燈泡貫流式機(jī)組基本知識(shí)

1、燈泡貫流式機(jī)組基本知識(shí)安徽皖南水電檢修公司（內(nèi)部培訓(xùn)教材）一、貫流式水輪機(jī)概念及應(yīng)用范圍二、貫流式水輪機(jī)分類(lèi)三、燈泡貫流式機(jī)組基本結(jié)構(gòu) 一、一、貫流式水輪機(jī)概念及應(yīng)用范圍 1 貫流式水輪機(jī)概念： 1.1反擊型水輪機(jī)的一種重要機(jī)型； 1.2貫流式水輪機(jī)的引水部件、轉(zhuǎn)輪、排水部件都在一條軸線(xiàn)上，水流一 貫平直通過(guò)，故稱(chēng)為貫流式水輪機(jī)。 1.3從進(jìn)口到尾水管出口的全部過(guò)流通道都呈直線(xiàn)形或S形，進(jìn)口沒(méi)有蝸殼的直管引水，直錐管泄水，水流直線(xiàn)進(jìn)出轉(zhuǎn)輪葉片的臥軸、軸流式水輪機(jī)。 。主要有全貫流式、燈泡式、豎井式和軸伸式等類(lèi)型。 2 貫流式水輪機(jī)應(yīng)用范圍 2.1水頭范圍一般在225m。 2.2出力范圍單機(jī)出力

2、從幾千瓦到幾萬(wàn)千瓦。 3 貫流式水輪機(jī)特點(diǎn) 貫流式水電站是開(kāi)發(fā)低水頭水力資源較好的方式。它與中、高水頭電站和低水頭立軸的軸流式電站相比，具有如下顯著的特點(diǎn)。 1.效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便 貫流式水輪發(fā)電機(jī)組從進(jìn)水到出水方向軸向貫通，不拐彎，流道尺寸大而短，過(guò)流通道的水力損失少，效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便。 2.尺寸小 貫流式水輪機(jī)有較大的比轉(zhuǎn)速，所以在水頭和功率相同的條件下，貫流式水輪機(jī)的直徑要比轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)小10%左右。 3.土建投資少 貫流式水電站的機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，與同一容量的軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組相比，其尺寸小，可布置在壩體內(nèi)，取消了復(fù)雜的引水系統(tǒng)，可減少?gòu)S房的建筑面積，減少電站的開(kāi)挖量和混凝土

3、用量。據(jù)有關(guān)資料分析，土建費(fèi)用可省20%30%。 4.運(yùn)行方式多 由于進(jìn)出水流道沒(méi)有急轉(zhuǎn)彎，使水輪機(jī)發(fā)電和抽水均能獲得較好的水力性能，它可應(yīng)用于潮汐電站，具有雙向發(fā)電、雙向抽水和雙向泄排水等功能。 5.見(jiàn)效快 貫流式水電站一般比軸流式水電站建設(shè)周期短、投資小、收益快、淹沒(méi)移民少；電站一般靠近城鎮(zhèn)，有利于發(fā)揮地方興建電站的積極性。 二、貫流式水輪機(jī)分類(lèi) 貫流式水輪機(jī)組按總體布置方式的不同可分為以下幾種： 1) 全貫流式； 2) 燈泡貫流式； 3）豎井貫流式； 4）軸伸貫流式； 5) 虹吸貫流式。 按運(yùn)行工況不同可分為以下3種： (1) 單向貫流式； (2) 雙向貫流式； (3) 可逆貫流式。 一

4、般習(xí)慣按總體布置方式的不同來(lái)分類(lèi)，而很少按運(yùn)行工況分類(lèi)，所以按總體布置方式的不同分類(lèi)，介紹貫流式機(jī)組的類(lèi)型。貫流式與軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)比較 1.貫流式流道順直，流場(chǎng)分布均勻，水力效率高，高效區(qū)平坦寬闊。 2.貫流式轉(zhuǎn)輪的單位轉(zhuǎn)速高、單位流量大。 3.貫流式水輪機(jī)限制工況的出力一般不取決于5%出力限制線(xiàn)，而取決于電站允許的空化裝置系數(shù)y。 4.貫流式額定工況的參數(shù)Q11、n11值的可選擇范圍寬，應(yīng)由技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本與競(jìng)爭(zhēng)力比較選定。 5.貫流式水輪機(jī)安裝高程一般考慮空化因素外，還有考慮尾水管出口淹沒(méi)深度要求。 6.貫流式與同容量的軸流式水輪機(jī)比較，機(jī)組尺寸要小得多，機(jī)組重量輕。 7.與軸流式電站比較，

5、開(kāi)挖較淺，土建工程節(jié)省約30%40%。 8.目前，我國(guó)徑流式電站中，在水頭20m以下一般貫流式機(jī)組，水頭在20 27m之間選擇軸流式還是貫流式須進(jìn)行分析比較，水頭在27m以上應(yīng)選擇軸流式機(jī)組。 9.9.單機(jī)容量超過(guò)所上電網(wǎng)容量單機(jī)容量超過(guò)所上電網(wǎng)容量25%25%，或單機(jī)容量超過(guò)電網(wǎng)裝機(jī)的，或單機(jī)容量超過(guò)電網(wǎng)裝機(jī)的10%10%，選用貫流式水輪機(jī)須進(jìn)行穩(wěn)定性分析。，選用貫流式水輪機(jī)須進(jìn)行穩(wěn)定性分析。 2.1 全貫流式水輪機(jī) 全貫流式水輪機(jī)的流道平直，水流可沿軸向一直流過(guò)導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪葉片和尾水管，故稱(chēng)為全貫流式水輪機(jī)，也稱(chēng)為直線(xiàn)流動(dòng)的水輪機(jī)管型水輪機(jī)。由于全貫流式發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子布置在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的外緣，故稱(chēng)

