第二章 水輪機類型與構(gòu)造

1、本篇重要內(nèi)容：水輪機(The hydraulic turbine)水輪機是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能，從而帶動發(fā)電機發(fā)出電能的一種機械，是水電站動力設備之一。研究的目的是充分利用水能資源，為廠房布置設計作準備。第二章 水輪機類型與構(gòu)造第一節(jié)水輪機基本類型、特點、適用條件一、水輪機的基本類型（一）按主軸裝置方式劃分1. 立式水輪機：水輪機主軸豎直安裝；大中型水輪機均采用該裝置方式。2. 臥式水輪機：水輪機主軸水平安裝；小型或微型水輪機采用。（二）按能量轉(zhuǎn)換特征水輪機是水電站的主要動力設備之一。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換的特征，可將水輪機分為反擊式、沖擊式兩大類。各種類型水輪機按照其水流方向和工作特點不同又有如下不

2、同的形式。二、水輪機的特點及適用條件（一）反擊式水輪機的特點及適用條件特點:（1）水流流經(jīng)轉(zhuǎn)輪時，水流充滿整個轉(zhuǎn)輪葉片流道，利用水流對葉片的反作用力，即葉片正反面的壓力差使轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)；（2）主要利用水流的勢能和動能，主要是利用水流的勢能；（3）水輪機在工作工程中，轉(zhuǎn)輪完全浸沒在水中。反擊式水輪機根據(jù)水流流經(jīng)轉(zhuǎn)輪的方式不同分為混流式、軸流式、斜流式、貫流式四種。1、混流式（法郎西斯式）：水流徑向流入轉(zhuǎn)輪，軸向流出。適用范圍：H=30700 m , 單機容量：幾萬kW幾十萬kW優(yōu)點：適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定，效率高，適用高水頭小流量電站。2、軸流式（卡普蘭式）：水流沿轉(zhuǎn)輪軸向流入，軸向流出，水

3、流方向始終平行于主軸。(a)、軸流定漿式：葉片不能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動。改變?nèi)~片轉(zhuǎn)角時需要停機進行。 結(jié)構(gòu)簡單，效率低。適用H、Q變化不大的情況（工況較穩(wěn)定）， H：350m。(b)、軸流轉(zhuǎn)漿式：葉片能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動，進行雙重調(diào)節(jié)（導葉開度、葉片角度）。適用水頭流量的變化，高效率區(qū)廣，大中型電站多采用。 H：380m。（葛洲壩：17萬kW、12.5萬kW，Hr=27m）。 混流式轉(zhuǎn)輪                 

4、0;    軸流定槳式轉(zhuǎn)輪 3、斜流式（法國德里亞齊式）：水流斜向流進、流出轉(zhuǎn)輪。轉(zhuǎn)輪葉片隨工況變化而轉(zhuǎn)動，高效率區(qū)廣。兼有軸流轉(zhuǎn)漿式運行效率高，混流式水輪機汽蝕性能好、強度高的優(yōu)點。  適用水頭范圍 H=40200m。是具有可逆性的水泵水輪機，廣泛地用于抽水蓄能電站，因其結(jié)構(gòu)復雜很少用于小型水電站。       斜流式4、貫流式水輪機（臥軸流式）水流由管道進口到尾水管出口均為軸向流動，不設置蝸殼，水流沿軸向直貫流入流出水輪機，故稱為貫流式水輪機，根據(jù)發(fā)電機裝置方式不同，此種水輪機又分

5、為全貫流式和半貫流式；根據(jù)轉(zhuǎn)輪輪葉能否改變又可分為貫流轉(zhuǎn)漿式和貫流定漿式。 全貫流式水輪機，發(fā)電機轉(zhuǎn)子安在轉(zhuǎn)輪外緣。優(yōu)點為水力損失小，過流量大，結(jié)構(gòu)緊湊，密封不易，應用較少。半貫流式水輪機又可分為軸伸式、豎井式、燈泡式。貫流式水輪機過流能力較好，多用于河床式與潮汐式水電站，適用水頭范圍230m，單機容量：幾千瓦幾萬千瓦。 貫流式（二）沖擊式水輪機特點及適用條件特點:（1）轉(zhuǎn)輪工作過程中，噴嘴射流沖擊部分導葉，轉(zhuǎn)輪部分接觸水流；（2）在大氣壓下工作；（3）水輪機依靠噴嘴的射流沖擊力使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，利用的是水的動能。沖擊式水輪機主要由噴嘴、折向器、轉(zhuǎn)輪和機殼組成，噴嘴將水能全部轉(zhuǎn)化為動能形成自由射流，

