CN206338150U - 带有t型抑涡板的水轮机尾水管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带有T型抑涡板的水轮机尾水管，属于水轮机技术领域。所述水轮机尾水管是由直锥段、肘管段、扩散段以及T型抑涡板组成。直锥段的上端与转轮室相连接，下端与肘管段的进口相连接，肘管段的出口与扩散段相连接，T型抑涡板数量为3~12个，沿圆周方向均匀设置于直锥段的内壁上。本实用新型能够减小偏工况时进入水轮机尾水管水流的周向速度，抑制尾水管内螺旋涡带的影响，缓解涡带引起的水压脉动，提高水轮机的工况调节能力以及扩大其安全、稳定、高效运行范围。本实用新型结构简单合理、容易制作，可在水力发电系统的设计与改造中推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及水轮机技术领域，尤其是涉及一种带有T型抑涡板的水轮机尾水管。
背景技术
水轮机是水力发电系统中必不可少的核心部件，是充分利用清洁可再生能源实现节能减排、减少环境污染的重要设备。在我国电力需求的强力拉动下，国内水轮机行业进入快速发展期，其经济规模及技术水平都有显著提高。但是，仍有许多水电站在运行期间因为一些目前尚不能解决和亟待解决的技术问题、特殊现象而导致机组出现异常状况，进而使得水轮机过流部件产生破坏，尤其是偏工况时尾水管水力振动对水轮机的稳定运行起着不可忽视的作用。研究表明，尾水管产生的水力振动来自于流道中的螺旋形涡带引起的压力脉动。其中，在部分负荷小流量工况时，在水轮机尾水管内会出现与转轮转向相同的低频正向偏心涡带，同时该涡带容易诱发漩涡空化；在超负荷大流量工况下，尾水管中央会出现高频的负向环量涡带。显然，偏工况运行时尾水管内复杂的非定常涡带，是影响水轮机水力性能及运行稳定性的一个重要因素，会严重威胁水轮机机组的安全运行。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种带有T型抑涡板的水轮机尾水管，以抑制水轮机尾水管内的螺旋涡带的不利影响，缓解水压脉动对水力发电机组的破坏作用，改善水轮机在偏工况时的运行稳定性及安全性。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型提供的带有T型抑涡板的水轮机尾水管，包括依次连接的直锥段、肘管段和扩散段，所述直锥段呈竖直的圆台形，其顶端与转轮室相连接，底端与肘管段的进口相连接；所述直锥段的内壁上设有T型抑涡板。
具体地，所述肘管段的进口为圆形，出口为四边形，所述出口与扩散段的进口相连接。
具体地，所述直锥段上端面直径为D，下端面直径为1.05~1.5D、内壁面母线长度为1.0~3.0D。
具体地，所述T型抑涡板由横板与立板垂直相交构成，所述立板的长度为0.05~0.2D，立板的宽度为0.01~0.1D，横板的长度为0.1~0.3D，横板的宽度为0.01~0.1D。
具体地，所述横板的两端具有圆弧过渡结构。
具体地，所述T型抑涡板的数量为3~12个，沿圆周方向均匀布置于直锥段的内壁上，长度方向平行于尾水管直锥段内壁面母线。
具体地，所述T型抑涡板与直锥段上端面的距离为0~0.2D，长度为直锥段内壁面生成母线的0.5~1倍。
所述抑涡板的截面呈字母T形，所述直锥段、肘管段、扩散段以及T型抑涡板可以采用金属结构或混凝土结构。
有益效果：本实用新型通过在水轮机尾水管进口直锥段中设置T型抑涡板，无论是正向还是反向环量的漩涡流动，均有抑制效果，进而改善尾水管水流流态，削弱螺旋形涡带的强度，缓解尾水管水压脉动，有利于提高水轮机机组的水力效率并能扩大其安全稳定运行范围。
除了上面所述的本实用新型解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本实用新型的带有T型抑涡板的水轮机尾水管所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步详细的说明。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是图1中直锥段的结构尺寸示意图；
