一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构及水泵水轮机的制作方法

本申请涉及水泵水轮机的，尤其涉及一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构及水泵水轮机。

背景技术：

1、水泵水轮机是20世纪30年代出现的新型抽水蓄能机组，与水轮机和水泵串联的蓄能机组相比，其重量大为减轻，造价降低，因而得到广泛应用。水泵水轮机主要分为混流式、斜流式和贯流式，根据不同样式，其适用的水头/扬程的范围不同。

2、水泵水轮机内具有蜗壳，即蜗壳式引水室，蜗壳式引水室可以使水泵水轮机更好地均匀供水。

3、目前，在水泵水轮机的转轮叶片数和活动导叶数的某些组合下，由于转轮叶片和活动导叶之间的动静干涉以及由动静干涉引起的相位共振，无叶区会存在与转轮叶片数、转频相关的高频压力脉动，这将引起机器的高频噪声和顶盖等部件的高频振动，严重影响机组的安全稳定运行。

4、而在一些相关技术中，为了降低动静干涉以及动静干涉引起的相位共振的影响，采用了对转轮叶片本身进行修改的方式，并对转轮高压边进行一定修型，但该方式对于某些电站机组来说，在设计转轮叶片时就已经考虑了减振的设计方法，此后再对轮转叶片进行修改对于减振减噪的影响较小，并且该方式实施成本较高，对于已经投入运行的电站机组，如果需要重新修改转轮等部件，经济成本通常无法承受。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构及水泵水轮机，旨在降低动静干涉以及动静干涉引起的相位共振的影响，保证机组的安全稳定运行，同时可适用于已投入运行机组减振。采用如下的技术方案：

2、一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构，包括：

3、蜗壳，为首端与尾端相交的螺旋状管体，所述蜗壳内周侧设有开口；

4、座环，沿所述蜗壳内周长方向延伸并安装在所述开口处，所述座环内环设若干固定导叶，所述固定导叶以所述蜗壳首端为起始沿蜗壳周向等间距分布；

5、蜗舌，位于所述蜗壳首尾相交处，并与位于所述蜗壳首端的固定导叶固定连接；

6、所述蜗舌沿水流方向延伸并连通所述蜗壳首端，所述蜗舌上贯穿设有通孔，用于连通所述蜗壳的首端与尾端。

7、可选的，所述座环包括相互平行设置的上沿及下沿，若干所述固定导叶设置在上沿及下沿之间，并上下承接上沿及下沿；

8、所述固定导叶沿水流方向成一定角度倾斜设置。

9、可选的，所述通孔设置在所述蜗舌与所述固定导叶的连接处；

10、所述通孔位于上沿及下沿之间，且与上沿、下沿等间距设置。

11、可选的，所述通孔的宽度为上沿与下沿之间的间距的1/2。

12、可选的，所述通孔的形状为矩形。

13、可选的，所述通孔的边角设置为圆角。

14、可选的，所述通孔的长度为200mm－400mm。

15、可选的，所述通孔的宽度为100mm。

16、可选的，所述圆角的半径为20mm。

17、一种水泵水轮机，应用上述中任一项所述的降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构；

18、所述水泵水轮机包括分别与蜗壳固定连接的活动导叶、转轮和尾水管。

19、综上所述，本申请包括以下有益效果：

20、本申请提供一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构及水泵水轮机，通过在蜗壳的蜗舌设置通孔，利用通孔使蜗壳的起始端与末尾端连通，从而可以改变蜗壳的起始端与末尾端的连通路径，提高蜗壳起始端与末尾端流场的连通性。这样，一方面可以均衡蜗舌两侧的压力，起到降低动静干涉强度的作用；另一方面可以在一定程度上改变压力波在蜗壳内的传播路径，从而减少相位共振，进而能减少活动导叶和转轮之间的无叶区产生与转轮叶片数和转频相关的高频压力脉动。

技术特征：

1.一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构，其特征在于：所述座环包括相互平行设置的上沿及下沿，若干所述固定导叶设置在上沿及下沿之间，并上下承接上沿及下沿；

3.根据权利要求2所述的一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构，其特征在于：所述通孔设置在所述蜗舌与所述固定导叶的连接处；

4.根据权利要求3所述的一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构，其特征在于：所述通孔的宽度为上沿与下沿之间的间距的1/2。

5.根据权利要求1所述的一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构，其特征在于：所述通孔的形状为矩形。

6.根据权利要求5所述的一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构，其特征在于：所述通孔的边角设置为圆角。

7.根据权利要求5所述的一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构，其特征在于：所述通孔的长度为200mm－400mm。

8.根据权利要求5所述的一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构，其特征在于：所述通孔的宽度为100mm。

9.根据权利要求6所述的一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构，其特征在于：所述圆角的半径为20mm。

10.一种水泵水轮机，其特征在于：应用权利要求1－9任一项所述的降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构；

技术总结
本申请涉及一种降低水泵水轮机压力脉动的蜗壳结构及水泵水轮机，蜗壳，为首端与尾端相交的螺旋状管体，所述蜗壳内周侧设有开口；座环，沿所述蜗壳内周长方向延伸并安装在所述开口处，所述座环内环设若干固定导叶，所述固定导叶以所述蜗壳首端为起始沿蜗壳周向等间距分布；蜗舌，位于所述蜗壳首尾相交处，并与位于所述蜗壳首端的固定导叶固定连接；所述蜗舌沿水流方向延伸并连通所述蜗壳首端，所述蜗舌上贯穿设有通孔，用于连通所述蜗壳的首端与尾端，通过本申请提供的一种蜗壳结构应用于水泵水轮机，可以降低动静干涉以及动静干涉引起的相位共振的影响，保证机组的安全稳定运行。

技术研发人员：于显浩,王正伟,金州,张绍政,邱伟,尹禧龙
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11