6、沖擊轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，將水能轉(zhuǎn)換為機械能。沖擊式水輪機按射流沖擊轉(zhuǎn)輪的方式不同可分為水斗式（切擊式）、斜擊式和雙擊式三種。1、水斗式水輪機（切擊式水輪機，臥式）（培爾頓式）射流位于轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動平面內(nèi)，沿轉(zhuǎn)輪圓周切線方向沖擊斗葉，故又名切擊式水輪機。1998年瑞士興建的克留遜(Cleuson)水電站，安裝3臺各40萬kW沖擊式機組，最高水頭1883m。中國最高的水斗式水輪機是天湖水電站，水頭高達1022.4m。適用的水頭范圍：402000m，一般常用水頭范圍40800m。2、斜擊式水輪機（1912年發(fā)明，仇戈式）（立式）噴嘴射流方向與轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)平面斜交，射流自轉(zhuǎn)輪側(cè)沖擊轉(zhuǎn)輪，故稱斜擊式。斜擊式水輪機適應水頭

7、范圍50400m，最大單機容量一般不超過400KW，故只適用于小型水電站。3、雙擊式水輪機（1917年匈牙利人發(fā)明，班克式）（臥式）水流由噴嘴射到轉(zhuǎn)輪一側(cè)的輪葉上，由輪葉外緣流向轉(zhuǎn)輪中心，而后水流穿過轉(zhuǎn)輪內(nèi)部空間再一次流到輪葉上，沿輪葉流向外緣，最后以很小的流速離開轉(zhuǎn)輪，水流兩次沖擊轉(zhuǎn)輪，故稱雙擊式。雙擊式水輪機適用的水頭范圍6150m，最大的單機容量一般不大于300KW，所以只適用于小型水電站。    切擊式三、水輪機新機型及新技術(shù)近年來水輪機出現(xiàn)了一些新的結(jié)構(gòu)型式，如：輻向轉(zhuǎn)槳混流式水輪機，雙轉(zhuǎn)輪混流式水輪機，雙葉片轉(zhuǎn)槳式水輪機。（見下圖）提高各類水輪機的使用水頭，進一

8、步有效地發(fā)揮水輪機的潛力。如48m水頭級的燈泡式，90m水頭級的軸流式及600m水頭級的混流式水輪的出現(xiàn)，反映了新型水輪機的發(fā)展趨勢。但各類水輪機在高水頭范圍的使用，必然給強度、汽蝕、磨損及振動等方面帶來許多新問題，這也是對水輪機的結(jié)構(gòu)設計和制造提出了新的課題。如今在水輪發(fā)電機組制造上廣泛采用鑄焊工藝，如“電氣液壓仿型”加工方法，提高了葉片精度，減少了流道損失，提高了效率。第二節(jié) 反擊式水輪機的主要過流部件反擊式水輪機的主要過流部件（沿水流途經(jīng)從進口到出口）有：引水部件（蝸殼），導水部件（座環(huán)與導葉），工作部件（轉(zhuǎn)輪），泄水部件（尾水管）。為保證其正常運行和功率輸出，還有其它部件如：主軸、軸承

9、、頂蓋、止漏裝置等。一、混流式水輪機的主要過流部件水流 > 蝸殼>座環(huán)>導葉 >轉(zhuǎn)輪>尾水管>下游（一）工作部件轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪是水輪機的核心部件，由上冠、下環(huán)、葉片組成。轉(zhuǎn)輪葉片均布在上冠與下環(huán)之間，輪葉上端固定于轉(zhuǎn)輪上冠，下端固定于轉(zhuǎn)輪下環(huán)。輪葉呈扭曲形，各輪葉間形成狹窄的流道。其作用是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。 混流式水輪機轉(zhuǎn)輪(二)導水部件導水機構(gòu)導水機構(gòu)作用： 根據(jù)機組負荷變化，調(diào)節(jié)水輪機流量，改變出力；           引導水流按切向進入

