CN105863930B - 一种小型一体式水轮发电机组 - Google Patents

一种小型一体式水轮发电机组 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小型一体式水轮发电机组，包括导流机构、转轮室、转轮、水轮机转轴、虹吸式尾水管和发电机；转轮室的底部与导流机构固定连接，转轮室的顶部与虹吸式尾水管固定连接，发电机设在虹吸式尾水管顶部。转轮倒置安装在转轮室内，转轮包括轮毂和若干个转轮叶片。轮毂的底部与导流机构相连接，轮毂的顶部与水轮机转轴固定连接，水轮机转轴的顶部与发电机主轴固定连接。每个转轮叶片均由空间截面Span=0、0.25、0.50、0.75、1.0处的5个不同翼型拟合而成。采用上述结构后，能较好保证水流流态；采用虹吸式尾水管能减少不必要的土建投资，避免厂房的建设投入。另外，结构简单，尺寸较小，安装方便，能够有效利用超低水头资源。

Description

一种小型一体式水轮发电机组
技术领域
本发明涉及小型超低水头水力可再生能源发电的一体式水轮发电装置，属于流体机械及水电工程设备技术领域；特别是一种小型一体式水轮发电机组。
背景技术
水电资源是清洁的可再生能源，我国虽具有较丰富的水力资源，但是由于开发中高水头资源常常伴随很大的开发成本，包括淹没损失赔偿及移民拆迁赔偿等，同时由于近些年中高水头水资源也已逐渐被开发殆尽，所以发展超低水头电站已经成为主流趋势。我国的低水头水力资源主要分布在我国东南等人口密集，经济发达的地区。低水头电站的建设具有投资少、工期短、资源分散，对环境的负影响较小等优点。
传统的电站的尾水管常采用弯肘型，对于低水头电站主要采用直锥型尾水管，这两种尾水管都属于尾水管下置的配置方式，常伴随着较大的土建开挖量，具有较大的前期投资，在开发超低水头电站时，由于受到空间和资金的限制，很难采用这两种尾水管。鉴于此，本发明利用虹吸原理设计出具有虹吸式尾水管的超低水头水轮发电机组，有效的避免了上述问题，此外本发明采用的喇叭型导流机构可以保证进入转轮的水流流态。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种小型一体式水轮发电机组，该小型一体式水轮发电机组结构简单、尺寸小巧、安装方便、投资低、稳定性高且适用于超低水头资源。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种小型一体式水轮发电机组，包括导流机构、转轮室、转轮、水轮机转轴、虹吸式尾水管和发电机；转轮室的底部与导流机构固定连接，转轮室的顶部与虹吸式尾水管固定连接，发电机设置在虹吸式尾水管的顶部。
转轮倒置安装在转轮室内，转轮包括轮毂和安装在轮毂上的若干个转轮叶片。
轮毂的底部与导流机构相连接，轮毂的顶部与水轮机转轴固定连接，水轮机转轴的顶部与发电机主轴固定连接。
每个转轮叶片均由空间截面Span＝0、0.25、0.50、0.75、1.0处的5个不同翼型拟合而成，其中Span＝0为轮毂处截面，Span＝1.0为轮缘处截面。
假设转轮叶片的每个翼型中心线角度为γ，中心线与转轮叶片上侧的距离为f，翼型厚度为2·f，翼型上某点占翼型中心线长度的比例为x％，其中进水边处x＝0，出水边处x＝100。则：
Span＝0处翼型的中心线角度满足方程γ＝0.0016x2+0.2317x+9.9892，翼型厚度的二分之一满足方程f＝-0.0146x2+1.4657x+3.5214。
Span＝0.25处翼型的中心线角度满足方程γ＝0.0002x2+0.226x+34.53，翼型厚度的二分之一满足方程f＝3E-05x3-0.0177x2+1.4219x+5.0107。
Span＝0.5处翼型的中心线角度满足方程γ＝-0.0002x2+0.1587x+49.866，翼型厚度的二分之一满足方程f＝7E-05x3-0.021x2+1.4061x+5.2925。
Span＝0.75处翼型的中心线角度满足方程γ＝-0.0001x2+0.0968x+59.513，翼型厚度的二分之一满足方程f＝8E-05x3-0.0211x2+1.2914x+5.155。
