CN2578540Y - 具有消除压力脉动功能的水轮机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种具有消除压力脉动功能的水轮机，它包括水轮机本体，其特征在于：在所述水轮机本体的顶盖上设置有进水口，在所述进水口上连接引上游水的压力管道，所述管道上设置有调节阀，在所述水轮机本体的上冠上设置有若干进水孔，在所述水轮机本体的泄水锥周向设置有若干出水孔。本实用新型利用水刚度比空气大的原理，通过补水有效地消除了尾水涡带，降低了水轮机尾水管内的压力脉动。同时本实用新型选择泄水锥作为补水点，可以根据水轮机运行的具体工况点对叶轮出水流态进行即时调节，克服了安装固定补气设备造成的水轮机在正常工况运行时效率降低的弊病。本实用新型可以广泛用于各种使用混流式水轮机的水电站，特别是水头变幅大的水电站。

Description

具有消除压力脉动功能的水轮机
技术领域
本实用新型涉及一种水轮机，特别是关于一种大型水电站在水轮机偏离最优工况时产生尾水涡带压力脉动时，具有消除压力脉动功能的水轮机。
背景技术
对于水轮机偏离最优工况时，特别是产生尾水涡带时，水轮机运行不稳定的问题，目前工程界提出和正在使用的主要技术措施及存在的问题如下：1、在水轮机转轮研究阶段，合理地选择转轮的水力参数，优化转轮设计；但是，目前研制的任何形式的转轮(包括X型叶片)都无法适应水轮机全范围稳定运行工况的要求。2、采用向导叶和叶片之间或尾水管内补气，降低水压脉动的方式；但是，由于在通流管道中安装了附加设备，使水轮机的效率降低，经济损失可观。3、通过电力系统自身的调度控制运行工况，将水力机组的运行范围尽可能限制在合理的负荷范围内，避免其运行于不稳定工况；但是，这是一种不得已而采取的办法，在不稳定工况时机组停机不运行，其安全性是没问题，却无法创造经济效益。
发明内容
为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种不仅能够消除水轮机内的尾水涡带，降低压力脉动，而且还能提高水轮机在偏离最优工况时运行效率的具有消除压力脉动功能的水轮机。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种具有消除压力脉动功能的水轮机，它包括水轮机本体，其特征在于：在所述水轮机本体的顶盖上设置有进水口，在所述进水口上连接引上游水的压力管道，所述管道上设置有调节阀，在所述水轮机本体的上冠上设置有若干进水孔，在所述水轮机本体的泄水锥周向设置有若干出水孔。
本实用新型由于采取以上设计，其具有以下优点：1、本实用新型利用水刚度比空气大的原理，通过补水有效地消除了尾水涡带，降低了水轮机尾水管内的压力脉动。2、本实用新型选择泄水锥作为补水点，可以根据水轮机运行的具体工况点对叶轮出水流态进行即时调节，克服了安装固定补气设备造成的水轮机在正常工况运行时效率降低的弊病。3、本实用新型不用停机，可连续运转，经济效益可观。
根据对某电站水轮机60％负荷工况点，即尾水涡带存在的点的计算机数值模拟实验的结果来看，通过这种改造方法，尾水管内的水流得到了合理的干涉调节，压力脉动值ΔH/H降低了21.5％，彻底地消除了尾水涡带引起的压力脉动。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图
具体实施方式
本实用新型是在现有水轮机本体1的基础上进行的改进。
如图1所示，在水轮机本体1的顶盖2上设置2～4个进水口3，在进水口3上连接引入上游水的压力管道4，压力管道4的进水端设置有调节阀5，用以调节补水量的大小。在水轮机本体1的上冠6上设置一圈进水孔7，将进入顶盖2与上冠6之间的上游水引入水轮机本体1的泄水锥8。在泄水锥8的周向设置好几圈出水孔9，以使进入泄水锥8中的水均匀地补进尾水管10，从而有效地消除尾水涡带。
本实用新型上冠6上的进水孔7的数量可以根据实际情况设置，一般不少于10个，如果数量比较少，孔径就要稍大一些。
本实用新型泄水锥8上的出水孔9的数量和钻孔位置等都是可以变化的，比如设置五圈、六圈出水孔9，在实际使用中将根据具体的电站情况通过计算机流动计算来确定。
当水轮机在稳定区域正常运行时，调节阀5关闭，泄水锥8处没有高压水引入。当水轮机在偏离最优工况运行产生涡带时，开启调节阀5，将上游高压水经压力管道4、顶盖2、上冠6引入泄水锥8，调节调节阀5的开度，使泄水锥8处的出水具有合理的环量分布，消除涡带，并使水轮机运行于当时工况的最优效率，达到减震增效的目的。

Claims (1)

1、一种具有消除压力脉动功能的水轮机，它包括水轮机本体，其特征在于：在所述水轮机本体的顶盖上设置有进水口，在所述进水口上连接引上游水的压力管道，所述管道上设置有调节阀，在所述水轮机本体的上冠上设置有若干进水孔，在所述水轮机本体的泄水锥周向设置有若干出水孔。
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