10、轉(zhuǎn)輪，形成速度矩；組成： 導水葉及其軸、調(diào)速器、接力器（轉(zhuǎn)臂、連桿、控制環(huán))、活動導葉導水機構(gòu)的主體，上下端分別固定在底環(huán)和頂蓋上，為流線形。    作用：改變導葉開度以改變流量。    導葉轉(zhuǎn)動是通過調(diào)速成器和接力器來實現(xiàn)的。    導葉參數(shù)：導葉數(shù)目、高度、開度2座環(huán)座環(huán)由上環(huán)、下環(huán)和若干流線型立柱（又稱固定導葉）組成。作用：水輪機的骨架，承受機墩傳來的荷載，并傳到下部基礎，支承活動導葉；         斷面設計：流線形

11、，保證強度、剛度。數(shù)目為活動導葉的一半。(三) 引水部件蝸殼水輪機進水室的功用、類型及適用條件水輪機的引水部件由稱為引水室，其功用是是使水流產(chǎn)生圓周運動，并引導水流均勻地平順軸對稱地引向水輪機的導水機構(gòu)、軸對稱地進入水輪機轉(zhuǎn)輪。為適應不同條件，水輪機的引水室有開敞式與封閉式兩大類。（1）開敞式（明槽式）水輪機導水機構(gòu)外圍為一開敞式矩形或蝸形的明槽，槽中水流具有自由水面。斷面可為方形、蝸形，結(jié)構(gòu)簡單、施工方便，但由于地球自傳，產(chǎn)生離心力旋轉(zhuǎn)進入轉(zhuǎn)輪時帶有空氣，易形成真空，發(fā)生汽蝕，適用于低水頭，轉(zhuǎn)輪直徑小于2m的小型電站，因強度要求不高，材料用混凝土、漿砌石。（2）封閉式封閉式進水室中水流不具有

12、自由水面，常見的有：壓力槽式、罐式、蝸殼式三種。 壓力槽式：適用于水頭（820m）的小型水輪機。 罐式：密封的水罐，水力條件差。只適用于水頭1035m，容量小于1000Kw的機組 蝸殼式：由于這種引水室的平面外形象蝸牛殼，故常簡稱為蝸殼。蝸殼結(jié)構(gòu)緊湊被廣泛應用。依所用材料不同，蝸殼可分為金屬蝸殼和混凝土蝸殼。i金屬蝸殼：由鑄鐵、鑄鋼或鋼板焊成，適用于較高水頭（>40m）的水電站和小型臥式機組。ii混凝土蝸殼一般適用于水頭在40m以下的水電站，當水頭較大時，為滿足強度和防滲要求需要混凝土中加設大量鋼筋和金屬襯板，則造價高，不經(jīng)濟。金屬蝸殼 (四)泄水部件尾水管尾水管是反擊式水輪機的重要組成

13、部分，尾水管的性能的好壞直接影響水輪機的效率及其能量利用情況。1尾水管的作用水輪機回收轉(zhuǎn)輪出口動能的相對數(shù)稱為尾水管效率，又稱為動能恢復系數(shù)或動能利用系數(shù)，用來表示。反映了尾水管性能的好壞。尾水管形式不同，其動能利用系數(shù)不同，差別比較大，一般在0.40.85之間。故尾水管的作用可歸納為：將通過水輪機的水流泄向下游；轉(zhuǎn)輪裝置在下游水位之上時，能利用轉(zhuǎn)輪出口與下游水位之間的勢能2；回收利用轉(zhuǎn)輪出口的大部分動能。2尾水管的類型和尺寸尾水管的形式有直錐型、彎管直錐形、彎曲型三種。（）直錐形尾水管直錐形尾水管為一擴散的圓錐管，是一種結(jié)構(gòu)簡單且性能好的形式，但尾水管過長時，會增加廠房下部開挖量，常用于小型

