[实用新型]增压式多转轮水轮机组

说明书

本实用新型公开了一种增压式多转轮水轮机组，包括机壳、主轴和排水通道，所述主轴上设有至少两个转轮，所述转轮包括至少一个高于排水通道尾水位的上转轮以及至少一个低于排水通道尾水位的下转轮，所述转轮外部设有独立对应的机壳以及向转轮供水的进水管，所述进水管上朝向转轮喷射水流带动转轮和主轴转动的若干喷嘴，还包括与机壳内连通的补气管路，所述补气管路向转轮补气以使转轮位于水面以上。本实用新型旨在提供一种保证转轮的可利用水头、降低效率损失、提高发电经济效益的增压式多转轮水轮机组。

技术领域

本实用新型属于水轮机领域，尤其涉及一种增压式多转轮水轮机组。

背景技术

传统的冲击式水轮机结构，受到设备制造能力，运输条件的限制。单机容量难以做到大的突破，现今世界上，最大冲击机组都没有能够突破450MW。为了开发大容量、高效率的冲击式机组，满足国内水电发展的需求，目前提出了多转轮冲击式水轮机方案，如在先申请的中国专利CN109296491A，公开了一种水轮机的多层转轮结构，包括主轴和进水管，立式设置的主轴上安装有转轮，进水管下游端设有球阀，球阀的下游端连接配水管，配水管下游端安装有喷嘴，喷嘴的位置与转轮的位置适配，转轮的数量至少为2个，在主轴上上下排列；进水管的数量至少为2个；喷嘴与转轮在位置上适配对应。然而，IEC规范水轮机的效率是依据河流上下游水位计算输入能量的，因此每层转轮高程差导致了额外的0.5%~1.5%效率损失，由于多转轮冲击式水轮机将单机出力提高至百万千瓦，0.5%~1.5%依然是较大的发电功率损失，不能最大的利用电站有效水头，造成了资源的浪费。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供了一种保证转轮的可利用水头、降低效率损失、提高发电经济效益的增压式多转轮水轮机组。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种增压式多转轮水轮机组，包括机壳、主轴和排水通道，所述主轴上设有至少两个转轮，所述转轮包括至少一个高于排水通道尾水位的上转轮以及至少一个低于排水通道尾水位的下转轮，所述转轮外部设有独立对应的机壳以及向转轮供水的进水管，所述进水管上朝向转轮喷射水流带动转轮和主轴转动的若干喷嘴，还包括与机壳内连通的补气管路，所述补气管路向转轮补气以使转轮位于水面以上。这样，压缩空气注入至下转轮的机壳中，降低了下转轮的水位，使下转轮在尾水位以下运行，同时上转轮可以设置在距尾水位以上的最优位置，充分利用了上游水位至转轮中心的高程差，两个转轮都在电站最优水头下运行，消除了现有技术中每层转轮高程差导致额外的0.5%~1.5%效率损失，提高了水轮机组运行效率和电站经济效益。

作为优选，所述进水管的尾端连接有围绕机壳外周的环水管，所述环水管上设有通入至机壳内部的进水分管，所述进水分管与喷嘴连通。

作为优选，所述机壳外部设有多个所述进水管，所述进水管的尾端连接有沿机壳外周布置的环水管，所述环水管上设有与部分喷嘴对应连接的进水分管。每个转轮同时配备多个进水管，有效缩减了进水阀和配水管尺寸，也降低了设计与运输难度。

作为优选，所述的进水管上设有球阀。

作为优选，所述补气管路包括与大气压力连通的上补气管以及通入压缩空气的下补气管，所述上补气管与所述上转轮对应设置，所述下补气管与所述下转轮对应设置。上转轮位于尾水位以上，上补气管采用自然补气方式，节约能量消耗。下转轮位于尾水位以下，采用压缩空气补气，使得下转轮完全暴露在空气中，降低下转轮的运行阻力。

作为优选，所述排水通道包括位于上转轮下方的上排水通道以及位于下转轮下方的下排水通道，所述下排水通道的尾端向上与上排水通道连通。这样，流经上转轮的水流进入到上排水通道中，流经下转轮的水流进入到下排水通道中，上转轮的水流不会影响到下转轮运行，可有效保证发电效率。