阅读说明：本技术 一种整装直联水力发电机组 (Integral direct-connection hydroelectric generator set ) 是由 刘安然 李延频 陈德新 于 2021-02-07 设计创作，主要内容包括：一种整装直联水力发电机组,包括水轮机和发电机,水轮机的蜗壳引水室两侧分别连接前盖板和出水室,蜗壳引水室内装有转轮,所述的转轮通过键固定在主轴一端,并经锁紧螺母压紧,主轴另一端穿过前盖板中心出口与发电机相连,位于转轮进口处的蜗壳引水室内装有均布的活动导叶,活动导叶一端嵌装在前盖板上,另一端穿过出水室侧壁并与导叶调速机构相连,导叶调速装置装在出水室外侧,有效缩短主轴连接转轮所需的悬臂段长度,改善轴承受力,利于机组稳定运行,本发明结构新颖独特,操作方便,成本低,满足水系统余能回收的要求,主轴悬臂段短、结构紧凑、运行稳定可靠,社会和经济效益显著。(The invention relates to an integrally-installed direct-connection hydroelectric generating set, which comprises a water turbine and a generator, wherein two sides of a volute diversion chamber of the water turbine are respectively connected with a front cover plate and a water outlet chamber, a rotating wheel is arranged in the volute diversion chamber, the rotating wheel is fixed at one end of a main shaft through a key and is tightly pressed by a locking nut, the other end of the main shaft penetrates through the central outlet of the front cover plate to be connected with the generator, movable guide vanes which are uniformly distributed are arranged in the volute diversion chamber at the inlet of the rotating wheel, one end of each movable guide vane is embedded on the front cover plate, the other end of each movable guide vane penetrates through the side wall of the water outlet chamber and is connected with a guide vane speed regulating mechanism, and the guide vane speed regulating mechanism is arranged outside the water outlet chamber, so that the length of a cantilever section required by connecting the main shaft with the rotating wheel is, the social and economic benefits are remarkable.)

一种整装直联水力发电机组

技术领域

本发明涉及节能和余能回收领域的水力发电机组，特别是一种整装直联水力发电机组。

背景技术

工业循环水系统、城市供热系统等管网中，普遍存在使用阀门节流调节管网平衡的情况，阀门节流将余压能量白白浪费，为响应国家号召，助力实现节能减排和“碳中和”目标，可以将这部分浪费的余压回收并转换为电能，常规水电机组可用于余压回收，但由于系统复杂、体积庞大、安装检修困难等缺点导致应用受限，传统水力发电机组导叶调速系统通常布置在发电机侧，需要预留轴向安装空间，导致主轴悬臂段过长，轴承受力恶化，易引发振动、轴承寿命缩短等问题，因此，急需一种兼具流量调节与余压回收功能的整装直联水力发电机组。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种整装直联水力发电机组，可有效解决主轴悬臂段过长，轴承受力恶化，易引发振动、轴承寿命缩短等问题，兼具流量调节和余压回收的功能。

为实现上述目的，本发明解决的技术方案是，一种整装直联水力发电机组，包括水轮机和发电机，水轮机的蜗壳引水室两侧分别连接前盖板和出水室，蜗壳引水室内装有转轮，所述的转轮通过键固定在主轴一端，并经锁紧螺母压紧，主轴另一端穿过前盖板中心出口与发电机相连，位于转轮进口处的蜗壳引水室内装有均布的活动导叶，活动导叶一端嵌装在前盖板上，另一端穿过出水室侧壁并与导叶调速机构相连，导叶调速装置装在出水室外侧，有效缩短主轴连接转轮所需的悬臂段长度，改善轴承受力，利于机组稳定运行。

