[发明专利]减沙抗磨的水轮机蜗壳及利用水轮机蜗壳减沙抗磨的方法

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程技术领域，特别是涉及一种减沙抗磨的水轮机蜗壳及利用水轮机蜗壳减沙抗磨的方法。

背景技术

黄河等多泥沙河流以及新疆的内陆河含沙量较大，尤其是汛期泥沙浓度相当高，含沙水流在蜗壳产生的离心力作用下贴近蜗壳外壁为大颗粒高浓度含沙水流，靠近座环处含沙量很低，砂质很细。只有近鼻端处，大颗粒、高浓度含沙水流从此处进入导叶，进入转轮，造成水轮机磨损。位于这些河流上的电站普遍存在汛期发电泥沙磨蚀严重，甚至好多电站汛期时不敢开机运行，将水能资源白白放掉，造成巨大经济浪费。

汛期时，河道水流流速较大，泥沙经过沉砂池后仍有大部分进入水轮机进水流道，在水轮机蜗壳内由于蜗壳的分离效应，造成蜗壳外侧及鼻端处泥沙含量较高，转轮运转时形成叶片受力不均，容易造成机组振动现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用蜗壳的水沙分离效应设计的减沙抗磨的水轮机蜗壳及利用水轮机蜗壳减沙抗磨的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种减沙抗磨的水轮机蜗壳，在水轮机蜗壳外侧靠近鼻端处、顺水流方向设置有与蜗壳内部相通的排沙管，排沙管上设置有截止阀门，排沙管与尾水管连通，直接将泥沙排到下游。

所述排沙管连接到尾水管肘管上。

一种利用水轮机蜗壳减沙抗磨的方法，在水轮机蜗壳鼻端外侧设置排沙管，在汛期时打开排沙管，通过蜗壳水沙分离效应将高浓度、粗颗粒泥沙导入排沙管，减少过机含沙量，减轻水轮机转轮的磨蚀。

排沙管道通过截止阀连通到尾水管上，汛期时打开阀门，将含沙水直接排进尾水管。

本发明的有益效果是：利用水轮机蜗壳减沙抗磨的方法，可以减少通过水轮机转轮的水流含沙量，避免多泥沙电站汛期无法开机的现象，降低汛期时泥沙对转轮的磨蚀，同时，减少泥沙分布不均的情况，使转轮叶片受力均匀，减轻机组振动，减少由于机组振动带来的维修次数，节省资金。

附图说明

图1是本发明的减沙抗磨的水轮机蜗壳的示意图。

图中，1-水轮机蜗壳；2-排沙管；3-截止阀门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明的水轮机蜗壳的工作原理与现有技术是相同的，可以参考现有技术，所以不再叙述，本发明与现有技术的不同点是在水轮机蜗壳外侧靠近鼻端设置有排沙管，下面进行详细的说明：

如图1所示，本发明的减沙抗磨的水轮机蜗壳，在水轮机蜗壳1外侧靠近鼻端处、顺水流方向设置有与蜗壳内部相通的排沙管2，排沙管2上设置有截止阀门3，排沙管2与尾水管连通，直接将泥沙排到下游。

所述排沙管2连接到尾水管肘管上。

本发明的利用水轮机蜗壳减沙抗磨的方法，在水轮机蜗壳鼻端外侧设置排沙管，在汛期时打开排沙管，通过蜗壳水沙分离效应将高浓度、粗颗粒泥沙导入排沙管，减少过机含沙量，减轻水轮机转轮的磨蚀。

排沙管道通过截止阀连通到尾水管上，汛期时打开阀门，将含沙水直接排进尾水管。

本发明利用蜗壳的水沙分离效应使泥沙处于蜗壳外壁的原理，通过在鼻端部位加装排沙管来减沙抗磨。使泥沙减少入水轮机，将极大减轻水轮机泥沙磨损。可减少蜗壳内的泥沙进入导叶和转轮，减少通过导叶和转轮的泥沙含量来达到降低转轮磨蚀的目的。

电站基础建设时，在蜗壳上设置排沙管，排沙管开口在蜗壳外侧鼻端附近，排沙管顺水流方向开设，排沙管上设置截止阀门，汛期时打开，水轮机运行排除高浓度泥沙，排沙管斜向下连通尾水管，直接将泥沙排到下游尾水，非汛期时，关闭阀门，减少容积损失，可定期排水防止排沙管堵塞。

排沙管道通过截止阀连通到尾水管上，汛期时打开阀门，将含沙水直接排进尾水管，无需增加集水廊道，无需增加排水泵。通过排沙管减少蜗壳内的含沙量，使进入导叶和转轮的水的密度均匀，形成均匀环量，减少内外侧密度不均和颗粒冲击带来的机组振动问题。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。