6、為輪緣貫流式水輪機(jī)，如圖11所示。 全貫流式水輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)傳動(dòng)軸、結(jié)構(gòu)緊湊、便于整裝，這可直接放在溢洪道內(nèi)或大壩溢流段的下部閘墩內(nèi)。因該機(jī)組的發(fā)電機(jī)布置在過(guò)流道以外的寬敞處，所以通風(fēng)好，檢修方便。當(dāng)發(fā)電機(jī)布置在輪緣外時(shí)，轉(zhuǎn)子飛輪力矩大，運(yùn)行易于穩(wěn)定。實(shí)際上這類(lèi)機(jī)組的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪已經(jīng)結(jié)合為一體，所以廠(chǎng)房跨度很小，可節(jié)省大量土建投資。 缺點(diǎn)：葉片與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接結(jié)構(gòu)比較特殊，制造工藝要求很高，轉(zhuǎn)子輪緣密封復(fù)雜且不可靠，滲漏不好控制。雖然在上世紀(jì)五十年代就出現(xiàn)了這樣的機(jī)組，但至今未得推廣。當(dāng)前某些外國(guó)公司，在密封結(jié)構(gòu)型式和材料等方面的研制工作已取得進(jìn)展，并已將這種機(jī)型應(yīng)用在某些大型潮

7、汐水電站上。目前我國(guó)對(duì)全貫流式水輪機(jī)尚處于試驗(yàn)研究階段。 2.2燈泡貫流流式機(jī)組 燈泡貫流式機(jī)組是貫流發(fā)電機(jī)組家屬中最重要的一員，它與其他貫流式有一定的區(qū)別。一般情況下，它與發(fā)電機(jī)同軸連接，由于水輪機(jī)轉(zhuǎn)速較低，而發(fā)電機(jī)尺寸較大，所以外殼形成燈泡狀。這種機(jī)組的發(fā)電機(jī)組安裝在密封的、外形酷似燈泡殼體，水輪機(jī)安裝在燈泡的插口處，因此稱(chēng)這種機(jī)組為燈泡貫流式水輪機(jī)。 這種機(jī)組的發(fā)電機(jī)密封安裝在水輪機(jī)上游側(cè)一個(gè)燈泡型的金屬殼體中，發(fā)電機(jī)主軸與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪水平連接。水流基本上軸向通過(guò)流道，軸對(duì)稱(chēng)流過(guò)轉(zhuǎn)輪葉片，然后流出直錐形尾水管，參見(jiàn)圖1-11所示。機(jī)組的軸系支承結(jié)構(gòu)、導(dǎo)軸承、推力軸承都布置在燈泡體內(nèi)。由于貫

8、流式機(jī)組水流暢直，水力效率比較高，有較大的單位流量和較高的單位轉(zhuǎn)速，在同一水頭，同一出力下，發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)尺寸都較小，從而縮小了廠(chǎng)房尺寸，減少土建工程量。但是發(fā)電機(jī)裝在水下密閉的燈泡體內(nèi)，給電機(jī)的通風(fēng)冷卻、密封、軸承的布置和運(yùn)行檢修帶來(lái)困難，對(duì)電機(jī)的設(shè)計(jì)制造提出了特殊要求，增加了造價(jià)。即使如此它與立式軸流式機(jī)組相比仍具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。燈泡式機(jī)組雖然是一種新型機(jī)組，但近20年來(lái)也積累了許多成功的經(jīng)驗(yàn)，并逐漸向較高水頭和較大容量發(fā)展，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。典型燈泡貫流式機(jī)組剖面圖典型燈泡貫流式機(jī)組廠(chǎng)房典型燈泡貫流式機(jī)組廠(chǎng)房 2.3豎井貫流式 這種機(jī)組主要特點(diǎn)是將發(fā)電機(jī)布置在水輪機(jī)上游側(cè)的一個(gè)混凝土

9、豎井中，發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)的連接通過(guò)齒輪或皮帶等增速裝置連在一起如圖所示。 2.4 軸伸貫流式 這種貫流式水輪發(fā)電機(jī)組基本上采用臥式布置，水流基本上沿軸向流經(jīng)葉片的進(jìn)出口，出葉片后，經(jīng)彎形（或稱(chēng)S形）尾水管流出，水輪機(jī)臥式軸穿出尾水管與發(fā)電機(jī)大軸連接，發(fā)電機(jī)水平布置在廠(chǎng)房?jī)?nèi)。 軸伸貫流式機(jī)組按主軸布置方式可分成前軸伸、后軸伸和斜軸伸等幾種，如圖7-1所示。這種貫流式機(jī)組與軸流式相比沒(méi)有蝸殼、肘形尾水管，土建工程量小，發(fā)電機(jī)敞開(kāi)布置，易于檢修、運(yùn)行和維護(hù)。但這種機(jī)組由于采用直彎尾水管，尾水能量回收效率較低，機(jī)組容量大時(shí)不僅效率差，而且軸線(xiàn)較長(zhǎng)，軸封困難，廠(chǎng)房噪音大都將給運(yùn)行檢修帶來(lái)不方便。所以一般只

