多種水輪發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)原理

1、關(guān)于多種水輪發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)原理第1頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪發(fā)電機(jī)1水輪發(fā)電機(jī)組概述本次培訓(xùn)內(nèi)容2水輪機(jī)的型號及標(biāo)稱直徑3水輪機(jī)的工作參數(shù)4公司電廠主機(jī)參數(shù)5水輪機(jī)基本結(jié)構(gòu)6水輪發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)第2頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四第一章 水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組概述壩后式水電站 第3頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水電站的分類引水式水電站 第4頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水電站的分類混合式水電站 第5頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪發(fā)電機(jī)組 水輪機(jī)是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能

2、，從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)出電能的一種機(jī)械。 水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)聯(lián)接成的整體稱為水輪發(fā)電機(jī)組。 水輪發(fā)電機(jī)組第6頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水流能量轉(zhuǎn)換特征反 擊 式?jīng)_ 擊 式 水輪機(jī)的主要類型第7頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪機(jī) 混流式 軸流式 斜流式 貫流式?jīng)_擊式反擊式軸流定漿式軸流轉(zhuǎn)漿式 水斗式 雙擊式 斜擊式全貫流式半貫流式水輪機(jī)的分類燈泡式軸伸式豎井式利用水流的勢能和動能進(jìn)行工作；轉(zhuǎn)輪完全淹沒在密閉的水體中。 利用水流的動能進(jìn)行工作；轉(zhuǎn)輪露在空氣中。 第8頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水流在反擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的運(yùn)

3、動反擊式：水流方向和流速大小受葉片約束而改變,從而對葉片一個(gè)反作用力第9頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四反擊式水輪機(jī) 混流式水輪機(jī) 水流從四周沿徑向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，然后近似以軸向流出轉(zhuǎn)輪。 應(yīng)用水頭范圍較廣，約為20700m ，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定且效率高，是應(yīng)用最廣泛的一種水輪機(jī)。 1主軸；2葉片；3導(dǎo)葉 第10頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四反擊式（Reaction Hydraulic Turbine）混流式：幅向進(jìn)流，軸向出流1主軸；2葉片；3導(dǎo)葉；4蝸殼；5尾水管12345radiaxial turbine，F(xiàn)rancis turbine第11頁

4、，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四反擊式水輪機(jī) 軸流式水輪機(jī) 水流在導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪之間由徑向流動轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向流動，而在轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)水流保持軸向流動。 應(yīng)用水頭約為380m，在中低水頭、大流量水電站中得到了廣泛應(yīng)用。 1導(dǎo)葉；2葉片；3輪轂 第12頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四反擊式（Reaction Hydraulic Turbine）軸流式：軸向進(jìn)流，軸向出流axial flow turbine, Kaplan turbine1導(dǎo)葉；2葉片；3輪轂4蝸殼；5尾水管123445第13頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四反擊式水輪機(jī) 斜流式

5、水輪機(jī) 水流在轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)沿著與主軸成某一角度的方向流動，其轉(zhuǎn)輪葉片大多做成可轉(zhuǎn)的形式。 適用水頭在軸流式與混流式水輪機(jī)之間，約為40200m。 1蝸殼；2導(dǎo)葉；3轉(zhuǎn)輪葉片；4尾水管第14頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四反擊式（Reaction Hydraulic Turbine）斜流式：斜向進(jìn)流，斜向出流diagonal flow turbine12341蝸殼；2導(dǎo)葉；3葉片；4尾水管可轉(zhuǎn)動葉片第15頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四反擊式水輪機(jī) 貫流式水輪機(jī) 一種流道近似為直筒狀的臥軸式水輪機(jī)，它不設(shè)飲水蝸殼，葉片可做成固定的和可轉(zhuǎn)動的兩種。 貫流

6、式水輪機(jī)的適用水頭為125m，適用于低水頭、大流量的水電站。 根據(jù)其發(fā)電裝置形式的不同，分為全貫流式和半貫流式兩類。 全貫流式水輪機(jī)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直接安裝在轉(zhuǎn)輪葉片的外緣，它的優(yōu)點(diǎn)是流道平直、過流量大、效率高。但由于轉(zhuǎn)輪葉片外緣的線速度大、周線長，因而旋轉(zhuǎn)密封困難，目前已很少使用。 第16頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四全貫流式水輪機(jī)1轉(zhuǎn)輪葉片；2轉(zhuǎn)輪輪緣；3發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子輪輞；4發(fā)電機(jī)定子；5、6支柱；7軸頸； 8輪轂；9錐形插入物；10拉緊桿； 11導(dǎo)葉；12推力軸承；13導(dǎo)軸承第17頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四半貫流式水輪機(jī) 半貫流式水輪機(jī)有