图3是图1中T型抑涡板截面结构尺寸示意图；
图4是图2的三维形状示意图；
图中：1直锥段、2肘管段、3扩散段、4T型抑涡板。
具体实施方式
实施例：
本实施例的带有T型抑涡板的水轮机尾水管如图1所示，包括直锥段1、肘管段2、扩散段3以及T型抑涡板4；其中，直锥段1为圆台状，其上端与转轮室相连接，下端与肘管段2的进口相连接；所述肘管段2进口为圆形，出口为四边形且与扩散段3进口相连接；所述T型抑涡板4设置于直锥段1的内壁上。直锥段1、肘管段2、扩散段3以及T型抑涡板4为金属结构或混凝土结构。
如图2所示，所述直锥段1上端面直径为D，下端面直径W=（1.05~1.5）D、内壁面母线长度L1=（1.0~3.0）D；所述T型抑涡板4的数量为3~12个，沿圆周方向均匀布置于直锥段1内壁上，长度方向平行于直锥段1的内壁面母线；所述T型抑涡板4与直锥段1上端面的距离S=（0~0.2）D，长度L2=（0.5~1）L1。
如图3所示，所述抑涡板4的截面呈字母T形，由立板5与横板6垂直相交构成；T型抑涡板4的具体结构参数为：立板5长度L3=（0.05~0.2）D、宽度B1=（0.01~0.1）D，横板6长度L4=（0.1~0.3）D、宽度B2=（0.01~0.1）D，横板6两端进行修圆。
如图4所示，所述T型抑涡板沿圆周方向布置在尾水管直锥段的内壁面上。当水轮机运行在偏工况时，从转轮室进入尾水管内的水流通常带有一定速度环量。其中，在部分负荷小流量工况时，尾水管进口的水流具有正环量的旋转流动易产生正向涡带；而在超负荷大流量工况时，尾水管进口的水流会呈现负环量分布的旋转流动会产生反向涡带。涡带的产生会向下游传递，容易诱发水轮机机组剧烈的水压脉动，引起水轮机性能下降及影响其运行的安全稳定性。而设置于直锥段内壁上的T型抑涡板不仅可以抑制正向环量的涡带作用，而且也能削弱反向环量的涡带影响。T型抑涡板使得水流向下游传递的漩涡强度得到显著降低，缓解了水轮机内部因涡带造成的剧烈水压脉动，改善了水轮机偏工况时尾水管内的流态，保证了水轮机具有较宽的安全、稳定、高效运行工况范围。
以上结合附图对本实用新型的实施方式做出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本实用新型的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种带有T型抑涡板的水轮机尾水管，包括依次连接的直锥段、肘管段和扩散段，其特征在于：所述直锥段呈竖直的圆台形，其顶端与转轮室相连接，底端与肘管段的进口相连接；所述直锥段的内壁上设有T型抑涡板。
2.根据权利要求1所述的带有T型抑涡板的水轮机尾水管，其特征在于：所述肘管段的进口为圆形，出口为四边形，所述出口与扩散段的进口相连接。
3.根据权利要求1所述的带有T型抑涡板的水轮机尾水管，其特征在于：所述直锥段上端面直径为D，下端面直径为1.05~1.5D、内壁面母线长度为1.0~3.0D。
4.根据权利要求3所述的带有T型抑涡板的水轮机尾水管，其特征在于：所述T型抑涡板由横板与立板垂直相交构成，所述立板的长度为0.05~0.2D，立板的宽度为0.01~0.1D，横板的长度为0.1~0.3D，横板的宽度为0.01~0.1D。
5.根据权利要求4所述的带有T型抑涡板的水轮机尾水管，其特征在于：所述横板的两端具有圆弧过渡结构。
6.根据权利要求1所述的带有T型抑涡板的水轮机尾水管，其特征在于：所述T型抑涡板数量为3~12个，沿圆周方向均匀布置于直锥段的内壁上，长度方向平行于尾水管直锥段内壁面母线。
7.根据权利要求3所述的带有T型抑涡板的水轮机尾水管，其特征在于：所述T型抑涡板与直锥段上端面的距离为0~0.2D，长度为直锥段内壁面生成母线的0.5~1倍。
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