[发明专利]一种便于实时状态监测的水轮机

说明书

本发明公开了一种便于实时状态监测的水轮机，包括一种便于实时状态监测的水轮机，包括基坑、位于基坑内的蜗壳、位于所述蜗壳中心处的竖直的主轴、控制器，所述主轴的下端设有转轮，所述主轴的上端与发电机的转子相连接，所述转轮下方设有尾水管，所述蜗壳的进水端通过导水管与上游水流相连通，所述转轮与所述蜗壳之间设有止漏环，所述止漏环与所述转轮之间设置1.5‑2mm的配合间隙，本发明可实时监测转轮的磨损情况，以便对水轮机进行及时的维护、甚至更新，确保水轮机能正常运行，进而有利于减少停机时间，提升发电效率。

技术领域

本发明涉及水轮发电机技术领域，具体涉及到一种便于实时状态监测的水轮机。

背景技术

随着人们节能环保意识的增强，清洁高效的水电装备正在大力发展，周所周知，水力发电是通过水轮机的转动带动发电机发电的。其基本构造包括其中的混流式水轮机在我国清洁能源行业中占有重要的地位。混流式水轮机通常包括一个基坑，竖直的主轴、设置在主轴下端具有叶片的转轮、环绕转轮设置的蜗壳，在主轴的上端设有包括转子和定子的发电机。所述蜗壳的内侧设有出水口，在转轮外围还设有若干竖直布置的固定导叶和活动导叶，其中固定导叶的角度固定不可调节，而活动导叶的角度则可调，并且固定导叶设置在外围，而活动导叶位于固定导叶的内侧，并转动连接在座环上，固定导叶和活动导叶在座环的周向上等间距分布。金属蜗壳通过引水管引入的水库水流通过出水口冲击到固定导叶上，水流通过固定导叶、活动导叶的引导后冲击转轮使转轮转动，继而带动主轴转动，主轴即可带动发电机工作而发电，而冲击转轮做功后能量减弱的“尾水”则通过混流式转轮下部的尾水管向下游排出。

为了避免从蜗壳冲出的水流快速地向下从尾水管排出，需要在蜗壳与转轮之间设置止漏环，止漏环与转轮之间设置1.5-2mm之间的配合间隙，以确保转轮的顺畅转动，同时阻止水流快速地向下排到尾水管内，间隙过大会造成转轮效率大幅下降，水轮机运行时振动增大。也就是说，具有压力的水流绝大部分在冲击转轮做功后向下排出到尾水管内，而极小部分的水流则高速通过止漏环与转轮之间的配合间隙向下流到到尾水管内。

水库中的水会含有一定量的泥沙，也就是说，当水轮机长期在含有泥沙的水中运行时，会在转轮的表面造成不均衡的磨损，严重时需要停机修复，甚至更换新的转轮。

由于转轮是处于“封闭状态”的，也就是说，现有技术中，人们无法直观地检测并判断转轮的磨损状态，通常情况下，因为电站引水管中存在连通上游水库的高压水，需要使水轮机完全停机，排空水轮机内部水，然后工作人员通过基坑的检修通道进入蜗壳内部，才能观测转轮的磨损情况，进入尾水管检修存在相当水淹机组和人员伤亡的安全隐患。而对于转轮与止漏环配合间隙处的磨损情况，甚至需要吊起转轮才能进行准确的检测，这会严重影响水轮机的工作效率，减少发电量。由于人们无法及时观测并判断转轮的磨损情况，也就是说，这种“停机检测”更多地是一种根据经验进行的“盲测”，为了避免转轮的严重磨损甚至损坏对水轮机的正常运行造成严重的后果，人们只能“提前”进行不止一次的检测，才能对转轮的磨损情况做出准确的判断。同时，转轮下环与止漏环处间隙处相较于转轮内部叶片的流场，水流速度更大，流态更复杂，磨损情况往往比转轮内部及叶片严重，通过对该处的实时监测和诊断可以有提前评判转轮整体的磨损状态。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种便于实时状态监测的水轮机，可实时监测转轮的磨损情况，以便对水轮机进行及时的维护、甚至更新，确保水轮机能正常运行，进而有利于减少停机检修时间，提升发电效率。

技术方案

一种便于实时状态监测的水轮机，包括一种便于实时状态监测的水轮机，包括基坑、位于基坑内的蜗壳、位于所述蜗壳中心处的竖直的主轴、控制器，所述主轴的下端设有转轮，所述主轴的上端与发电机的转子相连接，所述转轮下方设有尾水管，所述蜗壳的进水端通过导水管与上游水流相连通，所述转轮与所述蜗壳之间设有止漏环，所述止漏环与所述转轮之间设置1.5-2mm的配合间隙。