7、軸伸式、豎井式和燈泡式等裝置形式 。 軸伸式和豎井式結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便，但效率較低，一般只用于小型水電站。 燈泡貫流式水輪機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好、效率較高 ，使用廣泛。 反擊式水輪機(jī) 第18頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四軸伸貫流式水輪機(jī) 1轉(zhuǎn)輪；2水輪機(jī)主軸；3尾水管；4齒輪轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)；5發(fā)電機(jī)第19頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四豎井貫流式水輪機(jī) 第20頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四反擊式（Reaction Hydraulic Turbine）燈泡貫流式：發(fā)電機(jī)組安裝在密閉的燈泡體 through flow turb

8、inebulb turbine1導(dǎo)葉；2轉(zhuǎn)輪；3發(fā)電機(jī)；4燈泡123412第21頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四沖擊式（impulse turbine）inclined jet turbine （a）水斗式； （b）斜擊式； （c）雙擊式?jīng)_擊式水輪機(jī)：高速射流在空氣中沖擊轉(zhuǎn)輪Banki turbinePelton turbine第22頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四沖擊式水輪機(jī) 水斗式水輪機(jī) 亦稱切擊式水輪機(jī)，從噴嘴出來的高速自由射流沿轉(zhuǎn)輪周圍切線方向垂直沖擊輪葉。 適用于高水頭、小流量的水電站，特別是當(dāng)水頭超過400m時(shí)，常采用水斗式水輪機(jī)。

9、大型水斗式水輪機(jī)的應(yīng)用水頭約3001700m，小型水斗式水輪機(jī)的應(yīng)用水頭約為40250m。 第23頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水斗式水輪機(jī) 1轉(zhuǎn)輪葉片；2導(dǎo)葉；3發(fā)電機(jī)定子；4發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；5燈泡體 第24頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四沖擊式水輪機(jī) 斜擊式水輪機(jī) 從轉(zhuǎn)輪的一側(cè)進(jìn)入輪葉再從另一側(cè)流出輪葉。 多用于中小型水電站，適用水頭為20300m。 （a）轉(zhuǎn)輪；（b）斜擊式轉(zhuǎn)輪進(jìn)水示意圖 1管帽；2針閥；3輪葉第25頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四沖擊式水輪機(jī) 雙擊式水輪機(jī) 從噴嘴出來的射流先后兩次沖擊在轉(zhuǎn)輪葉片上。

10、適用于單機(jī)出力不超過1000KW的小型水電站，其適用水頭一般為5100m。1工作輪；2噴嘴；3調(diào)節(jié)閘板； 4舵輪；5引水管； 6尾水槽 第26頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四小結(jié)第27頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四 1、懸掛式發(fā)電機(jī): 推力軸承位于轉(zhuǎn)子上方的發(fā)電機(jī)，它適用于轉(zhuǎn)速在100r/min以上。其優(yōu)點(diǎn)是推力軸承損耗小，裝配方便，運(yùn)轉(zhuǎn)較穩(wěn)定；缺點(diǎn)是機(jī)組高度較大，耗費(fèi)鋼材多。 水輪發(fā)電機(jī)組的形式 第28頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四懸式發(fā)電機(jī)上下支撐下導(dǎo)與風(fēng)閘下導(dǎo)軸承定子外殼第29頁，共98頁，2022年，5月20日

11、，0點(diǎn)13分，星期四2、傘式發(fā)電機(jī) 推力軸承位于轉(zhuǎn)子下方，設(shè)在下機(jī)架上傳力方式：機(jī)組轉(zhuǎn)動部分重量推力頭 鏡板推力軸瓦下機(jī)架機(jī)座基礎(chǔ) 上機(jī)架：只支撐上導(dǎo)軸承和勵(lì)磁機(jī)定子。類型：1. 普通傘式： 有上、下導(dǎo)軸承 2. 半傘式: 有上導(dǎo)軸承，無下導(dǎo)軸承 3. 全傘式: 無上導(dǎo)軸承，有下導(dǎo)軸承 高壓油膜第30頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四(1) 普通傘式有上、下導(dǎo)軸承第31頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四(2) 半傘式有上導(dǎo)，無下導(dǎo)。發(fā)電機(jī)通常將上機(jī)架埋入發(fā)電機(jī)層地板以下。第32頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四(3) 全傘式 無

