第二章水輪機及其選擇

1、水水 電電 站站第一篇第一篇 水力機械水力機械水輪機水輪機+發(fā)電機：發(fā)電機： 水輪發(fā)電機組水輪發(fā)電機組 功能：功能： 發(fā)電發(fā)電水水 泵泵+電動機：電動機：水泵抽水機組水泵抽水機組 功能：功能： 輸水輸水水水 泵泵+水輪機：水輪機： 抽水蓄能機組。抽水蓄能機組。 功能：功能： 抽水蓄能抽水蓄能水水輪輪發(fā)發(fā)電電機機組組 水輪機是將水輪機是將水水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能械能，從而帶動，從而帶動發(fā)電機發(fā)出電能發(fā)電機發(fā)出電能的一種機械，是的一種機械，是水電站動力設(shè)備水電站動力設(shè)備之一。之一。2.1 水輪機的類型及其構(gòu)造水輪機的類型及其構(gòu)造雙擊式斜擊式切擊式水斗式?jīng)_擊式貫流調(diào)槳式貫流定槳式貫流轉(zhuǎn)槳

2、式貫流式斜流式軸流調(diào)槳式軸流定槳式軸流轉(zhuǎn)槳式軸流式混流式反擊式水輪機SJXJCJGTGDGZGLXLZTZDZZZLHL一、主要類型一、主要類型(一一)、反擊式水輪機、反擊式水輪機 (reactioP water turbiPe) 定義：定義：利用水流的壓力能和動能做功的水輪機利用水流的壓力能和動能做功的水輪機特征：特征：轉(zhuǎn)輪的葉片為空轉(zhuǎn)輪的葉片為空間扭曲面，流過轉(zhuǎn)輪的間扭曲面，流過轉(zhuǎn)輪的水流是連續(xù)的，而且在水流是連續(xù)的，而且在同一時間內(nèi)，所有轉(zhuǎn)輪同一時間內(nèi)，所有轉(zhuǎn)輪葉片之間的流道都有水葉片之間的流道都有水流通過，水流充滿轉(zhuǎn)輪流通過，水流充滿轉(zhuǎn)輪室。室。反擊式水輪機原理反擊式水輪機原理水流通過

3、轉(zhuǎn)輪葉片時，水流流速的大小、方向水流通過轉(zhuǎn)輪葉片時，水流流速的大小、方向均發(fā)生變化，因此動量也發(fā)生了改變，水流產(chǎn)均發(fā)生變化，因此動量也發(fā)生了改變，水流產(chǎn)生反作用力，作用與生反作用力，作用與每個轉(zhuǎn)輪葉片，使轉(zhuǎn)每個轉(zhuǎn)輪葉片，使轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，從輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，從而做功。而做功。(二二)、沖擊式水輪機、沖擊式水輪機(IPpulse water tubiPe)定義：定義：利用水流的動能來做功的水輪機利用水流的動能來做功的水輪機特征：特征：由噴管和轉(zhuǎn)輪組成。由噴管和轉(zhuǎn)輪組成。 水流以自由水流的形式水流以自由水流的形式(P=Pa)沖擊轉(zhuǎn)輪，利用水流沖擊轉(zhuǎn)輪，利用水流動能動能(V方向、大小改變方向、大小改

4、變)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動。在同一時刻內(nèi)，水流只沖擊著轉(zhuǎn)輪的一部分，而在同一時刻內(nèi)，水流只沖擊著轉(zhuǎn)輪的一部分，而不是全部。不適宜調(diào)峰運行。不是全部。不適宜調(diào)峰運行。適用：水頭高，流量小，多用于適用：水頭高，流量小，多用于400m以上，最高以上，最高接近接近2000m。(一一)、反擊式水輪機、反擊式水輪機 (reactioP water turbiPe)1. 混流式：混流式：水流徑向流入轉(zhuǎn)輪，軸向流出。水流徑向流入轉(zhuǎn)輪，軸向流出。 適用范圍：適用范圍：H=30-450 m , 最高水頭已接近最高水頭已接近700米，米，單機容量：幾萬單機容量：幾萬kW-幾十萬幾十萬kW 特

