[發明專利]一種分環制造的大型沖擊式水輪機轉輪

在審

• 申請號: 202110392090.3
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN112943504A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 王長志;陶星明;喬宏來;王威;王洪斌;覃大清;卜良峰;樸春光;李偉剛;高海軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電機廠有限責任公司
• 主分類號: F03B1/02
• 分類號: F03B1/02;F03B11/00;F03B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種分環制造的大型沖擊式水輪機轉輪，依據沖擊式轉輪的結構特點，在滿足轉輪毛坯材料鍛造能力和道路運輸條件下對大型沖擊式水輪機轉輪進行分環設計制造，單環運輸至水電站并在水電站組合加工成整體；轉輪分環數量為三環，解決超大直徑轉輪毛坯材料鍛造能力和大尺寸沖擊式轉輪道路運輸的限制；轉輪第一分環面避開過渡圓弧面位于轉輪內環上，轉輪第二分環面位于轉輪節圓與交界面之間，實現轉輪分瓣面遠離轉輪水斗運行下高應力區域，利于分瓣使用壽命的延長；轉輪水斗進行分體制造，分為水斗端部和輪轂水斗兩部分，水斗端部和中環上的輪轂水斗在制造工廠內單獨數控加工完成，降低加工制造難度和道路運輸的限制，提高生產效益。

技術領域

本發明涉及沖擊式水輪機領域，尤其涉及一種分環制造的大型沖擊式水輪機轉輪。

背景技術

隨著我國經濟發展的需要，對能源的需求不斷加大，水電開發項目高水頭、大容量沖擊式水電機組將會越來越多。作為沖擊式水輪機中核心部件的沖擊式轉輪得益于目前流體力學和機械數字模擬工具的發展，其設計進原理和設計技術取得了重大進步。但隨著大型沖擊式轉輪設計制造，一方面受到轉輪制造材料馬氏體鍛鋼鍛造尺寸的制約，無法實現超大直徑毛坯材料的整體鍛造；另一方面當轉輪設計尺寸超過國家道路運輸寬度時，無法直接將制造工廠制造的沖擊式轉輪整體運輸至水電站安裝。因此在大型沖擊式水輪機轉輪設計制造中應考慮采用分環結構，在制造工廠內對轉輪對分分環設計，分環鍛造材料毛坯、分環加工制造、分環運輸至水電站，然后在水電站組合制造成整體并進行安裝，解決大型沖擊式轉輪原材料整體無法鍛造和道路運輸能力對大型沖擊式轉輪整體運輸限制的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種分環制造的大型沖擊式水輪機轉輪，依據沖擊式轉輪的結構特點，在滿足轉輪毛坯材料鍛造能力和道路運輸條件下對大型沖擊式水輪機轉輪進行分環設計制造，并單環運輸至水電站并在水電站組合加工成整體。本發明是通過以下技術方案實現的：

轉輪分環數量為三環，轉輪第一分環面位于轉輪水斗根部與轉輪內環之間的過渡圓弧附近區域，轉輪第一分環面避開過渡圓弧面位于轉輪內環上，轉輪第二分環面位于轉輪節圓與交界面之間，交界面是分水刃與分水刃缺口的交界面。

在上述分環制造的大型沖擊式水輪機轉輪中，所述轉輪第一分環面和轉輪第二分環面將轉輪分為轉輪內環、轉輪中環和轉輪外環。

在上述分環制造的大型沖擊式水輪機轉輪中，所述轉輪外環由二十二個水斗端部組成，所述水斗端部在制造工廠內單獨數控加工完成，所述轉輪內環和轉輪中環在制造工廠將其數控加工完成；所述轉輪內環、轉輪中環和轉輪外環由水輪機產品制造廠運輸至水電站現場；轉輪內環、轉輪中環和轉輪外環在水電站焊接為一體。

在上述分環制造的大型沖擊式水輪機轉輪中，所述轉輪分環數量也可為兩環，分環位于第二分環面。

在上述分環制造的大型沖擊式水輪機轉輪中，所述轉輪外環也可由二十三個水斗端部組成。

在上述分環制造的大型沖擊式水輪機轉輪中，所述轉輪內環和轉輪中環也可在水輪機產品制造廠焊為一體。

技術效果

本發明提供一種分環制造的大型沖擊式水輪機轉輪，依據沖擊式轉輪的結構特點，在滿足轉輪毛坯材料鍛造能力和道路運輸條件下對大型沖擊式水輪機轉輪進行分環設計制造，并單環運輸至水電站并在水電站組合加工成整體，本發明的技術效果如下：

1)轉輪分環數量為三環，解決超大直徑轉輪毛坯材料馬氏體鍛鋼鍛造能力和大尺寸沖擊式轉輪道路運輸的限制；

2)轉輪第一分環面避開過渡圓弧面位于轉輪內環上，轉輪第二分環面位于轉輪節圓與交界面之間，實現轉輪分瓣面遠離轉輪水斗運行下高應力區域，利于分環面組合連接后使用壽命延長；

3)轉輪水斗進行分體制造，分為水斗端部和輪轂水斗兩部分，水斗端部和轉輪中環的輪轂水斗在制造工廠內單獨數控加工完成，降低加工制造難度和道路運輸的限制，提高生產效益。