12、上導(dǎo)，有下導(dǎo)。轉(zhuǎn)動部分重量推力軸承支撐結(jié)構(gòu)頂蓋座環(huán)第33頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四第二章 水輪機(jī)的型號及標(biāo)稱直徑 Z軸伸式X虹吸式S豎井式G罐式M明槽式P燈炮式H混凝土蝸殼J金屬蝸殼代號型式引水室特征GD貫流定漿式N可逆式GZ貫流轉(zhuǎn)漿式ZD軸流定漿式ZZ軸流轉(zhuǎn)漿式XL斜流式HL混流式代號型式水輪機(jī)型號HL200LJ500 一、反擊式水輪機(jī)的型號轉(zhuǎn)輪型號（用比轉(zhuǎn)速表示）W臥軸L立軸代號型式主軸布置型式轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑（厘米）第34頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四二、沖擊式水輪機(jī)的型號設(shè)計(jì)射流直徑（厘米）每個(gè)轉(zhuǎn)輪上的噴嘴數(shù)轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑（厘米）主軸布

13、置型式2 CJ 20 W - 120 / 2 10轉(zhuǎn)輪型號水輪機(jī)型號一根軸上裝的轉(zhuǎn)輪數(shù)第35頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四XLN200-LJ-300轉(zhuǎn)輪型號為200（比轉(zhuǎn)速）的斜流可逆式水輪機(jī)，立軸，金屬蝸殼引水，轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑300厘米GZ440-WP-750轉(zhuǎn)輪型號為440（比轉(zhuǎn)速）的貫流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)，臥軸，燈泡式引水機(jī)組，轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑750厘米HL240 - LJ -410 混流式水輪機(jī)，型號240（比轉(zhuǎn)速)，立軸，金屬蝸殼，轉(zhuǎn)輪直徑為410厘米 舉例第36頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四 關(guān)于轉(zhuǎn)輪直徑D1的規(guī)定混流式轉(zhuǎn)輪進(jìn)口邊的最大直徑軸

14、流式轉(zhuǎn)輪室的最大直徑斜流式轉(zhuǎn)輪葉片的轉(zhuǎn)動軸線和轉(zhuǎn)輪室相交點(diǎn)的圓的直徑?jīng)_擊式切于噴嘴流出的射流中心線的圓周直徑第37頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四第三章 水輪機(jī)的工作參數(shù) 水輪機(jī)出力水輪機(jī)工作水頭水輪機(jī)流量水輪機(jī)效率水輪機(jī)轉(zhuǎn)速水輪機(jī)的主要工作參數(shù)有5個(gè)第38頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四一、水頭 Head 水輪機(jī)工作水頭又稱凈水頭，有效水頭毛水頭 - 水頭損失=凈水頭 第39頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪機(jī)流量：水流在單位時(shí)間內(nèi)通過水輪機(jī)的水流體積通常用Q表示，其單位為m3/s水輪機(jī) 的引用流量主要隨著水輪機(jī)的工作

15、水頭和出力的變化而變化在設(shè)計(jì)水頭下水輪機(jī)以額定出力工作時(shí)其過水流量最大H和Q是水力發(fā)電的兩大要素， H大Q小也發(fā)不出大量電， Q大H小也發(fā)不出大量電第40頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四轉(zhuǎn)速n：水輪機(jī)組每分鐘轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)對于大中型水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)是同軸運(yùn)行的，所以它們的轉(zhuǎn)速相同，并需要滿足同步轉(zhuǎn)速的要求。 磁極對數(shù)p 3 4 5 6 7 8 9 .同步轉(zhuǎn)速n 1000 750 600 500 428.6 375 333.3 .第41頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四出力P與效率 水輪機(jī)的出力是指水輪機(jī)軸端輸出的功率，常用符號P表示，單位為

