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CN111980841A - 一种高效水轮机双活动导叶装置 - Google Patents

一种高效水轮机双活动导叶装置 Download PDF

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CN111980841A
CN111980841A CN202010934248.0A CN202010934248A CN111980841A CN 111980841 A CN111980841 A CN 111980841A CN 202010934248 A CN202010934248 A CN 202010934248A CN 111980841 A CN111980841 A CN 111980841A
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CN
China
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guide vane
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movable guide
tail end
water turbine
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Pending
Application number
CN202010934248.0A
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English (en)
Inventor
邓万权
徐连琛
刘小兵
刘德民
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Xihua University
Original Assignee
Xihua University
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Publication date
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    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/16—Stators
    • F03B3/18—Stator blades; Guide conduits or vanes, e.g. adjustable
    • F03B3/183—Adjustable vanes, e.g. wicket gates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

本发明涉及水轮机技术领域，公开了一种高效水轮机双活动导叶装置，包括导叶前端、导叶尾端以及柔性段，所述导叶前端与导叶尾端之间连接有柔性段。本发明可实现提高水轮机内部流动稳定性目的，使导叶尾端与导叶前端柔性连接，降低了叶道涡的发生概率，有利于机组安全稳定的运行。

Description

一种高效水轮机双活动导叶装置
技术领域
本发明涉及水轮机技术领域，具体是指一种高效水轮机双活动导叶装置。
背景技术
水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。水轮机大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。
活动导叶是水轮机中关键的过流部件，对水轮机的效率，压力脉动等水力稳定性有明显的影响。但是，传统的活动导叶由于结构固定，当混流式水轮机不在最优工况运行时，使得导叶的绕流条件不够理想，在导叶表面形成脱流、回流、空化,在导叶尾部形成尾流,产生叶道涡并造成压力脉动，使叶片产生裂纹，此外，叶道涡还可诱发漩涡空化，导致空蚀现象出现，引发噪声并致使叶片破坏，影响机组的安全稳定运行。
因此我们迫切需要一种能够提高水轮机内部流动稳定性的双活动导叶装置。
发明内容
基于以上问题，本发明提供了一种高效水轮机双活动导叶装置。本发明可实现提高水轮机内部流动稳定性目的，使导叶尾端与导叶前端柔性连接，降低了叶道涡的发生概率，有利于机组安全稳定的运行。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种高效水轮机双活动导叶装置，包括导叶前端、导叶尾端以及柔性段，所述导叶前端与导叶尾端之间连接有柔性段。
在本发明中，双活动导叶由导叶前端、导叶尾端和柔性段组成，当本申请的双活动导叶受到水流压力时，水流会在导叶前端的一侧形成低压区、另一侧形成高压区，同时也会在导叶尾端形成回流区和尾流区，又因为柔性段连接了导叶前端和导叶尾端，在两侧压差的作用下，柔性段及尾端会向负压区偏转，最终在两侧压力的作用下平衡，此时脱流及回流现象被有效的消除，优化了水流的流态，进而减少叶道涡产生，实现提高水轮机内部流动稳定性的目的。本发明可实现提高水轮机内部流动稳定性目的，使导叶尾端相对于导叶前端能够发生转动，降低了叶道涡的发生概率，有利于机组安全稳定的运行。
作为一种优选的方式，导叶尾端内设有水平滚动槽，水平滚动槽内设有滑动球体。