Span＝1.0处翼型的中心线角度满足方程γ＝-9E-05x2+0.052x+65.854，翼型厚度的二分之一满足方程f＝8E-05x3-0.0194x2+1.1216x+4.6394。
所述导流机构呈喇叭形，喇叭形的导流机构包括下座环、上座环、支撑盖和固定导叶；下座环与支撑盖底部侧边固定连接，上座环与转轮室底部固定连接，固定导叶设置在上座环与下座环之间，支撑盖的顶部与轮毂底部固定连接。
所述下座环曲线的母线半径r3与转轮直径D1的比值分别为3.301，下座环外侧直径d1与转轮直径D1的比值为1.724～1.730；上座环曲线的母线由两段圆弧构成，两段圆弧的半径r1、r2与转轮直径D1的比值分别为0.198～0.204、1.103～1.109，上座环直径d2与转轮直径D1的比值为0.994～1.000；支撑盖曲线的母线由两段圆弧构成，两段圆弧的半径r4、r5与转轮直径D1的比值分别为0.457～0.463、0.725，支撑盖下端直径d3与转轮直径D1的比值为1.142～1.148，支撑盖上端直径d4与转轮直径D1的比值为0.256～0.0262
所述固定导叶为对称导叶，固定导叶的翼型厚度为2·a1，弦长为b，翼型最大厚度点到翼型前端的距离为Xa1，则约为0.076～0.077，约为0.187～0.188；固定导叶的个数为14～18个，固定导叶垂直布置。
所述转轮室由曲面和锥面构成，转轮室进水侧直径即上座环直径d2与转轮直径D1的比值为0.994～1.000，转轮室出水侧直径d5与转轮直径D1的比值为1.037～1.043，曲面的母线圆弧的半径r9与转轮直径D1的比值为1.764～1.770，锥面高度h1与转轮直径D1的比值为0.207～0.213。
所述轮毂的曲面母线半径r6、r7、r8与转轮直径D1的比值为0.979～0.985、1.025～1.031、1.239～1.245，轮毂出水侧直径d6与转轮直径D1的比值为0.141。
所述虹吸式尾水管沿着水流方向依次包括上升段、弯肘A段、扩散段、弯肘B段和下降段；弯肘B段上设置有真空破坏阀。
上升段与转轮室的交界面为A-A，上升段与弯肘A段的交界面为B-B，弯肘A段与扩散段的交界面为C-C，扩散段与弯肘B段的交界面为D-D，弯肘B段与下降段的交界面为E-E，尾水管出口断面为F-F；则各交界面参数如下，A-A截面与B-B截面均为圆环面，该圆环面的外圆直径即转轮室出水侧直径d5与转轮直径D1的比值为1.037～1.043，圆环面的内圆直径即轮毂出水侧直径d6与转轮直径D1的比值为0.138～0.144；C-C截面为椭圆面，椭圆的短轴L1与转轮直径D1的比值为0.884～0.890，椭圆的长轴L2与转轮直径D1的比值为1.034～1.040；D-D截面为圆角矩形，D-D截面的圆角半径R1与转轮直径D1的比值为0.396～0.402，矩形宽L3与转轮直径D1的比值为0.884～0.890，矩形长L4与转轮直径D1的比值为1.831～1.837；E-E截面也为圆角矩形，E-E截面的圆角半径R2与转轮直径D1的比值为0.242～0.248，矩形宽L5与转轮直径D1的比值为1.079～1.085，矩形长L6与转轮直径D1的比值为1.911～1.917；F-F截面为直角矩形，其中，直角矩形的矩形宽L7与转轮直径D1的比值为1.131～1.137，矩形长L8与转轮直径D1的比值为1.951～1.957。
所述发电机为低速永磁发电机，低速永磁发电机的发电机主轴通过平键和联轴器与水轮机转轴固定连接；发电机通过支墩固定在虹吸式尾水管的顶部。
本发明采用上述结构后，具有如下有益效果：
1、本发明导流机构呈喇叭型，导流效果好。目前，传统导流机构的导流毂(对应本发明的支撑盖)具有一定弧度，而下环(对应本发明的下座环)和上冠(对应本发明的上座环)均为一水平面，水流在流经上冠时由于拐角较大，造成水流损失较大。而本发明由于上座环与下座环均呈喇叭状，均具有一定的弧度，因此在不同工况下，水流在由径向转变为轴向时，局部水力损失较小，水流较平缓，导流机构损失在0.012m～0.015m之间，充分体现喇叭型导流机构水力损失少，流态好的特点。