5、點：特點：適用水頭范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定，適用水頭范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定，效率高，適用中高水頭電站。效率高，適用中高水頭電站。 三峽水電站即采用了這種水輪機，單機容量三峽水電站即采用了這種水輪機，單機容量70萬萬kW。是世界上單機容量最大的機組。是世界上單機容量最大的機組。混流式水輪機混流式水輪機(一一)、反擊式水輪機、反擊式水輪機 (reactioP water turbiPe)2. 軸流式：軸流式： 特點：特點：水流沿轉(zhuǎn)輪軸向流入，軸向流出，水流方向始終水流沿轉(zhuǎn)輪軸向流入，軸向流出，水流方向始終平行于主軸。平行于主軸。 適用適用于大流量、低水頭。一般水頭在于大流量、低水頭。一般水頭

6、在50m以下。以下。 軸流定漿式：軸流定漿式：葉片不能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動。高效率區(qū)葉片不能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動。高效率區(qū)較小，適用于水頭變化不大的小型電站。較小，適用于水頭變化不大的小型電站。 軸流轉(zhuǎn)漿式：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)葉片能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動，進行雙重調(diào)節(jié)（導(dǎo)葉開度、葉片角度節(jié)（導(dǎo)葉開度、葉片角度)。適用于大型水電站。適用于大型水電站。 軸流調(diào)漿式：軸流調(diào)漿式：葉片能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動，進行單重調(diào)葉片能隨工況的變化而轉(zhuǎn)動，進行單重調(diào)節(jié)（葉片角度節(jié)（葉片角度)。軸流式水輪機軸流式水輪機軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機轉(zhuǎn)輪軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機轉(zhuǎn)輪 (一一)、反擊式水輪機、反擊式水輪機

7、 (reactioP water turbiPe)3. 斜流式：斜流式：水流經(jīng)過轉(zhuǎn)輪時是斜向的。轉(zhuǎn)輪葉片隨水流經(jīng)過轉(zhuǎn)輪時是斜向的。轉(zhuǎn)輪葉片隨工況變化而轉(zhuǎn)動，高效率區(qū)廣。工況變化而轉(zhuǎn)動，高效率區(qū)廣。 (一一)、反擊式水輪機、反擊式水輪機 (reactioP water turbiPe)4. 貫流式：貫流式：水輪機的主軸裝置成水平或傾斜。不設(shè)水輪機的主軸裝置成水平或傾斜。不設(shè)蝸殼，水流直貫轉(zhuǎn)輪。水流由管道進口到尾水管蝸殼，水流直貫轉(zhuǎn)輪。水流由管道進口到尾水管出口都是軸向的。出口都是軸向的。H0，葉片開，葉片開始啟動，始啟動，0時，利用靜力真空。 (3) 利用動力真空Hd。522552222hgVV

8、Hd尾水管斷面尺寸的擬定（1）直錐形尾水管的斷面尺寸 v 尾水管進口直徑D3 D3=D2+(0.51）cmv 圓錐角 =1214v 尾水管長度 v 尾水管出口流速V5 v 尾水管出口直徑D5 v 尾水室的尺寸221 （2）彎肘形尾水管的斷面尺寸 彎肘形尾水管（a）轉(zhuǎn)槳式水輪機彎曲形尾水管；（b）混流式水輪機彎曲形尾水管標(biāo)準(zhǔn)系列彎肘形尾水管主要尺寸 尺寸尺寸類型類型h/D1h/D1D D1 1h hL LB B5 5D D4 4h h4 4h h5 5h h6 6L L1 1應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍Z Z1 1Z Z3 3Z Z5 5Z Z5 5Z Z6 6Z Z6 6Z Z8 81.9151.9152