作为一种优选的方式，导叶尾端上设有和水平滚动槽连通的传输通道，传输通道的通道口处设有密封盖。
作为一种优选的方式，传输通道的通道口内设有台阶，密封盖放置在台阶上。
作为一种优选的方式，导叶前端上设有导叶轴。
作为一种优选的方式，柔性段为橡胶柔性段。
作为一种优选的方式，导叶前端与柔性段以及导叶尾端与柔性段之间设有冷粘胶水。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明可实现提高水轮机内部流动稳定性目的，使导叶尾端与导叶前端柔性连接，降低了叶道涡的发生概率，有利于机组安全稳定的运行；
(2)本发明通过导叶尾端内的水平滚动槽和水平滚动槽内的滑动球体，有利于促进导叶尾端根据两侧的水流压力调整偏转方向；
(3)本发明通过和水平滚动槽连通的传输通道，传输通道的通道口处设有密封盖，传输通道实现将滑动球体传输到水平滚动槽内，由于导叶尾端的受力情况，滑动球体在水平滚动槽内滚动，不会冲击传输通道内的密封盖，有利于滚动球体的在水平滚动槽内的滚动；
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为图2A-A的剖视图。
图4为传统活动导叶流态分布图。
其中，1导叶前端，2导叶轴，3柔性段，4导叶尾端，5密封盖，6台阶，7传输通道，8水平滚动槽，9滑动球体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1：
参见图1和图4，一种高效水轮机双活动导叶装置，包括导叶前端1、导叶尾端4以及柔性段3，导叶前端1与导叶尾端4之间连接有柔性段3。
在本发明中，双活动导叶由导叶前端1、导叶尾端4和柔性段3组成，当本申请的双活动导叶受到水流压力时，水流会在导叶前端1的一侧形成低压区、另一侧形成高压区，同时也会在导叶尾端4形成回流区和尾流区，又因为柔性段3连接了导叶前端1和导叶尾端4，在两侧压差的作用下，柔性段3及尾端会向负压区偏转，最终在两侧压力的作用下平衡，此时脱流及回流现象被有效的消除，优化了水流的流态，进而减少叶道涡产生，实现提高水轮机内部流动稳定性的目的。本发明可实现提高水轮机内部流动稳定性目的，使导叶尾端4相对于导叶前端1能够发生转动，降低了叶道涡的发生概率，有利于机组安全稳定的运行。
导叶前端1、柔性段3以及导叶后端平滑过渡，导叶前端1与柔性段3和导叶后端与柔性段3的连接可采用机械连接或用胶水连接。机械连接有螺钉、螺栓等连接。
参见图2～3，作为一种优选方式，导叶尾端4内设有水平滚动槽8，水平滚动槽8内设有滑动球体9。
通过导叶尾端4内的水平滚动槽8和水平滚动槽8内的滑动球体9，有利于促进导叶尾端4根据两侧的水流压力调整偏转方向。因滑动球体9在水平滚动槽8内滚动而促进导叶尾端4偏转，因此水平滚动槽8对称分布在导叶尾端4内部并控制双活动导叶的偏转。
参见图2～3，作为一种优选方式，导叶尾端4上设有和水平滚动槽8连通的传输通道7，传输通道7的通道口处设有密封盖5。
通过和水平滚动槽8连通的传输通道7，传输通道7的通道口处设有密封盖5，传输通道7实现将滑动球体9传输到水平滚动槽8内，由于导叶尾端4的受力情况，滑动球体9在水平滚动槽8内滚动，不会冲击传输通道7内的密封盖5，有利于滚动球体的在水平滚动槽8内的滚动。
参见图2～3，作为一种优选方式，传输通道7的通道口内设有台阶6，密封盖5放置在台阶6上。
有利于使密封盖5的端面和导叶尾端4端面在同一平面上，密封盖5与传输通道7通道口处的连接方式可以是螺纹连接、螺钉连接等任意一种固定方式。
参见图1～2，作为一种优选方式，导叶前端1上设有导叶轴2。
导叶轴2用于和水轮机上的导叶调节装置连接。
参见图1～2，作为一种优选方式，柔性段3为橡胶柔性段3。
此处的柔性段3为具有弹性的柔性段3，橡胶具有弹性，因此柔性段3选取的橡胶柔性段3，有利于是双活动导叶在收到两侧压力时发生偏转。
作为一种优选方式，导叶前端1与柔性段3以及导叶尾端4与柔性段3之间设有冷粘胶水。
冷粘胶水有利于将导叶前端1、柔性段3和导叶尾端4连接在一起。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高效水轮机双活动导叶装置，其特征在于：包括导叶前端(1)、导叶尾端(4)以及柔性段(3)，所述导叶前端(1)与导叶尾端(4)之间连接有柔性段(3)。
2.根据权利要求1所述的一种高效水轮机双活动导叶装置，其特征在于：所述导叶尾端(4)内设有水平滚动槽(8)，所述水平滚动槽(8)内设有滑动球体(9)。
3.根据权利要求2所述的一种高效水轮机双活动导叶装置，其特征在于：所述导叶尾端(4)上设有和水平滚动槽(8)连通的传输通道(7)，所述传输通道(7)的通道口处设有密封盖(5)。
4.根据权利要求3所述的一种高效水轮机双活动导叶装置，其特征在于：所述传输通道(7)的通道口内设有台阶(6)，密封盖(5)放置在台阶(6)上。
5.根据权利要求1所述的一种高效水轮机双活动导叶装置，其特征在于：所述导叶前端(1)上设有导叶轴(2)。
6.根据权利要求1所述的一种高效水轮机双活动导叶装置，其特征在于：所述柔性段(3)为橡胶柔性段(3)。
7.根据权利要求1所述的一种高效水轮机双活动导叶装置，其特征在于：所述导叶前端(1)与柔性段(3)以及导叶尾端(4)与柔性段(3)之间设有冷粘胶水。
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