新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)小水力發(fā)電本科樊詳解演示文稿

新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)小水力發(fā)電本科樊詳解演示文稿機(jī)械工業(yè)出版社1當(dāng)前1頁(yè)，總共49頁(yè)。（優(yōu)選）新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)小水力發(fā)電本科樊機(jī)械工業(yè)出版社2當(dāng)前2頁(yè)，總共49頁(yè)。主要內(nèi)容機(jī)械工業(yè)出版社5.1水力資源與水能的利用5.2水力發(fā)電5.3小水力發(fā)電機(jī)組及工作原理5.4小水力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)5.5小水電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控與SCADA系統(tǒng)5.6小水力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性評(píng)價(jià)機(jī)械工業(yè)出版社3當(dāng)前3頁(yè)，總共49頁(yè)。

自然界中的水體在流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的能量，稱為水能。水能的重要應(yīng)用就是水力發(fā)電。

水力發(fā)電是利用河流、湖泊中的水在流經(jīng)不同高度地形時(shí)產(chǎn)生的能量來(lái)發(fā)電，是由水輪發(fā)電機(jī)組中的水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)水的位能向機(jī)械能再向電能的二次轉(zhuǎn)換。

水輪發(fā)電機(jī)組主要由水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，水輪機(jī)的種類很多，不同種類的水輪機(jī)在小水電中均有應(yīng)用。水輪發(fā)電機(jī)主要是同步發(fā)電機(jī)。機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社4當(dāng)前4頁(yè)，總共49頁(yè)。小水電的新技術(shù)重點(diǎn)：水輪發(fā)電機(jī)組的控制水輪發(fā)電機(jī)組的控制：頻率及功率控制為主水輪發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)：準(zhǔn)同步并網(wǎng)和自同步并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)并網(wǎng)，其中以準(zhǔn)同步并網(wǎng)為主電網(wǎng)的無(wú)功功率補(bǔ)償：由各種無(wú)功功率補(bǔ)償器完成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)：小型水電站的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、控制和保護(hù)水電站的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控及遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）可實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電與調(diào)度的完全自動(dòng)化機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社5當(dāng)前5頁(yè)，總共49頁(yè)。全世界技術(shù)上可開發(fā)的水能資源約15萬(wàn)億kW?h。水能包括位能、壓能和動(dòng)能三種形式廣義的水能：河流水能、潮汐水能、波浪能和海洋熱能狹義的水能：河流水能，即河流、湖泊等位于高處的水流至低處時(shí)所具有的位能機(jī)械工業(yè)出版社5.1.1水能與水力資源的特點(diǎn)水能:自然界中的水體在流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的能量。5.1水力資源與水能的利用1、水能機(jī)械工業(yè)出版社6當(dāng)前6頁(yè)，總共49頁(yè)。機(jī)械工業(yè)出版社2、水力資源根據(jù)當(dāng)前技術(shù)、經(jīng)濟(jì)水平，可開發(fā)資源主要是河川水能資源。水能資源，亦稱水力資源。水能資源分三級(jí)統(tǒng)計(jì)理論蘊(yùn)藏量技術(shù)可開發(fā)資源經(jīng)濟(jì)可開發(fā)資源機(jī)械工業(yè)出版社7當(dāng)前7頁(yè)，總共49頁(yè)。機(jī)械工業(yè)出版社１)水力資源總量較多，但開發(fā)利用率低3、水力資源的特點(diǎn)２)水力資源地區(qū)分布不均，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不匹配３)大多數(shù)河流年內(nèi)、年際徑流分布不均４)水力資源主要集中于大江大河，有利于集中開發(fā)和規(guī)模外送機(jī)械工業(yè)出版社8當(dāng)前8頁(yè)，總共49頁(yè)。

水能的主要應(yīng)用是水力發(fā)電。水力發(fā)電是利用河流在流經(jīng)不同高度地形時(shí)產(chǎn)生的能量來(lái)發(fā)電。當(dāng)位于高處具有位能的水流至低處沖擊水輪機(jī)時(shí)，將其中所含有的位能轉(zhuǎn)換成水輪機(jī)的動(dòng)能，再由水輪機(jī)作為原動(dòng)機(jī)推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。因此水力發(fā)電在某種意義上講是水的位能變成機(jī)械能，又變成電能的“轉(zhuǎn)換過(guò)程”。機(jī)械工業(yè)出版社5.1.2水能及水力資源的利用機(jī)械工業(yè)出版社9當(dāng)前9頁(yè)，總共49頁(yè)。可利用的水量和一年中不同的流量決定了水力發(fā)電站一年的發(fā)電量是不同的。