16、KW。 水輪機(jī)出力P與水流出力Pn之比稱為水輪機(jī)的效率，用符號t表示。 水力效率: 容積效率:機(jī)械效率：水輪機(jī)效率還可表示為 第42頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四第四章 公司電站主機(jī)設(shè)備參數(shù)表（部分） 一、小水電廠設(shè)備參數(shù)(點(diǎn)擊)二、大水電廠設(shè)備參數(shù)(點(diǎn)擊)第43頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四第五章 水輪機(jī)的結(jié)構(gòu) 反擊式水輪機(jī)通常由四大部分組成進(jìn)水部件：蝸殼 和座環(huán)導(dǎo)水部件：導(dǎo)葉及其傳動機(jī)構(gòu)工作部件：轉(zhuǎn)輪泄水部件：尾水管 這四大部分對于不同類型的水輪機(jī)各不完全相同，有著自身的特點(diǎn)第44頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四引

17、水部件蝸殼和座環(huán) 蝸殼以沿水流方向過水?dāng)嗝娴拿娣e逐漸減小的蝸形流道，緊緊圍住導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，使水流進(jìn)入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)具有一定的旋轉(zhuǎn)環(huán)量 。并基本保證水流的對稱、均勻性，從而提高效率。 第45頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四三峽電站的一臺機(jī)組蝸殼，由高強(qiáng)度鋼板卷制焊接而成，與大壩引水管相連，蝸殼中間是座環(huán)及固定導(dǎo)葉。第46頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四焊接后的蝸殼用混凝土澆筑在發(fā)電廠房地下。第47頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四引水部件蝸殼和座環(huán)座環(huán)水輪機(jī)過流部件，也是水輪機(jī)承重部件，是水輪機(jī)的支柱，支撐水輪機(jī)的固定導(dǎo)水葉(導(dǎo)葉)，其

18、作用是合理分配流量，及導(dǎo)流，使水流有方向、均勻地進(jìn)入轉(zhuǎn)輪。 座環(huán)第48頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四蝸殼分節(jié)座環(huán)蝶形邊第49頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四功用： 引導(dǎo)水流按一定方向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪； 形成與改變進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的速度環(huán)量； 根據(jù)機(jī)組負(fù)荷變化，調(diào)節(jié)水輪機(jī)流量，改變出力； 關(guān)機(jī)時(shí)截?cái)嗨?。?dǎo)水機(jī)構(gòu)（distributor ） 第50頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四組成：導(dǎo)葉和傳動機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)葉：導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的主體，由導(dǎo)葉體和導(dǎo)葉軸兩部分組成。上下端分別固定在底環(huán)和頂蓋上，為流線形。 傳動機(jī)構(gòu)：由控制環(huán)、連桿、轉(zhuǎn)臂三部分組成，用于

19、傳遞接力器操作力矩，使導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動，改變導(dǎo)葉開度以改變流量。 導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動是通過調(diào)速器和接力器來實(shí)現(xiàn)的。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)（distributor ） 第51頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四導(dǎo)水機(jī)構(gòu)（distributor ） 第52頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四接力器示意圖接力器用于操作控制環(huán)的轉(zhuǎn)動。接力器的基本部件:接力器缸和活塞。第53頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四工作部件轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)的核心轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪是直接將水能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能的過流部件，它對水輪機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)、尺寸等起著決定性的作用，是水輪機(jī)的核心部分。第54頁，共98頁，20

20、22年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四功用 引導(dǎo)水流進(jìn)入下游河道，并回收部分動能和勢能。 尾水管 （draft tube）第55頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四型式： 直錐形用于小型水輪機(jī)； 彎錐形用于臥軸水輪機(jī)； 彎肘形（大中型電站）。 直錐形彎錐形尾水管 （draft tube）第56頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四組成：進(jìn)口直錐段、肘管、出口擴(kuò)散段。尾水管 （draft tube）第57頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四龍灘水電站尾水管施工第58頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四 上冠 下環(huán) 泄水

21、錐 翼型扭曲葉片 (1221片) 止漏環(huán)(迷宮環(huán)) 減壓裝置 混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪 第59頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪是由輪轂、輪葉和泄水錐三部分組成。在輪轂四周按懸臂方式安裝輪葉，輪葉是扭曲面。邊緣薄，根部厚，外形類似螺旋槳。輪葉數(shù)目按工作水頭大小而定，工作水頭較低，輪葉數(shù)較少；反之，較多。一般為38片第60頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 圓柱式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)制造方便，能保證水輪機(jī)有足夠高的效率，因而獲得了廣泛采用。 第61頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四圖

