大型混流式水轮发电机组制造技术

本发明专利技术公开了一种大型混流式水轮发电机组，包括：二个发电机组；第一个发电机组：盘形漏斗与进水管固定连通，进水管中内设有球型节水阀；第1转轮的上面固定安装有第1上发电机，第1转轮的下面设有第1下电机室，第1下电机室内与第1上发电机依次同轴设有第1下发电机和第1顶力支撑窝；第一个发电机组的尾水进入第1曲旋管；第二个发电机组：第2转轮的上面固定安装有第2上发电机，第2转轮的下面设有第2下电机室，第2下电机室内与第2上发电机依次同轴设有第2下发电机和第2顶力支撑窝；第二个发电机组的尾水进入第2曲旋管。本发明专利技术对进一步开发水力资源，提高机组出力，增加发电量，促进生产力发展，有很高的实用经济价值。

【技术实现步骤摘要】
大型混流式水轮发电机组
本专利技术涉及一种水轮发电机组，尤其是一种大型混流式水轮发电机组。
技术介绍
目前，混流式水轮机结构紧凑，效率较高，能适应很宽的水头范围，是目前世界各国广泛采用的水轮机型式之一。当水流经过这种水轮机工作轮时，它以辐向进入、轴向流出，所以也称为辐向轴流式水轮机。混流式水轮机又称法兰西斯水轮机，水流从四周径向流入转轮，然后近似轴向流出转轮，转轮由上冠，下环和叶片组成。它适用于水头自20米直到700米的范围内，机构简单，运行稳定，并且效率高，但它一般是用在中水头范围内（50米至400米）。单机出力从几十千瓦到几十万千瓦。目前这种水轮机最大出力已经超过70万千瓦。是一种运用最广泛的一种水轮机。混流式水轮机的组成：埋入部分、导水机构、转动部分、辅助部分、布置部分。混流式水轮机主要部件：座环、尾水管、底环、控制环、导叶、转轮、主轴、顶罩、上机架、上导轴承、顶轴、转子、定子、推力轴、下机架、发电机、主轴、控制环、顶盖、导叶、底环、主轴密封、主导轴承、蜗壳、座环、转轮、基础环、尾水锥管、尾水肘管。现有的高水头大流量的一水二机组式（一条水管一台发电机发电）技术设计，包括水力设计和机组结构设计，在近几年来，随着机组容量和水头变幅的增加，所投产的大型混流式机组，尽管技术进步了许多，但是机组的稳定性并没有提高多少，相反，压力脉动增大，振动加剧，转轮裂纹等现象发生更加普遍。分析其原因，主要是水力的设计和机组结构的设计没有很好地迎合水体的旋动力。水体运行太复杂，进水管到蜗壳入口是高速冲流的紊流，是小环量进入蜗室，是活动导叶控制一定流速进入转轮叶片前，这时又有卡门涡作用，并且水流更复杂。转轮承重像倒立着的一只陀螺转动一样不稳定，超速会产生飞逸，稍慢速会出现摆动。水流流入尾水管，又可能有螺旋状空腔涡带，加剧要机组振动，许多机组难以满足稳定运行的要求，有的为了稳定运行，只能减少转轮转速，削薄转轮叶片的出入水口边，初入尾水管安放十字架，充气等，这样就减少了机组出力，从而减少了发电量。另外，水体在开始流入进水管时的动能相当大，还没有被利用，水能利用率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种稳定运行和发电较多的水力技术创新设计和机组结构技术创新设计，以提高机组的出力，从而增加发电量；为实现上述专利技术目的，本专利技术一水二机组式水轮发电机组包括两个混流式水轮发电机组。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：这种大型混流式水轮发电机组，包括:转轮、下机架、发电机、控制环、顶盖、导叶和蜗壳，该机组包括：二个发电机组。