CN212202321U - 一种中开式水轮机 - Google Patents
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Abstract
一种中开式水轮机,蜗壳出口处与转轮的2个转轮环的外面周边连接,蜗壳出口处内装有均布的固定导叶,转轮包括轮毂、叶栅和转轮环,左叶栅和右叶栅出水方向沿主轴反向设置,轮毂位于叶栅出水方向中部,转轮环分布于轮毂两侧,左叶栅和右叶栅经轮毂相连,另一侧分别与转轮环相连,轮毂的内侧面经键或螺纹与主轴的外周面固定连接,主轴的两端经轴承装在轴承箱上,2个转轮环的侧边装有与蜗壳出口处的蜗壳壁相连的尾水管,蜗壳的进水口、出水口和尾水管连通构成液流的通道,穿过尾水管与尾水管的管壁接触的主轴上装有轴封,结构简单,设计新颖独特,操作方便,过流能力强,减少了设备数量,降低单位投资,社会和经济效益显著。
Description
技术领域
本实用新型涉及水轮机,特别是一种中开式水轮机。
背景技术
水轮机作为优秀的水力透平,广泛用于水力发电,在液力能回收领域也逐渐开始有所应用。常规水轮机在运行过程中有较大的轴向水推力,轴承需要承受较大的荷载,轴承寿命缩短,不利于机组的稳定运行,需要一种轴向水推力较小的水轮机改善机组运行情况。
目前,国内中、小型水电站使用的卧式混流式水轮机由于结构紧凑、维护方便被较多的选用,但由于结构上的问题,受制于现有水机型号中单位流量的限制,往往需要布置较多的混流式机组,设备投资大,另一方面,水轮机在工业循环水余压回收利用中,工业循环水系统可利用水能参数普遍具有低水头、大流量的特点,且随着季节、气温变化流量变化范围大;由于现场条件限制,结构紧凑、易于维护的混流式机组更多被应用,工业循环水余压回收项目多为改造项目,现场场地极为有限,盘柜间隔稀缺,电气控制系统复杂,安全保护要求极高,但由于现有设备结构上存在的问题,很难满足以上需求,而且,施工不方便,运行不稳定,因此,对现有水轮机结构的改进和创新势在必行,以满足水轮机单位流量大,足以媲美轴/贯流机组减小设备投资,又兼具卧式混流式机组结构紧凑、维修方便,且过流能力大、高效稳定、便于施工、易于维护。
实用新型内容
针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本实用新型之目的就是提供一种中开式水轮机,可有效解决水轮机设备投资高、过流能力小、施工不便和运行不稳定的问题。
为实现上述目的,本实用新型解决的技术方案是,一种中开式水轮机,包括转轮、蜗壳和尾水管,所述的蜗壳出口处与转轮的2个转轮环的外面周边连接,蜗壳出口处内装有均布的固定导叶,转轮包括轮毂、叶栅和转轮环,叶栅包括左叶栅和右叶栅,左叶栅和右叶栅出水方向沿主轴反向设置,轮毂位于叶栅出水方向中部,转轮环分布于轮毂两侧,左叶栅和右叶栅经轮毂相连,另一侧分别与转轮环相连,轮毂的内侧面经键或螺纹与主轴的外周面固定连接,主轴的两端经轴承装在轴承箱上,2个转轮环的侧边装有与蜗壳出口处的蜗壳壁相连的尾水管,蜗壳的进水口、出水口和尾水管连通构成液流的通道,穿过尾水管与尾水管的管壁接触的主轴上装有轴封。
本实用新型结构简单,设计新颖独特,操作方便,机组运行稳定,安全可靠,过流能力强,减少了设备数量,减小工程量,降低单位投资,社会和经济效益显著。
附图说明
图1是本实用新型俯视剖视结构图。
图2是本实用新型图1中A-A面剖面结构图。
图3是本实用新型转轮立体结构图。
具体实施方式
以下结合附图和具体情况对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
结合附图给出,一种中开式水轮机,包括转轮、蜗壳和尾水管,所述的蜗壳4出口处与转轮1的2个转轮环1-3的外面1-31周边连接,蜗壳4出口处内装有均布的固定导叶3,转轮1包括轮毂1-1、叶栅1-2和转轮环1-3,叶栅1-2包括左叶栅1-21和右叶栅1-22,左叶栅1-21和右叶栅1-22出水方向沿主轴8反向设置,轮毂1-1位于叶栅1-2出水方向中部,转轮环1-3分布于轮毂1-1两侧,左叶栅1-21和右叶栅1-22经轮毂1-1相连,另一侧分别与转轮环1-3相连,轮毂1-1的内侧面经键或螺纹与主轴8的外周面固定连接,主轴8的两端经轴承7装在轴承箱9上,2个转轮环1-3的侧边1-32装有与蜗壳4出口处的蜗壳壁相连的尾水管5,蜗壳4的进水口4-1、出水口和尾水管5连通构成液流的通道,穿过尾水管5与尾水管5的管壁接触的主轴8上装有轴封6。
为保证更好的实施效果,所述的左叶栅1-21和右叶栅1-22呈沿轴向反向设置或沿旋转方向间隔角度相连。
所述的左叶栅1-21和右叶栅1-22为混流式、斜流式或可逆式水轮机型式的叶栅。
所述的轴封6为机械密封或填料密封,轴封处压力较蜗壳进水口4-1小,有利于减小轴封泄漏。
所述的轴8水平固定在轴承箱9上。
所述的蜗壳4出口处内部在固定导叶3内侧相间开的经轴装有活动导叶2。
所述的活动导叶2的轴上装有齿轮,齿轮与蜗壳4外部的圆形齿轮环啮合,活动导叶2的开度由齿轮传动控制。
所述的蜗壳4的进水口4-1外面上固定有支架10。
本实用新型在具体使用时,液流由蜗壳的进水口进入蜗壳,从蜗壳出水口处流经固定导叶和活动导叶,进入转轮,每个活动导叶的轴上均装有齿轮,齿轮与蜗壳外部的圆形齿轮环啮合,由齿轮与圆形齿轮环的齿轮传动控制活动导叶的开度,适于不同液流的需求,液流在转轮的轮毂处分成两股,分别进入反向布置的左叶栅和右叶栅,由于转轮的轮毂与轴固定连接,转轮左叶栅和右叶栅的转动会带动主轴旋转,液流经能量转换后分别从左叶栅和右叶栅的出口排入尾水管。