水能的大小取決于兩個(gè)因素：河流中水的流量和水從多高的地方流下來(lái)（水頭）水的流量：指單位時(shí)間內(nèi)水流通過(guò)河流（或水工建筑物）過(guò)水?dāng)嗝娴捏w積，一般用立方米/秒（m3/s）和升/秒（L/s）來(lái)表示。水頭：用來(lái)表示發(fā)電站的發(fā)電機(jī)到水壩的水平面的高度（m）。機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社10當(dāng)前10頁(yè)，總共49頁(yè)。式中P—發(fā)電機(jī)的輸出功率（kW）；Q—流量（m3/s），單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)水輪機(jī)水的體積；H—水頭（m），水輪機(jī)做功用的有效水頭，為水輪機(jī)進(jìn)出口斷面的總水位差；η—電廠的效率（包括水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的總效率）；9.81—流速和水頭轉(zhuǎn)換為kW?h的一個(gè)常數(shù)。水力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能稱為發(fā)電機(jī)的出力。其計(jì)算公式為機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社11當(dāng)前11頁(yè)，總共49頁(yè)。對(duì)于小型水電站，水力發(fā)電機(jī)的出力近似為:年發(fā)電量的公式為:式中E——年發(fā)電量（kW?h）；——平均出力（kW）；T——年利用小時(shí)數(shù)（h）機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社12當(dāng)前12頁(yè)，總共49頁(yè)。①按照水源的性質(zhì)――常規(guī)水電站和抽水蓄能電站。②按水電站集中水頭的手段――堤壩式、引水式和混合式水電站。③按水電站利用水頭的大小――高水頭（70m以上）、中水頭（15～70m）和低水頭（低于15m）水電站。④按水電站裝機(jī)容量的大小――大型水電站（裝機(jī)容量在30萬(wàn)kW或以上）、中型水電站（5-30萬(wàn)kW）和小型水電站（5萬(wàn)kW以下）。⑤按照水庫(kù)的調(diào)節(jié)性能――具有調(diào)節(jié)水量的調(diào)節(jié)水庫(kù)水電站和無(wú)水庫(kù)調(diào)節(jié)能力的徑流式水電站。5.2.1水電站的分類5.2水力發(fā)電機(jī)械工業(yè)出版社13當(dāng)前13頁(yè)，總共49頁(yè)。水力發(fā)電一般是通過(guò)集中水頭，用人工的方式引導(dǎo)水流以高速度沖擊水輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，因此典型的水電站由以下幾部分組成：1）水工建筑物：包括大壩、引水建筑物和泄水建筑物等。2）水力發(fā)電機(jī)組：水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主軸及控制系統(tǒng)等組成。3）廠房：生產(chǎn)發(fā)電、輸電和生活的建筑。4）變電所：主要包括變壓器、各種開關(guān)控制設(shè)備等。5）輸電線：輸送電到變電站和終端用戶的線路。1、典型水電站的組成機(jī)械工業(yè)出版社5.2.2水電站的組成機(jī)械工業(yè)出版社14當(dāng)前14頁(yè)，總共49頁(yè)。圖5-1水電站的大壩圖5-2水電站發(fā)電機(jī)房機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社15當(dāng)前15頁(yè)，總共49頁(yè)。圖5-3水力發(fā)電站發(fā)電原理示意圖1－擋河大壩2－打開導(dǎo)管的閥門3－水輪機(jī)的葉輪4－發(fā)電機(jī)機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社16當(dāng)前16頁(yè)，總共49頁(yè)。常規(guī)水電站利用天然河流、湖泊等水源發(fā)電。一般由水庫(kù)、水壩、引水隧道、發(fā)電設(shè)備、開關(guān)場(chǎng)和輸電設(shè)備等組成。圖5-4常規(guī)水力發(fā)電流程圖機(jī)械工業(yè)出版社2、常規(guī)水電站的組成機(jī)械工業(yè)出版社17當(dāng)前17頁(yè)，總共49頁(yè)。抽水蓄能電站由上池和上池壩、下池和下池壩、引水隧道、尾水路、發(fā)電設(shè)備、變壓器、開關(guān)場(chǎng)及輸電設(shè)備等組成