第一个发电机组：处于上游的进水管的上面设有盘形漏斗，盘形漏斗与进水管固定连通，进水管内设有球型节水阀；进水管的下端出口与内设有导叶的蜗室固定连通；第1转轮的上面固定安装有第1上发电机，第1转轮的下面设有第1下电机室，第1下电机室内与第1上发电机依次同轴设有第1下发电机和第1顶力支撑窝；第一个发电机组的尾水进入第1曲旋管。第二个发电机组：第1曲旋管的下端出口与内设有导叶的蜗室固定连通；第2转轮的上面固定安装有第2上发电机，第2转轮的下面设有第2下电机室，第2下电机室内与第2上发电机依次同轴设有第2下发电机和第2顶力支撑窝；第二个发电机组的尾水进入第2曲旋管。所述的盘形漏斗的直径为3D，D为进水管直径，盘形漏斗能使水体形成初旋；所述的球型节水阀能快速开启或关闭，调节水流的大小或截断水流；水体流入呈半弯曲、上大下小的状态，向蜗壳进水口倾斜，坡度为25°-30°，长度是2D，形成助旋转水流；盘形漏斗的水面到蜗壳进水口的高程是1.1D-1.2D，水流随后进入蜗室。所述的内设有导叶的蜗室：大通道逐渐减小并底面向固定导叶倾斜30°；固定导叶改为弯曲形，宽度不变，固定导叶之间呈斜弯状，底坡度为30°，这样，水体大的重推力、旋压力就直接、快速、均衡进入转轮叶片。所述的第1转轮和第2转轮所设的转轮叶片采用厚叶片，第1下发电机和第2下发电机均分别安装在部分敞开的略带尖圆状的第1下电机室、第2下电机室，第1下电机室和第2下电机室通过室外面的第1曲旋管和第2曲旋管排水，或作为下一个机组的旋力进水；在转轮轴经过圆周顶尖部位前固定安装一个隔水伞，以防止水渗入室内；减少推力轴承、转轮承重支架；在上发电机顶盖即转轮轴上方安装一个油冷轴承，在靠近下发电机下方即转轮轴下方安装一个水冷轴承并有凹型顶力支撑窝，支撑窝承受转轮全部的力；这样的转轮平衡了水的重推力、旋推力和磁拉力；水体的重推力、旋推力直接、快速、均衡进入转轮，转轮转动稳定有力，克服了飞逸转速和振动，能满足机组稳定运行的要求。第1曲旋管呈3～4圈的形状；第2曲旋管呈2～3圈的形状。本专利技术的有益效果：⑴改水力的复杂紊流为基本是单一的二次流，迎合水体的旋动力；⑵改水力的重力流为重力流加旋力流，增加转轮出力；⑶改近似直管为弯曲管，高水头、大流量旋弯管二次流的压力比直管一次流大，直管流压力是水头与管流面积乘积的一次方成正比（需考虑库容水体容积关系），而弯曲旋管流压力是水头与管流面积乘积的二次方成正比（不需要考虑库容水体容积关系）；⑷改悬吊的一头驱动转轮为两头固定中间驱动转轮，增强转轮稳定性；⑸改发电机为双电机，使磁拉力平衡多发电；⑹改重吸力排水为重吸力+旋吸力排水，使机组出力最大；另外，利用水体在开始流入进水管时的大动能，增设第一个大型混流式水轮发电机组；本专利技术对进一步开发水力资源，提高机组出力，增加发电量，促进生产力发展，有很高的实用经济价值。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。图1是本专利技术的组合示意图。具体实施方式根据图1所示，本专利技术主要包括：盘形漏斗1、球型节水阀2、进水管3、第1上发电机4、第1下发电机5、第1转轮6、第1顶力支撑窝7、第1下电机室8、第1曲旋管9、第2上发电机10、第2下发电机11、第2转轮12、第2顶力支撑窝13、第2下电机室14、第2曲旋管15。这种大型混流式水轮发电机组，包括:转轮、下机架、发电机、控制环、顶盖、导叶和蜗壳，该机组包括：二个发电机组。第一个发电机组：处于上游的进水管3的上面设有盘形漏斗1，盘形漏斗1与进水管3固定连通，进水管3内设有球型节水阀2；进水管3的下端出口与内设有导叶的蜗室固定连通；第1转轮6的上面固定安装有第1上发电机4，第1转轮6的下面设有第1下电机室8，第1下电机室8内与第1上发电机4依次同轴设有第1下发电机5和第1顶力支撑窝7；第一个发电机组的尾水进入第1曲旋管9。