水轮机的结构与原理.pptx

水轮机的结构与原理 ;一、水轮机的工作参数;4.转速： 水轮机轴每分钟转运的圈数，称为水轮机的转速，单位为r/min。设计时选定的稳态转速称为水轮机额定转速。 对于水轮机与同步发电机直接联接的机组，水轮机的额定转速必须与发电机转速同步。我国电网的额定频率为50HZ，水轮机额定转速为： nr=3000/p 式中：p---发电机磁极对数;二、水轮机类型;三、各类水轮机的特点;2. ZL式（卡普兰式） 水流特点：转轮区水流轴向流入，轴向流出； ZD式： 特点：叶片不能随工况变而转动。改变叶片转角时需停机进行。结构简单，效率低。 适用范围：H、Q变化不大（工况较稳），H:3～50m。 ZZ式： 特点：叶片能随工况变而转运，高效率区广，进行双重调节（导叶开度、转轮叶片角度可调节） 适用范围：适用H、Q变化大，H:3～80m大，中型电站多采用。（如大化）;三、各类水轮机的特点;三、各类水轮机的特点;三、各类水轮机的特点;三、各类水轮机的特点;三、各类水轮机的特点;三、各类水轮机的特点;1.反击式水轮机的构造;1、反击式水轮机的构造;1.1、混流式水轮机结构图;2.水斗式水轮机的构造;3.水轮机类型及应用水头范围;水轮机转轮是实现水能转换的主要部件。它能将水能的绝大部分转换成转轮及其主轴的旋转机械能，並通过水轮机主轴传递给发电机主轴及其转子。因此，转轮是水轮机的主体，混流式水轮机转轮的设计，制造水平，是衡量水轮机的主要标志。 混流式水轮机转轮的上部是顶盖，顶盖的里缘装置导轴承，导轴内是水轮机主轴，转轮的外围是活动导水叶及座环，转轮的下部是尾水管。;混流式水轮机转轮剖面图;混流式水轮机转轮主要由上冠、叶片、下环、泄水锥、减压装置和止漏装置等六部分组成。 ;1.上冠 上冠位于转轮的上部，其纵断画近似为一个倒截锥形，其边线叫做上冠的型线。中部的圆平面兼作转轮与水轮机主轴连接的法，法兰外围有均布的减压孔，在减压孔外围装有引水环板(也称減压板)法兰中心部位有补气孔。在上冠外缘的上部装有上部转动止漏环(俗称迷官环。高水头混流式水轮机转轮的上部转动止漏环多装在上冠顶部靠外缘的部位)，上冠的下部装有空心的泄水锥，上冠的外侧锥面均布着转轮叶片，叶片的下部与下环相连。上冠的主要作用是:上部连接水轮机主轴，下部支撑叶片並与下环一起构成过流通道。上冠的型线变化(指设计)可对水轮机的过流量产生影响。上冠的材质，多为低合金钢，如20硅锰铸钢。;2.叶片 混流式水轮机叶片(俗称轮叶)，是转轮实现水能转换的核心元件，它对水轮机的性能起着决定性的作用。叶片自上而下呈逐渐加强的扭曲状，其断面形状为翼型。叶片的数目，一般在Z＝14～17片之间。增加叶片数目，可提高转轮的强度，但会使水轮机的过流量相应减少。叶片数目Z的总趋势，是随着水轮机的工作水头的增加而增加。实践证明，叶片的光洁度、波浪度、尺寸、形状和厚度(尤其是叶片进出水边)是否符合设计要求，将对水轮机的性能产生不同程度的影响。 叶片的材质，多采用低合金钢和不锈钢，如硅锰钢、铬钢及镍铬钢等。;3 .下环 下环的作用是将转轮的叶片连成整体，以增加转轮的强度和刚度，並与上冠一起形成过流通道。在下环外缘的上部装有下部转动止漏环(对于高水头混流式转轮，下部转动止漏环装于下环的下部)。叶片出水边的最大直径，我国用字D表示。中、低水头的混流式水轮机转轮下环，一般为D≥D而高水头混流式水轮机的下环为D＜D如图所示，低、中、高水头混流式水轮机及其下环形状是有区别的。下环的形状对水轮机转轮的过流量和汽蚀性能有较明显的影响，下环的材质多为一般低合金铸钢;图4低、中、高水头混流式水轮机转轮及其下环形状的区别 ;4 .泄水锥 泄水锥的作用是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两种。里面空心，下部开四，以便排除通过止漏环的漏水及橡胶导轴承的润滑水(有的转轮将泄水孔开在泄水锥的外侧)还作为主轴的中心补气和有的转轮的顶盖补气通道之用。据有的资料报导，适当加长高水头混流式水轮机转轮的泄水锥长度，对消除由于尾水管引起的水力振动有着较好放效果。到目前为止，全国已发生十多起机组在运转中的漫水锥脱落事故、，其主要原因:一个是水轮机在某种不利工况下运行时，造成此处振动较大；一个是与上冠的连接螺钉的紧度和强度不够。泄水锥与转轮的连接方式有焊接和螺钉连接两种。连接螺钉的数目一般在12～36之间。;5.止漏装置 止漏装置的作用是减少转轮上、下转动间隙的漏水量。它由转动和固定两部分组成，其中转动止漏环如前述，上部固定止漏环装在顶盖下部与上冠转动止漏环相对应处，下部固定止漏环多装在基础环上，有的则装在座环的下环上，个别转轮