CN113294280A - 改进的可逆式泵水轮机安装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及改进的可逆式泵水轮机安装。本发明是一种在立井中而不是常规的地下动力室或深层混凝土动力室的可逆式泵水轮机安装位置。所需的泵站空化系数可以通过简单地将立井钻至所需深度，而不是引导水流流入和流出深埋的动力室。气动控制减压阀可以结合到本发明中。

Description

改进的可逆式泵水轮机安装

本申请是申请日为2018年04月30日、申请号为201880003305.4、发明名称为“改进的可逆式泵水轮机安装”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于电能储存的可逆式泵水轮机。

背景技术

如图1a所示的常规的抽水蓄能设施(pumped storage facilities)通常使用地下动力室来提供转轮(runner)处的充足的绝对压力以防止破坏性空化(destructivecavitation)。例如，转轮的高度可以为尾水下方100米。建造和维护这样的地下设施很昂贵，并且在设施较小的情况下，费用不会与尺寸成比例地减小。因此，在北美洲，低于100MW的抽水蓄能设施极少。图1b中显示了典型的常规泵水轮机的立剖面图。图2中示出了在子午平面具有90度转弯的泵水轮机水流路径的现有技术，这与常规的混流式水轮机的子午平面中的水流路径类似。本发明涉及单用途水轮机及泵和泵以及可逆式泵水轮机。关于现有技术的多级泵，转轮(叶轮) 向流体赋予的加速度是向外和向下的，与这种情况下发生在扩压器中的最大水路通道直径相比，这导致了不必要的小的转轮尖端直径。这种不必要的小直径导致有限的横跨各级的扬程差，从而导致更多的级和更低的总效率。

发明内容

本发明通过将具有电动发电机的可逆式泵水轮机定位成通常远低于通常垂直的井眼(bore hole)中的尾水水位(tailwater level)来建立所需的泵站空化系数(plantcavitation coefficient)。具有电动发电机的可逆式泵水轮机(reversible pump-turbines)在本文中将简称为“泵水轮机”或“机器”。本文中所使用的术语“井眼”而不是“井筒(shaft)”以避免与位于井眼中的泵水轮机的旋转轴混淆。

常规抽水蓄能设施将转轮定位成远低于尾水高度，以在保持高的单位功率和特定速度的同时抑制空化现象(cavitation)。可逆式泵水轮机的临界空化系数(criticalcavitation foefficient)比水轮机或泵的临界空化系数高，因为水力纵剖面(hydraulicprofiles)是泵送和发电之间的折衷，并且二者均未优化。迄今为止，不管机器的尺寸和额定功率如何，在尾水下方定位转轮都需要深度和昂贵的挖掘。挖掘和地下施工的费用对于例如小于100兆瓦的小型装置而言成本已经过高。适合于大型装置的场地受地质、地理、竞争土地使用和适当的输电线路的限制。存在许多合适的较小规模场地，但是即使在尺寸和额定功率上按比例缩小，现有的可逆式泵水轮机仍然需要过高的挖掘和建造成本。

所提出的配置利用简单且便宜的直径可能1至3米的井眼来将高单位输出的可逆式泵水轮机定位到足够低于尾水高度以抑制空化现象。这样的井眼通常作为价格合理的商业建造服务井眼。例如，用于提升水、电和控制电缆的钢衬和管道可以在井眼内灌浆到位。适用于这种类型的装置的泵水轮机可以配置为单级机器或可配置为利用特定配置的“扩压器碗(diffuser bowls)”的多级机器，该“扩压器碗”的功能类似于在多级潜泵上使用的那些。这些泵水轮机通常不会使用常规的蜗壳(scroll cases)。正因如此，这些泵水轮机的级可以堆叠以允许标准液压设计在宽范围的扬程(head)条件下使用。通过简单地建立所需的垂直井眼深度能够获得所需的泵站空化系数，这进一步促进了标准泵水轮机级的使用。与常规地下动力室泵水轮机装置相比，设计和制造场地专用机械的需求较少，并且不需要将压力管道或尾水管道搬运到极其深的地方，那将在大多数地方与小型抽水蓄能装置结合成本过高。标准部件的使用导致以降低的成本增加相同零件数量。降低的成本反过来能够用增加的零件数量建造更多的项目。

