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第二章 水轮机结构

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1.上冠
转轮上冠:用来实现与主轴的锥度配合和连接。转轮上冠 除了具有支承叶片的作用外,还与下环一起构成过流通道。 上冠形似圆锥体,其上部中间为上冠法兰,此法兰的上面 与主轴相连;上冠下面固定泄水锥;在上冠的锥面上固定 有均匀分布的叶片;在上冠法兰的外围开有几个减压孔, 在其外侧面装有减压装置;上冠外缘装有上转动止漏环。 上冠型线的形状对转轮的性能影响较大(直线形和曲线 形) 。
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第二节 混流式水轮机转轮的结构
一、混流式水轮机转轮的组成 二、混流式水轮机转轮的结构形式
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一、混流式水轮机转轮的组成
右图为不同比转速的混 流式水轮机轴面投影。 比转速(ns)不同,转 轮形状不同。
一般来说,水轮机适应 水头愈高,它的比速愈 低。转轮的轴向尺寸越
梳齿式:转动部分与固定部分呈犬牙交错配合。止漏效果好,但抗磨
性能差。常与缝隙式配合使用,要求水平安放间隙不要小于1mm(稳 定性)。同心度不易保证,间隙 不易测量,安装不方便一般应用于 H>200m、水质清洁的电站。
阶梯式:具有迷宫和梳齿式的优点,止漏效果好,止漏环与转轮的同
心度好,安装测量比较方便。
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第一节 概 述
混流式和轴流转桨式水轮机的结构,按照装配系统分为六大部分: 1.埋入部分:包括蜗壳、座环、尾水管、机坑里衬、基础环、转 轮室等。 2.导水机构:包括底环、顶盖、导叶及其传动机构、控制环、支 持盖等。 3.转动部分:包括转轮、主轴、轴承、密封、受油器等。 4.辅助部分:包括接力器、真空破坏阀、补气阀、漏油箱、排水 装置等。 5.布置部分:包括调速器油管路和回复机构、机坑内的水、气管 路。 6.工具部分:包括工具、备件等。
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止漏装置的形式
间隙式:它的转动和固定止漏环的环形面均为平面,间隙大于等于
0.001D1抗磨性能好,但止漏效果差,一般应用于H<200m、水中泥沙 含量较大的电站。
迷宫式:在迷宫环的面上车制了迷宫槽,间隙等于0.0005D1 。止漏效
果好,但抗磨性能差。一般应用于H<200m、水质清洁的电站。
(1)整铸转轮
整铸转轮是指上冠,叶片和下环整体铸造
而成的转轮,这种结构在中小型机组中广
泛采用。对高水头的水轮机转轮,为提高
其强度和抗空蚀损坏,耐泥沙磨损的性能,
采用了不锈钢材料。有些采用普通碳钢的
转轮,在其容易空蚀和磨损的过流部位,
例如在叶片表面和下环内侧,堆焊抗空蚀
耐磨损的材料。当尺寸转轮不大时,采用
2.下环
下环:固定叶片下端,上冠、叶片、下环一起构成具有 一定强度和刚度的转轮整体。对转轮性能影响较大的是其 形状(扩散角)。
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3.叶片
叶片:将水能转换成机械能。
叶片呈空间扭曲型,一般断面形状为翼形,叶片数目为14-19片。 叶片断面形状和叶片数目对转轮的水力性能和强度有显著的影响。
第二章 反击式水轮机结构
❖ 第一节 概述 ❖ 第二节 混流式水轮机转轮的结构 ❖ 第三节 轴流式水轮机转轮的的结
构 ❖ 第四节 主轴、轴承及主轴密封 ❖ 第五节 反击式水轮机引水部件 ❖ 第六节 反击式水轮机的导水机构 ❖ 第七节 水轮机的附属设备 ❖ 第八节 反击式水轮机尾水管 ❖ 第九节 典型结构
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第一节 概 述
目前,在水力发电行业应用最为普遍的是反击式 水轮机,特别是混流式和轴流式两种。 混流式水轮机结构简单,制造较容易,造价低, 安装检修方便,运行可靠。 轴流式水轮机以转桨式应用最多,它的主要特点 是平均效率比混流式高,在负荷和水头变化时效 率变化不大,因此它适用于水头和负荷变化都比 较大的电站。
小。
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中高比速混流式水轮机
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低比速混流式水轮机
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混流式水轮机转轮的组成
比速不同的混流式水轮机,虽然形状不尽相同,但其 组成(见下图)基本相同,主要由以下六部分组成。
1.上冠 2.下环 3.叶片 4.泄水锥 5.止漏装置 6.减压装置
4.泄水锥
泄水锥:引导经叶片流道流出的水流迅速而顺畅的向下渲泄,防
止水流相互撞击,以减少水力损失,提高水轮机效率 。 其外形呈倒锥体。它的结构型式有铸造和钢板焊接两种。里面空心, 下面开口,以便排除通过止漏环的漏水及橡胶导轴承的润滑水(有 的转轮将泄水控开在泄水锥的外侧),还作为主轴的中心补气和有 的转轮的顶盖补气通道之用。 泄水锥的形状和尺寸直接影响水轮机的效率和运行的稳定性。
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6.Байду номын сангаас压装置
减压装置:用来减小作用在转轮上的轴向水推力,常用的减压
装置有以下两种型式。 1.均压管与泄水孔式:
2.减压板与泄水孔式:
注意此处间 隙的标示!
均压管与泄水孔式
减压板能与源泄动水力孔工式程:学院 何宝海
二、混流式水轮机转轮的结构形式
由于混流式水轮机的应用水头和尺寸大小不同,转轮的构造型式, 制作材料及加工方法均不同。混流式转轮的结构型式主要是指上冠, 叶片和下环三部分的构造型式,基本上分为整铸转轮,铸焊转轮, 组合转轮三种。
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5.止漏装置
止漏环:减小转动部分与固定部分之间的漏水损失。 止漏装置分为固定部分和转动部分,为防止水流向上和向下漏 出,水轮机上一般装有上、下两道止漏环。上止漏环固定部分 装在顶盖上,其转动部分装在上冠上,下止漏环的固定部分一 般装在底环上,转动部分装在转轮的下环上。 工作原理是使水流在该处受到很大的局部阻力而不易通过。 目前,广泛采用的止漏环结构型式有间隙式、迷宫式、梳齿式 和阶梯式四种。
整铸可缩短生产周期,降低成本,且有足
够的强度。缺点是容易产生铸造缺陷,铸
造质量不易保证,尤其当转轮尺寸大时,
对铸造设备要求高。
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(2)铸焊转轮
转轮的上冠、叶片和下环三部分单独铸造后,再组焊成整体。这 种焊接结构具有良好的技术经济效果,使用不同的钢种,既提供 了转轮的抗空蚀能力,又节省了镍铬等贵金属。 铸焊结构转轮,由于铸件小,形状较简单,容易保证铸造质量, 同时降低了对铸造能力的要求。但铸焊结构转轮在组焊时焊接工 作量大,对焊接工艺要求高,要确保每条焊缝的质量,避免和消 除焊接温度应力等。
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