[发明专利]一种抑制水泵水轮机驼峰特性的带槽尾水管及其使用方法

说明书

本发明公开了一种抑制水泵水轮机驼峰特性的带槽尾水管及其使用方法，包括尾水管扩散段(1)，尾水管扩散段(1)的端部依次设有肘管(2)和锥管(3)，所述锥管(3)内壁上设有c个环形均匀分布的内槽(4)，且内槽(4)延锥管(3)内壁斜面设置，c的取值范围为11‑19；所述内槽(4)上沿距锥管(3)中心的半径为R₁，内槽(4)下沿距锥管(3)中心的半径为R₂，R₂＝aR₁，a的取值范围为1.00‑1.10；本发明可在驼峰区内尾水管产生预旋、内流情况恶劣的工况，有效改善尾水管流动情况及预旋现象，进而降低驼峰不稳定特性。

技术领域

本发明涉及水管技术领域，特别涉及一种抑制水泵水轮机驼峰特性的带槽尾水管及其使用方法。

背景技术

自19世纪90年代抽水蓄能电站在瑞士出现以来，得益于其电力调节能力和电网成本控制上的巨大潜力，该项储能技术得到了迅速的发展。作为其能量转换核心，近年来高水头(扬程)和大单机容量逐渐成为水泵水轮机发展的主流趋势，随之而来也是更突出的稳定性问题。当水泵水轮机小流量、高扬程时，存在一块不稳定区域。Q(流量)-H(扬程)曲线在大部分区域下斜率为负，而在该区域却显现出了正斜率，形成一段形似“驼峰”的曲线。那么，对于一扬程而言，有多个流量与之对应，这种一对多的特点造成了机组在该区域运行时流量的快速变化，进而导致一系列不稳定现象。目前，尾水管出口和转轮入口的预旋和混乱流动被相关研究认为是水泵水轮机产生驼峰特性的主要原因之一，预旋导致水流无法流畅进入转轮，进而造成转轮内的不稳定流动。因此，对尾水管进行设计和改型以解决预旋问题进而抑制驼峰特性是具有重要意义的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种抑制水泵水轮机驼峰特性的带槽尾水管及其使用方法。本发明可在驼峰区内尾水管产生预旋、内流情况恶劣的工况，有效改善尾水管流动情况及预旋现象，进而降低驼峰不稳定特性。

本发明的技术方案：一种抑制水泵水轮机驼峰特性的带槽尾水管，包括尾水管扩散段，尾水管扩散段的端部依次设有肘管和锥管，所述锥管内壁上设有c个环形均匀分布的内槽，且内槽延锥管内壁斜面设置，c的取值范围为11-19；所述内槽上沿距锥管中心的半径为R₁，内槽下沿距锥管中心的半径为R₂，R₂＝aR₁，a的取值范围为1.00-1.10；所述内槽下沿距锥管出口的距离为L₁，内槽上沿距锥管出口的距离为L₂，锥管出口的半径为R，L₂＝bR，b的取值范围为0.20-0.55；所述内槽的圆周角度为α，α的取值范围为5°-11°。

上述的抑制水泵水轮机驼峰特性的带槽尾水管，所述a的取值范围为1.03-1.07。

前述的抑制水泵水轮机驼峰特性的带槽尾水管，所述b的取值范围为0.25-0.50。

前述的抑制水泵水轮机驼峰特性的带槽尾水管，所述c的取值范围为13-17。

前述的抑制水泵水轮机驼峰特性的带槽尾水管，所述α的取值范围为7°-9°。

前述的抑制水泵水轮机驼峰特性的带槽尾水管的使用方法，水流从尾水管扩散段进入，经过肘管到达锥管，水流经过锥管的内槽引发射流，以破坏预旋或扼制预旋的产生，进而改善水流的流态，受改善的水流从锥管出口流出。

与现有技术相比，本发明在锥管内设置多个内槽，水流从尾水管扩散段进入，经过肘管到达锥管，水流经过锥管的内槽时延其槽壁引发射流，以破坏预旋或扼制预旋的产生，进而改善水流的流态，受改善的水流从继续从锥管出口流出至转轮，可在驼峰区内尾水管产生预旋、内流情况恶劣的工况，有效改善尾水管流动情况及预旋现象，进而降低驼峰不稳定特性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明锥管内部的结构示意图；