流入和流出可逆式泵水轮机的水流可以通过定位在泵水轮机组件上方的轴中的同轴压力管道。相关的电动发电机可以是潜水式的，并在某些优选的实施例中，位于泵水轮机(组)的下方。将电动发电机定位在泵水轮机下方，对于给定的井眼尺寸允许更大的直径、并因此更经济的电动发电机。将基本所有的井眼横截面积分配给水输送(上和下)，而不是分配给电动发电机的空间，对于给定直径的井眼允许最大额定功率。

可选地，发电机可位于水通道之外并用轴连接至转轮。这样的布置可以比提供足够大的地下动力室以便合并蜗壳更加便宜，同时允许了现成的空冷发电机的使用。

在优选实施例中，可移除的歧管(manifold)可以用于将内管连接至尾水并将外管连接至通向上游水的压力管道。将较小直径的泵入口/水轮机出口与同轴管道中较小的连接、而将较大的泵出口/水轮机入口与两个同轴管道中较大的连接通常更加有效。在安装多个泵水轮机的情况下，本发明的可选实施例可以利用另一种布置，例如将多个泵水轮机安装在通用井眼中的防水壁上。可移除的歧管可以包括整体式气动控制减压阀。该整体式减压阀其自身将通过消除对调压井(surge shaft)的需求以及通过减少压力管道的冲击压力来减少建筑工程花费。另外，或可选地，气垫可以留在井眼的盖下面。移除歧管允许从井眼中移除机器。专用的起重设备将便于安装、维修和维护，无需密闭空间工作。附接到可逆式泵水轮机的底部的水压致动活塞可用于升高和降低。活塞和机器之间的间隔件可以用于允许机器完全脱离井眼。

通过为风力发电产业开发的功率控制电子器件的现成可用性促进了可变速操作。如在风力涡轮机电源转换器的情况下，全电源转换器可以与永磁电动发电机结合使用，且部分电源转换器可以与(通常较大的) 双馈感应发电机结合使用。

其中安装有可逆式泵水轮机的井眼可以包括以下设置：用于通过与主井眼分开的管道将加压水流输送到井筒的底部，以便液压地提升装备以进行维护或修理，并可控地将设备降低到运行位置。电源连接优选配置为在机器下降时自动接合，并在机器上升时自动脱离。这种连接器可以使用常规的“湿式配合(wet mate)”船用电连接器技术或可以使用压缩气体、绝缘油和充气式密封件的组合，例如，用于建立与地电位隔离的稳固电连接。

设备所在的井眼可以终止于上门架(portal)、下门架或任何方便的中间位置。在与现有管道一起安装的情况下，立井可以根据由操作、甩负荷和其他注意事项产生的所需的压力曲线而定位。井筒盖可以包含减压阀，并可以用于脱封包含空气的调压井。

例如，多个机器可以安装在通用的防水壁上的单个井筒中。根据本发明的可逆式泵水轮机可以与佩尔顿(Pelton)水轮机结合使用，例如，如果需要，则便于在低功率水平下发电。可逆式泵水轮机可以与非河道季节性蓄水池结合使用，其中他们的主要目的可以是在高流量期间将水提升到蓄水池以及在下游需要储存的水时回注水同时恢复能量。

根据本发明的某些实施例，气压平衡减压阀可以用于限制来自于水锤现象(waterhammer)的过压。

可以使用具有可致动性密封件的弯头，以便在操作期间将尾水管 (draft tube)连接至为尾流(tail race)。充气式密封件可以用于将弯头密封在其操作位置，同时允许该弯头在提升和下降操作期间自由移动。充气式密封件或支撑件还可以用于在操作期间将机器固定到位，以及将该机器释放以便允许提升该机器以进行维护。

