[发明专利]一种双向全贯流水轮机

说明书

本发明公开了一种双向全贯流水轮机，包括依次连接的进水管、尾水管，进水管内中心轴线上沿水流方向依次设置有活动导叶、转轮；尾水管包括依次连接的第一扩散段、第二扩散段、第三扩散段及第四扩散段，沿第二扩散段内壁圆周连接有第一导流板、第二导流板，第一导流板、第二导流板等间距分布，第一导流板的长度等于第二扩散段长度，且大于第二导流板长度；第二导流板一端位于第二扩散段出口截面处。避免了不必要的流动损失；将第二导流板放在远离转轮出口一侧，能防止与叶轮形成较强的动静干涉作用，影响稳定运行。

技术领域

本发明属于水轮机技术领域，涉及一种双向全贯流水轮机。

背景技术

我国海岸线广阔，潮汐能资源丰富，潮汐能具有的低水头特性，使得贯流式水轮机成为潮汐能开发的首选，但目前用于潮汐能电力生产的常规贯流式水轮机大都只能单向发电，无法均衡水轮机双向运行时的水力性能，为了提高低水头潮汐能的能量转换效率，双向全贯流式水轮机发电装置研发成为了贯流式水轮机的主流研究方向，现有的双向贯流式水轮机尾水管的设计造成了反向工况能量利用效率低、正向偏工况尾水管内涡带及压力脉动大等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种双向全贯流水轮机，解决了现有技术中存在的贯流式水轮机存在反向能量转换效率低、正向偏工况尾水管内涡带及压力脉动大的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种双向全贯流水轮机，包括依次连接的进水管、尾水管，进水管内中心轴线上沿水流方向依次设置有活动导叶、转轮；尾水管包括依次连接的第一扩散段、第二扩散段、第三扩散段及第四扩散段，沿第二扩散段内壁圆周连接有第一导流板、第二导流板，第一导流板、第二导流板等间距分布，第一导流板的长度等于第二扩散段长度，且大于第二导流板长度；第二导流板一端位于第二扩散段出口截面处。

本发明的特点还在于：

第一导流板、第二导流板的形状相同。

第一导流板和第二导流板的高度沿正向水流方向依次增大。

第二扩散段任意位置处的直径为D，第一导流板和第二导流板在第二扩散段的高度均为0.05D。

第一扩散段距离转轮旋转中心线的距离为X₁，第二扩散段距离转轮旋转中心线的距离为X₂，第二导流板的长度为0.5（X₂- X₁）。

第一导流板、第二导流板的数量均和转轮叶片的数量相等。

第一导流板远离第二扩散段内壁的两个顶角为倒角，且倒角的圆弧半径为0.05-0.1D。

本发明的有益效果是：本发明一种双向全贯流水轮机，利用每个截面的直径去约束两个导流板高度，能保证流体在该扩散段各个截面相对作用的均匀性；第一导流板和第二导流板两端采用倒角处理，避免了不必要的流动损失；将第二导流板放在远离转轮出口一侧，能防止与叶轮形成较强的动静干涉作用，影响稳定运行；正向工况时，第一导流板能减弱尾水管内从叶轮出口流出的流体的周向环量，使涡带发展不起来，或者减小涡带的范围，将涡带运动轨迹控制在主轴中心线附近，不会与壁面碰撞产生不稳定安全因素，降低压力动脉；反向工况时，第二导流板引导流体顺着导流板诱导方向平稳流入转轮进口区域，能减弱从尾水管进口流入的紊乱流体与接近转轮的流体的相互作用，从而提高了反向能量转换效率。

附图说明

图1是本发明一种双向全贯流水轮机的结构示意图；

图2是本发明一种双向全贯流水轮机的尾水管结构示意图；

图3是本发明一种双向全贯流水轮机的第二扩散段的透视图；

图4是本发明一种双向全贯流水轮机尾水管的导流板结构示意图。