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水电厂机械设备综述
第一节
工作参数
第二讲
水轮机
第二第节一节 第二节 第三节
主要类型
基本构造
第第四三节节
型号及标称直径
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2.1水轮机工作参数
定义：
反映水轮机工作状况特性值的一些参数，称水轮机的基本参数。
水轮发电机组原理图
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2.1.1水头
主机：包括水轮机、发电机。水能作用在水轮机的桨叶上，带动转轮 转动，从而带动发电机旋转产生电能。
主机辅助系统：主要指水、油、气系统。
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1.2水轮发电机组的结构原理
水轮发电机组可以分为水轮机和发电机，以及水轮机调节系统。 水轮机： 作用是利用水流的机械能带动发电机旋转。 发电机： 作用是将水轮机的机械能最终转化为电能。 水轮机调速器： 作用是调节水流量以调节空载机组的转速和负载时机组的负荷。
由水能出力公式：N=9.81ηQH 可知， 基本参数：工作水头H、流量Q、出力N、效率η，工作力矩M、机组转速n。 水头 毛水头＝上游水位－下游水位 HM=EU－ED 最大工作水头： Hmax=Z正-Z下min-hI-A 最小工作水头： Hmin=Z死-Z下max-hI-A 设计水头(计算水头) Hr：水轮机发额定出力时的最小水头。 平均水头： Hav =Z上av-Z下av
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2.1.2流量、出力、效率 N Nw 9.81QH
流量(m3/s) 单位时间内通过水轮机的水量Q。 Q随水头H、出力N的变化：H、N一定时， Q也一定； 当H=Hr、N=N额时，Q为最大。 在Hr、nr、Nr 运行时，所需流量Q最大，称为设计流量Qr 出力(水轮机的输出功率)N： 指水轮机轴传给发电机轴的功率。 水轮机的输入功率 (水流传给水轮机的能量)为：Nw＝9.81QH 水轮机的输出功率：N＝Nwη＝9.81QHη 效率： η=N/Nw，一般η=80%~95%
座环：位于导水叶的外围。由上、下环和立柱组成。 作用：是水轮机的骨架，承受机墩及机架传来的荷载，并传到下部基础；支承活动导叶； 故必须有足够的强度和刚度。 断面设计：流线形，保证强度、刚度。
国家电投 上犹江陈卫民ຫໍສະໝຸດ 2.2.1.1混流式水轮机
导水机构 作用： 根据机组负荷变化，调节水轮机流量，改变出力引导水 流按切向进入转轮，形成速度矩； 组成： 导水叶及其轴、调速器、接力器 导水叶是导水机构的主体，上下端分别固定在顶盖和底环上， 为流线形。也称为活动导叶。
机组。 五凌电力有限公司的五强溪、碗米坡、三板溪等厂采用混流式水轮发电机组。
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2.2.1.1混流式水轮机
混流式水轮机
主要构成部件
蜗壳、座环、导水 机构、转轮、尾水 管等。
蜗壳：使水流产生 圆周运动，并引导 水流均匀地、轴对 称地进入水轮机。
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2.2.1.1混流式水轮机
四、水轮机调速器
1、作用和类型 2、调速器的结构 3、几种常见调速器
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水电厂机械设备综述
第一节
水电厂机械设备组成
第一讲
水轮发电机组的形式 和结构原理
第二节
水轮发电机组结构原理
第三节
水轮发电机组的形式
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1.1水电厂机械设备组成
水电厂机械设备主要包括主机及其辅助系统，以及泄洪、起重、船闸 等辅助设施。
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2.2.1反击式水轮机
反击式水轮机 定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机 特征：转轮的叶片为空间扭曲面，流过转轮的水流是连续的，而且在同
一时间内，所有转轮叶片之间的流道都有水流通过，水流充满转轮室。 原理：水流通过转轮叶片时，水流流速的大小、方向均发生变化，其反
作用力作用于每个转轮叶片，使转轮产生旋转力矩，从而做功。
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1.3水轮发电机组的型式
水轮发电机组按布置方式分：可分为卧式和立式两种。 按推力轴承位置分：立式发电机又分为悬式和伞式两种。推力轴承位于 转子上方的发电机称为悬式发电机。推力轴承位于转子下方的发电机称 为伞式发电机，无上导的称为全伞式，有上导的称为半伞式。 按冷却方式分：可分为空气冷却和水冷却两种。
2.2.1.2轴流式水轮机
轴流式水轮机 1. 轴流式水轮机特点 (1) 转速高，尺寸较小。 (2) 轴流转浆式多用于低水头大流量的大型电站，水轮机具有较高的效 率。 2. 转轮构造 轴流式水轮机除转轮外，其它部件与混流式相似 组成：叶片、轮毂、主轴、泄水锥、转动机构
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水电厂机械设备概述
目录
一、水轮发电机组的形式和结构原理
1、水电厂机械设备组成 2、水轮发电机组的结构原理
3、水轮发电机组的形式
二、水轮机
1、工作参数 2、主要类型 3、基本构造 4、型号及标称直径
三、水轮发电机 1、形式及作用 2、水轮发电机的结构 3、安装与调整
五、水电厂主要辅助机械设备 1、油系统 2、水系统 3、气系统 4、其他辅助机械设备
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2.2.1.1混流式水轮机
混流式水轮机 特征：水流流经转轮叶片时，从径向流入，而从轴向流出。 适用范围：H=30-450m , 最高水头已接近700m，单机容量：几万kW到几十万kW
。 特点：适用范围广，结构简单，运行稳定，效率高，适用高水头小流量电站。 三峡水电站即采用了这种水轮机，单机容量70万kW。是世界上单机容量最大的
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2.1.3工作力矩和转速
工作力矩和转速 水轮机的出力可以用旋转机械运动公式来表达
式中 M——主轴力矩； ω——水轮机旋转角速度， n ——转速，n=3000/p； p ——发电机磁极对。
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2.2水轮机主要类型
水轮机主要类型有反击式和冲击式
水轮机总分类图
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2.2.1.1混流式水轮机
导水机构图
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2.2.1.1混流式水轮机
转轮 是由水能转换为机械能的主要部件。 组成：上冠、叶片、下环、止漏环、泄水锥
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2.2.1.1混流式水轮机
尾水管 作用：引导水流进入下游河道，并回收部分动能和势能。
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