根据本发明的另一方面，提供了可逆式泵水轮机转轮或泵叶轮，其给流量赋予了向上的速度分量。该向上的速度分量允许该流量在可逆式泵水轮机的情况下直接向上通过扩压器或导流叶片(guide vane)-扩压器组合，或在多级泵的情况下直接进入扩压器(定子)级，同时最大化叶轮尖端直径与最大水通道直径的比例。在本发明的情况下，这个比例可以为1.00。这最大化了每级扬程并允许使用单级机器来获取更大的扬程。图19a和图19b示出了当朝向后缘观察时，子午平面中的流量以及叶轮叶片的X形外观。

附图说明

图1a为常规(现有技术)抽水蓄能设施的示意图。

图1b为常规泵水轮机的立剖视图。

图2为常规泵水轮机的立剖视图。

图3a和图3b示出常规泵水轮机的立剖视图。

图4a和图4b为配置为以供本发明使用的减压阀的立剖视图。

图5a-图5c为根据本发明的可逆式泵水轮机的立剖面图。

图6为根据本发明的可逆式泵水轮机和相关的抽水蓄能设施的剖面图。

图7为根据本发明的至尾水通道的弯头连接的剖视图，其具有充气式密封件以固定和密封该弯头连接。

图8为根据本发明的具有与井架并列的垂直井眼的泵水轮机水轮机的立剖面图。

图9为根据本发明的具有与尾水入口并列的垂直井眼的泵水轮机装置的立剖面图。

图10为根据本发明的具有位于井架和尾水入口之间的垂直井眼的泵水轮机装置的立剖面图。

图11为具有与用作“上”蓄水池的地下受压储水腔相关联定位的垂直井眼的泵水轮机装置的立剖面图。

图12为与最可能是地下的空气/水蓄压器和燃气轮机相结合的根据本发明的泵的示意图。

图13为与最可能是地下的空气/水蓄压器和燃气轮机相结合的根据本发明的泵的示意图，其中，借助于喷水冷却，空气可以几乎等温压缩。

图14示出了包含还用作可调节的减压元件的充气式密封件的根据本发明的尾水连接弯头。该充气式密封件(63)特点是水流分离控制片51 以在操作期间减少振动。

图15示出了包括尾水连接弯头的根据本发明的抽水蓄能装置。

图16示出了包括尾水连接弯头和进入高度比尾水通道高的井眼的压力管道的根据本发明的抽水蓄能装置。

图17示出了包括尾水连接弯头的根据本发明的抽水蓄能装置。

图18示出了包括尾水连接弯头的根据本发明的抽水蓄能装置。

图19a和图19b为根据本发明的多级泵叶轮的子午平面剖视图。

图20为与单个压力管道和单个尾水通道相关联地安装的3个泵水轮机的平面示意图。

图21示出根据本发明的减压阀。

图22a为包括减压阀的泵水轮机装置。

图22b为为了防止泵水轮机意外转动而位于井眼底部的泵水轮机转矩键的示意图。

图23为根据本发明的减压阀。

图24a和图24b为分别显示关闭和开启的根据本发明的减压阀。

图25a和图25b为分别显示关闭和开启的根据本发明的减压阀。

图26a和图26b显示了分别显示关闭和开启的根据本发明的减压阀。

图27a和图27b显示了在单个井眼中的多个泵水轮机/电动发电机的安装。

图28图示性地显示了本发明的泵水轮机的一个版本。

图29显示了本发明的泵水轮机的另一个版本。

图30显示了包含圆筒阀而不是活动导叶的本发明的泵水轮机的另一个版本。

图31-图37显示了各种安装可选方案。

图38-图43显示了可逆式泵水轮机的各实施例。

图44a-图44b显示了水流逆变器截面。

图45和图46示出根据本发明的可逆式泵水轮机的各实施例。

具体实施方式

参考图1a、图1b和图2，显示了具有可逆式泵水轮机的常规抽水蓄能电站。在这种常规装置中存在几个特别昂贵的特征。这些特征包括：

1)调压井，典型地需要调压井以释放可能由于甩负荷而导致的水锤现象。