14、水電站。為避免發(fā)生管壁脫流增大水力損失，尾水管擴散角不宜過大，一般=12º16º。（）彎管直錐型尾水管此種形式有彎管和直錐管兩部分組成，結(jié)構(gòu)簡單，用于小型臥軸混流式水輪機。一般與水輪機配套生產(chǎn)。（）彎曲型尾水管（彎肘型）此形式尾水管有圓錐段、彎管段（肘管）、水平擴散段三部分組成。應用最廣泛。直錐段斷面為圓形，其作用是擴散水流，降低彎管入口流速，減小彎管段水頭損失。彎管段彎管段又名肘管，是尾水管中幾何形狀最復雜的一段，其作用是：將斷面形狀由圓形過渡到矩形；改變水流方向為水平方向；使水流在水平方向達到最大擴散，以便與水平擴散段相連。彎管直錐型尾水管直錐形尾水管彎曲型尾水管擴散段

15、為一矩形斷面段，一般寬度不變，底板為水平，頂板上翹，為避免水流脫壁增加水頭損失，仰角不能太大。一般取為10º13º。當出口較寬時，為改善頂板受力條件可加設中墩，但加中墩后應保證尾水管出口凈寬不變。當出口寬度>(1012)m時，應設中墩。尾水管高度：水輪機導水機構(gòu)下環(huán)頂面至尾水管底版平面的高度。注意：不管什么形式尾水管，其出口斷面最高點均應在下游最低水位以下0.30.5m，以防進氣。我國水輪機型號已標準化、系列化，每種型號的轉(zhuǎn)輪都有配套的尾水管，推薦的標準系列尾水管尺寸可見相關圖表。作業(yè)：已知：水輪機為HL220，D3= D1+（0.51.0）cm，D1=225cm，D

16、1D2，h1=0.24，h2=0.02m。求試繪制尾水管單線圖要求：比例1：100，用厘米格紙，也可以用計算機繪圖。不畫轉(zhuǎn)輪部分。二、 軸流式水輪機主要構(gòu)件軸流式水輪機的一些零部件與混流式水輪機基本相同，主要區(qū)別在于轉(zhuǎn)輪，軸流式水輪機：它由輪轂，輪葉，泄水錐組成。輪葉數(shù)目一般為38片，數(shù)目隨水頭增加而增加。軸流式水輪機分為定槳式和轉(zhuǎn)槳式兩種。定槳式水輪機輪葉固定在輪轂上（焊接在輪轂上或與輪轂整體鑄造），工作過程中，葉片裝置角不能改變，葉片形狀為扭曲面，輪葉厚度從邊到根逐漸加厚。轉(zhuǎn)槳式水輪機在工作過程中，葉片裝置角可隨水流變化而調(diào)整，葉片旋轉(zhuǎn)角度稱為輪葉的轉(zhuǎn)角（），規(guī)定設計工況=0º。

17、的一般范圍為-15º+20º，開啟方向為“+”，關閉為“-”。轉(zhuǎn)槳式水輪機輪葉的轉(zhuǎn)動由布置在輪轂內(nèi)的傳動機構(gòu)通過油壓來操縱的，其動作由調(diào)速器自動控制。三、斜流式水輪機主要組成構(gòu)件斜流式水輪機是介于軸流式和混流式水輪機之間的一種形式，故其結(jié)構(gòu)既與軸流式有相似處，又與混流式有相似處，其蝸殼，導水機構(gòu)與混流式水輪機相同，葉片的轉(zhuǎn)動機構(gòu)與軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機基本相同。不同的是斜流式水輪機輪葉數(shù)目較多（815片），葉片轉(zhuǎn)動軸線與水輪機軸線成銳角相交（交角30°60°），水頭愈高交角愈小。由于斜流式水輪機輪葉裝置角可調(diào)整，故其適應水頭和流量變化范圍較大，比混流式水輪機更

18、能適應負荷變化。四、貫流式水輪機這是一種由軸流式水輪機發(fā)展而來的機型。實質(zhì)上是臥式軸流式水輪機，兩者的區(qū)別是：一是貫流式?jīng)]有蝸形進水室，彎曲形尾水管；二是貫流式的軸為臥軸，其引水管、導水機構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、尾水管均布置在一直線上。貫流式水輪機亦可分為定槳，轉(zhuǎn)槳兩種。貫流式水輪機模型貫流式水輪機水流由于水流是直貫流入和流出，不轉(zhuǎn)彎，則其水力損失小，效率高，可達90%92%，過流能力強，且尺寸小。貫流式水輪機多用于低水頭的河床式水電站，潮汐式水電站。五、蝸殼設計1蝸殼的主要參數(shù)蝸殼的主要參數(shù)有：蝸殼包角、蝸殼斷面形狀和蝸殼進口斷面流速。(1)蝸殼包角自蝸殼鼻端（尾端）斷面為起點到蝸殼進口斷面（垂直于壓力管