2.本发明所设计的转轮叶片具有较强的做功能力，不同工况下，转轮处损失均在0.06m～0.16m之间。
3、本发明转轮倒置布置，设置真空破坏阀用于虹吸流的建立与断流。
4、本发明所设计的虹吸式尾水管截面按最优的流速递减规律设计具有很好地回收动能的作用，不同工况下，尾水管的水力损失在0.14m～0.22m之间。
5、本发明采用的虹吸式尾水管可以直接固定于已有的阻水堤坝，可以有效避免土建开挖工程。
6、本发明低速永磁发电机直接通过支墩A、B固定于虹吸尾水管上方，省去了厂房建设的前期资金投入。
7、本发明设计的水轮机组具有结构简单、尺寸小巧、安装方便、投资低、稳定性高、且具有能够较好的利用超低水头资源的特点。
附图说明
图1显示了本发明一种小型一体式水轮发电机组的结构示意图。
图2显示了本发明的导流机构示意图。
图3显示了本发明的固定导叶的翼型参数定义图，其中，图3-1为固定导叶的剖视图，图3-2为固定导叶的结构图。
图4显示了本发明的转轮示意图。
图5显示了本发明的转轮室示意图。
图6显示了本发明转轮叶片的翼型位置参数定义图。
图7显示了本发明转轮叶片的翼型参数定义图。
图8显示了本发明的转轮叶片的翼型形状示意图。
图9显示了本发明的虹吸式尾水管结构示意图。
图10显示了本发明虹吸式尾水管的各截面形状示意图。
图11显示了本发明转轮叶片的翼型压力载荷分布图。
图中：1、下座环；2、上座环；3、支撑盖；4、固定导叶；5、转轮室；6、轮毂；7、转轮叶片；8、水轮机转轴；9、上升段；10、弯肘A段；11、扩散段；12、弯肘B段；13、下降段；14、支墩A；15、密封装置；16、轴承A；17、套筒；18、轴承B；19、轴承顶盖；20、支墩B；21、平键；22、联轴器；23发电机主轴；24发电机主体；25、真空破坏阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种小型一体式水轮发电机组，包括导流机构、转轮室、转轮、水轮机转轴8、虹吸式尾水管、发电机、密封装置15和固定装置。
上述导流机构优选呈喇叭形，喇叭形的导流机构包括下座环1、上座环2、支撑盖3和固定导叶4。
下座环与支撑盖底部侧边固定连接，上座环与转轮室底部固定连接，固定导叶设置在上座环与下座环之间，支撑盖的顶部与转轮的轮毂6底部固定连接。
如图2所示，下座环曲线的母线半径为r3，则r3与转轮直径D1的比值分别为3.301；下座环外侧直径为d1，d1与转轮直径D1的比值为1.724～1.730；上座环曲线的母线由两段圆弧构成，两段圆弧的半径r1、r2与转轮直径D1的比值分别为0.198～0.204、1.103～1.109，上座环直径d2与转轮直径D1的比值为0.994～1.000；支撑盖曲线的母线由两段圆弧构成，两段圆弧的半径r4、r5与转轮直径D1的比值分别为0.457～0.463、0.725，支撑盖下端直径d3与转轮直径D1的比值为1.142～1.148，支撑盖上端直径d4与转轮直径D1的比值为0.256～0.0262
如图3所示，固定导叶优选为对称导叶，固定导叶的翼型厚度为2·a1，弦长为b，翼型最大厚度点到翼型前端的距离为Xa1，则约为0.076～0.077，约为0.187～0.188；固定导叶的个数为14～18个，固定导叶优选垂直布置。
转轮室5的顶部与虹吸式尾水管固定连接，如图5所示，转轮室由曲面和锥面构成，转轮室进水侧直径即上座环直径d2与转轮直径D1的比值为0.994～1.000，转轮室出水侧直径d5与转轮直径D1的比值为1.037～1.043，曲面的母线圆弧的半径r9与转轮直径D1的比值为1.764～1.770，锥面高度h1与转轮直径D1的比值为0.207～0.213。
转轮倒置安装在转轮室内，如图4所示，转轮包括轮毂6和安装在轮毂上的若干个转轮叶片7，转轮叶片7的数量优选为2-4片。
轮毂的底部与支撑盖顶部相连接，轮毂的顶部与水轮机转轴8固定连接，水轮机转轴的顶部与发电机主轴23固定连接。