2)低于尾水水位的地下动力室。这样的动力室建造昂贵，并且由于人为失误或部件失效具有泛滥的危险。地下动力室的泛滥对设施本身以及其操作人员都有危害。

3)压力管道和尾水管道必须以巨大的成本布线到与动力室本身相同的低的高度。

参照图3a和图3b，显示了根据本发明的可逆式泵水轮机装置。不需要地下动力室。相反，垂直井眼或井4允许泵水轮机和电动发电机组件1被安装、根据需要被移除以进行维护、以及重新安装，同时提供所期望的尾水下方单元的低设定高度。该设定高度必须足够低，使得泵站空化系数(装置汽蚀系数(plant sigma))比临界空化系数高(临界汽蚀系数)，空化系数定义为转轮低压侧的绝对压力除以水温下的蒸气压。轴 16将潜水式电动发电机8连接至泵水轮机级9、10、11和12。垂直尾水管道5连接至压力管道2的进入点上方的扩压器14。减压阀7优选安装到可移除的歧管6上。可移除的歧管6向下拧到基座13上，并在法兰15a处连接至尾水管道3。尾水管道3通向未示出的下蓄水池。应当注意的是，级的数量可以根据扬程、设定高度、速度、安装等级和其他因素来调整。压力管道2连接至上蓄水池70。尾水管道3连接至下蓄水池71。水经过井眼4的外环空间17朝作为泵的上蓄水池70流动，并朝向泵水轮机43流动。

应当注意的是，可移除部分可以进一步分成方便分离的子组件6、 7、14和5。例如，可以首先提升歧管6，然后可以抬升尾水管道5的垂直部分最后可以将泵水轮机级9、10、11和13连同电动发电机8一起提升。在电动发电机位于顶部的情况下，定子可以留在原位，同时最后脱离组件的转子、轴和平衡件。

参照图4a和图4b，适合与本发明结合使用的减压阀的横截面分别以其打开和关闭的位置示出。扩压器14连接至肋25。在囊18的充气压力大于井筒17中的压力时，肋25、环23和环24在其内径表面上一起径向支撑囊18。充气式气囊18由法兰26从下方支撑，并且由外壳7在其外径(OD)上支撑。气囊18中的空气压力可以精确地调整至刚好停止从井筒17向歧管6中的泄漏(在尾水压力下)。

参照图5a和图5b，显示了根据本发明的泵水轮机的立剖面图。转轮27设计成围绕环形流动路径，其中，水在子午平面中倒转方向约180 度。活动导叶(wicket gates)28构成轴流式分配器(axial flow distributor)。水轮机扩压器29回收水轮机转轮出口能量。固定导叶(stay vanes)30向分配器轮毂(distributor hub)31、水轮机扩压器29以及活动导叶伺服系统(servo system)32提供机械支撑。发电机33优选位于水轮机下方。起重活塞34可以用于使用水压提升和降低具有连接的尾水管段、减压阀和弯头的整体泵水轮机组件。起重活塞34可以包括上密封环34和下密封环36以穿过尾水渠连接时保持密封。

管轴(hollow shaft)72可以与用作冷凝器的转轮27结合一起用作热管蒸发器(heat pipe evaporator)。当机器下降时，电连接器73接合电插座组件74。移位环75和76提供扭矩以致动活动导叶28。

井眼4与岩石面77、灌浆78和钢衬79相关联。

轴封组件80保持发电机外壳干燥。

参照图6，在提升和下降期间，活塞组件34支撑发电机33和泵水轮机37。阀38可以用于切断来自压力管道39的水。尾水管道40连接至尾水。盖组件41是可移除的。

参照图6，阀42可以用于在泵水轮机电动发动机组件43的液压提升和下降期间，向立井4中填充附接的管、弯头和减压组件44，下门架 45用于在施工阶段期间启动TBM，并用作泵送入口工作。井架 (headwork)47在施工期间用作上门架，并在维护期间作为操作平台。起重机48可以用于从泵水轮机拆卸尾水管段、弯头组件和减压阀来进行维护。