圖5-5抽水蓄能水力發(fā)電流程圖抽水蓄能發(fā)電為目前實(shí)現(xiàn)負(fù)載管理、調(diào)節(jié)系統(tǒng)用電高峰和低谷時(shí)電量的最佳方式。機(jī)械工業(yè)出版社3、抽水蓄能電站的組成機(jī)械工業(yè)出版社18當(dāng)前18頁(yè)，總共49頁(yè)。小水電是指裝機(jī)容量50000kW以下水電站及其配套電網(wǎng)的統(tǒng)稱。因此，小水電也包括小小型(容量在101～500kW)和微型(小于100kW)水電站。1、小水電的定義與特點(diǎn)

5.2.3小水電的特點(diǎn)（1）定義1）小水電環(huán)境影響遠(yuǎn)小于大型水電站；2）小水電開發(fā)靈活，可以分散開發(fā)、就地成網(wǎng)、分布供電；3）小水電可與灌溉、養(yǎng)殖、防洪、航運(yùn)、旅游等有機(jī)結(jié)合；4）小水電站的電力生產(chǎn)規(guī)模小，單位裝機(jī)容量成本較高；5）小水電站存在著豐枯矛盾。（2）特點(diǎn)機(jī)械工業(yè)出版社19當(dāng)前19頁(yè)，總共49頁(yè)。堤壩式（包括河床式、壩后式和岸式）水電站根據(jù)其集中水頭的方式來(lái)分類:機(jī)械工業(yè)出版社我國(guó)的小水電站目前多半為引水式，如利用天然瀑布、急灘、河段跌水、河流彎道、高山湖泊等，這是利用山區(qū)小河自然坡降的一種較為經(jīng)濟(jì)的開發(fā)方式。一般采用梯級(jí)開發(fā)。2、小水電的類型

引水式混合式機(jī)械工業(yè)出版社20當(dāng)前20頁(yè)，總共49頁(yè)。小型水電站主要由四大部分組成：擋水建筑物（壩）泄洪建筑物（溢洪道或閘）引水建筑物（引水渠或隧洞，包括調(diào)壓井）電站廠房（包括發(fā)電設(shè)備、尾水渠、升壓站）機(jī)械工業(yè)出版社3、小型水電站的組成機(jī)械工業(yè)出版社21當(dāng)前21頁(yè)，總共49頁(yè)。小水電發(fā)電機(jī)組主要應(yīng)用的新技術(shù)有：

5.2.4小水電的新技術(shù)及其應(yīng)用1）采用新材料和新技術(shù)；2）應(yīng)用高科技提高發(fā)電機(jī)的性價(jià)比；3）箱式整裝小水電站的應(yīng)用；4）水力發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)控制；5）采用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控新技術(shù)。機(jī)械工業(yè)出版社22當(dāng)前22頁(yè)，總共49頁(yè)。1、水力發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成水力發(fā)電機(jī)組是實(shí)現(xiàn)水的位能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。水輪機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)速器勵(lì)磁系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)電站控制設(shè)備機(jī)械工業(yè)出版社5.3小水力發(fā)電機(jī)組及工作原理一般組成：5.3.1小水力發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成及工作原理機(jī)械工業(yè)出版社23當(dāng)前23頁(yè)，總共49頁(yè)。（1）水輪機(jī)

（2）發(fā)電機(jī)

常用的水輪機(jī)有沖擊式和反擊式兩種。機(jī)械工業(yè)出版社（3）調(diào)速和控制裝置（包括調(diào)速器和油壓裝置）

作用是調(diào)節(jié)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速，以保證輸出電能的頻率符合供電要求，并實(shí)現(xiàn)機(jī)組操作(開機(jī)、停機(jī)、變速、增、減負(fù)荷)及安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。（4）勵(lì)磁系統(tǒng)通過(guò)對(duì)直流勵(lì)磁系統(tǒng)的控制可實(shí)現(xiàn)電能的調(diào)壓、有功功率和無(wú)功功率的調(diào)節(jié)。發(fā)電機(jī)大部分采用同步發(fā)電機(jī)，一般轉(zhuǎn)速較低，水力發(fā)電機(jī)組的安裝型式上有立式和臥式兩種。機(jī)械工業(yè)出版社24當(dāng)前24頁(yè)，總共49頁(yè)。（5）冷卻系統(tǒng)