9、.3002.3002.3002.3002.5002.5002.5002.5002.7002.7002.3002.3001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.9151.9152.3002.3002.3002.3002.5002.5002.5002.5002.7002.7002.3002.3003.5003.5004.5004.5004.5004.5004.5004.5004.5004.5004.5004.5003.5003.5002.2002.2002.3802.3802.5002.5002

10、.5002.5002.7402.7402.7402.7402.1702.1701.1001.1001.1701.1701.2301.2301.2301.2301.3521.3521.3521.3521.0401.0401.1001.1001.1701.1701.2301.2301.2301.2301.3521.3521.3521.3521.0401.0401.0001.0001.2001.2001.2701.2701.2501.2501.3101.3101.3101.3100.9370.9370.5500.5500.5840.5840.6170.6170.6170.6170.6700.6700

11、.6750.6750.5100.5101.4171.4171.5001.5001.5901.5901.5901.5901.7501.7501.7501.7501.4101.410低比轉(zhuǎn)速軸流式低比轉(zhuǎn)速軸流式ZZZZ440440、ZZZZ360360中比轉(zhuǎn)速軸流式中比轉(zhuǎn)速軸流式ZZZZ440440、ZZZZ560560中比轉(zhuǎn)速混流式中比轉(zhuǎn)速混流式HLHL180180、HLHL160160中高比速軸流式中高比速軸流式ZZZZ560560、ZZZZ600600中高比速混流式中高比速混流式HLHL230230、HLHL310310、HLHL240240、HLHL220220高比轉(zhuǎn)速軸流式高比轉(zhuǎn)速軸流式

12、ZZZZ600600、ZZZZ560560低比轉(zhuǎn)速混流式低比轉(zhuǎn)速混流式HLHL100100、HLHL110110 水斗式水輪機結(jié)構(gòu)圖 2.2.1水輪機的基本方程式1水流在轉(zhuǎn)輪中的運動A相對運動：用 表示 B圓周運動：用 表示 C絕對運動 : 用 表示 WUVUWVv對于混流式水輪機，可以認(rèn)為任一水流質(zhì)點在轉(zhuǎn)對于混流式水輪機，可以認(rèn)為任一水流質(zhì)點在轉(zhuǎn)輪中的運動是沿著某一喇叭形的空間曲面輪中的運動是沿著某一喇叭形的空間曲面( (稱之稱之為流面為流面) )而作的螺旋形曲線運動。而作的螺旋形曲線運動。v流面即由某一流線繞主軸旋轉(zhuǎn)而成的回旋曲面。流面即由某一流線繞主軸旋轉(zhuǎn)而成的回旋曲面。在整個轉(zhuǎn)輪流道內(nèi)

13、有無數(shù)個這樣的流面。在整個轉(zhuǎn)輪流道內(nèi)有無數(shù)個這樣的流面。v流面上每一個進口點的速度流面上每一個進口點的速度三角形是相同的；每一個出三角形是相同的；每一個出口點的速度三角形也是相同口點的速度三角形也是相同的。的。2水輪機的基本方程式222111coscos1VUVUgHu方程的實質(zhì)方程的實質(zhì)：由水流能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能的平衡由水流能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能的平衡方程，方程左邊為轉(zhuǎn)換成的機械能。方程，方程左邊為轉(zhuǎn)換成的機械能。u水流與葉片相互作用，使得水輪機做功。水流通過水流與葉片相互作用，使得水輪機做功。水流通過水輪機時，葉片迫使水流動量矩發(fā)生變化，而水流水輪機時，葉片迫使水流動量矩發(fā)生變化，而水流以