参照图7，显示了弯头组件49。充气式密封件50密封上端。充气式密封件51封闭下端。弯头52将水流引导至尾水管道。线轴53在维护进行期间与泵水轮机一起行进。

参照图8，显示了装置，其中，机器轴54位于井架55的下面。

参照图9，机器轴54位于尾水门架56的下方。

参照图10，机器轴54位于井架55和尾水门架56之间的位置。

参照图11，机器轴54提供与加压蓄水池58以及与尾水渠通道59 的连接。

参照图12，显示了加压蓄水池58与加压空气柱59的结合。泵或泵 /水轮机60可以为根据本发明的或者可以为常规的。空气59可以供给燃气水轮机发电机组61。

参照图13，被压缩的空气的喷射冷却可以用于提供等温空气压缩。

图6、图7、图16和图17描绘了许多可能的构造顺序之一。

参照图17，显示了另一个实施例，其中，充气式密封件63也可以用作减压阀。

参照图18，显示了与弯头52和尾水管道40结合的、位于机器轴 54中的组合密封件和减压阀(PRV)63。显示了机器轴内衬64。

参照图17，显示了另一个实施例，其中，充气式密封件63还可以用作减压阀。

参照图8，显示了在弯头52中具有叶片65的另一个实施例。

参照图19a和图19b，显示了用于泵或可逆式泵水轮机的转轮，其中水流被沿着在子午面内的平滑的正弦路径引导。叶片(叶片)在子午平面内赋予圆周加速度矢量和加速度矢量，以引导水通过水通道。叶片序列可以垂直于矢量和。较大的叶轮效率更高并提供更高的每级扬程，叶轮最好通过3D打印制造。

参照图21-图23，显示了各种减压阀配置。

参照图24a和图24b，使用了分流叶片。

参照图27a和图27b，显示了共享一个通用压力管道2和尾水管道3 的多个泵水轮机。

参照图27a和图27b，显示了一起安装在同一机器轴54中的多个潜水式泵水轮机62a-62f。

图28至图30显示了配置用于安装在通用机器轴中的防水壁上的泵水轮机。

参照图31，中/高电压永磁电动机/发电机95和电池存储阵列98通过单个级联多级功率转换器连接至公用电网90。功率转换器包括移相输入变压器92、包括能够再生的前端93的电池、独立的DC母线(DC buses)95和负载侧逆变器94。各电池DC母线通过断开开关97连接至电池组98。

在操作期间，主动管理各个DC母线96的电压，以独立于电动/发电机95的电力消耗或产生而向电池组98充电或放电。

参照图32，低电压永磁电动机/发电机95和电池存储阵列98通过单个两级功率转换器连接至公用电网90。功率转换器包括具有线路侧电抗器(reactor)93的有源前端、中间DC母线96和电动机侧两级转换器 94。功率转换器通过断路器(disconnect)100和升压变压器(step-up transformer)99连接至电网。功率转换器DC母线96通过断开开关97附接至电源阵列98。在操作期间，主动管理DC母线96的电压，以独立于电动机/发电机95的电力消耗或产生而向电池阵列98充电或放电。

参照图33，永磁电动机/发电机95和电池存储阵列98使用并联且独立的功率转换器连接至公用电网90。可以使用包含保护功能的各个断路器91连接转换器。使用再生AC/AC功率转换器102连接电动机/发电机95。电池阵列98通过DC母线断路器(组)97连接至并网逆变器 (grid-tie inverter)101。升压变压器99将逆变器101的输出增加至电网电压。可选地，断路器100放置在变压器99和电池逆变器101之间。

参照图34，中/高电压双馈感应电机103和电池存储阵列98连接至公用电网90。如图31所示，电机的转子绕组(rotor winding)连接至具有连接的电池存储器的级联多级AC/AC驱动器。电机的定子绕组通过断路器104连接至电网。