10、用于小型機(jī)組。由于流道為S形，又稱(chēng)S形貫流式機(jī)組。圖7-1 軸伸貫流式水輪機(jī)組剖面圖a、前伸軸；b、后伸軸；c、斜伸軸 2.5 其它形式 貫流式水輪機(jī)除了以上幾種型式外，還有明槽式和虹吸式等。其特點(diǎn)類(lèi)似于軸伸式水輪機(jī)：容量不大，應(yīng)用水頭較低，機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，發(fā)電機(jī)布置在水面以上，運(yùn)行、安裝、檢修較為方便。同軸伸貫流式機(jī)組一樣，通常只用于小型水電站上。 我國(guó)對(duì)貫流式水輪機(jī)的研究起步較晚，且進(jìn)展緩慢。除燈泡貫流式機(jī)組已有大型機(jī)組外，其他各類(lèi)貫流式機(jī)組的單機(jī)規(guī)?；旧线€限于小型，同時(shí)各類(lèi)貫流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪品種很少。貫流式水輪機(jī)適用范圍水輪機(jī)形式 適用水頭（m） 流量（m3/s） 容量（MW） 備注 全

11、貫流式 小于40 8900 1.590 燈泡貫流式 小于254900 2.590 軸伸貫流式 小于25 490 0.2530 整裝齒輪傳動(dòng)燈泡式 小于8321 0.11 整裝皮帶傳動(dòng)全貫流式 小于12 7100 0.46 豎井貫流式 小于94500 0.130 三、燈泡貫流式機(jī)組基本結(jié)構(gòu) 燈泡貫流式水輪機(jī)適用水頭范圍廣，效率高，較其它類(lèi)型貫流式機(jī)組有突出的優(yōu)點(diǎn)，因而在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，當(dāng)前國(guó)內(nèi)已有大型機(jī)組出現(xiàn)。 燈泡貫流式機(jī)組的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其總體布置大致有兩種布置方式：一是以管形殼為主要支撐的布置方式；二是以水輪機(jī)固定導(dǎo)葉（座環(huán)）為主要支撐的布置方式。兩種方式各有特點(diǎn)，現(xiàn)分別予以敘述。 1

12、、以管形殼為主要支撐的布置方式、以管形殼為主要支撐的布置方式 如圖7-3所示，以管形殼為主要支撐方式的布置，整臺(tái)機(jī)組的受力主要通過(guò)管形殼傳遞至廠(chǎng)房基礎(chǔ)。發(fā)電機(jī)燈泡頭下的球面支承主要是用來(lái)平衡燈泡頭定子部分所引起的浮力。發(fā)電機(jī)定子兩側(cè)的支座是為了防止機(jī)組在運(yùn)行中引起振動(dòng)。整臺(tái)機(jī)組以?xún)芍c(diǎn)為主要方式，即水輪機(jī)端通過(guò)水導(dǎo)軸承，發(fā)電機(jī)端通過(guò)組合軸承將機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的受力傳遞至管形殼，再傳至廠(chǎng)房基礎(chǔ)。發(fā)電機(jī)燈泡頭下的球面支承允許發(fā)電機(jī)燈泡頭和定子有微小的位移，一般為1mm。這樣，整臺(tái)機(jī)組結(jié)構(gòu)比較輕巧，受力也簡(jiǎn)單明了，易于計(jì)算。轉(zhuǎn)輪尾水管管型殼水導(dǎo)受油器燈泡頭管型殼燈泡頭豎井導(dǎo)水葉 由圖可知，燈泡體內(nèi)的水輪

13、機(jī)端，可由管形殼內(nèi)爬梯進(jìn)人。燈泡體內(nèi)的發(fā)電機(jī)端可由發(fā)電機(jī)進(jìn)人孔進(jìn)入。由于燈泡頭允許有微小的移動(dòng)，故發(fā)電機(jī)進(jìn)人孔與發(fā)電機(jī)蓋板之間的結(jié)構(gòu)也是允許進(jìn)人孔的豎井可以有微小的移動(dòng)。 發(fā)電機(jī)下蓋板為多孔結(jié)構(gòu)，主要是增加在水流通過(guò)時(shí)的阻力。也就是當(dāng)機(jī)組關(guān)機(jī)所形成的水錘，通過(guò)多孔結(jié)構(gòu)的減壓，使發(fā)電電機(jī)蓋板的結(jié)構(gòu)可以輕巧一些。 機(jī)組安裝時(shí)，燈泡頭和發(fā)電機(jī)定子轉(zhuǎn)子等可以從發(fā)電機(jī)蓋板孔中吊入。機(jī)組主軸（包括組合軸承和導(dǎo)軸承）、轉(zhuǎn)輪等均可從轉(zhuǎn)輪室打開(kāi)后吊入。 機(jī)組主軸（包括組合軸承和導(dǎo)軸承）、轉(zhuǎn)輪等均可從轉(zhuǎn)輪室打開(kāi)后吊入。 機(jī)組檢修時(shí)，上游流道內(nèi)的水可通過(guò)打開(kāi)排水閥經(jīng)排水管排至集水廊道。下游尾水管內(nèi)的積水也可通過(guò)排水