轮毂的曲面母线半径r6、r7、r8与转轮直径D1的比值为0.979～0.985、1.025～1.031、1.239～1.245，轮毂出水侧直径d6与转轮直径D1的比值为0.141。
如图6所示，每个转轮叶片均由空间截面Span＝0、0.25、0.50、0.75、1.0处的5个不同翼型拟合而成，其中Span＝0为轮毂处截面，Span＝1.0为轮缘处截面。
如图7所示，假设转轮叶片的每个翼型中心线角度(翼型中心线角度也即为每个翼型中心线处切线与轴线的夹角，以下类同)为γ，中心线与转轮叶片上侧的距离为f，翼型厚度为2·f，翼型上某点占翼型中心线长度的比例为x％，其中进水边处x＝0，出水边处x＝100。则如图8所示：
Span＝0处翼型的中心线角度满足方程γ＝0.0016x2+0.2317x+9.9892，翼型厚度的二分之一满足方程f＝-0.0146x2+1.4657x+3.5214。
Span＝0.25处翼型的中心线角度满足方程γ＝0.0002x2+0.226x+34.53，翼型厚度的二分之一满足方程f＝3E-05x3-0.0177x2+1.4219x+5.0107。
Span＝0.5处翼型的中心线角度满足方程γ＝-0.0002x2+0.1587x+49.866，翼型厚度的二分之一满足方程f＝7E-05x3-0.021x2+1.4061x+5.2925。
Span＝0.75处翼型的中心线角度满足方程γ＝-0.0001x2+0.0968x+59.513，翼型厚度的二分之一满足方程f＝8E-05x3-0.0211x2+1.2914x+5.155。
Span＝1.0处翼型的中心线角度满足方程γ＝-9E-05x2+0.052x+65.854，翼型厚度的二分之一满足方程f＝8E-05x3-0.0194x2+1.1216x+4.6394。
设计工况(转速为195r/min，水轮机工作水头为2.00m)时，五个翼型上的压力载荷分布如图11所示均较为均匀，其中不同工况下采用该发明转轮转动时转轮损失在0.06m～0.16m之间。
在图11中，横坐标为顺气流方向翼型长度的相对值，纵坐标表示压力载荷，单位为Pa。
如图1和图9所示，上述虹吸式尾水管沿着水流方向依次包括上升段9、弯肘A段10、扩散段11、弯肘B段12和下降段13；弯肘B段上设置有真空破坏阀25，用于虹吸流的建立与断流。
上升段与转轮室的交界面为A-A，上升段与弯肘A段的交界面为B-B，弯肘A段与扩散段的交界面为C-C，扩散段与弯肘B段的交界面为D-D，弯肘B段与下降段的交界面为E-E，尾水管出口断面为F-F。
如图10所示，各交界面参数如下，A-A截面与B-B截面均为圆环面，该圆环面的外圆直径即转轮室出水侧直径d5与转轮直径D1的比值为1.037～1.043，圆环面的内圆直径即轮毂出水侧直径d6与转轮直径D1的比值为0.138～0.144；C-C截面为椭圆面，椭圆的短轴L1与转轮直径D1的比值为0.884～0.890，椭圆的长轴L2与转轮直径D1的比值为1.034～1.040；D-D截面为圆角矩形，D-D截面的圆角半径R1与转轮直径D1的比值为0.396～0.402，矩形宽L3与转轮直径D1的比值为0.884～0.890，矩形长L4与转轮直径D1的比值为1.831～1.837；E-E截面也为圆角矩形，E-E截面的圆角半径R2与转轮直径D1的比值为0.242～0.248，矩形宽L5与转轮直径D1的比值为1.079～1.085，矩形长L6与转轮直径D1的比值为1.911～1.917；F-F截面为直角矩形，其中，直角矩形的矩形宽L7与转轮直径D1的比值为1.131～1.137，矩形长L8与转轮直径D1的比值为1.951～1.957。
当设计工况为：转速195r/min，水轮机工作水头2.00m；这时，尾水管的水力损失为0.18m，其中六个截面的平均速度分别为3.40m/s、3.32m/s、3.16m/s、1.94m/s、1.41m/s、1.29m/s，尾水管各截面平均流速沿流线方向逐渐减小，在C-C段到D-D段由于截面横向扩散，截面逐渐变大所以平均流速按一定规律下降，尾水管起到较好的回收能量的作用。