参照图35，中/高电压双馈感应电机103和电池存储阵列98连接至公用电网90。如图32所示，电机的转子绕组(rotor winding)连接至具有连接的电池存储器的低电压双级AC/AC驱动器。电机的定子绕组通过断路器104连接至电网。

参照图36，中/高电压双馈感应电机103和电池存储阵列98连接至公用电网90。电机的转子绕组连接至再生AC/AC驱动器102。电机的定子绕组通过断路器104连接至电网。如图33所示，电池存储阵列连接至单独且独立的DC/AC逆变器101。

参照图37，多个中/高电压永磁电动机/发电机95以允许使用直接在线接触器105与正向/反向选择接触器106/107进行直接同步连接的布置连接至公用电网90，该正向/反向选择接触器106/107互锁以防止同时闭合。再生功率转换器102可用于使电机在泵送或发电模式下达到同步速度，或以可变的非同步速度运行。移相输入变压器92通过断路器91将转换器102的有源前端连接至电网。断路器矩阵108允许使用任何功率转换器来操作或启动任何电机。

从前述内容可以容易地理解，本发明的基本概念可以以各种方式实施。其包括水控制和致动器技术以及完成适当的水控制或致动的设备。在本申请中，水控制技术作为结果的一部分被公开，该结果由所描述的各种装置和使用所固有的步骤来实现。它们只是按照预期和描述使用设备的自然结果。此外，在公开一些设备时，应当理解的是，这些设备不仅实现某些方法，还可以通过多种方式进行改变。重要的是，关于所有前述内容，所有这些方面应该理解为包括在本公开中。

包括在本申请中的讨论目的在于用作基础描述。读者应当意识到具体的讨论可以没有明确地描述全部可能的实施例，许多替代方案是隐含的。它也可能没有完全解释本发明的一般性质，并且可能没有明确地显示出每个特征或元素如何能够实际代表更广泛的功能或代表多种替代或等效元素。同样，这些隐含地包括在本公开中。在以面向设备的术语描述本发明的情况下，设备的每个元件隐含地执行功能。不仅装置权利要求可以包括在所描述的设备中，方法或工艺权利要求也可以包括在内，以解释本发明和各元件执行的功能。说明书和术语都不旨在限制包括在本专利申请中的权利要求的范围。

还应该理解的是，在不脱离本发明的实质的情况下可以做出各种变化。这样的变化也隐含地包括在说明书中。它们仍然包括在本发明的范围之内。包含所示的明确实施例、各种隐含的可选实施例和广泛的方法或工艺等的广泛公开都包含在本公开中，并且可以依赖于本专利申请的权利要求。应当理解的是，在本次提交中完成了这样的语言变化和广泛的权利要求。本专利申请将寻求在申请人的权利范围内对广泛的权利要求进行审查，并旨在独立地和作为整体系统产生涵盖本发明的许多方面的专利。

进一步地，本发明和权利要求的各种元件中的每一个也可以以各种方式实现。本公开应当被理解为包含每种这样的变化：任何装置实施例的变型、方法或工艺实施例、或甚至仅仅这些实施例的任何元件的变型。特别地，应当理解的是，由于本公开涉及本发明的元件，用于各元件的词汇可以由等同的装置术语或方法术语表示-即使只有功能或结果是相同的。应当认为这些等同的、更广泛的或者甚至更通用的术语包括在各按或动作的描述中。在需要时可以替换这些术语以明确本发明所赋予的隐含的广泛覆盖。仅作为一个示例，应当理解的是，所有动作都可以表示为用于采用该动作的手段或作为引起该动作的因素。类似地，所公开的每个物理元件应该被理解为包含该物理元件促进的动作的公开。关于这个最后一方面，仅作为一个示例，“致动装置”或“致动器”的公开应当被理解为包含“致动”的行为的公开--不论是否明确地讨论--并且，相反地，是对“致动”的行为的充分公开，这样的公开应当被理解为包含“致动器”甚至是“致动装置”的公开。这样的变化和可选的术语应当被理解为充分的包括在本说明书中。