14、管排至集水廊道。水流方向燈泡頭管型殼導(dǎo)水構(gòu)葉轉(zhuǎn)輪室定子組合軸承推拉桿 2、以固定導(dǎo)葉（座環(huán)）為主要支撐的布置方式、以固定導(dǎo)葉（座環(huán)）為主要支撐的布置方式 燈泡機(jī)組主要通過(guò)固定導(dǎo)葉（座環(huán)）將轉(zhuǎn)動(dòng)部分、定子等的受力傳至廠(chǎng)房基礎(chǔ)。發(fā)電機(jī)燈泡頭（機(jī)殼體）的受力由發(fā)電機(jī)進(jìn)入孔（上支柱）和下支柱來(lái)承受。其組合軸承雙向推力軸承和發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承所承受的力，可由拉桿直接傳至廠(chǎng)房基礎(chǔ)。其受油器位于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)輪之間，因而需設(shè)發(fā)電機(jī)軸和水輪機(jī)軸。（略） 3、燈泡貫流式機(jī)組的結(jié)構(gòu) 燈泡貫流式機(jī)組的主要部件可大致分為以下幾個(gè)部分： （1）埋設(shè)部件包括尾水管里襯、管形殼（內(nèi)殼體，外殼體）發(fā)電機(jī)進(jìn)人框架、蓋板、墩子蓋板，接

15、力器基礎(chǔ)以及下部支承，側(cè)向支承基礎(chǔ)板等。 1）尾水管里襯 大型燈泡機(jī)組的尾水管里襯，一般分成37節(jié)，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后再拼焊成整體。如管形殼與尾水管里襯一起安裝，則對(duì)尾水管的基礎(chǔ)環(huán)法蘭面要求可低一些。因?yàn)闄C(jī)組的高程、中心，水平均以管形殼的法蘭面為基準(zhǔn)。如管形殼晚安裝，先裝尾水管里襯，以便廠(chǎng)房先蓋起留下機(jī)坑，則對(duì)尾水管基礎(chǔ)環(huán)的要求高些。大型燈泡機(jī)組尾水管基礎(chǔ)環(huán)是分節(jié)運(yùn)至工地后再拼焊成整體。故在現(xiàn)場(chǎng)拼焊時(shí)應(yīng)用儀器監(jiān)視變形，以免波浪度超差。尾水管里襯圖片 尾水管里襯是防止水流對(duì)混凝土尾水管直接沖刷而設(shè)置的金屬襯板，由鋼板卷制而成，在距上游進(jìn)口處設(shè)有四只測(cè)壓頭作為電站測(cè)試水壓之用。里襯裝有尾水管進(jìn)人門(mén)。尾水管

16、里襯下半部分裝有安裝用支腿。以備安裝調(diào)整使用。 2）管形殼 管形殼分為外殼體及內(nèi)殼體。外殼體由上、下部分，四塊側(cè)向塊和 前錐體組成。內(nèi)殼體由上、下兩半組成。外殼體上游面與發(fā)電機(jī)進(jìn)人孔 的框架，墩子蓋板連接。下游面與外導(dǎo)水環(huán)連接。內(nèi)殼體的上游面與定 子機(jī)座連接，下游面與內(nèi)導(dǎo)水環(huán)連接。 管形殼的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿(mǎn)足受力要求。先根據(jù)機(jī)組的外部荷載，確定管形 殼的受力情況，然后參考已有相近機(jī)組的結(jié)構(gòu)尺寸定出機(jī)組管形殼的結(jié) 構(gòu)，再按受力分析對(duì)各部位進(jìn)行校核，使其剛、強(qiáng)度均能滿(mǎn)足規(guī)范要求。 受運(yùn)輸條件限制，座環(huán)裝配分為內(nèi)錐、外錐兩部分。 座環(huán)是機(jī)組的主要支撐，承受機(jī)組大部分重量，水的壓力、浮力、正反向水推力、發(fā)電機(jī)

17、扭矩等，并將這些負(fù)荷傳遞到基礎(chǔ)混凝土上，因而應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度。 座環(huán)是整個(gè)機(jī)組的安裝基礎(chǔ)，水輪機(jī)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，發(fā)電機(jī)定子，組合軸承支撐等都固定在其法蘭上，并以此為基礎(chǔ)順序安裝。 座環(huán)采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，受運(yùn)輸條件限制內(nèi)環(huán)分為兩半，外環(huán)兩半，在水平方向有兩個(gè)固定導(dǎo)葉，在垂直方向有兩個(gè)進(jìn)人筒，既為座環(huán)的主要受力構(gòu)件，也作為安裝油、水、氣管路和電氣線(xiàn)路，更換水輪機(jī)導(dǎo)軸承、密封、組合軸承的通道。在座環(huán)的外錐部置調(diào)整螺桿和錨釘，安裝調(diào)整用。管形殼現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片管形殼現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片管形殼在安裝場(chǎng) 3）發(fā)電機(jī)進(jìn)人孔的框架、蓋板 發(fā)電機(jī)進(jìn)人孔的框架、蓋板，是為了安裝檢修時(shí)吊入發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子，主軸和燈泡頭等部件，

