[發明專利]一種水輪機

有效

• 申請號: 202110499183.6
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113090435B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 陳柱;桂勇;羅定旗;賴呂海
• 申請（專利權）人: 重慶水輪機廠有限責任公司
• 主分類號: F03B3/02
• 分類號: F03B3/02;F03B1/00;F03B13/00
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 張建

本申請涉及液力機械發動機領域，公開了一種水輪機，包括發電機、主軸、水導軸承與動力機構，其特征在于：所述動力機構包括可拆卸的混流式動力機構與可拆卸的沖擊式動力機構，所述混流式動力機構與沖擊式動力機構能相互替換，并在水輪機內部單獨使用。適用于水流變化在20%~100%的河流，提高了發電效率。

技術領域

本發明涉及液力機械發動機領域，具體涉及一種水輪機。

背景技術

目前，水頭在150~300m范圍內的徑流式水電站多采用立式混流式水輪機，如公開號為CN201526404U的專利，公開了一種立式混流式水輪機，包括金屬蝸殼、導水機構、軸承箱、水封、轉動機構、水輪機主軸和發電機主軸，導水機構前端外殼連接在金屬蝸殼上，水輪機主軸中下端通過固定在導水機構的軸承箱和水封與轉動機構相連，水輪機主軸的上端以半聯軸器的方式與發電機主軸剛性連接在垂直方向上。高水頭，小流量的水電站采用沖擊式水輪機，如專利號為CN204212904U的專利，公開了一種新型的整裝立軸沖擊式水輪機組的安裝結構。

一年中水流量大小會根據雨季和旱季來變化，變化大小在20%~100%幅度之間，且枯水期時間長達數月。由于徑流式水電站是無庫容的水電站，因此無法通過水庫調節水流大小，若發電站安裝混流式水輪機，當枯水期時發電量急劇下降至50%，且水流量變小，導致混流式水輪機偏離最佳工位，容易產生轉輪葉道渦（混流式水輪機偏離最優工況時，在葉片靠上冠進口處出現的脫流旋渦，渦流從葉道間下泄流入尾水管），影響機組安全穩定性；若選用立式沖擊式水輪機，可以適用于低水流量的情況，而在額定水頭、大流量下情況下，只能通過增大設備的方式提高發電效率，其成本高昂，沖擊式水輪機比轉速還是比混流式水輪機比轉速低，那么沖擊式水輪機的機組額定轉速就低，因此沖擊式水輪機的水力效率相比混流式要低3、4個點，所以混流式水輪機和沖擊式水輪機都無法解決水輪機在不同水流時期的發電效率低的問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種水輪機，以解決水輪機在不同水流時期的發電效率低的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下所述技術方案。

一種水輪機，包括發電機、主軸、水導軸承與動力機構，其特征在于：所述動力機構包括可拆卸的混流式動力機構與可拆卸的沖擊式動力機構，所述混流式動力機構與沖擊式動力機構能相互替換，并在水輪機內部單獨使用。

所述混流式動力機構包括導水機構、檢修密封環、主軸密封環、止漏環、上基礎環、下基礎環、底環和混流式轉輪，所述主軸下端可拆卸連接所述混流式轉輪，所述主軸上套裝有可拆卸的主軸密封環，所述主軸密封環下端可拆卸連接所述檢修密封環，所述檢修密封環套裝在所述主軸上，所述檢修密封環可拆卸連接在所述導水機構上，所述導水機構可拆卸連接在所述上基礎環，所述導水機構上端可拆卸連接在所述水導軸承上。

所述沖擊式動力機構包括噴嘴、支架聯合體、偏流器接力器、主軸密封件和沖擊式轉輪，所述噴嘴底部固定連接在所述下基礎環上，所述噴嘴上部固定連接在所述支架聯合體上，所述支架聯合體上端可拆卸連接在所述水導軸承上，所述支架聯合體可拆卸連接在上基礎環上，所述支架聯合體可拆卸連接在所述主軸密封件上，所述支架聯合體一側設置所述偏流器接力器，所述下基礎環相對高程向下調，使所述噴嘴中線與所述沖擊式轉輪中線位于同一位置，所述沖擊式轉輪可拆卸連接在所述主軸底部。

所述主軸與沖擊式轉輪之間設置有可拆卸的輔助法蘭，所述沖擊式轉輪尺寸與主軸法蘭面尺寸不契合，所以設計所述輔助法蘭進行過渡，所述輔助法蘭上端連接所述主軸，所述輔助法蘭下端連接所述沖擊式轉輪。

所述沖擊式轉輪水平中心線與導葉水平中心線（當所述混流式轉輪7安裝后正常運行時導葉的水平中心線的位置）之間的距離為h2，所述主軸與輔助法蘭接觸面至導葉水平中心線之間的距離h1，要求h1大于h2。轉輪水平中心線越接近導葉水平中心線，那么進入所述噴嘴的流態就越好，提高水力效率。