[发明专利]一种贯流式多工况转轮灯泡一体式透平

说明书

本发明属于流体机械领域，提供一种贯流式多工况转轮灯泡一体式透平，包括泄水锥、电动机、电动推杆、推力臂、连杆、转轮、导叶、检修竖井、主轴、定子、转子、外转子电机和发电装置。外转子电机安装在转轮体里，外转子电机转子环绕转轮体内壁布置，外转子电机定子固定在主轴上；电动推杆通过推力臂与连杆相连，连杆与转轮叶片连接；导叶均匀布置在转轮与检修竖井之间；外转子电机通过主轴与发电装置连接；主轴为空心轴，内装电线连接外转子电机与电动推杆。该机组可实现正反向发电、正反向抽水工况以及转轮叶片角度的调节。本发明结构简单，密封性好，运行平稳，平衡能力好，调节、安装方便；并且，体积较传统机组大大缩小，水流性能显著提升。

技术领域

本发明属于流体机械领域，具体涉及一种贯流式多工况转轮灯泡一体式透平。

背景技术

为了满足不同的需求，抽水蓄能电站和潮汐电站透平都在多种工况下运行。抽水蓄能电站是电力系统中最可靠、最经济、寿命周期长、容量大、技术最成熟的储能装置，是新能源发展的重要组成部分。潮汐能高效、清洁、可大规模开发应用，越来越受到各国的青睐。我国潮汐能资源丰富，共约32000多公里的海岸线中蕴藏着丰富的潮汐能资源。潮汐能具有独特优势：低碳环保、不污染环境、资源丰富、储备量大、安全可靠成本低、可再生。

灯泡贯流式机组它的主要特点有结构紧凑、稳定性好效率较高适用于低水头大中型水电站它还适合作可逆式水泵水轮机运行、由于进出水流道没有急转弯，抽水工况和水轮机工况均能获得较好的水力性能，应用于潮汐电站上可具有双向发电、双向抽水和双向泄水等六种功能，因此很适合开发利用潮汐资源。近十几年来，中国抽水蓄能电站迅速发展，对多工况水泵水轮机要求也越来越高。

虽然双向运行方式可提供较连续的电力，具有较强的电网适应性，可进行调峰运行，但工程投资较高。目前由于发电效率随着水头的变化而变化，且反向运行或作为水泵工作时，效率非常低，低水头运行每千瓦的单位造价会上升。现有技术主要是通过优化水轮机组转轮和导叶以及减小灯泡比来提高机组效率。转轮和导叶方面，由于国内技术还不成熟，转轮和导叶设计主要依赖国外，在优化灯泡体上，减小灯泡比相应地就增加了电机安装的难度。所以很有必要对灯泡贯流式机组结构上做一些设计研究。

现有技术中专利公开号为CN105604776A的一种六工况三叶片转轮双向潮汐发电水轮机，对导叶形状进行了设计，采用了全新的导叶型线，使流动更加顺畅，流道中的阻力损失更小将转轮叶片数由4个减少为3个，提高了机组的过流量，同时对转轮叶片进行了优化设计，采用型转轮叶片，从进口到出口采用了新的厚度变化规律，保证正反双向水轮机运行时都具有较高的效率，但是其本质上还是针对水力设计进行优化，并没有在结构上进行改动，效果不明显；

现有技术中公开号为CN206495745U的一种小型整装转桨灯泡贯流式水轮发电机组安装结构，整体式转桨灯泡贯流式水轮发电机组顶部设有整体起吊挂钩，水电站水道基础上方设有吊装平台和吊车安装支撑柱，吊车安装支撑柱上设有起吊行车实用新型水电站中只要设置较小的吊装平台和起吊行车，就能够快速方便安装小型整装转桨灯泡贯流式水轮发电机组，水电站的基础建筑工程量小，安装使用方便,能够降低运行成本，提高经济效益。但是其目的只是针对安装检修方便，并没有提升机组的水力性能。

发明内容

针对目前世界上应用较多的具有正反向发电、正反向抽水等多工况灯泡贯流式机组效率普遍低下的现状以及考虑到电站成本等方面，本发明提供了一种贯流式多工况转轮灯泡一体式透平。

本发明将传统的灯泡贯流式水轮机组的灯泡体部分与转轮部分设计成一体式，外转子电机安装在转轮轮毂里，通过水轮机发电工况存储的电能驱动电动推杆实现转轮叶片角度调节功能。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种贯流式多工况转轮灯泡一体式透平，包括泄水锥、电动机、电动推杆、推力臂、连杆、转轮、导叶、检修竖井、主轴、定子、转子、外转子电机和发电装置；