18、并可固定發(fā)電機(jī)進(jìn)人孔豎井。大型燈泡機(jī)組的發(fā)電機(jī)蓋板還分為上蓋板和下蓋板。下蓋板為多孔板，目的是減少甩負(fù)荷升壓時(shí)對(duì)蓋板的升壓值。 對(duì)于能正、反向運(yùn)行的燈泡機(jī)組，框架基礎(chǔ)應(yīng)考慮在反向運(yùn)行緊急停機(jī)時(shí)的反水錘壓力?？蚣芑A(chǔ)板宜與管形殼的內(nèi)殼體焊為整體。 4）球面支承與側(cè)向支承 燈泡頭下的球面支承是承受燈泡頭、定子等部件的重量，在充水后承受浮力。并允許燈泡體有微小的位移（小于1mm），這可減輕燈泡體的結(jié)構(gòu)。設(shè)立側(cè)向支承的目的是可以承受燈泡體的側(cè)向力，并可防止燈泡體在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。 5）圍板 在發(fā)電機(jī)下部支墩與定子外殼之間設(shè)立圍板，其目的是為了導(dǎo)向水流，并可減少運(yùn)行中水的阻力。圍板下部用螺栓與支墩相連。

19、上部隨定子外殼切割而成。 （2）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)）導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 燈泡機(jī)組的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)與立式機(jī)組不同，為錐形導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。其部件由控制環(huán)、連桿、拐臂錐形導(dǎo)葉和內(nèi)、外導(dǎo)水環(huán)等組成。 為防止機(jī)組飛逸，在控制環(huán)的右側(cè)設(shè)有關(guān)閉重錘。當(dāng)調(diào)速器失去油壓時(shí)，可依靠重錘所形成的關(guān)閉力矩，加上導(dǎo)葉水力矩有自關(guān)趨勢(shì)，能可靠的關(guān)閉導(dǎo)葉。 但在有油壓而調(diào)速器的主配壓閥卡住時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)快速關(guān)閉。因此應(yīng)設(shè)置事故配壓閥。當(dāng)主配壓閥卡住時(shí)，高壓油可直接通過(guò)事故配壓閥進(jìn)入接力器，從而關(guān)閉導(dǎo)葉。 內(nèi)外導(dǎo)水環(huán)均為球面結(jié)構(gòu)，導(dǎo)葉兩端面亦為球面，這樣能保證導(dǎo)葉在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能有效的封水。錐形導(dǎo)水機(jī)構(gòu)1-內(nèi)導(dǎo)水環(huán)；2-軸銷(xiāo)；3-控制環(huán)；4-剪斷銷(xiāo)；5-連桿； 6

20、-拐臂；7-活動(dòng)導(dǎo)葉；8-外導(dǎo)水環(huán)；9-軸套；10-轉(zhuǎn)輪室 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝場(chǎng)組裝 由于導(dǎo)葉擔(dān)負(fù)著在轉(zhuǎn)輪前、導(dǎo)葉后的水流形成轉(zhuǎn)輪所需要的環(huán)量，故導(dǎo)葉形狀為空間扭曲面。為保證導(dǎo)葉間在關(guān)閉時(shí)能有效的封水，除要求兩端面的間隙較小外（一般為0.6-1.2mm ），還要求導(dǎo)葉的立面間隙較小，一般為0，導(dǎo)葉1/4長(zhǎng)度不超過(guò)0.2mm。需要將空間扭曲的導(dǎo)葉按錐形要求加設(shè)立面密封。 （3）轉(zhuǎn)輪與轉(zhuǎn)輪室）轉(zhuǎn)輪與轉(zhuǎn)輪室 燈泡式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，按葉片操作方式，可采用活塞套筒式，操作架式和缸動(dòng)方式等結(jié)構(gòu)。圖7-7為缸動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)，也就是活塞不動(dòng)，活塞缸帶動(dòng)連桿、轉(zhuǎn)臂，操作葉片轉(zhuǎn)角度。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。為防止水進(jìn)入轉(zhuǎn)輪體

21、腔內(nèi)，一般設(shè)有重力油箱，其高程使進(jìn)人轉(zhuǎn)輪體腔內(nèi)的油壓略高于外部水壓力。 轉(zhuǎn)輪的葉片與轉(zhuǎn)輪體間設(shè)有密封，常用的有形和形密封。輪輪葉片的操作油壓常用為4.0MPa-6.3MPa。轉(zhuǎn)輪在正式吊入機(jī)坑前，組裝好的轉(zhuǎn)輪應(yīng)做耐壓試驗(yàn)，要求每小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片23次，檢查葉片密封處有無(wú)漏油現(xiàn)象，一般允許有滴狀滲油現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)輪室分上下兩瓣。上部設(shè)有觀(guān)察孔，下部設(shè)有進(jìn)人孔，以利檢修。為防止汽蝕，一般在上半部1/4圓周上堆焊不銹鋼或用不銹鋼整鑄。 轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)（缸動(dòng)結(jié)構(gòu)）1-轉(zhuǎn)輪體；2-聯(lián)桿；3-轉(zhuǎn)臂；4-葉片；5-活塞缸；6-活塞；7-泄水錐；8-泄水錐頭；9-操作油管；10-水封轉(zhuǎn)輪（拆去卸水錐、缸蓋等）示意圖葉片傳動(dòng)

