[发明专利]一种分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮

说明书

本发明公开一种分瓣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瓣设计制造，单瓣运输至水电站并在水电站组合加工成整体；转轮分瓣数量为两瓣、三瓣或四瓣，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；转轮分瓣面位于转轮两相邻水斗斗沿端面基准面之间，分瓣面避开转轮水斗的正压力面，实现转轮分瓣面远离转轮运行时的高应力区域，利于分瓣使用寿命的延长；位于转轮分瓣面的转轮水斗进行分体制造，分为水斗和水斗根部两部分，水斗在制造厂内单独数控加工完成，在工地将水斗和水斗根部焊接成一体，降低水电站工地加工制造难度，提高生产效益。

技术领域

本发明涉及冲击式水轮机领域，尤其涉及一种分瓣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，水电开发项目中高水头、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瓣结构，在制造工厂内对转轮对分瓣设计，分瓣锻造材料毛坯、分瓣加工制造、分瓣运输至水电站，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，本发明是一种分瓣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瓣设计制造，并单瓣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：

1)转轮分瓣数量为两瓣，转轮第一分瓣面位于转轮两相邻水斗斗沿端面第一基准面和第二基准面之间的区域，转轮第一分瓣面避开水斗正压力面，转轮第二分瓣面位于转轮两相邻水斗斗沿端面第三基准面和第四基准面之间的区域，转轮第二分瓣面避开水斗正压力面；

2)转轮第一分瓣面和转轮第二分瓣面将转轮分为转轮第一单瓣和转轮第二单瓣，位于转轮第一分瓣面和转轮第二分瓣面的转轮水斗进行分体制造，分为第一水斗端部、第二水斗端部、第一水斗根部和第二水斗根部，第一水斗端部和第二水斗端部在制造工厂内单独数控加工完成，第一水斗根部和第二水斗根部待转轮第一单瓣和转轮第二单瓣焊接后再将其型线数控加工完成；

3)转轮第一单瓣、转轮第二单瓣、第一水斗端部和第二水斗端部由水轮机产品制造厂运输至水电站现场；

4)转轮第一单瓣和转轮第二单瓣在水电站焊接为一体；

5)第一水斗根部和第二水斗根部加工：待转轮第一单瓣和转轮第二单瓣组合焊接完成后，通过数控加工的方式分别加工第一水斗根部和第二水斗根部空间曲面型线；

6)第一水斗端部和第二水斗端部装配焊接：第一水斗端部和第二水斗端部依次装配至第一水斗根部和第二水斗根部上，采用焊接的工艺方法完成第一水斗端部、第二水斗端部与第一水斗根部、第二水斗根部焊缝的焊接。

在上述分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮中，所述转轮第一分瓣面经过水斗正压力面；转轮第二分瓣面经过水斗正压力面。

在上述分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮中，所述转轮分瓣数量也可为三瓣或四瓣。

技术效果

本发明涉及一种分瓣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瓣设计制造，并单瓣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：