14、反作用力作用在葉片上，從而使轉(zhuǎn)輪獲得力矩。以反作用力作用在葉片上，從而使轉(zhuǎn)輪獲得力矩。u水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能的必要條件：水流在轉(zhuǎn)輪出水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能的必要條件：水流在轉(zhuǎn)輪出口的能量小于進口處的能量，即轉(zhuǎn)輪的進口和出口口的能量小于進口處的能量，即轉(zhuǎn)輪的進口和出口必須存在速度矩的差值。必須存在速度矩的差值。 水輪機效率：1水力損失和水力效率2容積損失和容積效率3機械損失和機械效率 水輪機的輸出軸功率HhHhQqQcememPPPmchoutQHP81. 9蝸殼、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪、尾水管蝸殼、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪、尾水管 沿程損失沿程損失 旋渦、旋渦、 脫流、脫流、 撞擊撞擊 局部損失局部損失一、水輪機的效率一

15、、水輪機的效率(efficiePcy) 水輪機的能量損失導(dǎo)致水輪機的能量損失導(dǎo)致P Ps ，效率效率1 效率是由水力效率效率是由水力效率 、流量效率、機械效率組成、流量效率、機械效率組成 1. 水力損失水力損失(head loss)及水力效率及水力效率 蝸殼、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪、尾水管蝸殼、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪、尾水管 沿程損失沿程損失 旋渦、旋渦、 脫流、脫流、 撞擊撞擊 局部損失局部損失 水輪機的水力效率為水輪機的水力效率為: HHHHHeH%1002. 流量損失及流量效率（容積效率）流量損失及流量效率（容積效率） u水流通過轉(zhuǎn)動部分與非轉(zhuǎn)動部分間隙直流入尾水流通過轉(zhuǎn)動部分與非轉(zhuǎn)動部分間隙直流入尾水管的流量

16、為水管的流量為q，此部分流量不經(jīng)過轉(zhuǎn)輪作功，此部分流量不經(jīng)過轉(zhuǎn)輪作功，稱漏損。稱漏損。u容積效率：容積效率： eCQQqQQ 3. 機械損失和機械效率機械損失和機械效率 水輪機的輸入功率：水輪機的輸入功率：Pe；輸出功率；輸出功率: P=Pe -Pm機械效率：機械效率： m=P/Pe u 水輪機的總效率水輪機的總效率 =HCmu 提高效率的有效方法是減小水頭損失、流量損提高效率的有效方法是減小水頭損失、流量損失、機械摩擦。失、機械摩擦。根據(jù)模型試驗得到。根據(jù)模型試驗得到。 二、水輪機的最優(yōu)工況二、水輪機的最優(yōu)工況u水輪機的最優(yōu)工況是水輪機的最優(yōu)工況是指指最高的工況。最高的工況。u一般情況下，對

17、一般情況下，對起起主要作用的是水力損主要作用的是水力損失，流量損失和機械失，流量損失和機械損失相對較小，且基損失相對較小，且基本不變，在水力損失本不變，在水力損失中撞擊和渦流損失最中撞擊和渦流損失最大。大。水輪機的最優(yōu)工況 v 無撞擊進口:當(dāng)進口水流相對速度方向與轉(zhuǎn)輪葉片骨線方向一致v 最優(yōu)出流方向：水流出口方向離開轉(zhuǎn)輪后無旋轉(zhuǎn)并沿尾水管軸向流出時最優(yōu)工況：滿足上述兩條件工況下，水流轉(zhuǎn)輪進口無撞擊損失，出口無渦流損失，此時效率最高。1.水輪機的空化水輪機的空化1. 空化及空化壓力的概念空化及空化壓力的概念v水沸騰為汽化，汽化是由氣壓和水溫決定的。水沸騰為汽化，汽化是由氣壓和水溫決定的。v水在一

18、定壓力下水在一定壓力下加溫加溫引起的汽化為引起的汽化為沸騰沸騰；v環(huán)境溫度不變環(huán)境溫度不變壓力降低壓力降低引起的汽化叫引起的汽化叫空化空化。v在給定溫度下，液體開始汽化的臨界壓力為該溫在給定溫度下，液體開始汽化的臨界壓力為該溫度下的空化壓力度下的空化壓力(Pb) (1)(1) 空化破壞的機理空化破壞的機理v由由 可知，當(dāng)可知，當(dāng)V VP P,當(dāng)當(dāng)P P= = P Pb b時，水開始汽化時，水開始汽化汽汽泡泡( (水蒸氣水蒸氣+ +空氣空氣)水中溶解的氣體向氣泡析出水中溶解的氣體向氣泡析出氣泡體積迅速增大氣泡體積迅速增大進入高壓區(qū)進入高壓區(qū)蒸氣變成水，汽蒸氣變成水，汽泡體積減小，出現(xiàn)真空，汽泡外

