[發明專利]一種減弱尾水管渦帶的水輪機轉輪出口導流結構

無效

• 申請號: 201410225019.6
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103982357A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 趙越;許彬;覃大清;劉萬江;韓秀麗;高明;史千;曹險峰;卓朝喜;王貴來;易吉林;曹罡;李明浩;趙志文
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電機廠有限責任公司
• 主分類號: F03B3/18
• 分類號: F03B3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種減弱尾水管渦帶的水輪機轉輪出口導流結構

背景技術：

隨著用戶對水輪機穩定性要求的逐步提高，保證水輪機特別是巨型水輪機安全穩定運行已成為考核機組運行狀態的一項重要指標。由尾水管渦帶引起的壓力脈動是影響水輪機安全穩定運行的一項重要指標。由尾水管渦帶引起的壓力脈動越大，則對水輪機安全穩定運行的壓力和影響就越大。上述壓力脈動與尾水管渦帶的強度具有正相關的關系。如果能夠采取某種方法減弱尾水管渦帶的強度，就可以實現降低由尾水管渦帶引起的壓力脈動進而保證水輪機安全穩定運行的目的。

發明內容：

本發明的目的是公開一種可以有效地減弱尾水管渦帶的水輪機轉輪出口導流結構。本發明的技術方案為：水輪機轉輪出口為一個空心圓柱(1)，該空心圓柱(1)的回轉中心與水輪機旋轉中心重合，該空心圓柱(1)自光滑的水輪機轉輪上冠流道拐點(2)至空心圓柱底面(4)的長度不小于0.5倍的空心圓柱(1)外徑，空心圓柱(1)壁上開有連通內外壁均勻分布的等徑平壓孔(3)，平壓孔(3)在空心圓柱(1)壁軸向方向上分層分布，空心圓柱(1)壁上的平壓孔(3)不少于兩層，每層不少于兩只平壓孔(3)。

技術效果：

水輪機尾水管渦帶形成和發展的基本條件為水輪機轉輪出口具有足夠強的徑向水流且渦帶旋轉中心處的壓力較轉輪出口處其他區域的壓力要低得多。要想減弱尾水管渦帶，就必須破壞水輪機尾水管渦帶形成和發展的基本條件，也就是只要能夠采取措施降低轉輪出口處的徑向流量或提高渦帶旋轉中心處的壓力就可以使尾水管渦帶減弱。本發明就是采用既降低轉輪出口處的徑向流量又提高渦帶旋轉中心處壓力的方法來實現減弱尾水管渦帶的目的。通過模型試驗觀測到本發明中的導流結構能夠明顯的減弱渦帶的強度。

與采用圖2所示的常規水輪機轉輪出口結構時水輪機轉輪出口水流6主要為徑向相比，采用圖1所示的轉輪出口導流結構后，受空心圓柱1的導引作用，水輪機轉輪出口水流6的流動分布明顯發生了變化，在空心圓柱1外壁處出現了明顯的分叉現象，很大一部分水流沿空心圓柱1外壁以軸向流出，從而有效降低了低轉輪出口處的徑向流量；同時，由于水輪機轉輪出口的空心圓柱1壁上平壓孔3的存在，使空心圓柱1內腔5與轉輪出口處空心圓柱1外壁處壓力較高的區域相連通，從而使空心圓柱1內腔5處的整體壓力得以提高。內腔5的整體壓力提高了，作為內腔5外邊界的空心圓柱底面4處的壓力也隨之提高，由于與水輪機旋轉中心相同的水輪機尾水管渦帶7起始于空心圓柱底面4，也就實現了提高水輪機尾水管渦帶7旋轉中心處壓力的目的。

附圖說明：

圖1為本發明中能夠減弱尾水管渦帶的水輪機轉輪出口導流結構

圖2為常規的水輪機轉輪出口結構

具體實施方式：

如圖1所示，一種減弱尾水管渦帶的水輪機轉輪出口導流結構，水輪機轉輪出口的空心圓柱1自轉輪上冠流道拐點2至空心圓柱底面4的長度不小于0.5倍的空心圓柱1外徑，從而保證了空心圓柱1具有足夠的導流長度。水輪機轉輪出口的空心圓柱1壁上開有連通內外壁等徑的平壓孔3，為保證空心圓柱1內腔5處具有足夠的壓力且壓力分布均勻，平壓孔3在空心圓柱1壁軸向方向上分層分布，空心圓柱1壁上的平壓孔3不少于2層，每層不少于兩只平壓孔3，平壓孔3均勻分布。