22、機(jī)構(gòu)示意圖轉(zhuǎn)輪與轉(zhuǎn)輪室轉(zhuǎn)輪與轉(zhuǎn)輪室 （4）水導(dǎo)軸承）水導(dǎo)軸承 水輪機(jī)導(dǎo)軸承位于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪側(cè)。由于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪為懸臂形式，故要求水導(dǎo)軸承除承受徑向力外，還應(yīng)適應(yīng)懸臂引起的撓度（轉(zhuǎn)角）變化。目前適應(yīng)以上要求的導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)有兩種：一是圖7-8所示結(jié)構(gòu)，二是如圖7-9所示的結(jié)構(gòu)。圖7-8 水輪機(jī)側(cè)導(dǎo)軸承由圖7-8可知，水導(dǎo)軸承分兩瓣。上部?jī)蛇吀髁粢欢伟褪虾辖鹨苑庾∮?。徑向力通過(guò)軸承的凸緣和扇形支承板傳至管形殼。安裝時(shí)，先根據(jù)廠(chǎng)家設(shè)計(jì)計(jì)算提供的尺寸和管形殼安裝的實(shí)際位置來(lái)調(diào)整軸線(xiàn)。軸線(xiàn)調(diào)整好后再加工扇形支承與連接法蘭凸緣之間的配合片。為適應(yīng)軸的傾斜位移，法蘭凸緣與扇形支承連接時(shí)的套管應(yīng)比凸緣長(zhǎng)0.2mm，套

23、管外徑應(yīng)比凸緣螺孔直徑小2mm。這樣，在運(yùn)行時(shí)主軸產(chǎn)生較小的撓度變形，可由法蘭凸緣和軸承套管來(lái)承受。較大的變形則應(yīng)由扇形支承板來(lái)承擔(dān)。 1-球面座；2-球面支撐；3-絕緣層；4-軸瓦；5-軸承蓋；6-油封圈；7-溫度計(jì)8-O形密封圈 圖7-9 球面導(dǎo)軸承 圖7-9所示為水導(dǎo)軸承，其為球面軸承。通過(guò)球面支承可以直接承受軸撓度引起的大小位移。球面導(dǎo)軸承 水輪機(jī)導(dǎo)軸承采用動(dòng)、靜水輪機(jī)導(dǎo)軸承采用動(dòng)、靜壓組合式油膜軸承，軸瓦采用壓組合式油膜軸承，軸瓦采用錫基合金材料，分半結(jié)構(gòu)。當(dāng)錫基合金材料，分半結(jié)構(gòu)。當(dāng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)95%95%額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速時(shí)，軸承為動(dòng)壓運(yùn)行。此時(shí)軸時(shí)，軸承為動(dòng)壓運(yùn)行

24、。此時(shí)軸承油膜由動(dòng)壓形成。潤(rùn)滑油來(lái)承油膜由動(dòng)壓形成。潤(rùn)滑油來(lái)自重力油箱。使用自重力油箱。使用4646號(hào)汽輪機(jī)號(hào)汽輪機(jī)油，排油流至設(shè)在水輪機(jī)機(jī)坑油，排油流至設(shè)在水輪機(jī)機(jī)坑的液壓泵站。的液壓泵站。 當(dāng)水輪機(jī)起動(dòng)及機(jī)組停機(jī)過(guò)程中，轉(zhuǎn)速低于95%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，軸承為靜壓運(yùn)行，此時(shí)由高壓油泵供給高壓油通至軸瓦下部的高壓進(jìn)油腔，用高壓油將主軸頂起形成油膜，避免在低速時(shí)油膜破裂導(dǎo)致燒壞軸瓦。 考慮到水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的重量使主軸彎曲。加之機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)電機(jī)單邊磁拉力的作用，主軸將不斷改變撓度值及其變形方向，因此軸承采用自整位結(jié)構(gòu)，使軸瓦能隨主軸作相應(yīng)地調(diào)整。 軸瓦下部設(shè)有二只電阻溫度計(jì)，既能讀數(shù)也能發(fā)

25、出信號(hào)，當(dāng)軸瓦溫度達(dá)到65C時(shí)，發(fā)出信號(hào)指令機(jī)組事故停機(jī)。 （5）組合軸承）組合軸承 對(duì)于雙支點(diǎn)結(jié)構(gòu)的燈泡機(jī)組，以電機(jī)側(cè)的導(dǎo)軸承與正反方向推力軸承組合在一起成為承受徑向力又受力軸向力的組合軸承，圖7-10為組合軸承結(jié)構(gòu)圖。 發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承是承受發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和偏心磁拉力等所引起的徑向力。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為懸臂結(jié)構(gòu)，為適應(yīng)軸線(xiàn)傾斜，在導(dǎo)軸承與軸承支承環(huán)的組合面上設(shè)有配合片，根據(jù)軸線(xiàn)計(jì)算的撓值來(lái)選擇配合片的楔形厚度。 推力軸承設(shè)有正反向推力瓦。正反向推力瓦可以互換，每塊瓦通過(guò)抗重螺絲支承在分兩瓣的軸承殼上。正反向推力瓦面與鏡板之間的總間隙為0.30.5mm。間隙的調(diào)整可以在軸承殼體外通過(guò)修刮調(diào)整墊片來(lái)實(shí)現(xiàn)

