[发明专利]一种减轻水轮机顶盖垂直振动危害的顶盖内腔设计方法

说明书

本发明公开了一种减轻水轮机顶盖垂直振动危害的顶盖内腔设计方法，包括以下内容：增大顶盖和转轮上冠之间间距，以降低静止的顶盖和旋转的转轮之间水体各层之间流速梯度和增加水层厚度；取消顶盖下端面及转轮上部外端面的筋板及所有造成凹凸不平的装置，使顶盖内腔空间的上下两个表面保持平整光顺；对无法消除的凸起增设遮挡，通过遮挡避免遮挡内部部件对水流的搅动，以降低夹层内水流流速，进而减轻顶盖垂直振动。本发明公开的一种减轻水轮机顶盖垂直振动危害的顶盖内腔设计方法，降低了顶盖和转轮上冠间流速，减少脱流旋涡和水流空化，减小甚至消除空化空腔，从而减轻空化空腔对压力脉动的放大作用，减轻顶盖垂直振动危害。

技术领域

本发明涉及水力机械技术领域，具体涉及一种减轻混流式水轮机、混流可逆式水泵水轮机顶盖垂直振动危害的顶盖内腔设计方法。

背景技术

混流式水轮机、混流可逆式水泵水轮机等水力机械设备常遇到剧烈的水力振动，其主要表现为顶盖垂直振动严重，噪声严重超标。这类机组振动还会引起厂房强烈地振动，严重时甚至造成墙体或楼板开裂，给电站安全稳定运行带来很大威胁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减轻水轮机顶盖垂直振动危害的顶盖内腔设计方法，用以减轻混流式水轮机、混流可逆式水泵水轮机在运行过程中的顶盖剧烈振动。

本发明提供一种减轻水轮机顶盖垂直振动危害的顶盖内腔设计方法，所述水轮机包括混流式水轮机和混流可逆式水泵水轮机，包括以下内容：

增大顶盖和转轮上冠之间间距，以降低静止的顶盖和旋转的转轮之间水体各层之间流速梯度和增加水层厚度；

取消顶盖下端面及转轮上部外端面的筋板及表面其它凸起，使顶盖内腔空间的上下两个表面保持平整光顺；

对无法消除的凸起增设遮挡，通过遮挡避免遮挡内部部件对水流的搅动，以降低夹层内水流流速，减少脱流旋涡，减轻甚至消除水流空化，进而减轻顶盖垂直振动。

具体地，所述顶盖和所述转轮上冠之间间距的最小值不小于50mm～150mm，且所述顶盖和所述转轮上冠之间间距不超过200mm。

更具体地，当所选择的混流式水轮机或混流可逆式水泵水轮机为大机组时，顶盖和转轮上冠之间间距的最小值为150mm，当所选择的混流式水轮机或混流可逆式水泵水轮机为小机组时，顶盖和转轮上冠之间间距的最小值为50mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明公开了一种减轻水轮机顶盖垂直振动危害的顶盖内腔设计方法，该水轮机包括混流式水轮机、混流可逆式水泵水轮机，根据我们发现的空化空腔对压力脉动放大作用原理设计，通过保持顶盖和转轮之间流道的顺畅(不包括转轮和转轮室之间的迷宫间隙等)，没有凸起物搅动水流，降低流速，减少涡旋流，减轻该空间内水体空化，减小甚至消除空化空腔，相当于拆除了空化空腔这一能放大压力脉动幅值的“放大器”，从而可大幅度减轻顶盖垂直振动。本发明公开的减轻水轮机顶盖垂直振动危害的顶盖内腔设计方法，操作简单明了，仅需对顶盖内腔空间的结构件进行设计完善，省钱省力，很容易实现。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。