CN102828883A - 转轮可调式双轮水轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转轮可调式双轮水轮机，该水轮机至少包括蜗壳、大流量转轮、小流量转轮、调速器和转动机构。大流量转轮、小流量转轮都能安装在蜗壳内，这样可以在水量充沛期使用大流量转轮工作，在枯水期使用小流量转轮工作。水电站选用相同容量的机组后，在枯水期时选用一个小流量、高效率转轮替代原机组的在流量大时使用的转轮，以提高机组的使用效率、增加机组的出力。

Description

转轮可调式双轮水轮机
技术领域
本发明涉及一种混流式水轮机。 
背景技术
水电站的来水流量因季节的不同而不同。特别是径流式的水电站，一般工况下汛期来水量充足时会出现大量弃水的现象，而在枯水期，却满足不了一台机的满负荷运行。这对设计单位在确定机组容量、机组数量时也较难把握。 
由于电站冬季枯水季节上游来水量太少，如枯水期的来水流量只有单机容量的50％，此时使用原转轮的机组发电，水轮机转轮的工况处于严重不良的工作状态，水轮机效率大大降低。一般情况下，会相差20％以上。这给水电站造成了很大的经济损失。 
现有技术中为了能充分利用枯水期的流量，常用的方法是使用一个大容量机组配一个小容量机组、或者两个大容量机组配一个小容量机组、又或者三个大容量机组配一个小容量机组等配置，以满足电站的实际来水情况。大容量机组用来在水量充沛的季节发电，小容量机组在枯水季的时候发电。这样选择对机组的机组设计、厂房布置、维护保养与配品备件的储备带来不便。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种既能满足苦水季节使用，又能在水量充沛时使用的转轮可调式双轮水轮机。 
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：该水轮机至少包括蜗壳、调速器和转动机构，所述调速器安装蜗壳上，所述蜗壳与动机构之间通过转轴连接，所述水轮机至少包括适用于流量大的工作环境的大流量转轮、适用于流 量小的工作环境的小流量转轮，所述大流量转轮上设有上冠I、转轮叶片I和下环I，所述小流量转轮上设有上冠II、转轮叶片II和下环II，所述上冠I直径与上冠II直径相同，所述下环I直径与下环II直径相同，所述转轮叶片I受力面面积大于转轮叶片II受力面面积，所述大流量转轮和小流量转轮都与转轴活动连接且连接后位于蜗壳内。 
本发明采用上述技术方案：水电站选用相同容量的机组后，在枯水期时选用一个小流量、高效率转轮替代原机组的在流量大时使用的转轮，以提高机组的使用效率、增加机组的出力。 
实现分段、高效地充分利用来水流量，使原机组的运行工况实现多段、高效运行。如装有二台机组的水电站，总来水流量为：10.0m3/S的电站，每台的单机额定流量为：5.0m3/S，选配一套使用流量为：2.5m3/S的小流量转轮后，由原来的适应流量双机10.0m3/S左右、单机5.0m3/S左右的运行工况，增加为：双机10.0m3/S左右、双机7.5m3/S左右(其中一台机组选用了小流量转轮运行)、单机5.0m3/S、单机2.5m3/S左右(使用小流量转轮运行)四个流量段的运行工况，从根本上实现了多段、高效运行的工况。 
本发明还具有设计成本小，布置简单，配套统一的优点。安装后厂房布置整齐、维护保养与配品备件的储备便利，运行方便。 
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步具体说明。 
图1为本发明转轮可调式双轮水轮机的结构示意图； 
图2为本发明转轮可调式双轮水轮机的大流量转轮结构示意图； 
图3为本发明转轮可调式双轮水轮机的小流量转轮结构示意图。 
具体实施方式
该水轮机包括了蜗壳1、大流量转轮2、小流量转轮3、调速器4和转动机构5。如图1所示，调速器4安装蜗壳1上，与蜗壳1内部的活动导叶连接。在蜗壳1内安装有小流量转轮3，蜗壳1安装在地基上。转动机构5是输送动力的装置，也固定在地基上。转动机构5与蜗壳1之间通过转轴连接，该转轴与小流量转轮3固定连接。如图3所示，小流量转轮3上设有上冠II9、转轮叶片II10和下环II11，转轮叶片II10位于上冠II9、下环II11之间，转轴通过固定件连接在小流量转轮3的上冠II9处。 
如图2所示，本发明的水轮机拥有两个转轮，除小流量转轮3外还有大流量转轮2。大流量转轮2上设有上冠I6、转轮叶片I7和下环I8，转轮叶片I7位于上冠I6、下环I8之间。小流量转轮3和大流量转轮2具有相同大小的安装尺寸，即上冠I6直径与上冠II9直径相同，下环I8直径与下环II11直径相同。但是，转轮叶片I7受力面面积大于转轮叶片II10受力面面积。因此，可将小流量转轮3拆下后，用大流量转轮2安装上去，转轴通过固定件连接在大流量转轮2的上冠I6处，通水后同样可以正常工作。 
在水量充足的季节里，蜗壳1内安装大流量转轮2；在枯水期，蜗壳1内安装小流量转轮3。例如电站的满负荷设计流量为Q＝3.76m3/s，当枯水期时的流量只有Q＝2.00m3/s左右，若仍应用机组的大流量转轮2进行发电，此时的发电机出力只能达到：Ng＝600KW左右，水轮机的转轮效率只有：η＝78.0％，更换成小流量转轮3后水轮机的转轮效率为：η＝91.7％。机组效率相对使用大流量转轮2时的效率可以增加20％左右，给电站带来可观的经济效益。 

Claims (1)

1.一种水轮机，该水轮机至少包括蜗壳(1)、调速器(4)和转动机构(5)，所述调速器(4)安装蜗壳(1)上，所述蜗壳(1)与动机构之间通过转轴连接，其特征在于：所述水轮机至少包括适用于流量大的工作环境的大流量转轮(2)、适用于流量小的工作环境的小流量转轮(3)，所述大流量转轮(2)上设有上冠I(6)、转轮叶片I(7)和下环I(8)，所述小流量转轮(3)上设有上冠II(9)、转轮叶片II(10)和下环II(11)，所述上冠I(6)直径与上冠II(9)直径相同，所述下环I(8)直径与下环II(11)直径相同，所述转轮叶片I(7)受力面面积大于转轮叶片II(10)受力面面积，所述大流量转轮(2)和小流量转轮(3)都与转轴活动连接且连接后位于蜗壳(1)内。
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