[发明专利]水轮机中部分负荷运行过程中的液体控制射流

权利要求书

1.一种水轮机，包括：

通道，允许液体穿过所述水轮机；

尾水管，形成所述通道的一部分，在最优水轮机运行情况下，液体通过所述尾水管沿切向流入旋涡流动路径；

可旋转的转轮，安装在所述尾水管的上游，并且围绕穿过所述转轮并且延伸到所述尾水管中的中心轴旋转；

至少一个喷嘴头装置，相对于所述转轮的中心轴并且与所述尾水管的上部相邻设置，所述至少一个喷嘴头装置具有至少一个喷嘴，在部分负荷的水轮机运行过程中，相应的高速控制射流从所述至少一个喷嘴在所述转轮下游沿轴向喷射，并且喷射到流入所述尾水管上部的液体中，以抑制旋涡流动路径的脱落。

2.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于，所述至少一个喷嘴在沿所述水轮机的中心轴并且偏离水轮机中心轴的位置中设置相应的高速液体控制射流。

3.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于，所述转轮具有上冠部分，并且所述上冠部分封装所述至少一个喷嘴头装置。

4.根据权利要求3所述的水轮机，其特征在于，所述转轮包括设置在所述转轮的所述上冠部分和所述轴部分之一的射流发生和控制系统。

5.根据权利要求3所述的水轮机，其特征在于，所述至少一个高速液体控制射流从所述喷嘴沿轴向喷射到在所述尾水管中流动的液体旋涡流动路径的中心部分中。

6.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于，所述至少一个喷嘴头装置还包括至少一个布置在所述至少一个喷嘴上游的阀，用于控制相应的控制射流液体的压力。

7.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于，所述至少一个阀能够在打开和关闭状态之间转换相应的控制射流。

8.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于，所述至少一个喷嘴头装置支撑为与从所述尾水管壁延伸到所述尾水管上部中的导管流体连通。

9.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于，在所述尾水管中还包括一个或多个压力传感器，用于测量所述尾水管的上部中的液体压力，并且将这些测量传送到主动控制装置，所述主动控制装置反之控制喷嘴头装置的运动，以调节高速液体的控制射流速度。

10.一种在部分负荷运行状态下控制水轮机部分负荷运行的方法，所述水轮机具有转轮、设置在所述转轮下游的尾水管和延伸穿过所述转轮和所述尾水管的液体通道，所述方法包括沿所述水轮机轴向在所述水轮机转轮下游喷射一个或多个高速液体控制射流，并且喷射到所述尾水管的至少上部中的步骤。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述喷射布置之前将所述一个或多个控制射流设置在所述转轮中心的步骤。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述喷射一个或多个高速液体控制射流的步骤过程中，所述一个或多个控制射流沿一个方向喷射，所述方向选自包括沿所述水轮机轴、平行于所述水轮机轴、会聚在与所述尾水管的上部相邻的在所述水轮机轴上的会聚点上和会聚在与所述尾水管的上部相邻位于与所述水轮机轴相邻的平行轴上的会聚点上的组。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述设置步骤包括将所述一个或多个高速液体控制射流偏离水轮机轴设置。