22、5-13 徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)示意圖圖5-14 圓錐式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)示意圖第62頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的組成 目前在混流式和軸流式水輪機(jī)中，普遍采用圓柱式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，如圓柱式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)示意圖。它位于蝸殼座環(huán)內(nèi)圈，主要組成部分有頂蓋、底環(huán)、控制環(huán)、導(dǎo)葉、導(dǎo)葉套筒、導(dǎo)葉傳動機(jī)構(gòu)（包括導(dǎo)葉臂、連桿、連接板）和接力器等部件組成。 第63頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四1）導(dǎo)葉。導(dǎo)葉是導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的主要組成部件，均勻分布于轉(zhuǎn)輪的外圍、底環(huán)和頂蓋之間。導(dǎo)葉的斷面形狀為翼型，首端較厚，尾端較薄，這樣即可以保證強(qiáng)度又可以減少水力損失。導(dǎo)葉一般由導(dǎo)葉體和導(dǎo)葉軸組成，

23、有三種結(jié)構(gòu)型式：第一種是整體鑄造，如圖 5-16(a)所示，為了減輕導(dǎo)葉重量，通常做成中空導(dǎo)葉，壁厚由強(qiáng)度計(jì)算或鑄造工藝可行性確定。第二種是鑄焊導(dǎo)葉，如圖5-16 (b)所示，導(dǎo)葉體和軸分別鑄，然后再焊接在一起。第三種是焊接導(dǎo)葉，如圖5-16 (c)所示，導(dǎo)葉體都用鋼板壓制后，再焊接成型，最后與導(dǎo)葉軸焊成整體。 第64頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四導(dǎo)水機(jī)構(gòu)環(huán)形部件 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的環(huán)形部件有底環(huán)、控制環(huán)、頂蓋和支持蓋，它們受力比較復(fù)雜，制造要求比較高。底環(huán)。是一個(gè)扁平的環(huán)形部件，位于導(dǎo)葉下方，安裝在座環(huán)或基礎(chǔ)環(huán)上，它與頂蓋或支持蓋形成流道，并用來安裝導(dǎo)葉下軸套。底環(huán)的結(jié)構(gòu)如

24、圖5-17所示。大多數(shù)底環(huán)都采用ZG270-500鑄鋼鑄造，大型機(jī)組中因受運(yùn)輸條件限制，可分為兩半或更多瓣組合。在制造安裝時(shí)，要注意底環(huán)上的導(dǎo)葉軸孔應(yīng)與頂蓋上相應(yīng)的導(dǎo)葉軸孔同心，為此，中小型機(jī)組通常采用 第65頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四控制環(huán)。是傳遞接力器作用力，并通過傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動導(dǎo)葉的環(huán)形部件。為了減少摩擦和轉(zhuǎn)動靈活，在控制環(huán)的底面和側(cè)面裝有抗磨板。如圖5-18所示，控制環(huán)可采用ZG270-500鑄鋼鑄造或Q235鋼板焊接結(jié)構(gòu)，大型的控制環(huán)受運(yùn)輸限制，也可設(shè)計(jì)成分瓣結(jié)構(gòu)。控制環(huán)上部有耳環(huán)與推拉桿相連接，下部與叉頭或耳柄相連，通過它使每個(gè)導(dǎo)葉傳動機(jī)構(gòu)同步動作，開啟

25、或關(guān)閉導(dǎo)葉。根據(jù)耳環(huán)數(shù)目和布置不同，控制環(huán)可分為單耳式、雙耳交叉式、雙耳平行式和無耳式。大中型多采用雙耳平行式，當(dāng)采用環(huán)形接力器時(shí)，則采用無耳式。第66頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四圖5-18 控制環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖 第67頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四頂蓋和支持蓋。頂蓋和支持蓋是水輪機(jī)的主要部件，在頂蓋的導(dǎo)葉軸孔中裝有導(dǎo)葉套筒，頂蓋上平面的支持環(huán)支承著控制環(huán)，是水輪機(jī)的主要受力部件，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度，所以多數(shù)的頂蓋和支持蓋為箱形結(jié)構(gòu)。 第68頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四圖5-20 混流式水輪機(jī)頂蓋示意圖第69頁，

