專利名稱：具有消除壓力脈動(dòng)功能的水輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水輪機(jī)，特別是關(guān)于一種大型水電站在水輪機(jī)偏離最優(yōu)工況時(shí)產(chǎn)生尾水渦帶壓力脈動(dòng)時(shí)，具有消除壓力脈動(dòng)功能的水輪機(jī)。
背景技術(shù)：
對(duì)于水輪機(jī)偏離最優(yōu)工況時(shí)，特別是產(chǎn)生尾水渦帶時(shí)，水輪機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題，目前工程界提出和正在使用的主要技術(shù)措施及存在的問(wèn)題如下1、在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪研究階段，合理地選擇轉(zhuǎn)輪的水力參數(shù)，優(yōu)化轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)；但是，目前研制的任何形式的轉(zhuǎn)輪(包括X型葉片)都無(wú)法適應(yīng)水輪機(jī)全范圍穩(wěn)定運(yùn)行工況的要求。2、采用向?qū)~和葉片之間或尾水管內(nèi)補(bǔ)氣，降低水壓脈動(dòng)的方式；但是，由于在通流管道中安裝了附加設(shè)備，使水輪機(jī)的效率降低，經(jīng)濟(jì)損失可觀。3、通過(guò)電力系統(tǒng)自身的調(diào)度控制運(yùn)行工況，將水力機(jī)組的運(yùn)行范圍盡可能限制在合理的負(fù)荷范圍內(nèi)，避免其運(yùn)行于不穩(wěn)定工況；但是，這是一種不得已而采取的辦法，在不穩(wěn)定工況時(shí)機(jī)組停機(jī)不運(yùn)行，其安全性是沒(méi)問(wèn)題，卻無(wú)法創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種不僅能夠消除水輪機(jī)內(nèi)的尾水渦帶，降低壓力脈動(dòng)，而且還能提高水輪機(jī)在偏離最優(yōu)工況時(shí)運(yùn)行效率的具有消除壓力脈動(dòng)功能的水輪機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種具有消除壓力脈動(dòng)功能的水輪機(jī)，它包括水輪機(jī)本體，其特征在于在所述水輪機(jī)本體的頂蓋上設(shè)置有進(jìn)水口，在所述進(jìn)水口上連接引上游水的壓力管道，所述管道上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，在所述水輪機(jī)本體的上冠上設(shè)置有若干進(jìn)水孔，在所述水輪機(jī)本體的泄水錐周向設(shè)置有若干出水孔。
本發(fā)明由于采取以上設(shè)計(jì)，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明利用水剛度比空氣大的原理，通過(guò)補(bǔ)水有效地消除了尾水渦帶，降低了水輪機(jī)尾水管內(nèi)的壓力脈動(dòng)。2、本發(fā)明選擇泄水錐作為補(bǔ)水點(diǎn)，可以根據(jù)水輪機(jī)運(yùn)行的具體工況點(diǎn)對(duì)葉輪出水流態(tài)進(jìn)行即時(shí)調(diào)節(jié)，克服了安裝固定補(bǔ)氣設(shè)備造成的水輪機(jī)在正常工況運(yùn)行時(shí)效率降低的弊病。3、本發(fā)明不用停機(jī)，可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)效益可觀。
根據(jù)對(duì)某電站水輪機(jī)60％負(fù)荷工況點(diǎn)，即尾水渦帶存在的點(diǎn)的計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看，通過(guò)這種改造方法，尾水管內(nèi)的水流得到了合理的干涉調(diào)節(jié)，壓力脈動(dòng)值ΔH/H降低了21.5％，徹底地消除了尾水渦帶引起的壓力脈動(dòng)。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明是在現(xiàn)有水輪機(jī)本體1的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)。
如圖1所示，在水輪機(jī)本體1的頂蓋2上設(shè)置2～4個(gè)進(jìn)水口3，在進(jìn)水口3上連接引入上游水的壓力管道4，壓力管道4的進(jìn)水端設(shè)置有調(diào)節(jié)閥5，用以調(diào)節(jié)補(bǔ)水量的大小。在水輪機(jī)本體1的上冠6上設(shè)置一圈進(jìn)水孔7，將進(jìn)入頂蓋2與上冠6之間的上游水引入水輪機(jī)本體1的泄水錐8。在泄水錐8的周向設(shè)置好幾圈出水孔9，以使進(jìn)入泄水錐8中的水均勻地補(bǔ)進(jìn)尾水管10，從而有效地消除尾水渦帶。
本發(fā)明上冠6上的進(jìn)水孔7的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置，一般不少于10個(gè)，如果數(shù)量比較少，孔徑就要稍大一些。
本發(fā)明泄水錐8上的出水孔9的數(shù)量和鉆孔位置等都是可以變化的，比如設(shè)置五圈、六圈出水孔9，在實(shí)際使用中將根據(jù)具體的電站情況通過(guò)計(jì)算機(jī)流動(dòng)計(jì)算來(lái)確定。
當(dāng)水輪機(jī)在穩(wěn)定區(qū)域正常運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)閥5關(guān)閉，泄水錐8處沒(méi)有高壓水引入。當(dāng)水輪機(jī)在偏離最優(yōu)工況運(yùn)行產(chǎn)生渦帶時(shí)，開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥5，將上游高壓水經(jīng)壓力管道4、頂蓋2、上冠6引入泄水錐8，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥5的開(kāi)度，使泄水錐8處的出水具有合理的環(huán)量分布，消除渦帶，并使水輪機(jī)運(yùn)行于當(dāng)時(shí)工況的最優(yōu)效率，達(dá)到減震增效的目的。
權(quán)利要求
1.一種具有消除壓力脈動(dòng)功能的水輪機(jī)，它包括水輪機(jī)本體，其特征在于在所述水輪機(jī)本體的頂蓋上設(shè)置有進(jìn)水口，在所述進(jìn)水口上連接引上游水的壓力管道，所述管道上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，在所述水輪機(jī)本體的上冠上設(shè)置有若干進(jìn)水孔，在所述水輪機(jī)本體的泄水錐周向設(shè)置有若干出水孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有消除壓力脈動(dòng)功能的水輪機(jī)，它包括水輪機(jī)本體，其特征在于在所述水輪機(jī)本體的頂蓋上設(shè)置有進(jìn)水口，在所述進(jìn)水口上連接引上游水的壓力管道，所述管道上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，在所述水輪機(jī)本體的上冠上設(shè)置有若干進(jìn)水孔，在所述水輪機(jī)本體的泄水錐周向設(shè)置有若干出水孔。本發(fā)明利用水剛度比空氣大的原理，通過(guò)補(bǔ)水有效地消除了尾水渦帶，降低了水輪機(jī)尾水管內(nèi)的壓力脈動(dòng)。同時(shí)本發(fā)明選擇泄水錐作為補(bǔ)水點(diǎn)，可以根據(jù)水輪機(jī)運(yùn)行的具體工況點(diǎn)對(duì)葉輪出水流態(tài)進(jìn)行即時(shí)調(diào)節(jié)，克服了安裝固定補(bǔ)氣設(shè)備造成的水輪機(jī)在正常工況運(yùn)行時(shí)效率降低的弊病。本發(fā)明可以廣泛用于各種使用混流式水輪機(jī)的水電站，特別是水頭變幅大的水電站。
文檔編號(hào)F03B11/00GK1499073SQ0214922
公開(kāi)日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2002年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月6日
發(fā)明者李連超, 常近時(shí) 申請(qǐng)人:李連超, 常近時(shí)