[發(fā)明專利]利用導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律防止軸流式水輪機(jī)泵效應(yīng)抬機(jī)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010051725.9
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111350628B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程永光;劉珂;楊志炎;楊峰;祝云憲
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: F03B15/18
• 分類號: F03B15/18;F03B15/10;F03B3/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 程力

1.一種利用導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律防止軸流式水輪機(jī)泵效應(yīng)抬機(jī)的方法，其特征在于：將軸流式水輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)導(dǎo)葉從開始關(guān)閉到完全關(guān)閉的整個(gè)關(guān)閉過程分為三個(gè)時(shí)間段，其中首尾段開度持續(xù)減小、中間段開度不變，即導(dǎo)葉在整個(gè)關(guān)閉過程中有一段停頓，水輪機(jī)工作點(diǎn)在停頓時(shí)導(dǎo)葉開度下處于制動(dòng)區(qū)，在停頓時(shí)間段，利用制動(dòng)效應(yīng)將轉(zhuǎn)速降低的同時(shí)維持一定的流量范圍，從而避免轉(zhuǎn)速大和流量小同時(shí)出現(xiàn)，防止泵效應(yīng)抬機(jī)；

在導(dǎo)葉的整個(gè)關(guān)閉過程中，導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律的控制參數(shù)包括停頓開始時(shí)刻、停頓時(shí)間段長度、停頓結(jié)束時(shí)刻、停頓時(shí)導(dǎo)葉開度、停頓前導(dǎo)葉關(guān)閉速率和停頓后導(dǎo)葉關(guān)閉速率，各參數(shù)根據(jù)軸流式水輪機(jī)甩負(fù)荷后轉(zhuǎn)速變化規(guī)律、流量變化規(guī)律、力矩變化規(guī)律和抬升力變化規(guī)律進(jìn)行確定；

確定各參數(shù)時(shí)，先建立模擬模型，確定并分析不考慮泵效應(yīng)抬機(jī)下導(dǎo)葉直線關(guān)閉時(shí)軸流式水輪機(jī)甩負(fù)荷后轉(zhuǎn)速變化規(guī)律、流量變化規(guī)律、力矩變化規(guī)律和抬升力變化規(guī)律，獲得基本數(shù)據(jù)；然后合理擬定各參數(shù)；最后對各參數(shù)進(jìn)行模擬驗(yàn)證，若抬升力不超過機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件重力，則各參數(shù)確定，若抬升力超過機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件重力，則調(diào)整參數(shù)直至抬升力不超過機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件重力。

2.如權(quán)利要求1所述的利用導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律防止軸流式水輪機(jī)泵效應(yīng)抬機(jī)的方法，其特征在于：對于停頓開始時(shí)刻，在最大轉(zhuǎn)速時(shí)刻之后，在抬升力未達(dá)到機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件重力之前。

3.如權(quán)利要求1所述的利用導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律防止軸流式水輪機(jī)泵效應(yīng)抬機(jī)的方法，其特征在于：對于停頓時(shí)間段長度，滿足將轉(zhuǎn)速降低，從而將抬升力減小至足夠小。

4.如權(quán)利要求1所述的利用導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律防止軸流式水輪機(jī)泵效應(yīng)抬機(jī)的方法，其特征在于：對于停頓結(jié)束時(shí)刻，在抬升力足夠小時(shí)刻附近，保證之后抬升力不會(huì)超過機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件重力。

5.如權(quán)利要求1所述的利用導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律防止軸流式水輪機(jī)泵效應(yīng)抬機(jī)的方法，其特征在于：對于停頓時(shí)導(dǎo)葉開度，所述開度對應(yīng)的水輪機(jī)工作點(diǎn)處于制動(dòng)區(qū)，能通過制動(dòng)效應(yīng)將轉(zhuǎn)速降低，從而減小抬升力。

6.如權(quán)利要求1所述的利用導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律防止軸流式水輪機(jī)泵效應(yīng)抬機(jī)的方法，其特征在于：對于停頓前導(dǎo)葉關(guān)閉速率，保證蝸殼壓力和轉(zhuǎn)速均符合規(guī)范。

7.如權(quán)利要求1所述的利用導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律防止軸流式水輪機(jī)泵效應(yīng)抬機(jī)的方法，其特征在于：對于停頓后導(dǎo)葉關(guān)閉速率，保證抬升力小于機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件重力。

8.如權(quán)利要求1所述的利用導(dǎo)葉關(guān)閉規(guī)律防止軸流式水輪機(jī)泵效應(yīng)抬機(jī)的方法，其特征在于：所述軸流式水輪機(jī)用于10米至40米水頭的河床式水電站。