第二个发电机组：第1曲旋管9的下端出口与内设有导叶的蜗室固定连通；第2转轮12的上面固定安装有第2上发电机10，第2转轮12的下面设有第2下电机室14，第2下电机室14内与第2上发电机10依次同轴设有第2下发电机11和第2顶力支撑窝13；第二个发电机组的尾水进入第2曲旋管15。所述的盘形漏斗1的直径为3D，D为进水管直径，盘形漏斗1能使水体形成初旋；所述的球型节水阀2能快速开启或关闭，调节水流的大小或截断水流；水体流入呈半弯曲、上大下小的状态，向蜗壳进水口倾斜，坡度为25°-30°，长度是2D，形成助旋转水流；盘形漏斗1的水面到蜗壳进水口的高程是1.1D-1.2D，水流随后进入蜗室。所述的内设有导叶的蜗室：大通道逐渐减小并底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型混流式水轮发电机组，包括：转轮、推力轴、下机架、发电机、主轴、控制环、顶盖、导叶和蜗壳，其特征在于：该机组包括：二个发电机组；第一个发电机组：处于上游的进水管(3)的上面设有盘形漏斗(1)，盘形漏斗(1)与进水管(3)固定连通，进水管(3)中内设有球型节水阀(2)；进水管(3)的下端出口与内设有导叶的蜗室固定连通；第1转轮(6)的上面固定安装有第1上发电机(4)，第1转轮(6)的下面设有第1下电机室(8)，第1下电机室(8)内与第1上发电机(4)依次同轴设有第1下发电机(5)和第1顶力支撑窝(7)；第一个发电机组的尾水进入第1曲旋管(9)；第二个发电机组：第1曲旋管(9)的下端出口与内设有导叶的蜗室固定连通；第2转轮(12)的上面固定安装有第2上发电机(10)，第2转轮(12)的下面设有第2下电机室(14)，第2下电机室(14)内与第2上发电机(10)依次同轴设有第2下发电机(11)和第2顶力支撑窝(13)；第二个发电机组的尾水进入第2曲旋管(15)。

【技术特征摘要】
1.一种大型混流式水轮发电机组，包括:转轮、下机架、发电机、控制环、顶盖、导叶和蜗壳，该机组包括：二个发电机组；第一个发电机组：处于上游的进水管（3）的上面设有盘形漏斗（1），盘形漏斗（1）与进水管（3）固定连通，进水管（3）内设有球型节水阀（2）；进水管（3）的下端出口与内设有导叶的蜗室固定连通；第1转轮（6）的上面固定安装有第1上发电机（4），第1转轮（6）的下面设有第1下电机室（8），第1下电机室（8）内与第1上发电机（4）依次同轴设有第1下发电机（5）和第1顶力支撑窝（7）；第一个发电机组的尾水进入第1曲旋管（9）；第二个发电机组：第1曲旋管（9）的下端出口与内设有导叶的蜗室固定连通；第2转轮（12）的上面固定安装有第2上发电机（10），第2转轮（12）的下面设有第2下电机室（14），第2下电机室（14）内与第2上发电机（10）依次同轴设有第2下发电机（11）和第2顶力支撑窝（13）；第二个发电机组的尾水进入第2曲旋管（15）；所述的盘形漏斗（1）的直径为3D，D为进水管直径，盘形漏斗（1）能使水体形成初旋；所述的球型节水阀（2）能快速开启或关闭，调节水流的大小或截断水流；水体流入呈半弯曲、上大下小的状态，向蜗壳进水口倾斜，坡度为25°-30°，长度是2D，形成助旋转水流；盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁家超，
申请(专利权)人：梁家超，
类型：发明
国别省市：