一种轴向力自平衡的双转轮混流可逆式水力发电机组制造技术

一种轴向力自平衡的双转轮混流可逆式水力发电机组，蜗壳内装有固定导叶，固定导叶内侧装有活动导叶，活动导叶与调速机构相连，活动导叶内侧置有可逆式双转轮，可逆式双转轮轴孔与主轴连接，叶栅出水方向沿主轴反向布置，主轴的左、右两端分别装在第一轴承箱和第二轴承箱中，主轴与异步电动发电机连接，联轴器外装有飞轮盘，飞轮盘下部装有制动器，第一尾水管和第二尾水管的出口处分别装有第一尾水管阀门和第二尾水管阀门；设计科学合理，为小微型抽水蓄能电站提供的新的主机设备选择，克服常规水泵水轮机结构布局引起的轴向力大、系统复杂、成本高等缺点，并网操作简单，机组运行可靠，减少工程量和机组投资，社会和经济效益显著。著。著。

【技术实现步骤摘要】
一种轴向力自平衡的双转轮混流可逆式水力发电机组


[0001]本专利技术涉及可逆式水力发电机组，特别是一种轴向力自平衡的双转轮混流可逆式水力发电机组。

技术介绍

[0002]为消纳风电、光伏需要建设储能设置，抽水蓄能作为一种清洁无污染的储能方式被大力发展，分布式小微型抽蓄是对大型抽蓄电站的一种补充，具有选址容易、建设周期短、布置灵活等突出优势，但是目前市场上没有针对小微型抽水蓄能电站专用的主机设备，如果简单按照大型抽水蓄能电站缩小，由于结构上存在的差异，存在投资成本较高、系统复杂冗余等问题，抽水蓄能电站一般具有较高的水头，常规水泵水轮结构形式会因此承受较大轴向水推力，轴系设计中须选择受力更大的轴承，大型同步发电电动机需要配合一系列专用大型电力电子，价格昂贵，异步发电电动机则可以与市场上成熟的软启、变频配合使用，具有系统简单、操作方便、成本较低的优点。因此，急需针对小型抽水蓄能电站开发专用的机组，克服常规机组结构和系统复杂的弊端，新机组应具有结构紧凑、高效稳定、使用方便、施工快捷、易于维护等特点，但至今未见公开报道。

