專利名稱：一種六工況雙向潮汐發(fā)電水輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于流體機(jī)械及工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用全新導(dǎo)葉型線和轉(zhuǎn)輪葉片厚度分布規(guī)律的六工況雙向潮汐燈泡貫流式水輪機(jī)。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外已建成和再建的潮汐發(fā)電站主要采用燈泡貫流式機(jī)組。與其他水輪機(jī)組相類似，潮汐發(fā)電機(jī)組的性能在很大程度上取決于內(nèi)部流動(dòng)狀況和機(jī)組的動(dòng)力特性。在水力設(shè)計(jì)研究中，水輪機(jī)的流場分析主要依靠CFD計(jì)算與模型試驗(yàn)，通過幾十年的研究發(fā)展，目前已經(jīng)可以比較準(zhǔn)確地預(yù)測水力性能和不定常流動(dòng)特性，并進(jìn)一步開展了較多的流動(dòng)誘導(dǎo)的動(dòng)力特性研究。新型雙向潮汐發(fā)電機(jī)組運(yùn)行工況復(fù)雜，包括正向水輪機(jī)、正向水泵、正向泄水、反向水輪機(jī)、反向水泵和反向泄水共6個(gè)工況。由于潮汐機(jī)組雙向運(yùn)行的特點(diǎn)，要求正向水輪機(jī)工況和反向水輪機(jī)工況都要具備較高的效率，傳統(tǒng)的水力設(shè)計(jì)方法只能保證單向水輪機(jī)工況的效率，不能保證發(fā)電量最大。另外潮汐機(jī)組由于水頭變化快，水力波動(dòng)大，造成機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性差，振動(dòng)和壓力脈動(dòng)較大，轉(zhuǎn)輪葉片動(dòng)應(yīng)力較大，極易使轉(zhuǎn)輪葉片產(chǎn)生裂紋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種高效率的新型六工況雙向潮汐發(fā)電水輪機(jī)。本發(fā)明的技術(shù)方案為該水輪機(jī)包括依次連接的進(jìn)口管、管型座和尾水管，以及設(shè)置在管型座內(nèi)的燈泡體、與燈泡體尾端和管型座內(nèi)壁連接的多片導(dǎo)葉、安裝在管型座和尾水管交界處的轉(zhuǎn)輪。為增大過流量，所述導(dǎo)葉的中間截面采用了新的型線，該型線共有20個(gè)點(diǎn)，各點(diǎn)在直角坐標(biāo)系中的位置如表1所示表1 導(dǎo)葉中間截面型線坐標(biāo)點(diǎn)
序號(hào)401402403404405406407408409410X-39. 51-35. 33-26.35-16. 72-8. 3108. 3116. 6926. 3535. 33Y-4. 58-0. 272. 623. 984. 534. 546. 810. 32-3. 09序號(hào)411412413414415416417418419420X39. 7735. 3326. 3516. 698. 310-8. 31-16.69-26. 35-35. 33Y-5. 72-5. 72一4. 84一4. 09-3. 82-3. 59-3. 67-3. 94-4. 41一5. 06所述轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)為在輪轂體的側(cè)面均勻安裝多個(gè)水輪機(jī)葉片，該水輪機(jī)葉片可以繞著自身的樞軸旋轉(zhuǎn)；所述水輪機(jī)葉片的中間截面采用了新的型線，該型線共有20個(gè)點(diǎn)，各點(diǎn)在直角坐標(biāo)系中的位置如表2所示表2 水輪機(jī)葉片中間截面型線坐標(biāo)點(diǎn)
權(quán)利要求
1. 一種六工況雙向潮汐發(fā)電水輪機(jī)，包括依次連接的進(jìn)口管(1)、管型座C3)和尾水管 (6)，以及設(shè)置在管型座(3)內(nèi)的燈泡體(2)、與燈泡體(2)尾端和管型座(3)內(nèi)壁連接的多片導(dǎo)葉G)、安裝在管型座C3)和尾水管(6)交界處的轉(zhuǎn)輪(5)，其特征在于，為增大過流量，所述導(dǎo)葉的中間截面采用了新的型線，該導(dǎo)葉型線是由兩段首尾相連接的曲線組成的閉合曲線，該型線上20個(gè)點(diǎn)在直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)如下表所示
2. —種六工況雙向潮汐發(fā)電水輪機(jī)，其特征在于，所述水輪機(jī)葉片(8)的數(shù)量為4個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明屬于流體機(jī)械及工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用全新導(dǎo)葉型線和轉(zhuǎn)輪葉片厚度分布規(guī)律的六工況雙向潮汐燈泡貫流式水輪機(jī)。該機(jī)組包括進(jìn)水管、燈泡頭、管型座、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪和尾水管，對導(dǎo)葉形狀進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采用了全新的導(dǎo)葉型線，使流動(dòng)更加順暢，流道中的阻力損失更小；對轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采用S型轉(zhuǎn)輪葉片，從進(jìn)口到出口采用了新的厚度變化規(guī)律，保證正反雙向水輪機(jī)運(yùn)行時(shí)都具有較高的效率。相比常規(guī)潮汐機(jī)組提高了正反雙向水輪機(jī)的效率，減小了振動(dòng)和壓力脈動(dòng)，增加了轉(zhuǎn)輪機(jī)械強(qiáng)度，減小了轉(zhuǎn)輪葉片動(dòng)應(yīng)力，使轉(zhuǎn)輪葉片出現(xiàn)裂紋幾率大大降低，水輪機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性得以提高。
文檔編號(hào)F03B3/18GK102182622SQ20111008655
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者彭光杰, 王正偉, 羅永要, 閻宗國 申請人:清華大學(xué)