26、。 圖7-10 組合軸承結(jié)構(gòu)1-頂軸千斤頂；2-發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸瓦；3-軸承支持環(huán)；4-配合墊片；5-發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承殼體；6-反推力瓦；7-護(hù)板；8-推力環(huán)；9-正推力瓦；10-推立軸承殼體；11-抗重螺釘；12-主軸 為便于軸線(xiàn)調(diào)整，組合軸承內(nèi)設(shè)有千斤頂也可用在安裝時(shí)支承主軸。 由于主軸撓度計(jì)算以及軸承支承環(huán)安裝精度難以保證，配合片的配置比較困難。因此，組合軸承中的導(dǎo)軸承采用球面支承結(jié)構(gòu)，用球面支承來(lái)適應(yīng)主軸撓度的變化。另外，為解決正反向推力瓦受力調(diào)整和適應(yīng)主軸撓度引起的推力瓦對(duì)中偏移，受力分配不均等問(wèn)題，可采用支柱螺絲加托盤(pán)的結(jié)構(gòu)方式。組合軸承組合軸承 由鏡板承受正、反推力，正推力瓦共8塊，采用剛

27、性支撐，反向推力瓦共8塊，采用橡膠墊支撐方式。推力軸承采用動(dòng)壓運(yùn)行，浸油潤(rùn)滑冷卻方式，油槽內(nèi)充滿(mǎn)油，推力軸承潤(rùn)滑油由正推力進(jìn)油與反推力進(jìn)油組成進(jìn)入油槽，由油槽上部排出至液壓泵站。正、反推力瓦均為金屬或塑料瓦。 組合軸承由正、反推力軸承和徑向軸承組成。組合軸承裝配圖組合軸承組合軸承 徑向軸承為分半結(jié)構(gòu)，徑向軸承設(shè)有靜壓減載裝置，在機(jī)組起動(dòng)時(shí)或停機(jī)時(shí)；機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的95%時(shí)投入。徑向軸承采用動(dòng)壓運(yùn)行，靜壓起動(dòng)和停機(jī)的方式。為適應(yīng)主軸的撓度變化,根據(jù)軸系計(jì)算結(jié)果,對(duì)徑向軸承的大法蘭進(jìn)行盤(pán)車(chē),以保證機(jī)組在運(yùn)行工況下,主軸和徑向軸承基本垂直。徑向軸承瓦面為巴氏合金。 徑向軸承潤(rùn)滑油來(lái)自重力油箱，

28、排入反推力軸承油槽。 軸承潤(rùn)滑油采用強(qiáng)迫外循環(huán)冷卻方式，潤(rùn)滑油由重力油箱經(jīng)管道引入軸承，潤(rùn)滑軸承后，熱油分兩路經(jīng)管道匯入液壓泵站，液壓泵站用油泵將熱油經(jīng)冷卻器送至重力油箱，以此循環(huán)往返 。 （6 6）主軸密封）主軸密封 主軸密封是防止流道內(nèi)壓力水通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)與靜止部分之間的間隙漏止燈泡體內(nèi)部，它由主軸密封及檢修密封組成。 主軸密封采用聚四氟乙稀盤(pán)根密封，并將漏水通過(guò)水箱下部的排水管排至集水井。密封設(shè)有備用清潔潤(rùn)滑水孔。 檢修密封采用空氣圍帶式密封，停機(jī)檢修時(shí)，圍帶內(nèi)充入壓縮空氣使圍帶彭脹。防止流道內(nèi)的水進(jìn)入燈泡體內(nèi)。 (7)主軸裝配 主軸裝配由主軸、聯(lián)軸螺釘護(hù)罩及主軸護(hù)罩組成。 主軸：貫流機(jī)組是與

29、發(fā)電機(jī)共用一根主軸，主軸為中空結(jié)構(gòu)，兩端法蘭分別與轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)子用螺栓聯(lián)結(jié)并有銷(xiāo)子傳遞扭矩。 聯(lián)軸螺釘護(hù)罩：護(hù)罩分兩半，鋼板焊接結(jié)構(gòu)，它與大軸法蘭端面及徑向均設(shè)有密封條密封，護(hù)罩的作用是使轉(zhuǎn)輪體和主軸之間的把合螺栓不泡在水里，避免螺栓的水下疲勞破壞。 主軸護(hù)罩：主軸護(hù)罩分為三個(gè),每個(gè)分為兩半，鋼板焊接結(jié)構(gòu)，上游與組合軸承軸承蓋聯(lián)結(jié)，形成組合軸承漏油箱，下游側(cè)與水導(dǎo)軸承軸承體聯(lián)結(jié)處,設(shè)有伸縮節(jié)，并與水導(dǎo)軸承形成漏油槽。 (8)受油器裝配 受油器裝在發(fā)電機(jī)定子上，它由受油器裝配、受油器座、前油箱、操作油管裝配等組成。 受油器將來(lái)自調(diào)速器主配壓閥的開(kāi)、關(guān)操作壓力油通過(guò)操作油管與轉(zhuǎn)輪內(nèi)的活塞缸相通，構(gòu)成操

