專利名稱：混流式水輪機的尾水管電磁抑渦裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電磁抑渦裝置，尤其涉及一種混流式水輪機的尾水管抑渦裝置，屬于流體機械及工程設備技術領域。
背景技術：
混流式水輪機是目前應用最廣泛的水輪機，水流徑向流入轉輪葉片，推動轉輪做功，并改變流動方向，沿軸向流出?；炝魇剿啓C一般適用水頭從50～700米，出力從幾萬千瓦到幾百萬千瓦。
混流式水輪機是固定式葉片水輪機，葉片固定在上冠和下環(huán)之間，當混流式水輪機運行在偏離設計工況時，將在轉輪葉片進口產生無撞擊，葉片出口形成帶環(huán)量出口。在轉輪下方的尾水管內產生渦帶，同時由于尾水管中心區(qū)的回流的頂托作用，在離心不穩(wěn)定性和剪切不穩(wěn)定性的復雜相互作用，加上粘性效應，尾水管渦帶將會發(fā)展成為高度非定常的螺旋型渦帶。并使尾水管內壓力脈動加大。機組在部分負荷工況下，渦帶成螺旋狀在尾水管內擺動回旋，形成低頻渦帶脈動，渦帶脈動壓力傳至各過流部件可導致機組振動、大軸周期性擺動、出力擺動及管道中水流壓力脈動等，國內外很多大型水力機組由于尾水管渦帶引起的強烈的壓力脈動而造成巨大的損失。由于尾水管渦帶是影響水輪機穩(wěn)定性的關鍵因素之一，它引起的壓力脈動大小是評價水輪機性能的重要指標，是水力機組招標中不可缺的必要指標。由于尾水管渦帶足水輪機固有的特性，只要在偏離設計工況運行，就會存在。因此，抑制尾水管渦帶是目前需要解決的技術問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種混流式水輪機的電磁抑渦裝置，使其可加大尾水管中心流速，削弱尾水管回流區(qū)，抑制尾水管渦帶的強度，減小尾水管壓力脈動，從而進一步提高混流式水輪機組的運行穩(wěn)定性。
本發(fā)明的技術方案如下一種混流式水輪機的尾水管電磁抑渦裝置，其特征在于該裝置由直流電源，電磁發(fā)生器以及以及它們之問的連接導線組成，所述的電磁發(fā)生器包括直流正電極，N極向外的永磁體，直流負電極，S極向外的永磁體，底蓋板，頂蓋板以及設置在每個電極和磁極上的絕緣密封組成；所述的電磁發(fā)生器采用筒式結構，外徑與混流式轉輪體中心出口相同，由直流電極和磁極相互間隔排列，排列順序如下直流正電極、N極向外的永磁體、直流負電極，S極向外的永磁體依次圓周排列。
本發(fā)明的技術特征還在于所述的電磁發(fā)生器的筒壁厚度為5～8厘米，長度為轉輪進口直徑的0.5～1.0倍。直流電極和磁極的極對數為4～10對。
本發(fā)明與現有技術相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果混流式水輪機在這種抑渦裝置的作用下，該抑渦裝置可以加大尾水管中心流速，削弱尾水管回流區(qū)，抑制尾水管渦帶的強度，減小尾水管壓力脈動，從而改善了轉輪出口的流動狀況，使混流式水輪機的尾水管渦帶被有效的抑制，進一步提高了混流式水輪機組的運行穩(wěn)定性。同時抑渦裝置具有結構簡單，裝卸方便，加工成本低，適用范圍廣的特點，可以滿足在大流量工況和小流量工況的穩(wěn)定運行。


圖1為本發(fā)明提供的混流式水輪機的電磁抑渦裝置結構示意圖。
圖2為本發(fā)明電磁抑渦裝置的電磁發(fā)生器的結構示意圖。
圖3為電磁發(fā)生器的A-A向4為底蓋板。
圖5為頂蓋板。
圖6為直流正電極。
圖7為直流負電極。
圖8為N極向外的永磁體。
圖9為S極向外的永磁體。
圖中1-直流電源；2-連接導線；3-電磁發(fā)生器；4-底蓋板；5-頂蓋板；6-直流正電極；7-N極向外的永磁體；8-直流負電極；9-S極向外的永磁體；10-絕緣密封。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的原理、結構作進一步的說明。