19、道軸線的斷面）之間的夾角稱為蝸殼的包角。包角的大小直接影響蝸殼的平面尺寸。金屬蝸殼：一般包角采用340°345°，常用345°。水流條件較好，稱為完全包角蝸殼；適用于小流量、高水頭電站?；炷廖仛ぃ阂话悴捎?135°270°，常用180°。水流條件稍差，稱為非完全包角蝸殼；適用于大流量、低水頭電站。 (2)蝸殼的斷面形狀及變化規(guī)律金屬蝸殼斷面形狀為圓形，在接近鼻端時變成橢圓?；炷廖仛嗝鏋樘菪危ㄕ劬€形），施工方便，順水流方向斷面逐漸減小。將各徑向斷面旋轉(zhuǎn)疊加后，其斷面外邊角的連線變化規(guī)律有直線和拋物線兩種情況，指線變化規(guī)律有利于施工

20、放樣，但水力條件差，適用于小型電站；拋物線變化規(guī)律水力條件較好，但施工難度稍大，適用于大型電站。混凝土斷面常見的有對稱形、下伸形、上伸形、平頂形四種形狀。一般多采用平頂形和下伸形。(3)蝸殼進口斷面流速蝸殼進口斷面流速可按下列經(jīng)驗公式確定：=KP (m/s) (2-1)式中：電站設計水頭KP流速系數(shù)，按金屬蝸殼進口流速系數(shù)圖查取。2蝸殼水力計算（1）目的：確定蝸殼斷面形狀及尺寸，繪出蝸殼單線圖供廠房尺寸確定的一個參考。蝸殼水力計算常作下面內(nèi)容的計算。（2）假定：實際流速復雜，為簡化計算有兩種假定觀點。水流均勻、軸對稱，蝸殼各斷面的平均流速不變，即為常數(shù)；蝸殼中水流速度矩為一常數(shù)，即=常數(shù)k，為

21、水流速度的切向分速，為計算點處水流質(zhì)點與轉(zhuǎn)軸的距離； 實驗結(jié)果表明，第二種假定比較符合實際。第一種假定計算比較簡單，這里只介紹第二種假定的計算。（3）水力計算（已知Q0，HP，D1，b）進口斷面尺寸的確定= (2-2)式中：水輪機設計流量蝸殼包角進口斷面流速 任意斷面尺寸的確定流經(jīng)任一蝸殼斷面的流量為：= = （2-3） 或 （2-4）上面式中 ra為座環(huán)外半徑，ra=Da/2；rb為座環(huán)內(nèi)半徑，rb=Db/2。將蝸殼進口斷面的有關參數(shù)e、ra、e代入蝸殼常數(shù)計算公式，可求出蝸殼常數(shù)，再應用（2-3）可求得任意斷面的和，根據(jù)計算結(jié)果可繪出蝸殼單線圖。例：HL220，HP=100m，設計流量Q0

22、=60m3/s，轉(zhuǎn)輪標稱直徑D1=250m，導葉高度b0=0.625m，選蝸殼并繪蝸殼單線圖及典型剖面圖。解：1、選蝸殼定三要素HP=100m40m，選金屬蝸殼；e=345°，斷面為圓形,據(jù)HP=100m，查金屬蝸殼進口流速系數(shù)圖得：KP=0.8。由=KP可得：=.8×=8 m/s2、進行水力計算進口斷面半徑=1.51m求C由D1=2.5m，求ra，查導水機構(gòu)主要尺寸表，得Da=410cm，ra=2.05m。求任意斷面由，可得斷面號1259i（°）3453001650i1.511.390.970ri5.074.833.992.05說明：完全包角：金屬，每隔45&#