本发明结构新颖独特，操作方便，成本低，满足水系统余能回收的要求，主轴悬臂段短、结构紧凑、运行稳定可靠，社会和经济效益显著。

附图说明

图1是本发明结构主视图。

图2是本发明蜗壳进水室三维结构图。

图3是本发明蜗壳进水室截面型线图。

图4是本发明导叶联接图。

具体实施方式

以下结合附图和具体情况对本发明具体实施方式作详细说明。

结合附图给出，一种整装直联水力发电机组，包括水轮机和发电机，水轮机的蜗壳引水室1两侧分别连接前盖板4和出水室5，蜗壳引水室1内装有转轮3，所述的转轮3通过键7固定在主轴6一端，并经锁紧螺母10压紧，主轴6另一端穿过前盖板4中心出口与发电机8相连，位于转轮3进口处的蜗壳引水室1内装有均布的活动导叶2，活动导叶2一端嵌装在前盖板4上，另一端穿过出水室5侧壁并与导叶调速机构9相连，导叶调速装置9装在出水室5外侧，有效缩短主轴6连接转轮3所需的悬臂段长度，改善轴承受力，利于机组稳定运行。

为保证更好的实施效果，所述的蜗壳进水室1截面型线为非对称型线，靠近出水室5一侧为直线，靠近发电机8一侧为圆弧，导叶调速机构9布置在出水室5一侧而不受干涉，蜗壳进水室1出水口不设置固定导叶，可缩小蜗壳1的径向尺寸。

所述的发电机8为异步发电机或同步发电机，发电机8内部设有径向轴承和推力轴承，用于承受机组的径向力和轴向力，外部不单独设置任何轴承支撑部件。

所述的转轮3为混流式转轮、轴流式转轮、可逆式转轮或反转泵转轮的一种。

所述的前盖板4的中心出口内装有机械密封11。

所述的导叶调速机构9包括拐臂9-1、联动环9-2和传动杆9-3，活动导叶2与拐臂9-1连接，拐臂9-1均布装在联动环9-2上，联动环9-2通过传动杆9-3与另设的执行机构（公知技术）连接。

所述的转轮3是由上冠3-1、下环3-2和均布装在上冠3-1、下环3-2之间的叶片3-3构成。

本发明在具体工作时，水流从蜗壳引水室1的进水口流入，流经蜗壳引水室1，水流经活动导叶2出水口流出进入出水室5，导叶调速机构9用于调节活动导叶2的开合度，导叶调速机构9装在出水室5侧，最大限度地缩短主轴6连接转轮3所需的悬臂段长度，改善轴承受力，利于机组稳定运行。

本发明结构简单，设计科学合理，经实际使用，效果非常好，有关实验资料如下：

一种整装直联水力发电机组用于工业循环水系统余能回收，使用超声波流量计测量DN250mm管道中过流量约500m³/h，改造前管道中蝶阀开度约25%，前后压差约0.12MPa，在阀门处开旁路并联一种整装直联水力发电机组，基础占地面积约1m²，改造后蝶阀处于全关，水流经旁通管进入水轮机并带动三相异步发电机旋转做功，通过人工设定活动导叶开度保证前后压差为0.12MPa和500m³/h流量不变，发电机生产电力约11kW，机组运行稳定、振动小、流量可调节。

本发明结构新颖独特，操作方便，与现有技术相比，具有以下优点：

（1）、本发明一种整装直联水力发电机组，水轮机与发电机直联布置，机组可有效实现水系统余能回收发电，克服常规水电机组的缺点，具有结构紧凑、安装方便、振动小、运行稳定等优点，是水系统余能回收的最佳选择；

（2）、本发明一种整装直联水力发电机组，通过将活动导叶调速机构布置在尾水侧，实现最大限度地压缩主轴悬臂段长度，改善轴承受力条件，减少机组振动，有利于机组的长期稳定运行；

（3）、本发明一种整装直联水力发电机组，通过使用非对称蜗壳引水室且出水口不设置固定导叶，可极大地缩小机组的径向尺寸；

（4）、使用本发明进行循环水系统余压回收节能项目，将白白浪费的能量回收转换成电能，实现节能环保的目的，本发明可形成系列产品，便于推广使用，是发电机组上的创新，社会和经济效益显著。