30、作轉(zhuǎn)輪葉片的供油系統(tǒng)。受油器中操作油管的內(nèi)管將轉(zhuǎn)輪增壓罐與轉(zhuǎn)輪體內(nèi)腔形成一個(gè)恒定的壓力油源，用以密封葉片與轉(zhuǎn)輪體配合的間隙，以防止流道內(nèi)的水進(jìn)入轉(zhuǎn)輪體內(nèi)。轉(zhuǎn)輪葉片的轉(zhuǎn)角通過(guò)內(nèi)操作油管及回復(fù)機(jī)構(gòu)反饋調(diào)速器。受油器裝配Oil HeadX23600938621:5111X236009-1端蓋140鋼板Q235A7.72 7.72Head CoverSteel Plate280035085030524527524條4條10108條52120鋼板Q235A176176PlateSteel Plate72X236009-26鋼管3Steel Pipe73VALVO1/2VBTWT4T20P球閥3外購(gòu)Bal

31、l ValveX236009570?453.5100?620 16-M301102-?20圓柱銷(xiāo)/Column Pin? 250f8338? 896500? 8963X236009-2軸承蓋170鋼板Q235A6.12 6.12Bearing CoverSteel Plate4X236009-3左旋螺母M4222? 80圓鋼Q235A0.8371.674Nut-Left HandRoad Steel5GB/T 5782-2000螺栓M102548.8級(jí)0.0260.104Bolt6GB/T 276單列向心球軸承21220.77 1.54外購(gòu)Spherical Bearing? 70070630

32、2838394041工地填充環(huán)氧樹(shù)脂To be filled with epoxy fully at site 39GB/T 3452.1O型密封圈37572膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber41GB/T 3452.1O型密封圈40071膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber424344454645GB/T 3452.1O型密封圈47571膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber47484950513753545556575860 59616263646566676869707153GB/T 3452.1O型密封圈60071膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber57G

33、B/T 3452.1O型密封圈1063.554膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber65GB/T 3452.1O型密封圈1283.552膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber372GB/T 3452.1O型密封圈1755.31膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber50521:156008008502751001400A-A1:1582887210001516171819 20 2118GB/T 3452.1O型密封圈2505.32膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber19GB/T 3452.1O型密封圈3005.31膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber20GB/

34、T 3452.1O型密封圈47571膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber22Rc1?深5023 2425 2623GB/T 3452.1O型密封圈2005.31膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber2773燈泡頭地板Floor of the BulbRc1?深503028GB/T 3452.1O型密封圈42572膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber31323334353610調(diào)整好后焊接Weld after adaption42水封GVA35001氟膠FKM外購(gòu)Retain Ring43X2360097后蓋(1)Q235A42.6 42.6Back Cover44X236

35、0098甩油環(huán)(2/2)Q235A14.5 14.5Oil Retain Ring24GB/T 119圓柱銷(xiāo)B16302350.0460.092Cylinder Pin25GB/T 3452.1O型密封圈36572膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber26X2360093受油器體(1)鑄鋼ZG230-450883883Oil Head HousingCast Steel27X236009-11浮動(dòng)環(huán)1鑄鋁青銅63.5 63.5Floating RingZCuAl10Fe329X236009-12壓板B170鋼板Q235A7878Clamping RingSteel Plate30X236

36、0094受油器支架(1)905905Oil Head Bracket31GB/T 5782-2000螺栓M24100108.8級(jí)0.459 4.59Bolt32GB/T 97.1墊圈241065Mn0.032 0.32Washer33X236009-13絕緣套100.035 0.35Insulation Liner34X236009-14絕緣板14.74.7Insulation Plate46X236009-17壓板C130鋼板Q235A26.6 26.6Clamping RingSteel Plate47X236009-18法蘭121.202.4Flange35X236009-15底板160

37、鋼板Q235A195195Bottom PlateSteel Plate70GB/T 67盤(pán)頭銅螺釘M61040.0040.016Copper Pan Head Screw71X236009-25刻度板13鋁板L30.30.3ScaleAluminum Plank21GB/T 119圓柱銷(xiāo)B12224350.02 0.08Cylinder Pin22X236009-10浮動(dòng)環(huán)1鑄鋁青銅4343Float RingZCuAl10Fe312923456789 10 1112 13 14Rc1?深508X236009-5內(nèi)筒136鋼板Q235A0.22 0.22Inner BarrelSteel Plate7X236009-4外筒10.44 0.44Out Barrel9X236009-6受油器罩1鑄鐵HT200124.4124.4Oil Head CaseIron Casting10X2360091左操作油管(1)555511GB/T 3452.1O型密封圈1005.32膠料HN7445外購(gòu)O-RingRubber12GB/T 5783-2000螺栓M1235548.8級(jí)0.045 2.43Bolt13X236009-7壓板230鋼板Q235A2.44.8Clamping PlateSteel Plate14X236009-8銅套2鑄鋁青銅1.51 3.02C