[实用新型]一种有散热支撑的贯流式水轮发电机

说明书

技术领域

本实用新型属于机械设备技术领域，涉及一种有散热支撑的贯流式水轮发电机。

背景技术

贯流式水轮发电机组以其尺寸小、土建投资少、运行方式多、见效快等优点成为开发低水头水能资源的常见机组形式，其中又以灯泡贯流式应用最为广泛。

灯泡贯流式水轮发电机将发电机整体安装在灯泡体内，由尺寸巨大的混凝土支墩承载灯泡体的重量和动载荷，采用灯泡头作为热交换部件使灯泡体外的水流带走发电机运行过程中产生并集聚在灯泡体内部的热量。

这种机组形式存在以下几点不足：

(1)由于既要承载灯泡体的重量，又要承载机组运行过程中的动载荷，因此混凝土支墩尺寸一般都很大，导致水流绕流时产生较大的水力损失；

(2)由于支墩在灯泡体下部，这导致水流绕过支墩后，进入转轮前过流断面上水流的速度分布、压力分布都存在一定的梯度，水流在圆周方向各向异相将降低转轮运行的稳定性；

(3)灯泡头作为热交换部件时热交换面积有限，不利于灯泡体内部热量快速消散。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种有散热支撑的贯流式水轮发电机，解决了现有贯流式水轮发电机散热性能不足的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种有前置散热支撑的贯流式水轮发电机，包括外壳体、散热支撑和灯泡体，灯泡体位于外壳体内，散热支撑位于外壳体和灯泡体之间，散热支撑的两端分别与外壳体和灯泡体固接；外壳体设有和水工建筑物连接的接口，灯泡体头部面向接口，灯泡体内安装有发电机，发电机的主轴伸出灯泡体尾部，水轮机转轮安装在伸出灯泡体尾部的主轴上。

本实用新型的特点还在于，

散热支撑由若干支撑片组成，支撑片的断面为翼型，支撑片的两个翼型断面端分别与外壳体和灯泡体固接，散热支撑为水轮机转轮产生初始环量的翼型曲线。

支撑片至少设置有16个。

水轮机转轮和散热支撑之间设置有导水机构，导水机构用于调节通过流道的水量。

本实用新型的有益效果是，本实用新型有散热支撑的贯流式水轮发电机取消了尺寸巨大的支墩，采用前置散热支撑将灯泡体与外壳体固定连接，减少了水流绕流支墩时产生的水力损失；前置散热支撑增大了水流与灯泡体的热交换面积，有利于灯泡体内发电机发出的热量快速被水流吸收，减少因发电机温升导致的效率损失；散热支撑断面形状是一个翼型曲线，水流通过支撑后产生一个初始环量，优化了水轮机转轮进口条件，进而提高转轮的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型一种有散热支撑的贯流式水轮发电机的结构示意图；

图2是本实用新型中支撑片的结构示意图。

图中，1.外壳体，2.散热支撑，3.灯泡体，4.发电机，5.主轴，6.导水机构，7.水轮机转轮，8.支撑片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种有散热支撑的贯流式水轮发电机的结构如图1所示，包括外壳体1、散热支撑2和灯泡体3，外壳体1设有和水工建筑物连接的接口，灯泡体3位于外壳体1内，散热支撑2位于外壳体1和灯泡体3之间，散热支撑2的两端分别与外壳体1和灯泡体3固接；外壳体1设有和水工建筑物连接的接口，灯泡体3头部面向接口，灯泡体3内安装有发电机4，发电机4的主轴5伸出灯泡体3尾部，水轮机转轮7安装在伸出灯泡体3尾部的主轴5上。

其中散热支撑2由在其圆周方向均匀分布的16个支撑片8组成，如图2所示，支撑片8的断面为翼型，支撑片8的两个翼型断面端分别与外壳体1和灯泡体3固接，散热支撑2为水轮机转轮7产生初始环量的翼型曲线；水轮机转轮7和散热支撑2之间设置有导水机构6，导水机构6用于调节通过流道的水量。

本实用新型有散热支撑的贯流式水轮发电机由内向外分为三段层，分别为外壳体1、散热支撑2、灯泡体3，外壳体1内表面是流道的外轮廓；灯泡体3外表面是流道的内轮廓；散热支撑2位于流道中，将外壳体1和灯泡体3连接为一个整体。

同时，水轮发电机的流道由前向后分为三段层，由前到后依次为散热支撑2、导水机构6、水轮机转轮7。散热支撑2断面形状是一个可为水轮机转轮7产生初始环量的翼型曲线；导水机构6用于调节通过流道的水量；水轮机转轮7将水的能量转化为水轮机的旋转机械能，近而驱动发电机4转动转化为电能。

本实用新型中散热支撑2由圆周方向16个断面为翼型的支撑片8组成，替代了目前应用的混凝土支墩，满足承载灯泡体的重量和运行过程中动载荷的需求，增大了流道实际过流面积，减少了水流绕过支撑体的水力损失。

散热支撑2支撑片8断面为翼型，可为下游的水轮机转轮提供初始的环量，增加机组的高效率运行区。散热支撑2采用金属材质，可以将灯泡体内的热量带出，降低灯泡体内发电机的运行环境温度，有利于提高发电机效率和运行的稳定性；同时将灯泡体内的热量带出后可与水流进行热交换，提高水流的温度，减小水流的粘性系数，近而减小水流做功时的摩擦损失，有利于提高水能转化效率。