電站控制設(shè)備目前主要以微機(jī)為主，實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)、調(diào)壓、調(diào)頻、功率因數(shù)的調(diào)節(jié)、保護(hù)和通信等功能。（6）電站控制設(shè)備（7）制動(dòng)裝置

額定容量超過(guò)一定值的水輪發(fā)電機(jī)均設(shè)有制動(dòng)裝置。機(jī)械工業(yè)出版社小型水輪發(fā)電機(jī)的冷卻主要采用空氣冷卻，大容量水輪發(fā)電機(jī)采用了定、轉(zhuǎn)子繞組直接水冷的方式；或者定子繞組用水冷，而轉(zhuǎn)子用強(qiáng)風(fēng)冷卻。機(jī)械工業(yè)出版社25當(dāng)前25頁(yè)，總共49頁(yè)。2、水力發(fā)電機(jī)組的工作原理

具體過(guò)程為：在水流的沖擊作用下，水輪機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，將水的位能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；水輪機(jī)又帶動(dòng)同軸相連的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，在勵(lì)磁電流的作用下，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)勵(lì)磁磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)的定子繞組切割勵(lì)磁磁力線在其中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在輸出電能的同時(shí)會(huì)在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個(gè)與其旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于水流不間斷地作用于水輪機(jī)，水輪機(jī)從水流中獲得的旋轉(zhuǎn)力矩用于克服電機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)兩個(gè)力矩達(dá)到平衡時(shí)，水力發(fā)電機(jī)組將以某以恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，穩(wěn)定地發(fā)出電力，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社26當(dāng)前26頁(yè)，總共49頁(yè)。水輪機(jī)的本體由轉(zhuǎn)輪、座環(huán)、蝸殼和主軸等組成。除此以外，根據(jù)型號(hào)的不同，還配有附屬裝置和部件。不同型式的水輪機(jī)，其結(jié)構(gòu)和適用范圍不甚相同。水輪機(jī)是水渦輪機(jī)的簡(jiǎn)稱。水輪機(jī)是根據(jù)水的流量和水頭大小進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的，作用是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，并帶動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。機(jī)械工業(yè)出版社5.3.2水輪機(jī)及其工作原理

機(jī)械工業(yè)出版社27當(dāng)前27頁(yè)，總共49頁(yè)。Q=Av式中A——水輪機(jī)的過(guò)水?dāng)嗝娴拿娣e，單位m

2；v——過(guò)水?dāng)嗝嫫骄魉伲瑔挝粸閙/s。1、水輪機(jī)的基本工作參數(shù)水輪機(jī)的基本工作參數(shù)有水頭、流量、轉(zhuǎn)速、出力和效率。水輪機(jī)水頭：指水輪機(jī)進(jìn)口斷面與其出口斷面的單位重量水流能量的差值，用H表示，單位為m。水輪機(jī)流量：指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)水輪機(jī)過(guò)水?dāng)嗝娴乃黧w積，單價(jià)為m3/s，通常用Q來(lái)表示，即機(jī)械工業(yè)出版社5.3.2.1水輪機(jī)的主要工作參數(shù)機(jī)械工業(yè)出版社28當(dāng)前28頁(yè)，總共49頁(yè)。式中ηs——水輪機(jī)的效率；Pi——水流輸入水輪機(jī)的功率（kW）。

水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速：指水輪機(jī)主軸每分鐘旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)；水輪機(jī)的出力：指水輪機(jī)軸端輸出的功率，其表達(dá)式為Ps=9.81QH式中Ps——水輪機(jī)軸端輸出的功率(kW)。水輪機(jī)效率：指水輪機(jī)出力與水流出力之比，其表達(dá)式為機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社29當(dāng)前29頁(yè)，總共49頁(yè)。式中ns——水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速；

n——水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）。2、水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速