23、176;或30°求一斷面尺寸；非完全包角：混凝土，每隔30°求一斷面尺寸。3、繪制單線圖及典型剖面圖。作業(yè)：已知：HL220，HP=50m，設計流量Q0=60m3/s，轉(zhuǎn)輪標稱直徑D1=2.25m，導葉高度b0=0.56m，出口斷面r=3m。求：蝸殼并繪蝸殼單線圖及典型剖面圖。要求：比例1：100，用厘米格紙，連線光滑，也可以用計算機繪圖第三節(jié) 沖擊式水輪機的主要過水部件沖擊式水輪機的主要過水部件按水流方向為噴嘴（針閥）、折流板（折向器）、轉(zhuǎn)輪（核心部件）、機殼。一、轉(zhuǎn)輪作用：將水能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機械能。轉(zhuǎn)輪是核心部件，由葉片和輪盤組成。葉片為沿輪盤圓周均布的勺形葉片，數(shù)目常為

24、1214個。切擊式水輪機轉(zhuǎn)輪，水斗象兩只半勺，中間有一道分水刃，射向水斗的水流由此均勻地向兩側(cè)分開，來減少水流的碰撞損失，分水刃比較薄，尖端如刀刃。葉片頂端有一缺口，以保能沖擊后面的葉片，使轉(zhuǎn)輪能充分利用水流能量，從而提高水輪機效率。為提高水斗強度在水斗背面設加勁肋。沖擊式水輪機轉(zhuǎn)輪斜擊式水輪機轉(zhuǎn)輪，斗葉形狀為單曲面，如半個切擊式轉(zhuǎn)輪的葉片，結(jié)構(gòu)簡單。二、噴嘴與針閥噴嘴作用：將水流壓力勢能變?yōu)閯幽?，形成射流（射流速度?(0.980.99）并以一定方向沖擊轉(zhuǎn)輪，使轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，完成能量轉(zhuǎn)換。針閥作用：調(diào)節(jié)進水流量，以調(diào)節(jié)水輪機出力。一桿帶一尖頭，通過拉動桿使針閥呈現(xiàn)全開，全關，半關三種狀態(tài)，從而調(diào)

25、節(jié)流量。針閥頭與噴嘴口摩擦，均由不銹鋼制成，其他有普通鋼制成。三、折流板作用：當機組突然丟棄負荷時，讓折流板先轉(zhuǎn)動，以減小水錘壓力。在轉(zhuǎn)輪工作時，呈耷拉狀，不影響轉(zhuǎn)輪。當外界機組負荷丟棄時，不能迅速關閉針閥，因為水慣性大，水流壓能過大，如水管猛關時，還有幾滴水溢出；但是太慢時，會使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速飛速，離心力太大會飛出去，因此在噴嘴下設折向器。四、機殼作用：將沖擊完轉(zhuǎn)輪的水流平順地泄向下游。 第四節(jié) 水輪機的參數(shù)、牌號、標稱直徑一、水輪機工作參數(shù)水輪機的工作參數(shù)表明水輪機性能和特點的一些數(shù)據(jù)，主要包括水頭、流量、出力、轉(zhuǎn)速、效率等。反擊式：水輪機進口斷面為蝸殼進口，出口斷面為尾水管出口；沖擊式：進口斷

26、面為噴嘴，出口斷面為轉(zhuǎn)輪出口。（一）水頭（）水輪機水頭又叫凈水頭，工作水頭，它是指水輪機進、出口斷面的比能差。常取蝸殼進口斷面為水輪機進口斷面，尾水管出口斷面為水輪機出口斷面。即水輪機工作水頭=電站毛水頭（上下游水位差）壓力引水系統(tǒng)中水頭損失。通常用幾個特征水頭來表示水輪機的運行工況與運行范圍。常用特征水頭為最大水頭、最小水頭、加權(quán)平均水頭、設計水頭。1、最大水頭水輪機運行過程中允許出現(xiàn)的最大凈水頭，由水輪機葉片強度和氣蝕條件影響，水輪機選型時，常用水庫正常畜水位或設計洪水位（無壓引水式水電站為壓力前池正常水位）與下游最低水位（1/3裝機容量或一臺機組滿載運行時相應的尾水位）之差減去引水系統(tǒng)損

