[发明专利]混流式水轮机

说明书

本公开涉及一种混流式水轮机，包括壳体、主轴、第一转轮和第二转轮；主轴插装于壳体内，第一转轮和第二转轮与主轴同轴地设于壳体内部，并沿主轴的轴向间隔固设于主轴；壳体包括沿主轴的轴向依次套设于第一转轮的第一蜗壳以及套设于第二转轮的第二蜗壳；第一蜗壳朝向第一转轮的侧壁设有由第一蜗壳的进水端至鼻端的第一进口；第二蜗壳朝向第二转轮的侧壁设有由第二蜗壳的进水端至鼻端的第二进口。通过上述技术方案，该混流式水轮机能够通过控制第一蜗壳和第二蜗壳的进水量来控制第一转轮和第二转轮的转动，实现调节变化负荷、频率的不同，针对较小的负荷、频率波动进行调节，满足机组与电网并网及解列的需求。

技术领域

本公开涉及水轮机技术领域，具体地，涉及一种混流式水轮机。

背景技术

混流式水轮机是目前应用最广泛的一种水轮机，其主要组成部件有包括蜗壳、座环、导水机构、顶盖、转轮、主轴、导轴承、底环、尾水管等。蜗壳作为水轮机的引水部件，主要作用是以最小的水力损失把水流引到转轮前的导水机构，并使水流能均匀面轴对称地进入导水机构，同时，让水流具有一定的速度环量，以提高作用于转轮有效水能运行稳定性。通过单独改变导叶开度方法是利用调速系统按负荷变化引起的机组转速或频率的偏差调整水轮机导叶开度使水轮机动力距和发电机阻力距及时回复平衡从而使转速和频率保持在规定范围内。

现有蜗壳均为单向进水口设计，蜗状结构段的断面逐渐减小以在导水机构前形成必要的环量。水流经由蜗壳进口断面至鼻端断面时，水流的切向分速度变化受断面尺寸影响较大，另外,通过将蜗状结构段的所有断面均设置为椭圆形,即蜗状结构段的尾部的断面也为椭圆形，并不能理想地形成轴对称有势流动。由于电网负荷容量和性质变化复杂，不利于机组与电网的并网及解列。

发明内容

本公开的目的是提供一种混流式水轮机，该混流式水轮机通过沿主轴的轴向设置的第一转轮和第二转轮、以及与第一转轮对应的第一蜗壳和与第二转轮对应的第二蜗壳，通过控制第一蜗壳和第二蜗壳的进水量来控制第一转轮和第二转轮的转动，实现调节变化负荷、频率的不同，针对较小的负荷、频率波动进行调节，满足机组与电网并网及解列的需求。

为了实现上述目的，本公开提供一种混流式水轮机，包括壳体、主轴、第一转轮和第二转轮；所述主轴插装于所述壳体内，其中，所述第一转轮和所述第二转轮与所述主轴同轴地设于所述壳体内部，并沿所述主轴的轴向间隔固设于所述主轴；

所述壳体包括沿所述主轴的轴向依次套设于所述第一转轮的第一蜗壳以及套设于所述第二转轮的第二蜗壳；所述第一蜗壳朝向所述第一转轮的侧壁设有由所述第一蜗壳的进水端至鼻端的第一进口；以使得由所述进水端进入所述第一蜗壳内的水由所述第一进口排出并推动所述第一转轮和所述主轴转动；

所述第二蜗壳朝向所述第二转轮的侧壁设有由所述第二蜗壳的进水端至鼻端的第二进口；以使得由所述进水端进入所述第二蜗壳内的水由所述第二进口排出并推动所述第二转轮和所述主轴转动。

可选地，所述壳体还包括座环，所述座环包括第一座环部和第二座环部；

所述第一座环部设于所述第一蜗壳的第一进口处，所述第一座环部的外侧设有多个周向间隔设置的第一座环进口，所述第一座环部的内侧设有多个周向间隔设置且开度可调的第一调节导叶；

所述第二座环部设于所述第二蜗壳的第二进口处，所述第二座环部的外侧设有多个周向间隔设置的第二座环进口，所述第二座环部的内侧设有多个周向间隔设置且开度可调的第二调节导叶。

可选地，所述第一座环部与所述第二座环部一体成型。

可选地，所述混流式水轮机还包括第一开度调节机构，所述第一开度调节机构包括第一驱动单元、第一控制环、第一连接组件；多个所述第一调节导叶通过所述第一连接组件与所述第一控制环连接，所述第一驱动单元与所述第一控制环连接，用于驱动所述第一控制环沿所述主轴的周向转动，用以多个所述第一调节导叶的开度调节。