水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速：幾何相似的水輪機(jī)，當(dāng)水頭為1m、輸出的機(jī)械功率為1kW時(shí)的轉(zhuǎn)速。其計(jì)算公式為

機(jī)械工業(yè)出版社

水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速是衡量水輪機(jī)技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理性的綜合參數(shù)。提高比轉(zhuǎn)速可減小機(jī)組尺寸、降低機(jī)組制造難度和造價(jià)、節(jié)約廠房土建費(fèi)用。機(jī)械工業(yè)出版社30當(dāng)前30頁(yè)，總共49頁(yè)。5.3.2.2水輪機(jī)的分類水輪機(jī)

反擊式

沖擊式

混流式軸流式斜流式貫流式水斗式（切擊式）斜擊式雙擊式軸流定漿式軸流轉(zhuǎn)漿式全貫流式半貫流式根據(jù)水能轉(zhuǎn)換的特征分根據(jù)水流流經(jīng)轉(zhuǎn)輪的方式不同分機(jī)械工業(yè)出版社31當(dāng)前31頁(yè)，總共49頁(yè)。轉(zhuǎn)輪在水中受到水流的反作用力而旋轉(zhuǎn)，工作過(guò)程中水流的壓力能和動(dòng)能均發(fā)生變化，主要是壓力能的轉(zhuǎn)換。機(jī)械工業(yè)出版社

沖擊式水輪機(jī)反擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪受到水流的沖擊而旋轉(zhuǎn)，工作過(guò)程中水流的壓力不變，主要是動(dòng)能的轉(zhuǎn)換。能量轉(zhuǎn)換水流流態(tài)轉(zhuǎn)輪主要組成部件沖擊式動(dòng)能自由射流大氣壓噴嘴、折流板、轉(zhuǎn)輪、機(jī)殼反擊式勢(shì)能（動(dòng)能）壓力有壓蝸殼、導(dǎo)水部件、轉(zhuǎn)輪、尾水管機(jī)械工業(yè)出版社32當(dāng)前32頁(yè)，總共49頁(yè)。機(jī)械工業(yè)出版社沖擊式水輪機(jī)主要組成部件：1）噴嘴（將水流壓能變?yōu)閯?dòng)能，形成射流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）2）針閥（調(diào)節(jié)進(jìn)水流量，以調(diào)節(jié)水輪機(jī)出力）3）轉(zhuǎn)輪（將射流動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能）4）折流板（當(dāng)機(jī)組突然丟棄全部負(fù)荷時(shí)，折流板先轉(zhuǎn)動(dòng)，在1-2s內(nèi)使射流部分全部偏向，不沖擊轉(zhuǎn)輪，此時(shí)針閥可在5-10s或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)緩慢關(guān)閉，減小水錘壓力）5）機(jī)殼（把水斗排出的水引入尾水槽中排向下游）機(jī)械工業(yè)出版社33當(dāng)前33頁(yè)，總共49頁(yè)。機(jī)械工業(yè)出版社反擊式水輪機(jī)主要組成部件：1）蝸殼（使水流產(chǎn)生圓周運(yùn)動(dòng)，并引導(dǎo)水流均勻地、軸對(duì)稱地進(jìn)入水輪機(jī)）2）座環(huán)（水輪機(jī)的骨架，承受機(jī)墩及傳來(lái)的荷載，并傳到下部基礎(chǔ)；支承活動(dòng)導(dǎo)葉）3）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)（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，引導(dǎo)水流按切向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，形成速度矩）4）轉(zhuǎn)輪（水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能）5）尾水管（將通過(guò)水輪機(jī)的水流泄向下游）機(jī)械工業(yè)出版社34當(dāng)前34頁(yè)，總共49頁(yè)。

圖5-6水斗式水輪機(jī)a）水斗式水輪發(fā)電機(jī)組b）雙噴嘴水斗式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪a）b）機(jī)械工業(yè)出版社水斗式水輪機(jī)又稱培爾頓(Petion）水輪機(jī)。（1）水斗式水輪機(jī)1、沖擊式水輪機(jī)機(jī)械工業(yè)出版社35當(dāng)前35頁(yè)，總共49頁(yè)。c）水斗式水輪機(jī)工作原理示意圖1－轉(zhuǎn)輪室2—水輪機(jī)葉片3—射流制動(dòng)器4—折向器水斗式水輪機(jī)

