罐底的出口与下游输水管连接。由于密封罐内的气压与水压相同，密封罐内的压强与密封罐内的物体无关，因此密封罐内的水轮机不会使水流原有的动能减少，并且具有良好的实用性，但是本专利技术不能很好的调节水流冲击力，不利于稳定的进行工作。:
[0006]现有技术2：专利公告号为CN102230444B的专利技术，提出了一种变臂长竖直轴潮流水轮机发电机组，主要由叶片、臂密封、可伸缩臂、活塞、固定臂、缩短用液压缸、伸长用液压缸、支撑轮盘、压紧螺母、潮流速度方向传感器、主轴、主轴轴承、大齿轮、支撑座、液压油站、缩短用液压泵、伸长用液压泵、电刷、集成控制系统、轴颈密封、小齿轮轴轴承、小齿轮轴、联轴器、发电机组成。该专利技术根据潮流方向和流速，在叶片转动过程中，可伸缩臂动态伸长或缩短，当可伸缩臂的法向与潮流方向平行和垂直时，可伸缩臂分别变为最长和最短，使竖直轴潮流水轮机达到最大的能量捕获效率。但是水流对水轮机发电机组的冲击较大，引起水轮机的震动，影响机组的正常运行。
[0007]综上所述，在现有技术中，由于水流惯性较大，极易形成湍流，产生脉动压力，从而引起水轮机的震动，导致对整个装置的冲击力较大，设备容易损坏。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种新型水轮机发电机组，可以减小水轮对水轮的脉动压力而引起的振动，延长水轮的使用寿命，保证整个水轮机发电机组的正常运行。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0010]一种新型水轮机发电机组，包括蜗壳，所述蜗壳由相互连通的定径直筒段和变径螺旋段构成，所述定径直筒段的一端开设有入水口，所述入水口处连接有引水管；所述定径直筒段靠近引水管的一端设有入水稳流装置，所述入水稳流装置为旋转切割式稳流装置或固定直通式稳流装置，以减弱进水脉动压力达到稳流效果；所述变径螺旋段的中心处固设有与之连通的环座，环座周侧设有活动导叶，环座的中心处转动设置有主轴，主轴的底部固定连接有水轮，顶部通过联轴器转动连接有发电机，发电机电性连接有蓄电池组和变压器；所述环座的底部开设有出水口，所述出水口处连接有尾水管。
[0011]进一步设置为：所述旋转切割式稳流装置包括和定径直筒段固定连接的三角支架，所述三角支架的每个交点处均转动设置有扰流杆，所述扰流杆与定径直筒段的径向截面平行设置，所述扰流杆的两端均固设有扰流转子。
[0012]进一步设置为：所述扰流杆上设有多个扰流鳍片。
[0013]进一步设置为：所述三角支架的交点处沿定径直筒段的径向方向延伸有固定杆，固定杆靠近定径直筒段的一端固设有和定径直筒段内壁固定连接的连接板。
[0014]进一步设置为：所述固定直通式稳流装置包括和定径直筒段内壁固定连接的环形支架，所述环形支架内可拆卸连接有扰流板，所述扰流板上开设有多个扰流孔，所述扰流孔的内侧弯曲形成蝶型引流口且其直径沿水流方向逐渐减小。
[0015]进一步设置为：所述环形支架内侧开设有环形凹槽，所述扰流板嵌设于环形凹槽内且通过径向螺栓固定连接。
[0016]进一步设置为：所述尾水管靠近所述水轮的一端为直锥段，另一端为水平扩散段且其出口连通下游水位，所述直锥段和水平扩散段之间连通有弯肘段，所述直锥段内设有出水稳流装置。
[0017]进一步设置为：所述出水稳流装置包括稳流筒和与其固定连接的稳流叶片，所述稳流叶片和直锥段固定连接。
[0018]进一步设置为：所述稳流叶片朝向水轮的一侧设有扰流齿，另一侧设为圆弧形。
[0019]进一步设置为：所述引水管靠近入水口的一端设有拦污栅，所述拦污栅上设有金属滤网。
[0020]综上所述，本专利技术的有益技术效果为：
[0021](1)当水流通过蜗壳的定径直筒段时，扰流杆在水流的驱动下转动，扰流转子边旋转边切割水流，使得水流核心流速度场“被平均”，从而获得更均匀的湍流以及更平坦的速度剖面。扰流鳍片进一步切割了水流，提升湍流的均匀性，在通过定径直筒段后，湍流逐渐衰减成层流，水流的速度剖面越平坦，则对水轮的脉动压力和冲击力越小，相比于现有技术，旋转切割式稳流装置可以减小进水脉动压力水轮的影响，延长水轮的使用寿命，保证整个水轮机发电机组的正常运行。
[0022](2)当水流通过蜗壳的定径直筒段时，快速通过扰流孔，从而加强湍流，同时，扰流孔的蝶型引流口的设置进一步提升了流速，使得水流的核心流速度场“被平均”，从而获得一个更均匀的湍流以及更平坦的速度剖面。在通过定径直筒段后，湍流逐渐衰减成层流，水流的速度剖面越平坦，则对水轮的脉动压力和冲击力越小，相对于现有技术，固定直通式稳流装置可以减小水轮的振动，延长水轮的使用寿命。
[0023](3)通过稳流叶片切割引导水流，将水轮出口的水流圆周速度分量转换为轴向速
度，不仅消除了尾水涡流带，减弱了出水脉动压力，而且提高了尾水管的回收系数。
[0024](4)水流经过引水管后进入蜗壳，通过调节活动导叶的开度从而调节进入水轮的水流量。水轮在水流的动能和势能的共同作用下转动，从而带动主轴转动，趋势发电机转子切割定子的磁场产生电能。这部分电能储存在蓄电池组内，通过变压器和输电线输出电能。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。
[0026]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0027]图2为实施例一中旋转切割式稳流装置的结构示意图；
[0028]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型水轮机发电机组，包括蜗壳(1)，其特征在于：所述蜗壳(1)由相互连通的定径直筒段(11)和变径螺旋段(12)构成，所述定径直筒段(11)的一端开设有入水口，所述入水口处连接有引水管(2)；所述定径直筒段(11)靠近引水管(2)的一端设有入水稳流装置(3)，所述入水稳流装置(3)为旋转切割式稳流装置或固定直通式稳流装置，以减弱进水脉动压力达到稳流效果；所述变径螺旋段(12)的中心处固设有与之连通的环座(40)，环座(40)周侧设有活动导叶(41)，环座(40)的中心处转动设置有主轴(42)，主轴(42)的底部固定连接有水轮(43)，顶部通过联轴器转动连接有发电机(44)，发电机(44)电性连接有蓄电池组和变压器；所述环座(40)的底部开设有出水口，所述出水口处连接有尾水管(5)。2.根据权利要求1所述的一种新型水轮机发电机组，其特征在于：所述旋转切割式稳流装置包括和定径直筒段(11)固定连接的三角支架(311)，所述三角支架(311)的每个交点处均转动设置有扰流杆(314)，所述扰流杆(314)与定径直筒段(11)的径向截面平行设置，所述扰流杆(314)的两端均固设有扰流转子(315)。3.根据权利要求2所述的一种新型水轮机发电机组，其特征在于：所述扰流杆(314)上设有多个扰流鳍片(316)。4.根据权利要求3所述的一种新型水轮机发电机(44)组，其特征在于：所述三角支架(311)的交点处沿定径直筒段(11)的径向方向延伸有固定杆(312)，固定杆(312)靠近定径直筒段(11)的一端固设...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏秀峰，马金璐，
申请(专利权)人：天津天发天重电力设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：