[实用新型]一种轴向力自平衡的双挑两级串联可逆式水力发电机组

权利要求书

1.一种轴向力自平衡的双挑两级串联可逆式水力发电机组，包括一级水泵水轮机、二级水泵水轮机和发电电动机，其特征在于，所述的发电电动机（9）的主轴（8）两端分别装有结构相同的一级水泵水轮机和二级水泵水轮机，一级水泵水轮机与二级水泵水轮机反向对称装在主轴（8）两端，一级水泵水轮机包括一级蜗壳（1-1）、一级固定导叶（2-1）、一级活动导叶（3-1）、一级水泵水轮机转轮（4-1）和一级水尾水管（6-1），一级蜗壳（1-1）内装有均布的一级固定导叶（2-1），一级固定导叶（2-1）内侧同心装有相间开的一级活动导叶（3-1），一级活动导叶（3-1）与穿过一级蜗壳（1-1）的一级调速机构（7-1）相连，一级调速机构（7-1）经同步轴（12）与二级调速机构（7-2）相连，保持导叶开度和水轮机运行工况一致，一级活动导叶（3-1）内侧同心装有一级水泵水轮机转轮（4-1），一级水泵水轮机转轮（4-1）内侧轴孔经键与主轴（8）外周相连，一级水泵水轮机转轮（4-1）左端的主轴（8）上装有一级泄水锥（5-1），一级水泵水轮机转轮（4-1）的出水口与一级水尾水管（6-1）相连通，一级蜗壳（1-1）的一级水尾水管（6-1）经连接管路（10）与二级水泵水轮机的二级蜗壳（1-2）的进水口相连通，构成串联结构；

水轮机工况时，水流从一级蜗壳（1-1）进入，经一级水泵水轮机转轮（4-1）完成总水头的一半的能量转换，从一级水尾水管（6-1）排出，经连接管路（10）进入二级蜗壳（1-2），在二级水泵水轮机转轮（4-2）内部完成剩余一半的能量转换后，从二级尾水管（6-2）排出，水泵工况时，水流流动是水轮机工况的逆过程，水流从二级尾水管（6-2）吸入，经二级水泵水轮机转轮（4-2）后从二级蜗壳（1-2）内经连接管路（10）进入一级蜗壳（1-1）内，后经一级水泵水轮机转轮（4-1）内完成能量逆转换后，经一级蜗壳（1-1）进水口压出，运行中转轮承受的轴向水推力大小一致、方向相反，自动实现轴向力的平衡。

2.根据权利要求1所述的轴向力自平衡的双挑两级串联可逆式水力发电机组，其特征在于，所述的二级水泵水轮机与一级水泵水轮机结构相同，二级水泵水轮机二级蜗壳（1-2）、二级固定导叶（2-2）、二级活动导叶（3-2）、二级水泵水轮机转轮（4-2）和二级尾水管（6-2），二级蜗壳（1-2）内装有均布的二级固定导叶（2-2），二级固定导叶（2-2）内侧同心装有相间开的二级活动导叶（3-2），二级活动导叶（3-2）与穿过二级蜗壳（1-2）的二级调速机构（7-2）相连，二级活动导叶（3-2）内侧同心装有二级水泵水轮机转轮（4-2），二级水泵水轮机转轮（4-2）内侧轴孔经键与主轴（8）外周相连，二级水泵水轮机转轮（4-2）右端的主轴（8）上装有二级泄水锥（5-2）。

3.根据权利要求2所述的轴向力自平衡的双挑两级串联可逆式水力发电机组，其特征在于，所述的二级活动导叶（3-2）设有均布的10-20个，二级固定导叶（2-2）设有均布的2-10个。

4.根据权利要求1所述的轴向力自平衡的双挑两级串联可逆式水力发电机组，其特征在于，所述的一级活动导叶（3-1）和二级活动导叶（3-2）数量相同，均为10-20个，一级固定导叶（2-1）和二级固定导叶（2-2）数量相同，均为2-10个。

5.根据权利要求1所述的轴向力自平衡的双挑两级串联可逆式水力发电机组，其特征在于，所述的一级蜗壳（1-1）右端与主轴（8）连接处经轴封装有一级顶盖（11-1），二级蜗壳（1-2）左端与主轴（8）连接处经轴封装有二级顶盖（11-2）。

6.根据权利要求1所述的轴向力自平衡的双挑两级串联可逆式水力发电机组，其特征在于，所述的发电电动机（9）为同步发电电动机或异步发电电动机。

7.根据权利要求1所述的轴向力自平衡的双挑两级串联可逆式水力发电机组，其特征在于，所述的一级调速机构（7-1）包括手电一体执行器（701）、摇臂（702）、推拉杆（703）、长耳柄（704）、短耳柄（705）和连接板（706），摇臂（702）与推拉杆（703）一端铰接在一起，推拉杆（703）另一端与长耳柄（704）一端铰接，长耳柄（704）另一端与其中一个一级活动导叶（3-1）连接，其余一级活动导叶（3-1）分别与短耳柄（705）一端相连，短耳柄（705）另一端分别与相邻的2个连接板（706）相连，并经连接板（706）与长耳柄（704）相连，构成传动结构，手电一体执行器（701）带动摇臂（702）绕输出轴（707）中心旋转，经推拉杆（703）将旋转扭矩传递到长耳柄（704），长耳柄（704）旋转时通过连接板（706）带动短耳柄（705）旋转，从而实现所有一级活动导叶（3-1）的同步的开关，二级调速机构（7-2）与一级调速机构（7-1）结构相同。