19、面的水流質(zhì)點在內(nèi)泡體積減小，出現(xiàn)真空，汽泡外面的水流質(zhì)點在內(nèi)外壓差的作用下急速向汽泡中心壓縮、沖擊，在汽外壓差的作用下急速向汽泡中心壓縮、沖擊，在汽泡內(nèi)形成很大的微觀水錘壓力泡內(nèi)形成很大的微觀水錘壓力( (可達幾百大氣壓可達幾百大氣壓) )；CgvZpE2221.水輪機的空化水輪機的空化v汽泡產(chǎn)生反作用力向外膨脹，壓力升高，水流質(zhì)點汽泡產(chǎn)生反作用力向外膨脹，壓力升高，水流質(zhì)點向外沖擊。向外沖擊。v大量汽泡連續(xù)不斷地產(chǎn)生與潰滅，水流質(zhì)點反復(fù)沖大量汽泡連續(xù)不斷地產(chǎn)生與潰滅，水流質(zhì)點反復(fù)沖擊，使過流通道的金屬表面遭到嚴(yán)重破壞擊，使過流通道的金屬表面遭到嚴(yán)重破壞 機械機械破壞，稱為疲勞剝蝕破壞，稱為疲

20、勞剝蝕。v汽泡被壓縮，由于體積縮小，汽化破壞時水流質(zhì)點汽泡被壓縮，由于體積縮小，汽化破壞時水流質(zhì)點相互撞擊，引起局部溫度升高相互撞擊，引起局部溫度升高( (可達到可達到300300) )，汽，汽泡的氧原子與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成腐蝕；同時泡的氧原子與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成腐蝕；同時由于溫度升高，產(chǎn)生電解作用由于溫度升高，產(chǎn)生電解作用化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕。(2) 水輪機水輪機空蝕空蝕定義定義 汽泡在潰滅過程中，由于汽泡中心壓力發(fā)生周汽泡在潰滅過程中，由于汽泡中心壓力發(fā)生周期性變化，使周圍的水流質(zhì)點發(fā)生巨大的反復(fù)沖擊，期性變化，使周圍的水流質(zhì)點發(fā)生巨大的反復(fù)沖擊，對水輪機過流金屬表面產(chǎn)生機械剝蝕和化學(xué)

21、腐蝕破對水輪機過流金屬表面產(chǎn)生機械剝蝕和化學(xué)腐蝕破壞的現(xiàn)象，稱壞的現(xiàn)象，稱水輪機的水輪機的空蝕空蝕。 隔河巖隔河巖1號水輪機轉(zhuǎn)輪空化號水輪機轉(zhuǎn)輪空化v使過流部件機械強度降低，嚴(yán)重時整個部件受使過流部件機械強度降低，嚴(yán)重時整個部件受到破壞。到破壞。v增加過流部件的糙率，水頭損失加大，效率降增加過流部件的糙率，水頭損失加大，效率降低，流量減小，出力下降。低，流量減小，出力下降。v機組產(chǎn)生振動，嚴(yán)重時造成廠房振動破壞。機組產(chǎn)生振動，嚴(yán)重時造成廠房振動破壞。v縮短了機組檢修的周期，增加了檢修的復(fù)雜性。縮短了機組檢修的周期，增加了檢修的復(fù)雜性。消耗鋼材、延長工期。消耗鋼材、延長工期。3.空蝕空蝕造成的造