26、共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪機(jī)主軸 圖5-27 主軸示意圖（a）單法蘭主軸；（b）無法蘭主軸；（c）雙法蘭主軸第70頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪機(jī)主軸 主軸是水輪機(jī)的主要部件之一，它的一端與發(fā)電機(jī)軸連接，另一端接水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪。它的作用是將水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能傳遞給發(fā)電機(jī)，從而帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。此外，主軸還承受轉(zhuǎn)輪的軸向水推力和轉(zhuǎn)動部件的重量。 第71頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪機(jī)主軸（2）主軸與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的連接型式。中小型的水輪機(jī)，常采用無法蘭與單法蘭的主軸，它與轉(zhuǎn)輪的連接簡單，一般采用錐度配合定心和

27、用鍵傳遞扭矩的方式。對于大中型水輪機(jī)，通常采用雙法蘭主軸 第72頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪機(jī)主軸圖5-28與混流式轉(zhuǎn)輪的連接示意圖1-主軸；2-護(hù)罩；3-沉頭螺釘；4、10-聯(lián)軸螺母；5-連接螺栓；6-轉(zhuǎn)輪上冠；7-螺釘；8-鍵；9-螺栓第73頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪機(jī)主軸密封裝置 主軸密封裝置是用以減少主軸與固定部件之間漏水的裝置。水輪機(jī)主軸密封是水輪機(jī)正常工作的重要保護(hù)裝置。一種是機(jī)組正常運(yùn)行中，橡膠軸承壓力水箱的密封和稀油潤滑軸承下部防止機(jī)組漏水的密封，稱為工作密封。 另一種檢修主軸密封時(shí)阻止主軸與固定部件之間漏水的可

28、膨脹式密封，稱為檢修密封。 第74頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四工作密封 圖5-29 填料密封 圖5-30 單層橡膠平板密封1-主軸；2-壓環(huán)；3-填料箱；4-填料；5-頂蓋 1-轉(zhuǎn)環(huán)；2-抗磨板；3-壓板；4-橡膠板第75頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四檢修密封 圖5-33 檢修密封(a)圍帶式；(b)抬機(jī)式；(c)機(jī)械式第76頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪機(jī)導(dǎo)軸承 導(dǎo)軸承是保持主軸中心位置，并承受徑向力的軸承。 水輪機(jī)導(dǎo)軸承的型式很多，按潤滑介質(zhì)不同，分為水潤滑導(dǎo)軸承和油潤滑導(dǎo)軸承兩種。 第77頁，共98頁，2

29、022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪機(jī)導(dǎo)軸承 圖5-34 橡膠軸承1-軸承體；2-水箱；3-橡膠瓦；4-排水管；5-壓力表；6-密封；7-進(jìn)水管；8-調(diào)整螺釘?shù)?8頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四油潤滑導(dǎo)軸承 稀油潤滑導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)型式有分塊瓦式和圓筒瓦式導(dǎo)軸承兩種。 圖5-35 分塊瓦軸承1-主軸軸領(lǐng)；2-軸瓦；3-擋油箱；4-軸承體；5-調(diào)整螺釘；6-軸承蓋；7-油位計(jì)；8-主軸第79頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪機(jī)的輔助裝置 圖5-37 軸心孔補(bǔ)氣閥(a)球形真空吸力閥；(b)平板式真空吸力閥1-墊板；2-橡皮球、橡膠平板；3-

30、托架；4-彈簧；5-主軸中心孔；6-主軸；7-外罩；8-底座第80頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪機(jī)的輔助裝置 1、補(bǔ)氣裝置當(dāng)混流式水輪機(jī)偏離最優(yōu)工況運(yùn)行時(shí)，在尾水管內(nèi)會不同程度地存在著壓力脈動, 導(dǎo)致機(jī)組劇烈振動、負(fù)荷擺動、效率降低等不良情況，可向尾水管適當(dāng)補(bǔ)入空氣，利用空氣的吸振作用，降低渦帶的強(qiáng)度，提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。 第81頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四第六章 水輪發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 水輪發(fā)電機(jī)的主要作用是將水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能最終轉(zhuǎn)換成電能，其結(jié)構(gòu)與性能的好壞對電站的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。水輪發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子

