[发明专利]一种分环制造的大型冲击式水轮机转轮

说明书

本发明公开一种分环制造的大型冲击式水轮机转轮，依据冲击式转轮的结构特点，在满足转轮毛坯材料锻造能力和道路运输条件下对大型冲击式水轮机转轮进行分环设计制造，单环运输至水电站并在水电站组合加工成整体；转轮分环数量为三环，解决超大直径转轮毛坯材料锻造能力和大尺寸冲击式转轮道路运输的限制；转轮第一分环面避开过渡圆弧面位于转轮内环上，转轮第二分环面位于转轮节圆与交界面之间，实现转轮分瓣面远离转轮水斗运行下高应力区域，利于分瓣使用寿命的延长；转轮水斗进行分体制造，分为水斗端部和轮毂水斗两部分，水斗端部和中环上的轮毂水斗在制造工厂内单独数控加工完成，降低加工制造难度和道路运输的限制，提高生产效益。

技术领域

本发明涉及冲击式水轮机领域，尤其涉及一种分环制造的大型冲击式水轮机转轮。

背景技术

随着我国经济发展的需要，对能源的需求不断加大，水电开发项目高水头、大容量冲击式水电机组将会越来越多。作为冲击式水轮机中核心部件的冲击式转轮得益于目前流体力学和机械数字模拟工具的发展，其设计进原理和设计技术取得了重大进步。但随着大型冲击式转轮设计制造，一方面受到转轮制造材料马氏体锻钢锻造尺寸的制约，无法实现超大直径毛坯材料的整体锻造；另一方面当转轮设计尺寸超过国家道路运输宽度时，无法直接将制造工厂制造的冲击式转轮整体运输至水电站安装。因此在大型冲击式水轮机转轮设计制造中应考虑采用分环结构，在制造工厂内对转轮对分分环设计，分环锻造材料毛坯、分环加工制造、分环运输至水电站，然后在水电站组合制造成整体并进行安装，解决大型冲击式转轮原材料整体无法锻造和道路运输能力对大型冲击式转轮整体运输限制的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种分环制造的大型冲击式水轮机转轮，依据冲击式转轮的结构特点，在满足转轮毛坯材料锻造能力和道路运输条件下对大型冲击式水轮机转轮进行分环设计制造，并单环运输至水电站并在水电站组合加工成整体。本发明是通过以下技术方案实现的：

转轮分环数量为三环，转轮第一分环面位于转轮水斗根部与转轮内环之间的过渡圆弧附近区域，转轮第一分环面避开过渡圆弧面位于转轮内环上，转轮第二分环面位于转轮节圆与交界面之间，交界面是分水刃与分水刃缺口的交界面。

在上述分环制造的大型冲击式水轮机转轮中，所述转轮第一分环面和转轮第二分环面将转轮分为转轮内环、转轮中环和转轮外环。

在上述分环制造的大型冲击式水轮机转轮中，所述转轮外环由二十二个水斗端部组成，所述水斗端部在制造工厂内单独数控加工完成，所述转轮内环和转轮中环在制造工厂将其数控加工完成；所述转轮内环、转轮中环和转轮外环由水轮机产品制造厂运输至水电站现场；转轮内环、转轮中环和转轮外环在水电站焊接为一体。

在上述分环制造的大型冲击式水轮机转轮中，所述转轮分环数量也可为两环，分环位于第二分环面。

在上述分环制造的大型冲击式水轮机转轮中，所述转轮外环也可由二十三个水斗端部组成。

在上述分环制造的大型冲击式水轮机转轮中，所述转轮内环和转轮中环也可在水轮机产品制造厂焊为一体。

技术效果

本发明提供一种分环制造的大型冲击式水轮机转轮，依据冲击式转轮的结构特点，在满足转轮毛坯材料锻造能力和道路运输条件下对大型冲击式水轮机转轮进行分环设计制造，并单环运输至水电站并在水电站组合加工成整体，本发明的技术效果如下：

1)转轮分环数量为三环，解决超大直径转轮毛坯材料马氏体锻钢锻造能力和大尺寸冲击式转轮道路运输的限制；

2)转轮第一分环面避开过渡圆弧面位于转轮内环上，转轮第二分环面位于转轮节圆与交界面之间，实现转轮分瓣面远离转轮水斗运行下高应力区域，利于分环面组合连接后使用寿命延长；

3)转轮水斗进行分体制造，分为水斗端部和轮毂水斗两部分，水斗端部和转轮中环的轮毂水斗在制造工厂内单独数控加工完成，降低加工制造难度和道路运输的限制，提高生产效益。