一種減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐的製作方法
2023-05-29 11:34:51 2
一種減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐，該洩水錐由空心圓柱、錐形結構、圓孔組成，錐形結構和空心圓柱的迴轉中心重合，它們之間採用圓弧光滑過渡連接，圓孔均勻分布在空心圓柱上。本發明中能夠減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐，能夠利用沿圓孔流入的水流補充到渦帶中心的真空區域，減弱尾水管渦帶，進而達到降低水輪機壓力脈動的目的。
【專利說明】一種減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐
[0001]【技術領域】:本發明涉及一種減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐。
[0002]【背景技術】:水輪機轉輪出口的水流具有旋轉環量，在其中心位置會形成低壓區，隨著水流的旋轉環量的增大，旋轉中心的壓力會逐漸降低，當壓力小於水的汽化壓力時，中心位置會形成真空，此時尾水管中形成了渦帶。目前洩水錐主要是沿著水輪機上冠延伸下來的錐形結構，偏離最優工況時在轉輪出口處會形成渦帶，由於尾水管中的渦帶隨著時間周期性變化，尾水管壁所受的壓力也是周期性變化的，這種現象稱為尾水管的壓力脈動。尾水管的壓力脈動是引起水輪機發電機組振動的主要原因之一，降低水輪機的壓力脈動對水輪機組的安全穩定運行有很大益處。
[0003]
【發明內容】
:本發明是一種能夠減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐。本發明的技術方案為:一種減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐，由空心圓柱、錐形結構、圓孔組成，錐形結構和空心圓柱的迴轉中心重合，它們之間採用圓弧光滑過渡連接，圓孔均勻分布在空心圓柱上。
[0004]技術效果:
[0005]水輪機尾水管的壓力脈動是由尾水管中的水流形成的旋轉渦帶引起的，要減弱尾水管的壓力脈動就必須減弱尾水管的渦帶。渦帶的形成是由於水流的旋轉中心出現了真空，如果能夠減小甚至消除該位置的真空區域，那麼渦帶就會相應的減弱甚至消除。本發明主要是通過將水流引入到渦帶中心的真空區，破壞渦帶形成的條件來消除或減弱渦帶，達到減弱壓力脈動的目的。通過模型試驗觀測到本發明中的洩水錐能夠明顯的減弱渦帶的強度。
[0006]採用如圖2所示的常規混流式水輪機洩水錐時，轉輪出口處的水流(4)主要沿洩水錐的錐面方向流動，採用如圖1所示的打孔洩水錐後，水流遇到空心圓柱(I)後流動方向改為沿著圓柱壁面流動，洩水錐和圓柱連接處光滑過渡可以減小能量的損失，在孔(3)的附近水流(4)發生了分叉，一部分水流沿著孔(3)進入了圓柱空腔(2)中，由於孔(3)的方向是斜向下的，對水流的阻礙作用小，有利於更多的水流進入，從空腔⑵中流出的水補充到渦帶(5)的中心真空區域，渦帶中心的壓力升高，渦帶由此消除或減弱，達到了降低尾水管壓力脈動的目的。採用本發明中能夠減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐後，利用沿孔(3)流入的水流補充到渦帶(5)的真空區域，消除或減弱尾水管渦帶，進而達到降低水輪機壓力脈動的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0007]圖1為本發明中能夠減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐
[0008]圖2為常規混流式水輪機洩水錐
[0009]圖3為洩水錐和空心圓柱連接A處局部放大圖
【具體實施方式】:
[0010]如圖1所示，一種減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐，該裝置由空心圓柱1、錐形結構6、圓孔3組成，錐形結構6和空心圓柱I的迴轉中心重合，它們之間採用圓弧光滑過渡連接，圓孔3均勻分布在空心圓柱I上。本發明中能夠減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐就是在洩水錐的下端增加一個空心圓柱1，連接方法如局部放大圖3所示:圓柱和洩水錐的連接處用一段圓弧光滑過渡，圓柱壁上開下斜孔3，如圖1所示，空心圓柱I外壁直徑應處於轉輪直徑的0.05倍到0.27倍的範圍內，其長度不小於其外壁直徑的
0.1倍，孔3的形狀是等徑的圓孔，孔3的直徑應不小於0.005倍的洩水錐空心圓柱I的外壁直徑，孔的中心線和洩水錐迴轉中心線的夾角應處於O度和80度之間。為了使流入圓柱空腔2處的水流均勻分布，孔的分布要遵循如下原則:(I)在圓周方向上均勻分布，數量不小於2; (2)沿圓柱軸向分層分布，層數不小於2。
【權利要求】
1.一種減弱尾水管壓力脈動的混流式水輪機洩水錐，其特徵是:該裝置由空心圓柱(I)、錐形結構(6)、圓孔(3)組成，錐形結構(6)和空心圓柱⑴的迴轉中心重合，它們之間採用圓弧光滑過渡連接，圓孔(3)均勻分布在空心圓柱(I)上。
【文檔編號】F03B11/00GK103967686SQ201410225046
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月26日 優先權日:2014年5月26日
【發明者】許彬, 趙越, 侯衛松, 李晨晨, 索春英, 劉萬江, 徐用良, 趙英男, 李任飛, 嶽曉峰, 夏燕挺 申請人:哈爾濱電機廠有限責任公司