22、成的危害危害二、水輪機空化類型二、水輪機空化類型v翼形翼形( (葉片葉片) )空化空化：轉(zhuǎn)輪葉片背面出口處產(chǎn)生的空化，轉(zhuǎn)輪葉片背面出口處產(chǎn)生的空化，與葉片形狀、工況有關(guān)。是反擊式水輪機的主要空化與葉片形狀、工況有關(guān)。是反擊式水輪機的主要空化形式。形式。v間隙空化：間隙空化：當(dāng)水流通過間隙和較小的通道時，局部流當(dāng)水流通過間隙和較小的通道時，局部流速增大，壓力降低而產(chǎn)生的空化。速增大，壓力降低而產(chǎn)生的空化。v空腔空化：空腔空化：在非最優(yōu)工況時，水流在尾水管中發(fā)生旋在非最優(yōu)工況時，水流在尾水管中發(fā)生旋轉(zhuǎn)形成一種對稱真空渦帶，引起尾水管中水流速度和轉(zhuǎn)形成一種對稱真空渦帶，引起尾水管中水流速度和壓力的脈

23、動，在尾水管進口處產(chǎn)生空化破壞，還可能壓力的脈動，在尾水管進口處產(chǎn)生空化破壞，還可能造成尾水管振動。造成尾水管振動。v局部空化：局部空化：在過流部件凹凸不平因脫流而產(chǎn)生的空化。在過流部件凹凸不平因脫流而產(chǎn)生的空化。 v 水輪機空化的類型 根據(jù)空化產(chǎn)生的部位不同，一般把水輪機的空化分為： A翼型空化：B間隙空化： C空腔空化：D局部空化：尾水管內(nèi)的真空渦帶尾水管內(nèi)的真空渦帶尾水管內(nèi)的真空渦帶尾水管內(nèi)的真空渦帶三、防止空化的措施三、防止空化的措施 流速和壓力流速和壓力是產(chǎn)生空化最重要的兩個原因，因是產(chǎn)生空化最重要的兩個原因，因此要控制流速和壓力的急劇變化。此要控制流速和壓力的急劇變化。 1. 設(shè)計

24、制造方面：設(shè)計制造方面： 合理選型，葉型流線設(shè)計，表合理選型，葉型流線設(shè)計，表面光滑，抗空化鋼襯面光滑，抗空化鋼襯(不銹鋼不銹鋼)。 2. 工程措施：工程措施：合理選擇安裝高程，采取防沙、排合理選擇安裝高程，采取防沙、排沙措施，防止有害泥沙進入水輪機。沙措施，防止有害泥沙進入水輪機。 3. 運行方面：運行方面：避開低負(fù)荷、低水頭運行，合理調(diào)避開低負(fù)荷、低水頭運行，合理調(diào)度，必要時向尾水管補氣。度，必要時向尾水管補氣。 2水輪機的空化系數(shù)與吸出高度(1)、水輪機的空化系數(shù)、水輪機的空化系數(shù)v反擊式水輪機發(fā)生空化破壞的根本原因是過流通反擊式水輪機發(fā)生空化破壞的根本原因是過流通道中出現(xiàn)了道中出現(xiàn)了p

25、0，葉片開，葉片開始啟動，始啟動，+20 輪轂：外部連接葉片，內(nèi)部安裝轉(zhuǎn)動機構(gòu)。輪轂：外部連接葉片，內(nèi)部安裝轉(zhuǎn)動機構(gòu)。轉(zhuǎn)動機構(gòu)：安裝在輪轂內(nèi)，由調(diào)速器控制，調(diào)整轉(zhuǎn)動機構(gòu)：安裝在輪轂內(nèi)，由調(diào)速器控制，調(diào)整導(dǎo)葉角度。導(dǎo)葉角度。2. 轉(zhuǎn)輪構(gòu)造轉(zhuǎn)輪構(gòu)造葉片轉(zhuǎn)動操作機構(gòu)葉片轉(zhuǎn)動操作機構(gòu)(三三)、斜流式水輪機構(gòu)造、斜流式水輪機構(gòu)造斜流式水輪機構(gòu)造斜流式水輪機構(gòu)造v主要部件：座環(huán)、轉(zhuǎn)輪及其葉片、導(dǎo)水機構(gòu)、尾水主要部件：座環(huán)、轉(zhuǎn)輪及其葉片、導(dǎo)水機構(gòu)、尾水管、主軸、導(dǎo)軸承等。管、主軸、導(dǎo)軸承等。 v與軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機不同之處：葉片轉(zhuǎn)動軸線與主與軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機不同之處：葉片轉(zhuǎn)動軸線與主軸成軸成4560的夾角。的

