一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于流體機械及工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界性水資源的缺乏日趨嚴重以及環(huán)保的要求，低水頭水電站建設(shè)的重要性正在日益增大，軸流式水力機組以其比轉(zhuǎn)速高、單位流量大等特點，在低水頭、大流量的水力資源中得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]當前，軸流式水輪機的能量性能已經(jīng)達到了很高的水平，機組效率取得了很大的突破，對于機組的要求由過去的“高效穩(wěn)定”的提法已經(jīng)改成“穩(wěn)定高效”，因此穩(wěn)定性問題已經(jīng)成為機組設(shè)計的首要考慮因素。實踐表明，軸流式水輪機內(nèi)間隙流動對水力性能有著重大的影響，特別是軸流定槳式水輪機影響更甚，最典型的便是輪緣間隙，雖然，輪緣間隙的幾何尺寸同整個流道相比很小，但對轉(zhuǎn)輪的內(nèi)部流動產(chǎn)生很大的影響。首先，輪緣間隙容易發(fā)生泄漏流動，使得與轉(zhuǎn)輪進行的能量減小，造成機組效率和出力迅速下降，引起機組的不穩(wěn)定運行；其次，間隙流動容易引起間隙空化，引起機組異常的振動和噪聲；最后，間隙內(nèi)流動為湍流，在轉(zhuǎn)輪外緣處容易產(chǎn)生泄漏渦帶，從而引起自激振動，導(dǎo)致機組的不穩(wěn)定運行。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機，解決了現(xiàn)有水轉(zhuǎn)輪機組因間隙流動而影響機組穩(wěn)定性的問題。
[0005]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機，包括從外到內(nèi)同心且不接觸設(shè)置的固定導(dǎo)葉，活動導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪，固定導(dǎo)葉環(huán)形分布設(shè)置在蝸殼的內(nèi)側(cè)，蝸殼底面中部連接有尾水管，轉(zhuǎn)輪固定在主軸上，還包括外環(huán)，外環(huán)與轉(zhuǎn)輪的葉片直接焊接，外環(huán)采用梳齒密封的方式安裝在轉(zhuǎn)輪室內(nèi)。
[0006]本實用新型的特點還在于:
[0007]固定導(dǎo)葉和活動導(dǎo)葉均為環(huán)形葉柵，且活動導(dǎo)葉可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)。
[0008]固定導(dǎo)葉葉片數(shù)目為24個，活動導(dǎo)葉的葉片個數(shù)為32個。
[0009]轉(zhuǎn)輪的葉片為定槳式。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機，夕卜環(huán)的設(shè)置在一定程度上避免了葉輪輪緣處的泄漏流動，減小了泄漏損失、提高了葉片輪緣處的空化能力。帶有外環(huán)結(jié)構(gòu)的軸流定槳式水輪機在大流量工況運行下的水力效率、空化和穩(wěn)定性等綜合性能指標均得到了顯著提高。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實用新型一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機的剖面圖。
[0013]圖中，1.蝸殼，2.固定導(dǎo)葉，3.活動導(dǎo)葉，4.轉(zhuǎn)輪，5外環(huán)，6.尾水管，7.轉(zhuǎn)輪室，8.混凝土，9.主軸。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0015]本實用新型一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機的結(jié)構(gòu)，如圖1及圖2所示，包括從外到內(nèi)同心且不接觸設(shè)置的固定導(dǎo)葉2，活動導(dǎo)葉3和轉(zhuǎn)輪4，所述固定導(dǎo)葉2環(huán)形分布設(shè)置在蝸殼I的內(nèi)側(cè)，蝸殼I底面中部連接有尾水管6，轉(zhuǎn)輪4固定在主軸9上，還包括外環(huán)5，外環(huán)5與轉(zhuǎn)輪4的葉片直接焊接，外環(huán)5采用梳齒密封的方式安裝在轉(zhuǎn)輪室7內(nèi)，固定導(dǎo)葉2和活動導(dǎo)葉3均為環(huán)形葉柵，且活動導(dǎo)葉3可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，固定導(dǎo)葉2葉片數(shù)目為24個，活動導(dǎo)葉3的葉片個數(shù)為32個，轉(zhuǎn)輪4葉片為定槳式。