本专利申请中提及的任何法律、法规、规则或规定的实施；或本专利申请中提到的专利、出版物、或其他文献都通过引入合并于此。此外，就使用的各术语而言，应当理解的是，除非在本申请中它的使用与翻译和通用词典定义不一致，否则应当被理解为包含各术语和所有定义、可选的术语和同义词，例如在兰登书屋(Random House Webster)的韦氏无删节词典(Unabridged Dictionary)，第二版在此引入作为参考。最后，列于根据专利申请通过参考合并的文献的列表中所列的所有文献或随该申请提交的其他信息声明，在此附上并在此引入作为参考，但是，就上述内容而言，如果通过引用并入的此类信息或陈述可能被认为与本发明的专利不一致，则这些陈述明确不应被视为由申请人作出。

美国出版物

国外专利

非专利文献

Claims (16)

1.一种泵，其包括：

-具有在子午平面中通过大约180度的环形流动路径的叶轮；和

-大致轴向的扩压器，所述叶轮排出至所述轴向的扩压器中；

其中，流体通过同轴地定位于所述轴向的扩压器内的泵入口喷嘴进入所述叶轮，

-压力管道连接部，

-环形水轮机导流叶片入口开口，

-排出导管，和

-尾水连接部。

2.根据权利要求1所述的泵，其进一步包括通过加压密封件密封到井筒的无髓转接器。

3.根据权利要求1所述的泵，其中，所述泵也能够操作为水轮机。

4.根据权利要求3所述的泵，其中，操作为水轮机的所述泵还包括具有轴向的扩压器的水轮机、具有两个端部的流逆变器、环形水轮机导流叶片入口开口、压力管道、具有入口端和排出端的泵扩压器、以及排出导管。

5.根据权利要求4所述的泵，其中，操作为水轮机的所述泵还包括水轮机，其中所述流逆变器包括在一端部连接到所述泵扩压器的所述排出端以及在另一端部连接到所述排出导管的流逆变器，并且其中，所述流逆变器在一端部处连接到所述环形水轮机导流叶片入口开口以及在另一端部处连接到所述压力管道。

6.根据权利要求5所述的泵，其中，操作为水轮机的所述泵还包括在所述轴向的扩压器内具有副扩压器叶片的水轮机，并且其中，所述扩压器叶片在所述泵操作为水轮机时用作水轮机导流叶片。

7.根据权利要求1所述的泵，其中，所述泵也能够操作为潜水式可逆泵水轮机。

8.根据权利要求7所述的泵，其中，操作为潜水式可逆泵水轮机的所述泵还包括具有电动发电机、转轮、压力管道连接部和尾水连接部的潜水式可逆泵水轮机。

9.根据权利要求8所述的泵，其中，操作为潜水式可逆泵水轮机的所述泵还包括位于所述转轮的上方、所述压力管道连接部的上方和所述尾水连接部的上方的电动发电机。

10.根据权利要求9所述的泵，其中，所述潜水式可逆泵水轮机包括具有电动发电机和转轮的可逆泵水轮机。

11.根据权利要求10所述的泵，其中，所述潜水式可逆泵水轮机包括可逆泵水轮机，其中，所述电动发电机位于所述转轮的下方。

12.一种水轮机，其包括：

-具有在子午平面中通过大约180度的环形流动路径的转轮；和

-大致轴向的水轮机入口导流叶片组件，所述水轮机入口导流叶片组件大体轴向地将流体排出到所述转轮中；

其中，流体通过同轴地定位在所述水轮机导流叶片组件内的尾水管离开所述转轮。

13.根据权利要求12所述的水轮机，其还包括：具有径向定位的共面旋转轴线的可调节活动导叶。

14.根据权利要求13所述的水轮机，其还包括反向旋转的移位环，所述移位环被配置为通过球接头以大致纯扭矩致动每个活动导叶。

15.一种用于以最小扬程损失变换大体相等面积的同轴流动路径的流逆变器。

16.一种无髓转接器，其包括至少一个可充气密封件，其中，所述可充气密封件抵靠穿孔表面充气，以便还用作气压平衡减压阀。

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