26、夾角。v毛家村電站的運行證明，斜流式水輪機可以在比較毛家村電站的運行證明，斜流式水輪機可以在比較寬闊的負(fù)荷范圍內(nèi)保持較高的平均效率，但其缺點寬闊的負(fù)荷范圍內(nèi)保持較高的平均效率，但其缺點也很突出，如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性較低，容易漏油，也很突出，如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性較低，容易漏油，造成污染，在吸出高度造成污染，在吸出高度Hs=-8m條件下運行，其空條件下運行，其空化現(xiàn)象仍比較嚴(yán)重?；F(xiàn)象仍比較嚴(yán)重。v由于斜流水輪機無顯著特點，在設(shè)計中很少采用。由于斜流水輪機無顯著特點，在設(shè)計中很少采用。(四四)、燈泡貫流式水輪機、燈泡貫流式水輪機 實際上是實際上是臥軸安裝的臥軸安裝的軸流式水輪軸流式水輪機，發(fā)電機機，發(fā)

27、電機安裝在燈泡安裝在燈泡體內(nèi)。體內(nèi)。 燈泡貫流式水輪機燈泡貫流式水輪機v我國開發(fā)采用燈泡貫流式水輪機的時間相對較晚，我國開發(fā)采用燈泡貫流式水輪機的時間相對較晚，近年來燈泡貫流式水輪機的導(dǎo)葉都采用了重錘式近年來燈泡貫流式水輪機的導(dǎo)葉都采用了重錘式關(guān)閉機構(gòu)來防飛逸，從而可節(jié)約引水系統(tǒng)的快速關(guān)閉機構(gòu)來防飛逸，從而可節(jié)約引水系統(tǒng)的快速閘門。閘門。v目前采用的燈泡貫流式水輪機使用水頭高達目前采用的燈泡貫流式水輪機使用水頭高達27.3m，轉(zhuǎn)輪直徑轉(zhuǎn)輪直徑7.5m，單機容量達，單機容量達48MW。v廣東飛來峽廣東飛來峽(435MW)、寧夏沙坡頭、寧夏沙坡頭(430MW)、甘肅炳靈甘肅炳靈(548MW)等電站

28、，均為燈泡貫流機組。等電站，均為燈泡貫流機組。v當(dāng)水頭較低而機組容量又較大時，若水輪機與發(fā)電當(dāng)水頭較低而機組容量又較大時，若水輪機與發(fā)電機的主軸直接聯(lián)接，則發(fā)電機將因轉(zhuǎn)速較低而直徑機的主軸直接聯(lián)接，則發(fā)電機將因轉(zhuǎn)速較低而直徑較大，這會導(dǎo)致燈泡體尺寸過大而使流道水力損失較大，這會導(dǎo)致燈泡體尺寸過大而使流道水力損失增加。為此常在水輪機與發(fā)電機之間設(shè)置齒輪增速增加。為此常在水輪機與發(fā)電機之間設(shè)置齒輪增速傳動機構(gòu)，使發(fā)電機轉(zhuǎn)速比水輪機轉(zhuǎn)速大傳動機構(gòu)，使發(fā)電機轉(zhuǎn)速比水輪機轉(zhuǎn)速大3-10倍，倍，從而縮小發(fā)電機尺寸，減小燈泡體尺寸，改善流道從而縮小發(fā)電機尺寸，減小燈泡體尺寸，改善流道的過流條件。但這種增速機