[0016]使用時，水流經(jīng)蝸殼I和固定導(dǎo)葉2流入活動導(dǎo)葉3，經(jīng)導(dǎo)葉的導(dǎo)流作用，水流方向由徑向轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向流入轉(zhuǎn)輪，水流帶動轉(zhuǎn)輪4旋轉(zhuǎn)做功后經(jīng)尾水管6流入下游。外環(huán)5和轉(zhuǎn)輪4焊接為一整體，屬于旋轉(zhuǎn)部件，轉(zhuǎn)輪室7屬于固定部件，兩者之間采用梳齒密封。在轉(zhuǎn)輪室7內(nèi)，由于轉(zhuǎn)輪4葉片外緣焊接了一塊外環(huán)5，原先葉片外緣和轉(zhuǎn)輪室之間的間隙消失，這樣一方面增加了做功的有效流量，另一方面避免了葉緣間隙流動。
[0017]本實用新型一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機，外環(huán)的設(shè)置在一定程度上避免了葉輪輪緣處的泄漏流動，減小了泄漏損失、提高了葉片輪緣處的空化能力。帶有外環(huán)結(jié)構(gòu)的軸流定槳式水輪機在大流量工況運行下的水力效率、空化和穩(wěn)定性等綜合性能指標均得到了顯著提高。
【主權(quán)項】
1.一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機，其特征在于，包括從外到內(nèi)同心且不接觸設(shè)置的固定導(dǎo)葉(2)，活動導(dǎo)葉(3)和轉(zhuǎn)輪(4)，所述固定導(dǎo)葉(2)環(huán)形分布設(shè)置在蝸殼(I)的內(nèi)側(cè)，蝸殼⑴底面中部連接有尾水管(6)，所述轉(zhuǎn)輪(4)固定在主軸(9)上，還包括外環(huán)(5)，外環(huán)(5)與轉(zhuǎn)輪(4)的葉片直接焊接，所述外環(huán)(5)采用梳齒密封的方式安裝在轉(zhuǎn)輪室⑵內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機，其特征在于，所述固定導(dǎo)葉(2)和活動導(dǎo)葉(3)均為環(huán)形葉柵，且活動導(dǎo)葉(3)可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機，其特征在于，所述固定導(dǎo)葉(2)葉片數(shù)目為24個，活動導(dǎo)葉(3)的葉片個數(shù)為32個。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)輪(4)的葉片為定槳式。
【專利摘要】本實用新型公開了一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機，包括從外到內(nèi)同心且不接觸設(shè)置的固定導(dǎo)葉，活動導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪，固定導(dǎo)葉環(huán)形分布設(shè)置在蝸殼的內(nèi)側(cè)，蝸殼底面中部連接有尾水管，轉(zhuǎn)輪固定在主軸上，還包括外環(huán)，外環(huán)與轉(zhuǎn)輪的葉片直接焊接，外環(huán)采用梳齒密封的方式安裝在轉(zhuǎn)輪室內(nèi)。本實用新型一種抗間隙汽蝕的軸流定槳式水輪機，外環(huán)的設(shè)置在一定程度上避免了葉輪輪緣處的泄漏流動，減小了泄漏損失、提高了葉片輪緣處的空化能力。帶有外環(huán)結(jié)構(gòu)的軸流定槳式水輪機在大流量工況運行下的水力效率、空化和穩(wěn)定性等綜合性能指標均得到了顯著提高。
【IPC分類】F03B3/18, F03B3/12, F03B3/04, F03B11/04
【公開號】CN204691971
【申請?zhí)枴緾N201520235227
【發(fā)明人】羅興锜, 馮建軍, 李文鋒, 吳廣寬, 劉勝柱
【申請人】西安理工大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年4月17日