技术实现思路

[0003]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种轴向力自平衡的双转轮混流可逆式水力发电机组，可有效解决现有没有针对小型抽水蓄能电站开发专用的机组，满足不了需求的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术解决的技术方案是，一种轴向力自平衡的双转轮混流可逆式水力发电机组，包括活动导叶、固定导叶、蜗壳和异步发电电动机，所述的蜗壳内装有均布的固定导叶，固定导叶内侧同心装有相间开的活动导叶，活动导叶与穿过蜗壳的调速机构相连，活动导叶内侧同心置有可逆式双转轮，可逆式双转轮外环的外周面与蜗壳内壁面形成闭式腔体，可逆式双转轮轴孔经键与主轴固定连接，可逆式双转轮的叶栅出水方向沿主轴反向布置，主轴的左、右两端经轴承分别穿过第一尾水管和第二尾水管装在第一轴承箱和第二轴承箱中，主轴左端沿中心伸出第一轴承箱经联轴器与异步电动发电机连接，联轴器外装有同心的飞轮盘，飞轮盘下部装有制动器，第一轴承箱和第二轴承箱分别固定在第一尾水管和第二尾水管的外壁面上，第一尾水管和第二尾水管的出口处分别装有第一尾水管阀门和第二尾水管阀门；水轮机工况时，水流经蜗壳进水口顺次流经蜗壳、固定导叶、活动导叶，在可逆式双转轮内完成能量转换后，从第一尾水管有第二尾水管分别排出，水泵工况时，旋转方向相反，水流经第一尾水管有第二尾水管吸入，在可逆式双转轮内完成能量逆转换后，顺次流经活动导叶、固定导叶，从蜗壳进水口压出。
[0005]本专利技术结构紧凑，设计科学合理，为小微型抽水蓄能电站提供的新的主机设备选择，克服常规水泵水轮机结构布局引起的轴向力大、系统复杂、成本高等缺点，并网操作简
单，机组运行可靠，减少工程量和机组投资，社会和经济效益显著。
附图说明
[0006]图1是本专利技术结构示意图（剖视）。
[0007]图2是本专利技术可逆式双转轮结构示意图（剖视）。
[0008]图3是本专利技术侧视示意图。
具体实施方式
[0009]以下结合附图和具体情况对本专利技术的具体实施方式作详细说明。
[0010]结合附图给出，一种轴向力自平衡的双转轮混流可逆式水力发电机组，包括活动导叶2、固定导叶3、蜗壳4和异步发电电动机13，所述的蜗壳4内装有均布的固定导叶3，固定导叶3内侧同心装有相间开的活动导叶2，活动导叶2与穿过蜗壳4的调速机构5相连，活动导叶2内侧同心置有可逆式双转轮1，可逆式双转轮1外环1
‑
4的外周面与蜗壳4内壁面形成闭式腔体，可逆式双转轮1轴孔经键与主轴7固定连接，可逆式双转轮1的叶栅出水方向沿主轴7反向布置，主轴7的左、右两端经轴承分别穿过第一尾水管6
‑
1和第二尾水管6
‑
2装在第一轴承箱9
‑
1和第二轴承箱9
‑
2中，主轴7左端沿中心伸出第一轴承箱9
‑
1经联轴器10与异步电动发电机13连接，联轴器10外装有同心的飞轮盘11，飞轮盘11下部装有制动器12，第一轴承箱9
‑
1和第二轴承箱9
‑
2分别固定在第一尾水管6
‑
1和第二尾水管6
‑
2的外壁面上，第一尾水管6
‑
1和第二尾水管6
‑
2的出口处分别装有第一尾水管阀门14
‑
1和第二尾水管阀门14
‑
2，用于机组停机检修时隔断水流。
[0011]为保证更好的实施效果，所述的可逆式双转轮1包括左叶栅1
‑
1、右叶栅1
‑
2、轮毂1
‑
3和外环1
‑
4，左叶栅1
‑
1和右叶栅1
‑
2出水方向沿主轴7反向布置，轮毂1
‑
3位于叶栅出水方向中部，外环1
‑
4分布于轮毂1
‑
3两侧，左叶栅1
‑
1和右叶栅1
‑
2内侧经轮毂1
‑
3相连，外侧分别与外环1
‑
4相连，外环1
‑
4的外周面与蜗壳4内壁面形成闭式腔体，轮毂1
‑
3内侧的轴孔经键与主轴7的外轴面固定连接。
[0012]所述的左叶栅1
‑
1和右叶栅1
‑
2的叶片数相等，均为5
‑
12个，左叶栅1
‑
1和右叶栅1
‑
2相位角相差10
‑
30
°
，左叶栅1
‑
1和右叶栅1
‑
2均为长叶片均匀布置或长、短叶片相间布置。
[0013]所述的活动导叶2设有10
‑
20个，固定导叶3设有2
‑
10个。
[0014]所述的主轴7两端与第一尾水管6
‑
1和第二尾水管6
‑
2接触的外壁上分别装有第一轴封8
‑
1和第二轴封8
‑
2，第一轴封8
‑
1和第二轴封8
‑
2的冲洗冷却进水口分别经轴封冲洗冷却管路15与蜗壳4顶部相连通。
[0015]所述的联轴器10与飞轮盘11为固定连接的一体化结构。
[0016]所述的调速机构5包括手电一体执行器5
‑
1、摇臂5
‑
2、推拉杆5
‑
3、长耳柄5
‑
4、短耳柄5
‑
5和连接板5
‑
6，摇臂5
‑
2与推拉杆5
‑
3一端铰接在一起，推拉杆5
‑
3另一端与长耳柄5
‑
4一端铰接，长耳柄5
‑
4另一端与其中一个活动导叶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴向力自平衡的双转轮混流可逆式水力发电机组，包括活动导叶（2）、固定导叶（3）、蜗壳（4）和异步发电电动机（13），其特征在于，所述的蜗壳（4）内装有均布的固定导叶（3），固定导叶（3）内侧同心装有相间开的活动导叶（2），活动导叶（2）与穿过蜗壳（4）的调速机构（5）相连，活动导叶（2）内侧同心置有可逆式双转轮（1），可逆式双转轮（1）外环（1
‑
4）的外周面与蜗壳（4）内壁面形成闭式腔体，可逆式双转轮（1）轴孔经键与主轴（7）固定连接，可逆式双转轮（1）的叶栅出水方向沿主轴（7）反向布置，主轴（7）的左、右两端经轴承分别穿过第一尾水管（6
‑
1）和第二尾水管（6
‑
2）装在第一轴承箱（9
‑
1）和第二轴承箱（9
‑
2）中，主轴（7）左端沿中心伸出第一轴承箱（9
‑
1）经联轴器（10）与异步电动发电机（13）连接，联轴器（10）外装有同心的飞轮盘（11），飞轮盘（11）下部装有制动器（12），第一轴承箱（9
‑
1）和第二轴承箱（9
‑
2）分别固定在第一尾水管（6
‑
1）和第二尾水管（6
‑
2）的外壁面上，第一尾水管（6
‑
1）和第二尾水管（6
‑
2）的出口处分别装有第一尾水管阀门（14
‑
1）和第二尾水管阀门（14
‑
2）；水轮机工况时，水流经蜗壳（4）进水口顺次流经蜗壳（4）、固定导叶（3）、活动导叶（2），在可逆式双转轮（1）内完成能量转换后，从第一尾水管（6
‑
1）有第二尾水管（6
‑
2）分别排出，水泵工况时，旋转方向相反，水流经第一尾水管（6
‑
1）有第二尾水管（6
‑
2）吸入，在可逆式双转轮（1）内完成能量逆转换后，顺次流经活动导叶（2）、固定导叶（3），从蜗壳（4）进水口压出。2.根据权利要求1所述的轴向力自平衡的双转轮混流可逆式水力发电机组，其特征在于，所述的可逆式双转轮（1）包括左叶栅（1
‑
1）、右叶栅（1
‑
2）、轮毂（1
‑
3）和外环（1
‑
4），左叶栅（1
‑
1）和右叶栅（1
‑
2）出水方向沿主轴（7）反向布置，轮毂（1
‑
3）位于叶栅出水方向中部，外环（1
‑
4）分布于轮毂（1
‑
3）两侧，左叶栅（1
‑
1）和右叶栅（1
‑
2）内侧经轮毂（1
‑
3）相连，外侧分别与外环（1
‑
4）相连，外环（1
‑
4）的外周面与蜗壳（4）内壁面形成闭式腔体，轮毂（1

【专利技术属性】
技术研发人员：刘安然，李延频，庞辉春，陈德新，寇攀高，张自超，张利红，石祥钟，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
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