29、構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工藝的過流條件。但這種增速機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工藝要求較高，傳動效率一般較低，因此目前僅應(yīng)用于要求較高，傳動效率一般較低，因此目前僅應(yīng)用于小型貫流式機組。小型貫流式機組。(五五)、水斗式水輪機構(gòu)造、水斗式水輪機構(gòu)造水斗式水輪機的組成：水斗式水輪機的組成：噴管、折流板、轉(zhuǎn)輪、機噴管、折流板、轉(zhuǎn)輪、機殼、尾水槽殼、尾水槽(1). 轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪組成：組成：輪盤、斗葉（沿輪盤均勻分布）。輪盤、斗葉（沿輪盤均勻分布）。連接方式：連接方式：螺拴、螺拴、整體鑄造、焊接。整體鑄造、焊接。水斗的形狀水斗的形狀(2). 噴管噴管組成：組成：噴嘴、噴管體、針閥、噴桿、操作機構(gòu)噴嘴、噴管體、針閥、噴桿、操作

30、機構(gòu)針閥：針閥：控制水輪機的過水流量，以行程表示?？刂扑啓C的過水流量，以行程表示。廣泛應(yīng)用的噴嘴廣泛應(yīng)用的噴嘴(3). 折流板折流板 使針閥緩慢關(guān)閉，降低水錘壓力，使水流偏離水斗，使針閥緩慢關(guān)閉，降低水錘壓力，使水流偏離水斗，避免機組轉(zhuǎn)速升高。避免機組轉(zhuǎn)速升高。(4). 機殼機殼 把水斗中排出的水引導(dǎo)入尾水槽內(nèi)。一般為鑄鋼件。把水斗中排出的水引導(dǎo)入尾水槽內(nèi)。一般為鑄鋼件。(5). 引水板引水板 防止水流隨轉(zhuǎn)輪飛濺到上方，造成附加損失防止水流隨轉(zhuǎn)輪飛濺到上方，造成附加損失水斗水輪機的裝置方式水斗水輪機的裝置方式為了提高機組轉(zhuǎn)速及過流量，常在一個轉(zhuǎn)輪上為了提高機組轉(zhuǎn)速及過流量，常在一個轉(zhuǎn)輪上裝設(shè)

31、裝設(shè)兩個或更多個噴嘴兩個或更多個噴嘴。有時又在一根軸上裝。有時又在一根軸上裝設(shè)設(shè)兩個兩個(或多個或多個)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪，以提高機組的單機出力。，以提高機組的單機出力。大中型水斗式水輪機多采用立式布置，這樣不大中型水斗式水輪機多采用立式布置，這樣不僅可使廠房面積縮小，也便于裝設(shè)多噴嘴。僅可使廠房面積縮小，也便于裝設(shè)多噴嘴。中小型水斗式水輪機通常采用臥式布置，這樣中小型水斗式水輪機通常采用臥式布置，這樣可簡化結(jié)構(gòu)、降低造價，并便于安裝和維護?？珊喕Y(jié)構(gòu)、降低造價，并便于安裝和維護。多噴嘴安裝多噴嘴安裝第三節(jié)第三節(jié) 水輪機的型號及標(biāo)稱直徑水輪機的型號及標(biāo)稱直徑型號第三部分的說明型號第三部分的說明第三部分為數(shù)字：第三部分為數(shù)字：v對反擊式水輪機：表示轉(zhuǎn)輪的標(biāo)稱直徑對反擊式水輪機：表示轉(zhuǎn)輪的標(biāo)稱直徑v水斗式或斜擊式水輪機，其表示方法為：水斗式或斜擊式水輪機，其表示方法為： 轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑D1 作用在每個轉(zhuǎn)輪上的噴嘴數(shù)作用在每個轉(zhuǎn)輪上的噴嘴數(shù)設(shè)計射流直徑設(shè)計射流直徑d0v對雙擊式水輪機，其表示方法為：對雙擊式水輪