從噴嘴噴出來(lái)的射流沿轉(zhuǎn)輪圓周切線方向射向雙U型的水斗中部，然后在水斗中轉(zhuǎn)向兩側(cè)排出，通過(guò)噴嘴形成一股強(qiáng)有力的高速射流射出，沖擊轉(zhuǎn)輪上的水斗使其旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)水能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社36當(dāng)前36頁(yè)，總共49頁(yè)。圖5-7斜擊式水輪機(jī)機(jī)械工業(yè)出版社斜擊式水輪機(jī)中的結(jié)構(gòu)與水斗式水輪機(jī)基本相同，只是射流方向有一個(gè)傾角。（2）斜擊式水輪機(jī)機(jī)械工業(yè)出版社37當(dāng)前37頁(yè)，總共49頁(yè)。斜擊式水輪機(jī)圖5-7斜擊式水輪機(jī)c）斜擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)1－射流2—噴嘴3—轉(zhuǎn)輪4—斗葉噴嘴與轉(zhuǎn)輪平面成大約22.5o的角度，射流傾斜于轉(zhuǎn)輪軸線，從進(jìn)口平面一側(cè)射向葉片，通過(guò)葉片后從另一側(cè)排出。

機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社38當(dāng)前38頁(yè)，總共49頁(yè)。雙擊式水輪機(jī)噴嘴中的水流首先從轉(zhuǎn)輪外周進(jìn)入葉片流道，其中大部分（70%～80%）水流的能量轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)輪的機(jī)械能，然后離開流道穿過(guò)轉(zhuǎn)輪中心部分的自由空間，第二次從內(nèi)周進(jìn)入葉片流道，剩余（20%～30%）的水流能量再轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)輪的機(jī)械能，最后水流從轉(zhuǎn)輪外周流出。機(jī)械工業(yè)出版社（3）雙擊式水輪機(jī)射流特點(diǎn)適用水頭H（M）適用電站切擊式切線方向40-2000廣泛斜擊式側(cè)面50-400小型雙擊式二次沖擊6-150小型機(jī)械工業(yè)出版社39當(dāng)前39頁(yè)，總共49頁(yè)。在反擊式水輪機(jī)中，由于水流充滿整個(gè)轉(zhuǎn)輪流道，全部葉片同時(shí)受到水流的作用，所以在同樣的水頭下其轉(zhuǎn)輪直徑小于沖擊式水輪機(jī)，其最高效率也高于沖擊式水輪機(jī)。反擊式水輪機(jī)根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)水流的特點(diǎn)和水輪機(jī)結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，可分為混流式、軸流式、斜流式和貫流式四種。機(jī)械工業(yè)出版社2、反擊式水輪機(jī)機(jī)械工業(yè)出版社40當(dāng)前40頁(yè)，總共49頁(yè)。

a）b）（1）混流式水輪機(jī)圖5-8混流式水輪機(jī)a）混流式水輪發(fā)電機(jī)組b）混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪機(jī)械工業(yè)出版社混流式水輪機(jī)又稱為弗朗西斯水輪機(jī)。機(jī)械工業(yè)出版社41當(dāng)前41頁(yè)，總共49頁(yè)?；炝魇剿啓C(jī)c）混流式水輪機(jī)工作原理示意圖1－導(dǎo)葉2—轉(zhuǎn)輪3—水輪機(jī)軸圖5-8混流式水輪機(jī)

水流徑向進(jìn)入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，軸向流出轉(zhuǎn)輪，帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社42當(dāng)前42頁(yè)，總共49頁(yè)。a）b）

圖5-9軸流式水輪機(jī)a）軸流式水輪發(fā)電機(jī)組b）軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪機(jī)械工業(yè)出版社軸流式水輪機(jī)又可分為轉(zhuǎn)槳式和定槳式水輪機(jī)。（2）軸流式水輪機(jī)機(jī)械工業(yè)出版社43當(dāng)前43頁(yè)，總共49頁(yè)。軸流式水輪機(jī)圖5-9軸流式