本实用新型经实际使用,效果非常理想,具体实验资料如下:
一种双开式水轮机用于工业循环水余压回收发电项目,系统可利用水头为16m,循环水量为48000m3/h,受现场条件限制无法使用轴/贯流式水轮机,选择本实用新型中开式水轮机,选用3台中开式水轮机配3台630kW发电机组,机组运行工况点为(n11=80r/min、Q11=2.713m3/s),转轮直径0.64m机组的单位流量不但远大于现有的混流式水轮机,也超过现有的轴/贯流机组,机组选用金属蜗壳,卧式布置,活动导叶开度控制使用齿轮传动。在项目设计阶段,作为对比方案的是6台普通的水轮机配6台315kW发电机,转轮直径为为0.64m,运行工况点(n11=80r/min、Q11=1.356m3/s),对比方案建设投资较高,占地空间大,工程量大,电气控制盘柜占用间隔多,被排除。项目所选用的中开式水轮机方案具有普通卧式机组结构紧凑的优点,比常规机型单位流量大大增加,且高于现有的轴/贯流机组,机组运行中轴向水推力极小,振动小,运行稳定,高效区宽,取得理想的效果。
与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
1、结构简单,设计新颖独特,具有较小的轴向水推力,运行稳定,振动小,工作环境友好;
2、转轮具有较好的过流能力,较常规水轮机单位流量大幅增加,可以减少设备台数,降低建设投资;
3、转轮具有较宽的高效区范围,可以在更大的流量变化范围内保持高效运行,流量变化范围可提高100%以上;
4、可广泛用于中小型水力发电项目和各类液力能回收中,用于发电或者驱动动力设备,具有巨大的经济效益和社会效益。
Claims (8)
1.一种中开式水轮机,包括转轮、蜗壳和尾水管,其特征在于,所述的蜗壳(4)出口处与转轮(1)的2个转轮环(1-3)的外面(1-31)周边连接,蜗壳(4)出口处内装有均布的固定导叶(3),转轮(1)包括轮毂(1-1)、叶栅(1-2)和转轮环(1-3),叶栅(1-2)包括左叶栅(1-21)和右叶栅(1-22),左叶栅(1-21)和右叶栅(1-22)出水方向沿主轴(8)反向设置,轮毂(1-1)位于叶栅(1-2)出水方向中部,转轮环(1-3)分布于轮毂(1-1)两侧,左叶栅(1-21)和右叶栅(1-22)经轮毂(1-1)相连,另一侧分别与转轮环(1-3)相连,轮毂(1-1)的内侧面经键或螺纹与主轴(8)的外周面固定连接,主轴(8)的两端经轴承(7)装在轴承箱(9)上,2个转轮环(1-3)的侧边(1-32)装有与蜗壳(4)出口处的蜗壳壁相连的尾水管(5),蜗壳(4)的进水口(4-1)、出水口和尾水管(5)连通构成液流的通道,穿过尾水管(5)与尾水管(5)的管壁接触的主轴(8)上装有轴封(6)。
2.根据权利要求1所述的中开式水轮机,其特征在于,所述的左叶栅(1-21)和右叶栅(1-22)呈沿轴向反向设置或沿旋转方向间隔角度相连。
3.根据权利要求2所述的中开式水轮机,其特征在于,所述的左叶栅(1-21)和右叶栅(1-22)为混流式、斜流式或可逆式水轮机型式的叶栅。
4.根据权利要求1所述的中开式水轮机,其特征在于,所述的轴封(6)为机械密封或填料密封。
5.根据权利要求1所述的中开式水轮机,其特征在于,所述的主轴(8)水平固定在轴承箱(9)上。
6.根据权利要求1所述的中开式水轮机,其特征在于,所述的蜗壳(4)出口处内部在固定导叶(3)内侧相间开的经轴装有活动导叶(2)。
7.根据权利要求6所述的中开式水轮机,其特征在于,所述的活动导叶(2)的轴上装有齿轮,齿轮与蜗壳(4)外部的圆形齿轮环啮合,活动导叶(2)的开度由齿轮传动控制。
8.根据权利要求1所述的中开式水轮机,其特征在于,所述的蜗壳(4)的进水口(4-1)外面上固定有支架(10)。
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CN202020237928.2U CN212202321U (zh) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | 一种中开式水轮机 |
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Publications (1)
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CN212202321U true CN212202321U (zh) | 2020-12-22 |
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Family Applications (1)
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CN202020237928.2U Active CN212202321U (zh) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | 一种中开式水轮机 |
Country Status (1)
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- 2020-03-02 CN CN202020237928.2U patent/CN212202321U/zh active Active
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