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一种水轮机组补气量测量方法

阅读：571发布：2021-03-02

IPRDB可以提供一种水轮机组补气量测量方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及水轮机的技术领域，具体地，涉及一种水轮机组补气量测量方法。该方法包括：测量水轮机组补气管入口断面直径或半径尺寸；根据所述补气管入口断面直径或半径的尺寸，对所述入口断面进行标定，其中，所述补气管入口断面为圆形截面，将所述圆形截面划分为N个的同心圆环，每个所述同心圆环上包含Mi个测量点，其中N为大于0的整数，i的取值范围是1到N，Mi的取值范围是大于等于0的整数；在所述测量点上进行补气量测量。，下面是一种水轮机组补气量测量方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种水轮机组补气量测量方法，其特征在于，包括：

测量水轮机组补气管入口断面直径或半径尺寸；

根据所述补气管入口断面直径或半径的尺寸，对所述入口断面进行标定，其中，所述补气管入口断面为圆形截面，将所述圆形截面划分为N个的同心圆环，每个所述同心圆环上包含Mi个测量点，其中N为大于0的整数，i的取值范围是1到N，Mi的取值范围是大于等于0的整数；

在所述测量点上进行补气量测量。

2.根据权利要求1所述的方法，所述圆形截面被划分成N个等面积的同心圆环，即所述同心圆环之间面积相等。

3.根据权利要求1所述的方法，所述同心圆环的半径为其中，ri为测量点距圆形截面中心的距离，R为圆形截面半径。

4.根据权利要求1所述的方法，所述每个同心圆环上的测量点数目Mi是相同的。

5.根据权利要求4所述的方法，所述每个同心圆环上的测量点数目Mi等于4。

6.根据权利要求1所述的方法，所述每个同心圆环上的测量点之间的在所述同心圆环上的圆周距离是相等的（均匀分布）。

7.根据权利要求1所述的方法，所述同心圆环上的测量点数目Mi是不同的，半径大的同心圆环上的测量点数目大于半径小的同心圆环上的测量点数目。

8.根据权利要求1所述的方法，至少存在一条通过所述圆形截面圆心的直线，所述直线与每个所述同心圆环的交点是对应同心圆环上的测量点。

9.根据权利要求1所述的方法，至少存在一条通过所述圆形截面圆心的直线，所述直线与X个所述同心圆环的交点是对应同心圆环上的测量点，其中X大于等于1，小于N。

说明书全文

一种水轮机组补气量测量方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电力技术领域，具体地，涉及一种水轮机组补气量测量方法。

背景技术

[0002] 水轮机是将水能转换成机械能的一种原动机，它驱动发电机，将旋转的机械能转变为电能。

[0003] 按水流能量转换的特征，水轮机可分为两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机。1）反击式水轮机特点是：转轮位于水流流经的整个通道中，在同一时间内，所有转轮叶片的通道都有水流通过。水流流经叶片通道后，流速大小和方向都发生了变化，这种变化反映了水流的动量的变化。这个动量的变化是转轮作用于水流产生的，因而水流对转轮有个反作用力，这个反作用力推动转轮旋转。这种利用水流的反作用力推动转轮旋转的水轮机，称为反击式水轮机；2）冲击式水轮机的特点是：当水流流经转轮时，不像反击式水轮机那样整个转轮位于水流流经的通道中，只有部分转轮叶片充满了水，其余部分则处在大气之中。水流以射流形式冲击转轮。冲击式水轮机实际上是利用水流的动能推动转轮旋转。而且在同一时间内水流只冲击着部分水斗。所以利用水流冲击的动能推动转轮旋转的水轮机，称为冲击式水轮机。

[0004] 近年来，我国水电事业发展迅猛，一大批大中型水轮发电机组相继投产、运行。由于机组的容量和尺寸不断增大，机组的相对刚度下降，实际运行中出现了一些影响机组正常、稳定运行的问题，尤其是当机组处于40%~70%额定负荷运行区内时，尾水管内将出现螺旋状的偏心涡带引起空腔汽蚀和机组振动。补气装置的作用，就是在机组出现不稳定工况时，补入空气，可增加水的弹性，改善机组的运行条件，延长机组部件的使用寿命，保障机组的安全运行。同时，由于补气破坏了真空，还能防止机组突然甩负荷导水机构紧急关闭时，由于尾水管内产生负水击，下游尾水反冲所产生的强大冲击力或抬机现象。

[0005] 补气分自然补气和强迫补气两种方式。一般均采用自然补气，只有在水轮机吸出高度的负值较大，尾水管内压力较高，很难用自然补气方式补气时，才采用压缩空气强迫补气方式。常用的补气装置有轴心孔补气装置、尾水十字架补气装置和尾水短管补气装置。

[0006] 虽然补气对减振、消振有明显效果，但是补气过多会导致尾水管内压力上升，水轮机效率下降，补气过少又达不到应有的保护效果，因此，对补气量进行全面、精确的监测是非常重要的，目前已有的补气量监测方法检测结果误差比较大，亟待改善。

发明内容

[0007] 基于上述分析，本发明提出一种高效、全面、精确的补气量测量方法，可有效对水轮机组补气量进行检测。

[0008] 考虑到水轮机组补气量测量不精确的问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种高效的水轮机组补气量测量方案，以解决相关问题。

