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第一章 水轮机的类型、构造及工作原理;主要内容;水力发电的基本原理 1、水力发电：利用天然水资源中的水能，输入水轮机，让它带动发电机发电，这种发电方式就称为水力发电。 2、水力发电的转换原理 在天然河流上，修建水工建筑物，集中水头，通过一定的流量将“载 能水”输送到水轮机中，使水能→旋转机械能→带动发电机组发电 →输电线路→用户。 ;天然水能;水能; 河段水流的出力 从这个式子可以看出： 水头和流量是构成水能的两个基本要素，它们是水电站动力特性的重要特征。 ;水轮发电机组;第一节 水轮机主要类型; 一、反击式水轮机 (reaction water turbine) 定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机称为 反击式水轮机。 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，积水流 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，因此动量也发生了改 变，水流产生反作用力，作用与每个转轮 叶片，使转轮产生旋转力矩，从而做功。;;混流式水轮机; 适用范围：H=20-700 m , 单机容量：几万kW-几十万kW 优点：适用范围广，结构简单，运行稳定，效率高，适用于高水头小流量电站。 （能适应很宽的水头范围。是目前应用最广泛的水轮机之一） ;水流在导叶与转轮之间由径向流动转变为轴向流动，而在转轮区内水流保持轴向流动。视频2;1)定桨式：叶片不能随工况的变化而转动。改变叶片转角时需要停机进行。 特点：结构简单，效率低。适用H、Q变化不大的情况（工况较稳定）。 适用范围：功率不大，水头变化不大(水头为3-50米)的小型电站。 2）转桨式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节（导叶开度、叶片角度） 适用范围：水头、流量变化大，特别是出力变化较大的大中型电站。 水头为3-80米;转轮区水流斜向流入，斜向流出。视频3 ; 斜流式水轮机 适用范围：适用于水头变幅大的电站，一般用于40-200m水头范围 特点：水流经过转轮时是斜向的。转轮叶片随工况变化而转动， 运行效率高，强度高，气蚀性好，但制造工艺复杂 技术要求高。;水头 40—80m 60—130m 120—200m;水流特点：转轮区水流轴向流入，轴向流出； 结构特点：水轮机主轴装置成水平或倾斜（卧式布置）； 不设蜗壳，水流直贯转轮； ; 贯流式 特点：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。 不设蜗壳，水流直贯转轮。 水流由管道进口到尾水管出口都是轴向的。 H20m,小型河床电站。 分类: 全贯流式： 发电机转子安装在转轮外缘。 优点：水力损失小，过流量大，结构紧凑。 半贯流式： 轴伸式、竖井式、灯泡式。;;;; 冲击式水轮机 定义：利用水流的动能来做功的水轮机。 工作原理：利用特殊的导水装置，将高压水流变为 高速射流，通过射流与转轮的相互作用 将水流的动能传递给转轮。 ;水斗式：喷嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗作功。视频4 斜击式：喷嘴出来的射流沿圆周斜向冲击转轮上的水斗。 双击式：水流两次冲击转轮。 ;类型： (1)水斗式：特点是由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗作功。适用于负荷变化大而水头变幅不大的电站。 它是唯一运用于水头在700米以上的水轮机。适用H：100~2000m；使用最广泛（高水头，小流量） (2)斜击式：H：25-300m?斜击、双击水轮机构造简单，效率低 (3)双击式：H：5-80m。?多用于小型电站。;; 水斗式水轮机转轮;;;可逆式水轮机? 　 可逆式水轮机：又称水泵水轮机、发电电动机。它既可 作水轮机运行，又可作水泵运行，主要用于抽水蓄能电 站。可逆式水轮机也分为混流式、斜流式和轴流式3 种。其中以混流式应用最广,因为它的应用水头范围广 （30～600米）。 世界上最高水头的混流式可逆水轮机装于南斯拉夫巴伊 纳巴什塔电站,水头为600.3米，水泵扬程为623.1米， 单机功率为3