可逆式水泵水轮机转轮直径的计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102606368A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102606368A(43)申请公布日2012.07.25(21)申请号201210088355.1(22)申请日2012.03.29(71)申请人中国水电顾问集团北京勘测设计研究院地址100024北京市朝阳区定福庄西街一号(72)发明人易忠有王雨会(74)专利代理机构天津市鼎和专利商标代理有限公司12101代理人李凤(51)Int.Cl.F03B3/12(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书66页页附图附图22页(54)发明名称可逆式水泵水轮机转轮直径的计算方法(57)摘要本发明公开了一种可逆式水泵水轮机转轮直径的计算方法，包括转轮高压侧直径及低压侧直径，通过多个水泵水轮机的转轮直径与最小扬程、最小扬程流量、比转速以及发电电动机额定轴输出功率等参数的相互关系的详细研究分析，提出一种简单计算可逆式水泵水轮机转轮直径计算的统计公式。所述的可逆式水泵水轮机转轮计算公式提供了科学合理的水泵水轮机转轮直径计算方法，使设计者无需通过水力模型试验的基础上即可进行计算、选取，从而节省了人力、物力，提高了效率。CN102638ACN102606368A权利要求书1/1页1.一种可逆式水泵水轮机转轮直径的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据工程实际参数计算最小扬程流量其中，Hpmin为可逆式水泵水轮机最小扬程，m；3Qpmin为可逆式水泵水轮机最小扬程流量，m/s；Nr为可逆式发电电动机额定轴输出功率，kW；g为重力加速度，m/s2；ηp为可逆式水泵水轮机最小扬程效率，％；(2)计算水泵水轮机最小扬程比转速，其中，nr为水泵水轮机额定转速，r/min；(3)计算水泵水轮机高压侧转轮直径：或其中K1＝0.3504×nsp+75.75；(4)计算水泵水轮机低压侧转轮直径：D2＝(0.006×nsp+0.3184)×D1或D2＝K2×D1K2＝0.006×nsp+0.3184。2.根据权利要求1所述的可逆式水泵水轮机转轮直径的计算方法，其特征在于，所述可逆式水泵水轮机为单级定转速混流式可逆式水泵水轮机。2CN102606368A说明书1/6页可逆式水泵水轮机转轮直径的计算方法技术领域[0001]本发明涉及一种水泵水轮机转轮直径的计算方法，尤其是一种可逆式水泵水轮机转轮直径的计算方法。背景技术[0002]在现有技术中可逆式水泵水轮机转轮直径的计算主要依靠机组模型试验或按水轮机工况估算单位流量后再确定。[0003](1)按模型试验确定：根据同水头/扬程段水泵水轮机组的综合模型特性曲线，综合考虑水泵工况性能及水轮机工况性能后选取合适的水轮机工况额定水头单位流量Q11，再根据下述计算公式水泵水轮机转轮直径：[0004][0005]其中：D1-转轮高压侧直径(m)；[0006]Nr-水轮机工况额定功率(kW)；[0007]Hr-水轮机工况额定水头(m)；3[0008]Q11-水轮机工况额定水头下的单位流量(m/s)。[0009]按上述方法存在以下缺限：[0010]1)由于受蓄能电站建设条件限制，基本找不着同水头/扬程的水泵水轮机组综合模型特性曲线，需根据相近水头/扬程水泵水轮机模型经修型并经过试验后再绘制新的模型综合曲线，这样投资大大增加，且需花费近半年的模型试验时间。该方法仅适应于厂家投标或中标后针对电站做实际水力设计，而在工程可行性研究设计中，比选方案众多，不可能采用此方法。[0011]2)该方法只能计算转轮高压侧直径，不能进行转轮低压侧直径计算。[0012](2)按水轮机工况估算单位流量计算：根据图1的Hr-nst统计曲线，初步选取水轮机工况额定水头下的比转速nst(m·kW)。Hr≥400m时，在Kt＝2400曲线上选取nst；400m＞Hr≥100m时可在Kt＝2200曲线上选取nst；Hr＜100m时在Kt＝2000或Kt＝1800曲线上选取nst，再按下式计算转轮直径：[0013]Q11＝0.003×nst-0.15[0014][0015]上述：nst为水轮机工况额定水头下的比转速(m·kW)；[0016]Kt为水轮机工况额定水头下的比速系数。[0017]按该方法计算，存在以下缺点：[0018]1)该计算方法根据统计的不同水头段的比速系数曲线上选取水轮机工况额定水头下的比转速，一方面额定水头在一定范围内采用同一统计曲线，存在较大误差，另一方面，实际情况表明相同容量及相同额定水头的水泵水轮机，如果最小扬程不一样，其转轮直径将相差较大，而按上述方法计算其结果将一样，存在较大误差，在实际设计方案比较时不3CN102606368A说明书2/6页准确、不实用。[0019]2)该方法纯粹是按水轮机工况计算转轮直径，而抽水蓄能