[0009] 为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种水轮机组补气量测量方法。

[0010] 本发明的水轮机组补气量测量方法包括：测量水轮机组补气管入口断面直径或半径尺寸；
根据所述补气管入口断面直径或半径的尺寸，对所述入口断面进行标定，其中，所述补气管入口断面为圆形截面，将所述圆形截面划分为N个的同心圆环，每个所述同心圆环上包含Mi个测量点，其中N为大于0的整数，i的取值范围是1到N，Mi的取值范围是大于等于0的整数；
在所述测量点上进行补气量测量。

[0011] 优选地，所述圆形截面被划分成N个等面积的同心圆环，即所述同心圆环之间面积相等。

[0012] 进一步地，所述同心圆环的半径为其中，ri为测量点距圆形截面中心的距离，R为圆形截面半径。

[0013] 优选地，所述每个同心圆环上的测量点数目Mi是相同的。

[0014] 进一步地，所述每个同心圆环上的测量点数目Mi等于4。

[0015] 优选地，所述每个同心圆环上的测量点之间的在所述同心圆环上的圆周距离是相等的。

[0016] 优选地，所述同心圆环上的测量点数目Mi是不同的，半径大的同心圆环上的测量点数目大于半径小的同心圆环上的测量点数目。

[0017] 优选地，至少存在一条通过所述圆形截面圆心的直线，所述直线与每个所述同心圆环的交点是对应同心圆环上的测量点。

[0018] 优选地，至少存在一条通过所述圆形截面圆心的直线，所述直线与X个所述同心圆环的交点是对应同心圆环上的测量点，其中X大于等于1，小于N。

[0019] 借助于本发明提供的技术方案，通过高效、精确、全面的水轮机组补气量测量方案，可以有效延长水轮机组的使用寿命，提高水轮机组的工作效率，改善水轮机组的安全性。

[0020] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

[0021] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1是本发明一种水轮机组补气量测量方法实现流程图；
图2是本发明一种水轮机组补气量测量方法补气管入口测点主视结构示意图；
图3是本发明一种水轮机组补气量测量方法补气管入口测点俯视结构示意图；
图4是本发明一种水轮机组补气量测量方法补气管入口测点侧视结构示意图；
图5是本发明一种水轮机组补气量测量方法圆形截面测点分布示意图；
图6是本发明一种水轮机组补气量测量方法圆形截面测点分布示意图。

具体实施方式

[0022] 功能概述考虑到现有水轮机组补气量测量结果不精确的问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种高效、全面、精确的水轮机组补气量测量方案，以解决相关问题。

[0023] 下面结合附图对本发明的实施例进行说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。此外，为了便于描述，在下文中使用了步骤号，但这不应理解为对本发明的限制，另外，在以下方法中描述的各个步骤虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

[0024] 方法实施例根据本发明的实施例，提供了一种水轮机组补气量测量方法。

[0025] 图1示出了根据本发明方法实施例的水轮机组补气量的测量流程，如图1所示，根据本发明方法实施例的水轮机组补气量测量方法包括如下步骤：步骤S102，测量水轮机组补气管入口断面直径或半径尺寸；
步骤S104，根据所述补气管入口断面直径或半径的尺寸，对所述入口断面进行标定，其中，所述补气管入口断面为圆形截面，将所述圆形截面划分为N个的同心圆环，每个所述同心圆环上包含Mi个测量点，其中N为大于0的整数，i的取值范围是1到N，Mi的取值范围是大于等于0的整数；
步骤S106，在所述测量点上进行补气量测量。

[0026] 通过本实施例提供的技术方案，可以解决水轮机组补气量测量不准确的问题，从而能够有效延长水轮机组的使用寿命，提高水轮机组的工作效率，改善水轮机组的安全性。

[0027] 下面详细描述上述处理的细节。

[0028] （一）步骤S104如图3所示，圆形截面（图2所示）可以被划分成N个同心圆环，优选地，所述同心圆环之间面积相等。

[0029] 每个同心圆环上包含的测试点数目是相同的（4个测试点，均分分布在对应的同心圆环上），可以看出，测试点的分布规律符合至少存在一条（图3中为两条）通过所述圆形截面圆心的直线，所述直线与每个所述同心圆环的交点是对应同心圆环上的测量点。

[0030] 可选地，如图4所示，每个同心圆环上包含的测试点（图4中黑色点）数目是不同的，半径大的同心圆环上的测量点数目大于半径小的同心圆环上的测量点数目，优选地，每个同心圆环上的测试点是均匀分布的，可以看出，测试点的分布规律符合至少存在一条通过所述圆形截面圆心的直线，所述直线与X个所述同心圆环的交点是对应同心圆环上的测量点，其中X大于等于1，小于N。

[0031] 如果所述同心圆环之间面积相等，则所述N个同心圆环的半径通过公式（1）计算获得。

[0032] (1)其中：ri——测点距圆形截面中心的距离；
R——圆形截面半径；
i——从圆形截面中心起算的圆环序号；
N——圆形截面所需划分的等面积圆环数。

[0033] （二）步骤S106根据补气量的测量结果调整补气强度，从而提高水轮机组的工作效率和安全系数。

[0034] 综上所述，借助于本发明的技术方案，可高效、全面、精确地进行水轮机组补气量测量，有效延长水轮机组的使用寿命，提高水轮机组的工作效率，改善水轮机组的安全性。

[0035] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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