[发明专利]高强度贯流式水轮机

说明书

本发明公开了一种高强度贯流式水轮机，包括安置空腔、设置在安置空腔内且分别与上、下游水流相连的转轮室，转轮室内设有灯泡体，灯泡体在靠近下游水流一端设有转轮，转轮室通过混凝土支撑块与安置空腔形成固定连接。本发明可使转轮室得到良好的支撑，提升其稳固性，并且有利于降低、甚至消除转轮室的振动现象，提升转轮室的强度和使用寿命。

技术领域

本发明涉及流体机械及能源工程设备技术领域，具体涉及高强度贯流式水轮机。

背景技术

目前，风力发电、太阳能发电、水力发电这类清洁能源正在大力发展，以实现低碳环保之目的。现有技术中，清洁能源最主要的还是水力发电，由于贯流式水轮机可适应水头变幅大，流道平直顺畅，水力性能好，机组加权效率高，因此，在低水头径流式电站，该水轮机得到了大面积的应用。受到贯流式水轮机结构特点以及安装等的限制，人们通常会先设计制造一个大的安置空腔，然后将贯流式水轮机的导水机构与转轮室设置在安置空腔内，此时，贯流式水轮机的导水机构与转轮室的上游端与安置空腔相连接，以方便转轮室等的装配，从而使导水机构与转轮室呈大悬臂结构，当水轮机运行时，容易出现转轮室振动大的问题，当机组尺寸较大时，转轮室刚性会进一步减弱，此时，振动现象会更加严重，甚至会导致转轮室出现裂纹的严重问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种高强度贯流式水轮机，可使转轮室得到良好的支撑，提升其稳固性，并且有利于降低、甚至消除转轮室的振动现象，提升转轮室的强度和使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强度贯流式水轮机，包括安置空腔、设置在安置空腔内且分别与上、下游水流相连的转轮室，转轮室内设有灯泡体，灯泡体在靠近下游水流一端设有转轮，转轮室通过混凝土支撑块与安置空腔形成固定连接。

作为贯流式水轮机，其工作原理是：在安置空腔内设置转轮室和导水机构，在转轮室内设置包括转轮的灯泡体，上游的水流通过灯泡体时带动灯泡体尾端的转轮转动，转轮带动灯泡体内的转子转动从而发电。

可以理解的是，由于转轮室的外形尺寸巨大，其尺寸——尤其是长度尺寸会存在较大的加工误差，另外，由于其重量重，因此，吊装困难。当我们将转轮室吊装到安置空腔内进行安装时，通常是将转轮室靠近上游水流一端与安置空腔固定连接，而转轮室靠近下游水流一端则呈悬臂状，也就是说，转轮室是“浸泡”在安置空腔内的。

本发明创造性地在安置空腔内设置混凝土支撑块，也就是说，当我们将转轮室吊装到安置空腔内进行安装时，可先将转轮室靠近上游水流一端与安置空腔固定连接，以使转轮室在安置空腔内得以基本的定位和固定，然后在安置空腔与转轮室的空隙之间填入混凝土，继而形成混凝土支撑块，一方面可使转轮室通过混凝土支撑块与安置空腔形成固定连接，从而对转轮室形成强有力的刚性支撑，显著地提升转轮室的刚性和支撑强度，因而可降低、甚至消除水轮机在运行时转轮室的振动现象，并相应地延长水轮机的使用寿命；另一方面，方便转轮室在安置空腔内的安装，避免因转轮室的尺寸误差造成安装困难。

作为优选，转轮室的一端为与上游水流相连的上游端，另一端为与下游水流相连的下游端，转轮室的上游端与安置空腔相连接，至少在转轮室的下游端设有所述混凝土支撑块。

如前所述，转轮室的上游端与安置空腔相连接，本发明至少在转轮室的下游端设置混凝土支撑块，从而使转轮室形成上下游两端支撑，也就是说，现有的转轮室安装结构有悬臂梁结构变成了类似简支梁结构，从而可显著地增加其刚性和强度，减少振动。

作为优选，所述混凝土支撑块从转轮室的上游端延伸至下游端。

在该方案中，混凝土支撑块从转轮室的上游端延伸至转轮室的下游端，从而可对转轮室在轴向上形成整体的支撑，以进一步提升转轮室的刚性和强度，有效地减少甚至消除水轮机运行时转轮室的振动。