上述发电机优选为低速永磁发电机，如图1所示，低速永磁发电机包括发电机主轴23、发电机主体24、平键21和联轴器22。发电机主轴通过平键和联轴器与水轮机转轴固定连接；发电机通过固定装置固定在虹吸式尾水管中弯肘A段的顶部。
上述固定装置包括支墩A 20、支墩B 14、轴承A 16、轴承B 18、套筒17以及轴承顶盖19。发电机主体固定于支墩A上，支墩A固定于支墩B上。
轴承A 16、轴承B 18、套筒17以及轴承顶盖19用于固定水轮机转轴的顶端。其中，轴承A和轴承B用于承载轴向力以及径向力，防止水轮机转轴高速旋转时出现振动偏移。
上述密封装置15设置在支墩B与水轮机转轴相连处，用于防止水流进入轴承。
以下是几个具体算例：
例1，设水轮机转轮直径D1为1.0m，转轮额定转速为195r/min，水轮机工作水头为1.50m，水轮机实测流量为2.50m3/s，出力为30.20kW，水轮机效率为86.74％。
例2，设水轮机转轮直径D1为1.0m，转轮额定转速为195r/min，水轮机工作水头为1.75m，水轮机实测流量为2.61m3/s，出力为36.46kW，水轮机效率为85.74％。
例3，设水轮机转轮直径D1为1.0m，转轮额定转速为195r/min，水轮机工作水头为2.00m，水轮机实测流量为2.73m3/s，出力为43.85kW，水轮机效率为86.13％。
例4，设水轮机转轮直径D1为1.0m，转轮额定转速为195r/min，水轮机工作水头为2.25m，水轮机实测流量为2.84m3/s，出力为50.67kW，水轮机效率为84.48％。
例5，设水轮机转轮直径D1为0.8m，转轮额定转速为244r/min，水轮机工作水头为2.00m，水轮机实测流量为1.74m3/s，出力为27.62kW，水轮机效率为84.97％。
例6，设水轮机转轮直径D1为1.2m，转轮额定转速为195r/min，水轮机工作水头为2m，水轮机实测流量为4.60m3/s，出力为62.79kW，水轮机效率为85.43％。
通过以上算例可以看出，本发明在1.50m～2.25m的水头范围内不同流量工况下，均能保证较高的效率，且直径越大，效率越高，能够达到充分利用超低水头资源的作用。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种小型一体式水轮发电机组，其特征在于：包括导流机构、转轮室、转轮、水轮机转轴、虹吸式尾水管和发电机；转轮室的底部与导流机构固定连接，转轮室的顶部与虹吸式尾水管固定连接，发电机设置在虹吸式尾水管的顶部；
转轮倒置安装在转轮室内，转轮包括轮毂和安装在轮毂上的若干个转轮叶片；
轮毂的底部与导流机构相连接，轮毂的顶部与水轮机转轴固定连接，水轮机转轴的顶部与发电机主轴固定连接；
每个转轮叶片均由空间截面Span＝0、0.25、0.50、0.75、1.0处的5个不同翼型拟合而成，其中Span＝0为轮毂处截面，Span＝1.0为轮缘处截面；
假设转轮叶片的每个翼型中心线角度为γ，中心线与转轮叶片上侧的距离为f，翼型厚度为2·f，翼型上某点占翼型中心线长度的比例为x％，其中进水边处x＝0，出水边处x＝100；则：Span＝0处翼型的中心线角度满足方程γ＝0.0016x2+0.2317x+9.9892，翼型厚度的二分之一满足方程f＝-0.0146x2+1.4657x+3.5214；
Span＝0.25处翼型的中心线角度满足方程γ＝0.0002x2+0.226x+34.53，翼型厚度的二分之一满足方程f＝3E-05x3-0.0177x2+1.4219x+5.0107；
Span＝0.5处翼型的中心线角度满足方程γ＝-0.0002x2+0.1587x+49.866，翼型厚度的二分之一满足方程f＝7E-05x3-0.021x2+1.4061x+5.2925；
Span＝0.75处翼型的中心线角度满足方程γ＝-0.0001x2+0.0968x+59.513，翼型厚度的二分之一满足方程f＝8E-05x3-0.0211x2+1.2914x+5.155；
Span＝1.0处翼型的中心线角度满足方程γ＝-9E-05x2+0.052x+65.854，翼型厚度的二分之一满足方程f＝8E-05x3-0.0194x2+1.1216x+4.6394。
