一种基于工况寻优的可调节式水泵水轮机尾水管的制作方法

本发明涉及一种基于工况寻优的可调节式水泵水轮机尾水管，属于水轮机尾水管。

背景技术：

1、抽水蓄能机组是一种既能发电又能抽水的水力发电机组，其水力机组部分主要采用水泵水轮机，水泵水轮机中对能量转换有直接影响的过水部件叫作水泵水轮机的过流部件。过流系统主要由蜗壳、导叶、转轮、尾水管等组成。

2、水电作为电力系统中较为稳定的部分，而混流式水轮机为水电站中装机最多的机型。

3、随着间歇性可再生能源，如风能、光伏发电等能源在电网中比例的提高，对电网稳定性造成较大的冲击，为实现网频调节、电网负荷调平等功能，水泵水轮机会经历快速且频繁的负荷变化、启停机等过渡过程，使得抽水蓄能机组将频繁地偏离额定工况运行以调节电网参数。当水泵水轮机在这种情况下运行时，由于机组内部流场不能保证最佳流动条件，容易导致冲击、回流、二次流等不稳定流动现象的产生，形成各种漩涡流动，如部分负荷涡带、高负荷涡带、侵蚀空化、流动分离、疲劳问题等动态现象，加快水泵水轮机疲劳损耗，使得机组水力性能降低，严重时威胁机组甚至电站安全运行。

4、尾水管是水泵水轮机的一个重要过流部件，在水泵水轮机中拥有不可替代的作用，引导水流运动的同时也承受着交变应力载荷的作用，是研究水泵水轮机内部流场流动、优化水泵式水轮机设计的重中之重，对水泵水轮机的水力性能有着重要的影响。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于工况寻优的可调节式水泵水轮机尾水管，通过旋转第一旋转机构和第二旋转机构，实现调整锥管段夹角θ，可以使水泵水轮机的压力脉动幅值呈现大幅度的下降，进而使得水泵水轮机运行过程中更加稳定。

2、优先地，本发明提供一种基于工况寻优的可调节式水泵水轮机尾水管，包括锥管段、弯肘段、第一转动机构和第二转动机构，锥管段一端通过第一转动机构连接转轮，锥管段另一端通过第二转动机构连接弯肘段，调节第一转动机构和第二转动机构从而调节锥管段中心线与转轮中心线的夹角。

3、优先地，第一转动机构包括第一折弯杆、第一连接杆、第二连接杆、第二折弯杆、转动轮、转轴、u形杆和固定杆，第一折弯杆一端固定连接第一连接杆的一端，第一连接杆另一端固定连接第二连接杆，第二连接杆另一端固定连接第二折弯杆，转动轮通过转轴转动连接第一折弯杆、第二折弯杆、u形杆和固定杆，u形杆位于第二折弯杆远离第一折弯杆的一侧。

4、优先地，第一折弯杆和第二折弯杆为v形杆。

5、优先地，包括扩散段，扩散段通过第二转动机构连接锥管段。

6、优先地，锥管段的横截面轮廓均为圆形。

7、优先地，利用下式确定调节的锥管段中心线与转轮中心线的夹角θ：

8、

9、式中，y为锥管段高度，ft为训练参数。

10、优先地，θ调节的范围为-0.25π到0.25π。

11、本发明所达到的有益效果：

12、1.通过旋转第一旋转机构和第二旋转机构，实现调整锥管段夹角θ，可以使水泵水轮机的压力脉动幅值呈现大幅度的下降，进而使得水泵水轮机运行过程中更加稳定。

13、2.通过调整锥管段夹角θ，可以改善水泵水轮机尾水管涡带形态，进而使得水泵水轮机运行过程中更加稳定。

14、3.通过转动机构对可调节锥管段调控，可以根据水泵水轮机运行工况调整锥管段夹角θ大小，从而实现基于工况的尾水管流态寻优。

技术特征：

1.一种基于工况寻优的可调节式水泵水轮机尾水管，其特征在于，包括锥管段(2)、弯肘段(3)、第一转动机构(5)和第二转动机构(6)，锥管段(2)一端通过第一转动机构(5)连接转轮(1)，锥管段(2)另一端通过第二转动机构(6)连接弯肘段(3)，调节第一转动机构(5)和第二转动机构(6)从而调节锥管段(2)中心线与转轮(1)中心线的夹角。

2.根据权利要求1所述的一种基于工况寻优的可调节式水泵水轮机尾水管，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种基于工况寻优的可调节式水泵水轮机尾水管，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种基于工况寻优的可调节式水泵水轮机尾水管，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种基于工况寻优的可调节式水泵水轮机尾水管，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种基于工况寻优的可调节式水泵水轮机尾水管，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的一种基于工况寻优的可调节式水泵水轮机尾水管，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种基于工况寻优的可调节式水泵水轮机尾水管，包括锥管段、弯肘段、第一转动机构和第二转动机构，锥管段一端通过第一转动机构连接转轮，锥管段另一端通过第二转动机构连接弯肘段，调节第一转动机构和第二转动机构从而调节锥管段中心线与转轮中心线的夹角。本发明通过旋转第一旋转机构和第二旋转机构，实现调整锥管段夹角θ，可以使水泵水轮机的压力脉动幅值呈现大幅度的下降，进而使得水泵水轮机运行过程中更加稳定。技术研发人员：满哲,桂中华,韩文福,赵毅锋,张飞,徐连琛,许哲,郑源,阚阚受保护的技术使用者：国网新源控股有限公司抽水蓄能技术经济研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/17