水电站精品水轮机概述.ppt

《水 电 站》;第一篇 水力机械;水轮发电机组;第一章 水轮机概述; 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。 由水能出力公式: N=9.81ηQH 可知，基本参数不包括：工作水头H、流量Q、出力N、效率η，工作力矩M、机组转速n。;一、水头(head);4.特征水头(characteristic head) 表示水轮机的运行范围和运行工况。 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;二、流量(m3/s)(flow quantity);三、出力与效率(output and efficiency);四、工作力矩和转速;第二节 水轮机的主要类型及其构造;一、主要类型;反击式水轮机原理;1. 混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。 适用范围：H=30-450 m , 最高水头已接近700米，单机容量：几万kW-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机组。;混流式水轮机;2. 轴流式： 特点：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平行于主轴。 适用于大流量、低水头。一般水头在50m以下。 轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。高效率区较小，适用于水头变化不大的小型电站。 轴流转浆式：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)。适用于大型水电站。;轴流式水轮机;轴流转浆式水轮机转轮; 3. 斜流式：水流经过转轮时是斜向的。转轮叶片随工况变化而转动，高效率区广。; 4. 贯流式：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。;贯流式机组分类;灯泡式水轮机组;轴伸式贯流机组;竖井贯流式水轮机;(二)、冲击式水轮机(Inpulse water tubine);冲击式水轮机运行中;单喷嘴运行中;水斗: 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。 目前，水斗式水轮机是冲击式水轮机中应用最广泛的一种机型。 斜击式： 由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???。 斜击、双击水轮机构造简单，效率低，用于小型电站。;水斗式水轮机转轮;斜击式水轮机转轮;双击式水轮机转轮;水轮机的类型;1、反击式水轮机的主要组成部件： (1) 进水(引水)部件（蜗壳）：使水流均匀、旋转，以最小水头损失送入转轮室。 (2) 导水机构（导叶及控制设备)：控制工况。 (3) 转轮（工作核心)：能量转换，决定水轮机的尺寸、性能、结构。 (4) 泄水部件（尾水管）：回收能量、排水至下游。 2、冲击式水轮机的主要组成部件：喷管，转轮，折流器，机壳，射流制动器等组成。 ;(一)、混流式水轮机基本构造;蜗壳：其作用是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。;蜗壳组装;座环;导水机构 ;导水机构结构图;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、接力器。 导水叶：导水机构的主体，上下端分别固定在底环和顶盖上，为流线形。也称为活动导叶。 作用：改变导叶开度以改变流量。导叶转动是通过调速成器和接力器来实现的。 导叶参数：导叶数、高度、开度。;接力器;接力器示意图;导叶的主要几何参数;导叶的开度;转轮;混流式水轮机转轮;转轮的组成;转轮的组成;尾水管 ;龙滩水电站尾水管施工;(二)、轴流式水轮机的构造;(1)转速高，当H，N相同时，转速是混流式水轮机的2倍，尺寸较小。 (2) 轴流转浆式多用于低水头大流量的大型电站，其转轮叶片可以转动（双调节），H、N变化时，水轮机具有较高的效率。;2. 转轮构造;叶片 ：表面为曲面，断面为翼形，根部厚，边缘薄，以承受水流作用的抟矩。 叶片数目：与H大小有关，一般为4~8片； 叶片转角Φ：最优工况时Φ=0°，Φ0，叶片开始启动，Φ0向关闭方向转动。 -15° -Φ+20° 轮毂：外部连接叶片，内部安装转动机构。 转动机构：安装在轮毂内，由调速器控制，调整导叶角度。;叶片转动操作机构;(三)、斜流式水轮机构造;斜流式水轮机构造;主要部件：座环、转轮及其叶片、导水机构、尾水管、主轴、导轴承等。 与轴流转浆式水轮机不同之处：叶片转动轴线与主轴成45°~60°的夹角。 毛家村电站的运行证明，斜流式水轮机可以在比较宽阔的负