一种斜流式的水轮机尾水管的制作方法

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本实用新型专利属于水利水电工程领域，尤其涉及一种斜流式的水轮机尾水管。


背景技术：

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近年来，国内外修建了一大批大中型水电站，水电站中水轮机是将水能转化为机械能的关键部件。水轮机在运行过程(特别是在非设计工况下)常常会伴随剧烈的流动不稳定性，产生涡带，进而产生较大的压力脉动、水电站厂房振动和噪音。
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尽管许多工程采取了掺气和喷水等措施来应对水轮机的流动不稳定性，但是国内外对水轮机的涡带产生仍缺乏必要的认识，水轮机在非设计工况下的不稳定问题依然很严峻。


技术实现要素：

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本实用新型所要解决的现有水轮机产生涡带的问题，提出一种斜流式的水轮机尾水管。
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为达到上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：
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一种斜流式的水轮机尾水管，包括设置在水轮机转轮出口处的弯肘段单元、与弯肘段单元后端相连的扩散段单元，还包括设置在水轮机转轮出口处的连接水轮机转轮出口和弯肘段单元前端的斜锥段单元，所述斜锥段单元的进出口中心连线向下游侧倾斜与竖直垂线成一个角度α；所述斜锥段单元的水平截面均为圆形，半径由上到下逐渐增大；所述斜锥段单元的横截面为椭圆形，且短轴方向向下游侧。
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进一步地，所述斜锥段单元进、出口中心连线与竖直垂线所成的角度为所述斜锥段单元的上游侧壁切面与竖直垂线所成角度为所述斜锥段单元的下游侧壁切面与竖直垂线所成角度为
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其中，l为斜锥段单元的出口中心相对于进口中心水平偏移距离，h为斜锥段单元竖直高度；r为斜锥段单元的出口半径，r为斜锥段单元的进口半径。
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本实用新型具有以下有益效果：
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1、本实用新型通过设置斜锥段单元将水流斜着引向下游侧，这种竖直方向非对称的布置可以破坏涡带的结构，进而消除涡带；
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2、本实用新型的斜锥段单元其横截面为椭圆形，其可以有效增大水流环向流动的阻力，进而达到消除涡带的作用；
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3、本实用新型的倾斜式水轮机尾水管减轻压力脉动的效果良好，其对于水轮机的效率几乎没有影响，且在设计工况下也可以使用；
附图说明
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图1为本实用新型斜流式尾水管的整体布置图；
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图2为本实用新型的斜锥段单元正视图；
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图3为图1中斜锥段单元的垂直横截面c；
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图中：1斜锥段单元，2弯肘段单元，3扩散段单元，4水轮机，5上游侧壁切面，6下游侧壁切面，7竖直垂线。
具体实施方式
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下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步地说明。
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请结合参照附图1至附图3，如图所示，一种斜流式的水轮机尾水管，包括设置在水轮机转轮出口的斜锥段单元1，所述斜锥段单元1和弯肘段单元2连接，所述弯肘段单元2和扩散段单元3连接。如附图1，水流由水轮机4流入，经斜锥段单元1、弯肘段单元2、扩散段单元3流出，按照水流方向划分上、下游侧，整个装置竖直放置，其中a为斜锥段单元进口水平断面与水平面平行，b为斜锥面单元出口水平断面与水平面平行，c为斜锥段单元垂直横截面与水平面成一定夹角，竖直垂线7为与水平面为与水平面垂直的线。所述斜锥段单元的进、出口中心连线向下游侧倾斜与竖直垂线7成一个角度α，所述斜锥段单元的水平截面均为圆形即图1中a、b断面为圆形，半径由上到下逐渐增大即b断面直径大于a断面直径，所述斜锥段单元的横截面为椭圆形即c断面为椭圆形，且短轴方向如图3向下游侧。
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如图2所示，所述斜锥段单元1的进口半径为r，出口半径为r根据水轮机的类型进行设计确定。所述斜锥段单元1的出口中心相对于进口中心水平偏移距离为l，根据水轮机的具体运行工况进行设计确定。其中所述斜锥段单元1斜锥段单元进、出口中心连线与竖直垂线所成的角度为所述斜锥段单元的上游侧壁切面与竖直垂线所成角度为所述斜锥段单元1的下游侧壁切面与竖直垂线所成角度为
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所述斜锥段单元1的水平截面均为圆形，半径由r逐渐增大至r。
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所述弯肘段单元2和扩散段单元3均按现有技术进行设计，弯肘段单元2的进口与斜锥段单元1的出口相连接，扩散段单元3的进口与弯肘段单元2的出口相连接。
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本实用新型可以促进水电能源更进一步的发展和利用，有利于提高水轮机的工作性能。
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应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
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应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。