一种六工况双向潮汐发电水轮机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102182622A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102182622A(43)申请公布日2011.09.14(21)申请号201110086551.0(22)申请日2011.04.07(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区北京市100084-82信箱(72)发明人王正伟阎宗国彭光杰罗永要(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人张文宝(51)Int.Cl.F03B13/26(2006.01)F03B3/04(2006.01)F03B3/18(2006.01)F03B3/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种六工况双向潮汐发电水轮机(57)摘要本发明属于流体机械及工程设备技术领域，特别涉及一种采用全新导叶型线和转轮叶片厚度分布规律的六工况双向潮汐灯泡贯流式水轮机。该机组包括进水管、灯泡头、管型座、导叶、转轮和尾水管，对导叶形状进行了设计，采用了全新的导叶型线，使流动更加顺畅，流道中的阻力损失更小；对转轮叶片进行了设计，采用S型转轮叶片，从进口到出口采用了新的厚度变化规律，保证正反双向水轮机运行时都具有较高的效率。相比常规潮汐机组提高了正反双向水轮机的效率，减小了振动和压力脉动，增加了转轮机械强度，减小了转轮叶片动应力，使转轮叶片出现裂纹几率大大降低，水轮机的运行稳定性得以提高。CN10286ACCNN110218262202182626A权利要求书1/1页1.一种六工况双向潮汐发电水轮机，包括依次连接的进口管(1)、管型座(3)和尾水管(6)，以及设置在管型座(3)内的灯泡体(2)、与灯泡体(2)尾端和管型座(3)内壁连接的多片导叶(4)、安装在管型座(3)和尾水管(6)交界处的转轮(5)，其特征在于，为增大过流量，所述导叶(4)的中间截面采用了新的型线，该导叶型线是由两段首尾相连接的曲线组成的闭合曲线，该型线上20个点在直角坐标系中的坐标如下表所示：序号401402403404405406407408409410X-39.51-35.33-26.35-16.72-8.3108.3116.6926.3535.33Y-4.58-0.272.623.984.534.546.810.32-3.09序号411412413414415416417418419420X39.7735.3326.3516.698.310-8.31-16.69-26.35-35.33Y-5.72-5.72-4.84-4.09-3.82-3.59-3.67-3.94-4.41-5.06所述转轮(5)的结构为：在轮毂体(7)的侧面均匀安装多个水轮机叶片(8)，该水轮机叶片(8)可以绕着自身的枢轴旋转；所述水轮机叶片(8)的中间截面采用了新的型线，该型线是由两段首尾相连接的曲线组成的闭合曲线，该型线上20个点在直角坐标系中的位置如下表所示：序号801802803804805806807808809810X-81.6-65.42-48.84-32.27-14.9014.932.2748.8465.42Y37.8232.1424.7817.269.964.55-1.97-10.5-19.22-28.69序号811812813814815816817818819820X80.0565.4248.8432.2714.90-14.9-32.27-48.84-65.42Y-41.82-35.24-27.66-19.99-11.94-5.470.57.9716.2425.432.一种六工况双向潮汐发电水轮机，其特征在于，所述水轮机叶片(8)的数量为4个。2CCNN110218262202182626A说明书1/5页一种六工况双向潮汐发电水轮机技术领域[0001]本发明属于流体机械及工程设备技术领域，特别涉及一种采用全新导叶型线和转轮叶片厚度分布规律的六工况双向潮汐灯泡贯流式水轮机。背景技术[0002]国内外已建成和再建的潮汐发电站主要采用灯泡贯流式机组。与其他水轮机组相类似，潮汐发电机组的性能在很大程度上取决于内部流动状况和机组的动力特性。在水力设计研究中，水轮机的流场分析主要依靠CFD计算与模型试验，通过几十年的研究发展，目前已经可以比较准确地预测水力性能和不定常流动特性，并进一步开展了较多的流动诱导的动力特性研究。[0003]新型双向潮汐发电机组运行工况复杂，包括正向水轮机、正向水泵、正向泄水、反向水轮机、反向水泵和反向泄水共6个工况。由于潮汐机组双向运行的特点，要求正向水轮机工况和反向水轮机工况都要具备较高的效率，传统的水力设计方法只能保证单向水轮机工况的效率，不能保证发电量最大。另外潮汐机组由于水头变化快，水力波动大，造成机组运行稳定性差，振动和