2.根据权利要求1所述的小型一体式水轮发电机组，其特征在于：所述导流机构呈喇叭形，喇叭形的导流机构包括下座环、上座环、支撑盖和固定导叶；下座环与支撑盖底部侧边固定连接，上座环与转轮室底部固定连接，固定导叶设置在上座环与下座环之间，支撑盖的顶部与轮毂底部固定连接。
3.根据权利要求2所述的小型一体式水轮发电机组，其特征在于：所述下座环曲线的母线半径r3与转轮直径D1的比值分别为3.301，下座环外侧直径d1与转轮直径D1的比值为1.724～1.730；上座环曲线的母线由两段圆弧构成，两段圆弧的半径r1、r2与转轮直径D1的比值分别为0.198～0.204、1.103～1.109，上座环直径d2与转轮直径D1的比值为0.994～1.000；其中，上座环直径d2即为转轮室进水侧直径；支撑盖曲线的母线由两段圆弧构成，两段圆弧的半径r4、r5与转轮直径D1的比值分别为0.457～0.463、0.725，支撑盖下端直径d3与转轮直径D1的比值为1.142～1.148，支撑盖上端直径d4与转轮直径D1的比值为0.256～0.0262。
4.根据权利要求3所述的小型一体式水轮发电机组，其特征在于：所述固定导叶为对称导叶，固定导叶的翼型厚度为2·a1，弦长为b，翼型最大厚度点到翼型前端的距离为Xa1，则为0.076～0.077，为0.187～0.188；固定导叶的个数为14～18个，固定导叶垂直布置。
5.根据权利要求1所述的小型一体式水轮发电机组，其特征在于：所述转轮室由曲面和锥面构成，转轮室进水侧直径即上座环直径d2与转轮直径D1的比值为0.994～1.000，转轮室出水侧直径d5与转轮直径D1的比值为1.037～1.043，曲面的母线圆弧的半径r9与转轮直径D1的比值为1.764～1.770，锥面高度h1与转轮直径D1的比值为0.207～0.213。
6.根据权利要求1所述的小型一体式水轮发电机组，其特征在于：所述轮毂的曲面母线半径r6、r7、r8与转轮直径D1的比值为0.979～0.985、1.025～1.031、1.239～1.245，轮毂出水侧直径d6与转轮直径D1的比值为0.141。
7.根据权利要求1所述的小型一体式水轮发电机组，其特征在于：所述虹吸式尾水管沿着水流方向依次包括上升段、弯肘A段、扩散段、弯肘B段和下降段；弯肘B段上设置有真空破坏阀。
8.根据权利要求7所述的小型一体式水轮发电机组，其特征在于：上升段与转轮室的交界面为A-A，上升段与弯肘A段的交界面为B-B，弯肘A段与扩散段的交界面为C-C，扩散段与弯肘B段的交界面为D-D，弯肘B段与下降段的交界面为E-E，尾水管出口断面为F-F；则各交界面参数如下，A-A截面与B-B截面均为圆环面，该圆环面的外圆直径即转轮室出水侧直径d5与转轮直径D1的比值为1.037～1.043，圆环面的内圆直径即轮毂出水侧直径d6与转轮直径D1的比值为0.138～0.144；C-C截面为椭圆面，椭圆的短轴L1与转轮直径D1的比值为0.884～0.890，椭圆的长轴L2与转轮直径D1的比值为1.034～1.040；D-D截面为圆角矩形，D-D截面的圆角半径R1与转轮直径D1的比值为0.396～0.402，矩形宽L3与转轮直径D1的比值为0.884～0.890，矩形长L4与转轮直径D1的比值为1.831～1.837；E-E截面也为圆角矩形，E-E截面的圆角半径R2与转轮直径D1的比值为0.242～0.248，矩形宽L5与转轮直径D1的比值为1.079～1.085，矩形长L6与转轮直径D1的比值为1.911～1.917；F-F截面为直角矩形，其中，直角矩形的矩形宽L7与转轮直径D1的比值为1.131～1.137，矩形长L8与转轮直径D1的比值为1.951～1.957。
9.根据权利要求1所述的小型一体式水轮发电机组，其特征在于：所述发电机为低速永磁发电机，低速永磁发电机的发电机主轴通过平键和联轴器与水轮机转轴固定连接；发电机通过支墩固定在虹吸式尾水管的顶部。
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