混流式水轮机制造技术

本申请涉及一种混流式水轮机，包括：蜗壳和转轮

【技术实现步骤摘要】
混流式水轮机


[0001]本申请涉及流体机械及工程设备
，特别是涉及一种混流式水轮机
。

技术介绍

[0002]现有的水力发电水轮机包括冲击式水轮机和混流式水轮机
。
冲击式水轮机适用于高水头条件下，特别是大于
700m
水头，但冲击式水轮机存在以下弊端：其一，由于冲击式水轮机转轮露出水面，在大气压力下工作，喷嘴射流速度和水斗转轮的转速高，其单机容量受到转轮材料的限制，目前冲击式水轮机的最大单机容量为
423MW
；其二，在水头高于
700m
时，河流泥沙含量较大时，冲击式水轮机的泥沙磨损问题严重，设备维护周期和使用寿命大幅缩短
。
[0003]因此，在含有大量悬浮泥沙液流中常运行的为混流式水轮机，其泥沙磨损程度经常是决定混流式水轮机检修周期和检修工作量最主要的因素
。
在泥沙磨损严重的一些电站的混流式水轮机的检修周期缩短为一年，相对于规定的大修频率扩大了三倍
。
这样的停机检修将造成人力
、
物力的损失
。
泥沙几乎和江河的洪峰同时到来，洪峰汛期过后水轮机都大批同时检修，必将造成电力系统供电紧张，使用户的生产用电和生活用电受限
。
就混流式水轮机讲，其过流部件被磨损后，将促进液流的局部扰动和汽蚀的发展，也可能进而使机组振动加剧
。
导水叶片磨损后漏水量增大，甚至出现无法正常停机
。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对导水叶片磨损后漏水量增大，甚至出现无法正常停机的问题，提供一种混流式水轮机
。
[0005]一种混流式水轮机，其特征在于，所述混流式水轮机包括转轮和转轴；
[0006]所述转轮包括：上冠
、
下环以及多个原始叶片
、
多个调整叶片；
[0007]所述原始叶片与所述调整叶片数量相等，沿所述转轮的周向依次交替设置；所述原始叶片与所述调整叶片具有进口边和出口边，所述转轴穿设于所述上冠以及所述下环，所述出口边相对所述进口边靠近所述转轴；所述原始叶片和所述调整叶片位于所述上冠与所述下环之间，并且所述上冠与所述下环相对所述原始叶片和调整叶片固定；
[0008]定义所述进口边的中点到所述出口边的中点的连线为中间流线；所述原始叶片的所述中间流线的长度大于所述调整叶片的所述中间流线的长度，所述原始叶片的所述出口边到所述转轴的距离小于所述调整叶片的所述出口边到所述转轴的距离；所述原始叶片的所述进口边到所述转轴的距离与所述调整叶片的所述进口边到所述转轴的距离相等
。
[0009]在一实施例中，所述原始叶片的所述中间流线的长度和所述调整叶片的所述中间流线的比值为3：
2、4
：
3、5
：4中的一种
。
[0010]在一实施例中，所述原始叶片的所述中间流线和所述调整叶片的所述中间流线的比值为5：
4。
[0011]在一实施例中，所述上冠的上表面设置有环形凸起，所述环形凸起的远离所述下
环的面设置有多个吊环
。
[0012]在一实施例中，多个所述吊环沿所述环形凸起的径向对称设置
。
[0013]在一实施例中，多个所述吊环的公称抗拉强度达
1200MPa
级；公称屈服强度为
1080MPa
级
。
[0014]在一实施例中，所述环形凸起的远离所述下环的面开设有与所述吊环一一对应的多对吊孔，所述吊环为弧形，每对所述吊孔的两个吊孔分别与所述吊环的两端螺纹配合，以使所述吊环固定于所述环形凸起
。
[0015]在一实施例中，所述的混流式水轮机包括：顶盖
、
底环
、
座环以及蜗壳，所述顶盖位于所述转轮的上侧，所述底环位于所述转轮的下侧；
[0016]所述蜗壳围绕于所述转轮，所述蜗壳的侧壁设有开口槽，以使所述蜗壳内流通的水能够通过所述开口槽驱使所述转轮绕所述转轴转动；
[0017]所述座环位于所述转轮与所述蜗壳之间，所述座环的外侧与所述开口槽连通；
[0018]所述座环的内侧的上部与所述顶盖连接，所述顶盖的外侧朝向所述底环的面开设有第一抵接槽，所述座环的上部的内侧与所述第一抵接槽靠近所述转轮的内壁抵接，所述第一抵接槽靠近所述转轮的内壁与所述顶盖朝向所述底环的面之间进行平滑过渡；