31、、機(jī)架、推力軸承、導(dǎo)軸承、冷卻器、制動器等部件組成。 第82頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪發(fā)電機(jī)定子結(jié)構(gòu) 水輪發(fā)電機(jī)定子主要由機(jī)座、鐵芯和三相繞組線圈等組成。鐵芯固定在機(jī)座上。三相繞組線圈嵌裝在鐵芯的齒槽內(nèi)。發(fā)電機(jī)定子機(jī)座、鐵芯和三相繞組統(tǒng)一體統(tǒng)稱為發(fā)電機(jī)的定子，也稱為電樞。 第83頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四立軸水輪發(fā)電機(jī)定子結(jié)構(gòu) 機(jī)座鐵心線圈第84頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四機(jī)座 定子機(jī)座一般呈圓形，小容量水輪發(fā)電機(jī)多數(shù)采用鑄鐵整圓機(jī)座，也有采用鋼板焊接的箱形結(jié)構(gòu)；容量較大的水輪發(fā)電機(jī)的機(jī)座由鋼板制成的壁

32、、環(huán)、立筋及合縫板等零件焊接組裝而成。機(jī)座應(yīng)有足夠的剛度，同時(shí)還應(yīng)能適應(yīng)鐵心的熱變形。 第85頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四鐵芯 定子鐵芯是定子的一個(gè)重要部件，由扇形沖片、通風(fēng)槽片、定位筋、齒壓板，拉緊螺桿及固定片等零部件裝壓而成。 定子鐵芯的作用是：作為磁路的主要組成部分，為發(fā)電機(jī)提供磁阻很小的磁路，以通過發(fā)電機(jī)所需要的磁通，并用以固定繞組。繞組三相繞組由絕緣導(dǎo)線繞制而成，均勻地分布于鐵芯內(nèi)圓齒槽中。三相繞組接成Y形，它的作用是當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組切割磁力線而感應(yīng)出電勢。 第86頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 水輪發(fā)

33、電機(jī)的轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)換能量和傳遞轉(zhuǎn)矩的主要部件，一般由主軸、轉(zhuǎn)子支架、磁軛、磁極等部件組成。立軸水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 第87頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四主軸 主軸的作用是用來傳遞扭矩，應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和剛度。主軸一般由35號、40號、45號或20SiMn等鋼整鍛而成。 小容量水輪發(fā)電機(jī)一般采用整鍛實(shí)心軸，也有的采用無縫鋼管作為軸；大、中型容量的發(fā)電機(jī)采用整鍛空心軸。第88頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四磁極 磁極是提供勵(lì)磁磁場的磁感應(yīng)部件，由磁極鐵芯，線圈，上、下托板，極身絕緣，阻尼繞組及鋼墊板等零部件組成。磁極鐵芯分實(shí)心和疊片兩種結(jié)構(gòu)。 中、小容量

34、高轉(zhuǎn)速水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，常采用實(shí)心磁極結(jié)構(gòu)，整體鍛造或鑄造而成。轉(zhuǎn)速大于或等于750rmin的小型水輪發(fā)電機(jī)，常采用磁極鐵芯連同轉(zhuǎn)子的磁軛與主軸整體鍛造加工。磁極固定方式通常采用螺釘、T尾和鴿尾結(jié)構(gòu)。第89頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四磁軛與轉(zhuǎn)子支架 磁軛的作用是構(gòu)成磁路并固定磁極。轉(zhuǎn)子支架的作用是固定磁軛。對于定子鐵芯外徑小于325cm的中小容量的水輪發(fā)電機(jī)，磁軛可用鑄鋼或整圓的厚鋼板制造，不需要專門的轉(zhuǎn)子支架。對于定子鐵芯外徑較大的水輪發(fā)電機(jī)，磁軛通過轉(zhuǎn)子支架和主軸連成一體。 磁軛的外緣加工有T尾、鷴尾槽或螺孔，用以固定磁極。 第90頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四機(jī)架 機(jī)架是立軸水輪發(fā)電機(jī)安置推力軸承、導(dǎo)軸承、制動器及水輪機(jī)受油器的支撐部件，是水輪發(fā)電機(jī)較為重要的結(jié)構(gòu)件。機(jī)架由中心體和支臂組成，一般采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，中心體為圓盤形式，支臂大多為工字梁形式。機(jī)架按其所處的位置分為上、下機(jī)架，按承載性質(zhì)分為負(fù)荷機(jī)架和非負(fù)荷機(jī)架 。第91頁，共98頁，2022年，5月20日，0點(diǎn)13分，星期四推力軸承 推力軸承的組成和作用 推力軸承是應(yīng)用液體潤滑承載原理的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件，主要由軸承座及支承、軸瓦、鏡板、推力頭、油槽及冷卻裝置等部件組成。其主要作用是承受