27、失所得的凈水頭為。2、最小水頭水輪機運行中允許出現(xiàn)的最小凈水頭，由機組效率和運行穩(wěn)定性確定。選型時，常用水庫死水位（無壓引水為前池正常水位）與下游高水位（全部機組或電站以保證出力工作時的下游尾水位）之差減去引水系統(tǒng)損失所得的凈水頭為。3、加權(quán)平均水頭為水電站歷年各月（月、日）凈水頭出力或電能的加權(quán)平均值?；蚴街?、分別為計算時段的平均值。4、設計水頭水輪機發(fā)出額定出力的最小凈水頭。選型時，應通過經(jīng)濟動態(tài)評價確定，初算時，可用：河床或水電站：=0.9；壩后或水電站=0.95（二）流量（）單位時間內(nèi)通過水輪機的水量，以表示，單位m3/s。是一隨水輪機的水頭和出力的變化面變化的參數(shù)。設計水頭下水輪機發(fā)

28、出額定出力時水輪機過水流量為設計流量設。（三）出力（）指水輪機主軸輸出的功率；以表示，單位KW。，其中為水輪機的效率。（四）效率水流傳給水輪機的功率（水輪機輸入功率）和水輪機傳給發(fā)電功率（即水輪機輸出功率）兩者并不完全相同，由于水輪機存在能量損失，因此總存在<，主軸輸出功率與輸入功率的此值反映了水能的利用率，稱為水輪機的效率，用表示，其反映了水能的有效利用情況。則故 （）（五）轉(zhuǎn)速（）指水輪機主軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，以表示，單位為r/min二、水輪機牌號與標稱直徑為了統(tǒng)一水輪機的品種規(guī)格，亦便能提高質(zhì)量，降低造價和便于選擇使用，統(tǒng)一規(guī)定的水輪機牌號由三部分組成，各部分之間用一短線分開。（一）第

29、一部分代表水輪機型式及轉(zhuǎn)輪型號水輪機型式用漢語拼音字母所示。轉(zhuǎn)輪型號統(tǒng)一采用轉(zhuǎn)輪比轉(zhuǎn)速數(shù)字表示。在水輪機型式代表字母后加“N”表示可逆水力機械。（二）第二部分代表主軸布置方式及引水室特征均用漢語拼音字母表示。（三）第三部分是水輪機轉(zhuǎn)輪標稱直徑1（cm）反擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪標稱直徑1是用以厘米為單位的數(shù)值表示；沖擊式水輪機牌號的第三部分表示方式為：各種水輪機轉(zhuǎn)輪標稱直徑D1      HL：轉(zhuǎn)輪葉片進口邊上最大直徑ZL、XL：轉(zhuǎn)輪葉片軸心線相交處的轉(zhuǎn)輪室直徑CJ：轉(zhuǎn)輪與射流中心線相切處節(jié)圓直徑牌號示例：HL220LJ450 表示混流式水輪機，轉(zhuǎn)輪型

30、號為220，立軸，金屬蝸殼，轉(zhuǎn)輪標稱直徑為450cm。ZZ560LH800 表示軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機，轉(zhuǎn)輪型號為560，立軸，混凝土蝸殼，轉(zhuǎn)輪標稱直徑為800cm。QJ20L 表示切擊式水輪機，轉(zhuǎn)輪型號為20，立軸，轉(zhuǎn)輪標稱直徑為170cm，2個噴嘴，設計射流直徑為15cm。第五節(jié) 水輪發(fā)電機組的安裝與拆卸本節(jié)以臥式混流式水輪機安裝為主，介紹臥式混流式水輪機的安裝工藝。臥式機組安裝前，除作好設備驗收，清點工作外，還要根據(jù)制造廠說明書和設計圖紙對預埋的引水管口、尾水管預留孔位及各基礎螺栓孔位置進行測量檢查，及早發(fā)現(xiàn)問題及時處理。臥式混流式水輪機安裝的主要項目有：埋設部分的安裝，蝸殼安裝，基座及軸承的安裝，水輪機轉(zhuǎn)動部分的安裝，軸線調(diào)整等項。一、埋設部分的安裝臥式混流式機組埋設部分包括主閥、伸縮節(jié)、進水彎管