為本發(fā)明提供的混流式水輪機的尾水管電磁抑渦裝置的結構示意圖。該裝置由直流電源1，電磁發(fā)生器3和連接它們的連接導線2組成(如圖1所示)。所述的電磁發(fā)生器包括直流正電極6，N極向外的永磁體7，直流負電極8，S極向外的永磁體9，底蓋板4，頂蓋板5以及設置在每個電極和磁極上的絕緣密封10組成；其下部和上部分別用底蓋板4和頂蓋板5加以固定。電磁發(fā)生器的外徑與混流式轉輪體中心出口相同，直流電極和磁極相互間隔排列，排列順序如下直流正電極、N極向外的永磁體、直流負電極，S極向外的永磁體依次圓周排列(如圖2所示)，所述的電磁發(fā)生器的筒壁厚度為5～8厘米，長度為轉輪進口直徑的0.5～1.0倍。直流電極和磁極的極對數一般為4～10對。
該電磁發(fā)生器3設安裝在尾水管和轉輪之間，通過螺栓固定在轉輪體底部。在混流式水輪機上安裝電磁抑渦裝置后，電磁發(fā)生器中的直流電極在電磁發(fā)生器圓筒外表面附近的水流中形成微電流，電流方向為從直流正極指向直流負極，由于在正負電極間有永磁體形成的磁場存在，且在圓筒外表面附近的區(qū)域內，電流方向和磁場方向存在一定的角度，此時，帶電的水流受到洛侖茲力(LORENTZ FORCE)，力的方向為沿圓筒的軸向向下。因此，電磁發(fā)生器表面的水流在洛侖茲力(LORENTZ FORCE)的持續(xù)作用下，沿軸向向下流動，加大了轉輪出口中心區(qū)的流量，顯著降低尾水管中心區(qū)的回流，減小頂托作用，降低了螺旋渦帶的進動半徑，降低了尾水管的壓力脈動。從而使混流式水輪機的尾水管渦帶被有效的抑制，進一步提高了混流式水輪機組的運行穩(wěn)定性。
權利要求
1.一種混流式水輪機的尾水管電磁抑渦裝置，其特征在于該裝置由直流電源(1)，電磁發(fā)生器(3)以及它們之間的連接導線(2)組成，所述的電磁發(fā)生器包括直流正電極(6)，N極向外的永磁體(7)，直流負電極(8)，S極向外的永磁體(9)，底蓋板(4)，頂蓋板(5)以及設置在每個電極和磁極上的絕緣密封(10)；所述的電磁發(fā)生器采用筒式結構，外徑與混流式轉輪體中心出口相同，由直流電極和磁極相互間隔排列，排列順序如下直流正電極(6)、N極向外的永磁體(8)、直流負電極(7)，S極向外的永磁體(9)依次圓周排列。
2.按照權利要求1所述的混流式水輪機的尾水管電磁抑渦裝置，其特征在于所述的電磁發(fā)生器的筒壁厚度為5～8厘米，長度為轉輪進口直徑的0.5～1.0倍。
3.按照權利要求1或2所述的混流式水輪機的尾水管電磁抑渦裝置，其特征在于直流電極和磁極的極對數為4～10對。
全文摘要
混流式水輪機的尾水管電磁抑渦裝置，涉及一種混流式水輪機的尾水管抑渦裝置。本發(fā)明的技術特點是在混流式水輪機的尾水管和轉輪之間設有一個電磁發(fā)生器，該電磁發(fā)生器采用筒式結構，由直流電極和磁極相互間隔，圓周排列而成。圓筒外徑與混流式轉輪體中心出口相同，筒壁厚度為5～8厘米，長度為轉輪進口直徑的0.5～1.0倍。本發(fā)明改善了轉輪出口的流動狀況，加大了尾水管中心流速，削弱了尾水管回流區(qū)，抑制了尾水管渦帶的強度，減小了尾水管壓力脈動，從而進一步提高混流式水輪機組的運行穩(wěn)定性。同時具有結構簡單，裝卸方便，加工成本低，適用范圍廣的特點，可以滿足水輪機在大流量工況和小流量工況的穩(wěn)定運行。
文檔編號F15D1/02GK1740556SQ20051008643
公開日2006年3月1日 申請日期2005年9月16日 優(yōu)先權日2005年9月16日
發(fā)明者張梁, 劉樹紅, 羅先武, 吳玉林 申請人:清華大學