一种具有补气装置的水轮的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有补气装置的水轮机，包括蜗壳、补气装置和尾水管，所述蜗壳内安装有座环，座环下部设有转轮，所述蜗壳与尾水管之间设有补气装置；所述补气装置包括引水管线、射流器、吸气管线和补气管线，引水管线一端连接蜗壳，另一端连接射流器，吸气管线一端连接射流器，另一端连接尾水平台，补气管线一端连接射流器，另一端连接尾水管；所述蜗壳包括依次连接的进水连接管段、蜗节和鼻端，进水连接管段外部焊接有刚性圆环板，刚性圆环板上设有加强筋,鼻端下部设有排沙结构；本实用新型提高了蜗壳进水连接管段抗水流冲击性能，有力的避免了后续蜗节、鼻端的结构变形；能降低机组振动，确保机组安全、稳定的运行，运行成本低。
【专利说明】一种具有补气装置的水轮机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水轮机，具体是一种具有补气装置的水轮机。
【背景技术】
[0002]水轮机在非设计工况下运行时，转轮出口处水流有旋转环量，当正向旋转分量增加到一定程度时，带有强大旋转的水流在尾水管中形成涡带，产生压力脉动，压力脉动很大便会造成设备振动严重超标，直接影响设备的安全稳定运行，为了减小水轮机尾水管内的压力脉动，常规处理措施是向尾水管补气，使涡带低压力区引入空气，达到涡带的内外压力均匀，进而减小涡带的压力脉动。向尾水管的补气分为自然补气和强迫补气，其中，自然补气具有设计简单、操作方便等特点，但是易受外部环境影响，工况不稳定，当尾水位的位置高于补气口的置时，空气无法补入尾水管；强迫补气主要采用压缩空气补气，具有补气效果好的特点，但是需要配套空压机等辅助设备，成本高；水轮机现在普遍采用的蜗壳结构是进水连接管段、蜗节以及鼻端等构成，通过它们彼此的拼装焊接而成，由于蜗壳较大，刚性较差，因此当机组开机运行时，在水流的冲击作用下，受力直接传递给蜗壳本体，从而引起蜗壳的刚性变形，特别是高水头的电站，由于其水压力更大，导致其变形会更大，严重的话，会造成蜗壳移位，同时传递给与之相焊接为一体的水轮机最重要的受力零件座环，会对电站的安全稳定运行造成严重影响；因此迫切需要对现有技术的水轮机进行改进以解决上述问题。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种蜗壳进水连接管段抗水流冲击性能，蜗壳不易变形；设备振动小、运行稳定安全、成本低的具有补气装置的水轮机，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]一种具有补气装置的水轮机，包括蜗壳、补气装置和尾水管，所述蜗壳内安装有座环，座环内设有导叶，座环下部设有转轮，所述蜗壳、座环、转轮和尾水管的中心在同一竖直轴线上；所述蜗壳与尾水管之间设有补气装置；所述补气装置包括引水管线、射流器、吸气管线和补气管线，所述引水管线一端连接蜗壳，另一端连接射流器的进水端，吸气管线一端连接射流器的进气端，另一端连接尾水平台，补气管线一端连接射流器的出口端，另一端与尾水管连接；所述蜗壳包括依次连接的进水连接管段、蜗节和鼻端，所述进水连接管段外部焊接有一只刚性圆环板，刚性圆环板上设有加强筋，加强筋一端连接在刚性圆环板上，另一端连接在进水连接管段的外壁上；所述鼻端底部连接有排沙结构，所述排沙结构包括设置在蜗壳下方的积沙井，积沙井的上端通过积沙管与蜗壳的鼻端底部连接，积沙井的上端还通过引水管与尾水管的上部连接，积沙井的底部通过排沙管与尾水管的下部连接。
[0006]作为本实用新型进一步的方案:所述引水管线、吸气管线和补气管线分别采用无缝钢管制作而成。
[0007]作为本实用新型再进一步的方案:所述引水管线上以水流方向依次设有手动闸阀和电动阀；所述吸气管线上以空气吸入方向依次设有逆止阀和手动闸阀；所述补气管线上设有手动闸阀。
[0008]作为本实用新型再进一步的方案:所述刚性圆环板和加强筋埋入混凝土内。
[0009]作为本实用新型再进一步的方案:所述积沙管上设有第一阀门，引水管上设有第二阀门，排沙管上设有第三阀门，所述第一阀门、第二阀门和第三阀门均为电动阀门。
[0010]作为本实用新型再进一步的方案:所述引水管与尾水管的连接部位的高度，高于积沙井顶部的高度；所述排沙管与尾水管的连接部位的高度，低于积沙井底部的高度。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型通过在蜗壳的进水连接管段外壁设置刚性圆环板和加强筋，并将其埋设在用于固定蜗壳的混凝土中，大大提高了进水连接管段的抗水流冲击性能，有利地避免了后续蜗节、鼻端的结构变形，提高了设备运行稳定性；排沙结构能够有效排出蜗壳鼻端的泥沙，减少泥沙对蜗壳和转轮的磨损，延长设备使用寿命；补气装置通过引水管线内的高速水流在射流器上形成负压，以负压吸入尾水平台处的空气，空气和水在补气管线内混合后进入尾水管，从而使尾水管内的涡带低压力区引入空气，达到涡带的内外压力均匀，进而减小涡带的压力脉动，降低机组振动，确保机组能够安全、稳定的运行，可靠实用，运行成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图。
[0013]图2为本实用新型的俯视图。
[0014]图3为本实用新型中蜗壳的结构示意图。