[0019]所述座环的内侧的下部与所述底环连接，所述底环的外侧朝向所述顶盖的面开设有第二抵接槽，所述座环的下部的内侧与所述第二抵接槽靠近所述转轮的内壁抵接，所述第二抵接槽靠近所述转轮的内壁与所述底环朝向所述顶盖的面之间进行平滑过渡
。
[0020]在一实施例中，所述混流式水轮机还包括隔板；
[0021]所述蜗壳包括入口端和出口端，所述蜗壳由所述入口端向所述出口端渐缩，所述隔板的一端与所述入口端与所述出口端的交界处连接，另一端朝向所述转轮并隔断所述入口端与所述出口端的交界处
。
[0022]在一实施例中，所述混流式水轮机还包括导叶，所述导叶的一端与所述隔板连接，另一端朝向所述转轮，所述导叶的上下两侧分别设置有弧形凸起，以使来自所述入口端的水流被所述弧形凸起分流以沿所述蜗壳的延伸方向驱动所述转轮
。
[0023]上述的混流式水轮机中，蜗壳围绕于转轮，蜗壳的侧壁设有开口槽，以使蜗壳内流通的水能够通过开口槽，并冲刷位于上冠与下环之间的原始叶片和调整叶片，由于上冠与下环相对原始叶片和调整叶片固定，因此能够驱使转轮绕转轴转动，最终达到发电的目的
。
[0024]原始叶片从出口边向进口边沿中间流线选取一定的距离并平行于出口边进行切割，从而制作调整叶片，以使得原始叶片的中间流线的长度大于调整叶片的中间流线的长度，并使得原始叶片的出口边到转轴的距离小于调整叶片的出口边到转轴的距离；所述原始叶片的所述进口边到所述转轴的距离与所述调整叶片的所述进口边到所述转轴的距离相等，这样水流到原始叶片的入口边与水流到调整叶片的入口边的进行距离相等，从而保证了水流对原始叶片和调整叶片冲刷的平衡性，防止调整叶片的入口边沿径向向内收缩，使得水流更多的冲刷于原始叶片造成的泥沙对原始叶片的磨损增大，通过计算，多个原始叶片和调整叶片数量相等，沿转轮的周向依次交替设置，提高了水轮机效率，叶片相对速度均匀，内部流线顺畅，抗泥沙耐磨性好，提高了水轮机的综合性能，从而改善了泥沙对转轮的磨损情况
。
附图说明
[0025]图1为一实施例的混流式水轮机的结构示意图
。
[0026]图2为图1中的混流式水轮机的剖面图
。
[0027]图3为图1中的转轮的结构示意图
。
[0028]图4为图3中的原始叶片和调整叶片排列的结构示意图
。
[0029]图5为图4中的原始叶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种混流式水轮机，其特征在于，所述混流式水轮机包括转轮和转轴；所述转轮包括：上冠
、
下环以及多个原始叶片
、
多个调整叶片；所述原始叶片与所述调整叶片数量相等，沿所述转轮的周向依次交替设置；所述原始叶片与所述调整叶片具有进口边和出口边，所述转轴穿设于所述上冠以及所述下环，所述出口边相对所述进口边靠近所述转轴；所述原始叶片和所述调整叶片位于所述上冠与所述下环之间，并且所述上冠与所述下环相对所述原始叶片和调整叶片固定；定义所述进口边的中点到所述出口边的中点的连线为中间流线；所述原始叶片的所述中间流线的长度大于所述调整叶片的所述中间流线的长度，所述原始叶片的所述出口边到所述转轴的距离小于所述调整叶片的所述出口边到所述转轴的距离；所述原始叶片的所述进口边到所述转轴的距离与所述调整叶片的所述进口边到所述转轴的距离相等
。2.
根据权利要求1所述的混流式水轮机，其特征在于，所述原始叶片的所述中间流线的长度和所述调整叶片的所述中间流线的比值为3：
2、4
：
3、5
：4中的一种
。3.
根据权利要求2所述的混流式水轮机，其特征在于，所述原始叶片的所述中间流线和所述调整叶片的所述中间流线的比值为5：
4。4.
根据权利要求1所述的混流式水轮机，其特征在于，所述上冠的上表面设置有环形凸起，所述环形凸起的远离所述下环的面设置有多个吊环
。5.
根据权利要求4所述的混流式水轮机，其特征在于，多个所述吊环分为两组，两组所述吊环沿所述环形凸起的径向对称设置
。6.
根据权利要求5所述的混流式水轮机，其特征在于，多个所述吊环的公称抗拉强度达
1200MPa
级；公称屈服强度为
1080MPa
级
。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正伟，黄星星，李辉楚，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：