[0015]图4为本实用新型中补气装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0017]请参阅图1-4，一种具有补气装置的水轮机，包括蜗壳1、补气装置2和尾水管3，所述蜗壳I内安装有座环4，座环4内设有导叶5，座环4下部设有转轮6，所述蜗壳1、座环4、转轮6和尾水管3的中心在同一竖直轴线上；所述蜗壳I与尾水管3之间设有补气装置2 ;所述补气装置2包括引水管线7、射流器8、吸气管线9和补气管线10，所述引水管线7、吸气管线8和补气管线9分别采用无缝钢管制作而成，所述引水管线7 —端连接蜗壳1，另一端连接射流器8的进水端，吸气管线9 一端连接射流器8的进气端，另一端连接尾水平台11，补气管线10 —端连接射流器8的出口端，另一端与尾水管3连接，所述引水管线7上以水流方向依次设有手动闸阀22和电动阀23 ;所述吸气管线9上以空气吸入方向依次设有逆止阀27和手动闸阀22 ;所述补气管线10上设有手动闸阀22 ;所述蜗壳I包括依次连接的进水连接管段12、蜗节13和鼻端14，所述进水连接管段12外部焊接有一只刚性圆环板15，刚性圆环板15上设有加强筋16，加强筋16 —端连接在刚性圆环板15上，另一端连接在进水连接管段12的外壁上，所述刚性圆环板15和加强筋16埋入混凝土内；所述鼻端14底部连接有排沙结构17，所述排沙结构17包括设置在蜗壳I下方的积沙井18，积沙井18的上端通过积沙管19与蜗壳I的鼻端14底部连接，积沙井18的上端还通过引水管20与尾水管3的上部连接，积沙井18的底部通过排沙管21与尾水管3的下部连接，所述积沙管19上设有第一阀门24，引水管20上设有第二阀门25，排沙管21上设有第三阀门26，所述第一阀门24、第二阀门25和第三阀门26均为电动阀门，所述引水管20与尾水管3的连接部位的高度，高于积沙井18顶部的高度；所述排沙管21与尾水管3的连接部位的高度，低于积沙井18底部的高度。
[0018]本实用新型的工作原理是:本实用新型中，补气装置2的工作原理是在蜗壳I处获得压力水源，当需要补气时，首先开启补气管线10上的手动闸阀22，其次开启吸气管线9上的手动闸阀22，再开启引水管线7上的手动闸阀22，最后开启引水管线7上的电动阀23，逆止阀27用作防止压力水进入吸气管线9，当补气完毕后，需要关闭补气装置2时，只需将开启顺序倒置即可；排沙结构17的工作原理为:蜗壳I鼻端14的泥沙通过积沙管19沉淀进入积沙井18中，然后利用尾水管3中的水流通过引水管20冲刷积沙井18，沉淀的泥沙经排沙管21流入尾水管3排出，排沙高效便捷，保证了蜗壳I的鼻端14不会被大量泥沙磨损，同时避免了转轮6转动不畅的现象；
[0019]上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1.一种具有补气装置的水轮机，包括蜗壳(I)、补气装置(2)和尾水管(3)，其特征在于:所述蜗壳(I)内安装有座环(4)，座环(4)内设有导叶(5)，座环(4)下部设有转轮(6)，所述蜗壳(I)、座环(4)、转轮(6)和尾水管(3)的中心在同一竖直轴线上；所述蜗壳(I)与尾水管(3)之间设有补气装置(2);所述补气装置(2)包括引水管线(7)、射流器(8)、吸气管线(9)和补气管线(10)，所述引水管线(7)—端连接蜗壳(1)，另一端连接射流器(8)的进水端，吸气管线(9) 一端连接射流器(8)的进气端，另一端连接尾水平台(11)，补气管线(10)—端连接射流器(8)的出口端，另一端与尾水管(3)连接；所述蜗壳(I)包括依次连接的进水连接管段(12)、蜗节(13)和鼻端(14)，所述进水连接管段(12)外部焊接有一只刚性圆环板(15)，刚性圆环板(15)上设有加强筋(16)，加强筋(16) —端连接在刚性圆环板(15)上，另一端连接在进水连接管段(12)的外壁上；所述鼻端(14)底部连接有排沙结构(17)，所述排沙结构(17)包括设置在蜗壳(I)下方的积沙井(18)，积沙井(18)的上端通过积沙管(19)与蜗壳(I)的鼻端(14)底部连接，积沙井(18)的上端还通过引水管(20)与尾水管(3)的上部连接，积沙井(18)的底部通过排沙管(21)与尾水管(3)的下部连接。
2.根据权利要求1所述的具有补气装置的水轮机，其特征在于，所述引水管线(7)、吸气管线(8)和补气管线(9)分别采用无缝钢管制作而成。
3.根据权利要求1所述的具有补气装置的水轮机，其特征在于，所述引水管线(7)上以水流方向依次设有手动闸阀(22)和电动阀(23);所述吸气管线(9)上以空气吸入方向依次设有逆止阀(27)和手动闸阀(22);所述补气管线(10)上设有手动闸阀(22)。
4.根据权利要求1所述的具有补气装置的水轮机，其特征在于，所述刚性圆环板(15)和加强筋(16)埋入混凝土内。
5.根据权利要求1所述的具有补气装置的水轮机，其特征在于，所述积沙管(19)上设有第一阀门(24)，引水管(20)上设有第二阀门(25)，排沙管(21)上设有第三阀门(26)，所述第一阀门(24)、第二阀门(25)和第三阀门(26)均为电动阀门。
6.根据权利要求1所述的具有补气装置的水轮机，其特征在于，所述引水管(20)与尾水管(3)的连接部位的高度，高于积沙井(18)顶部的高度；所述排沙管(21)与尾水管(3)的连接部位的高度，低于积沙井(18 )底部的高度。
【文档编号】F03B13/00GK204212902SQ201420584004
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】高忠青 申请人:高忠青