高水头电站冲击式(pdf 6页)

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CCS水电站冲击式水轮机安装工艺概述

CCS水电站冲击式水轮机安装工艺概述摘要本文以厄瓜多尔科卡科多辛克雷水电站为例，讲述了CCS水电站冲击式水轮机的安装工艺。

厄瓜多尔科卡科多辛克雷水电站安装8台套单机容量为187.5MW的立轴冲击式水轮发电机组，总装机容量为1500MW。

该水电站水轮机单机容量目前位居国内已建及在建单机容量最大的冲击式机组首位。

本文针对该电站高水头、大容量立轴冲击式水轮机组的结构特点进行了介绍，对安装施工工艺进行了详细阐述，可供其他同类电站借鉴。

关键词CCS水电站；冲击式水轮机；安装工艺前言厄瓜多尔科卡科多辛克雷水电站（简称CCS水电站）位于厄瓜多尔东部的科卡河流域，电站坝址距首都基多约130km，为引水式电站，共安装8台套单机容量为187.5MW的6喷嘴立轴冲击式水轮发电机组，总装机容量为1500MW。

该电站工程由引水枢纽、输水隧洞、调蓄水库、压力管道、地下厂房、进场交通洞、500kV电缆洞、地面开关站及控制楼等组成。

地下主厂房内安装8台套立轴冲击式水轮发电机组及其附属设备，水轮机型号CJ1176N-L-333.9/6X28；转轮节圆直径3349mm；喷嘴数6个；额定转300r/min；额定功率188.266MW；额定流33.7m3/s；额定水头604.1m；最大水头618.4m；机组转向：俯视顺时针。

1 施工工艺1.1 尾水底板及里衬安装①依据主厂房基准坐标布置基准控制点及坐标控制点。

②依据一期预埋图纸预埋基础板、锚钩等基础埋件，其基础预埋板的高程偏差≤；中心和分布位置偏差≤；水平偏差≤，所有组合缝的内表面错牙≤，过流表面焊缝打磨平顺并按图纸要求进行无损探伤检查。

③按图纸确定其里衬的安装位置，调整里衬的X、Y轴线与机组X、Y轴线偏差≤，中心高程偏差≤。

④尾水里衬整体组装、焊接加固完成，经验收合格后移交工作面进行混凝土浇筑。

1.2 稳水栅安装①按照图纸所示方位和角度在尾水里衬底板预埋的基础板上安装主梁支柱，利用支柱下部螺栓调整其高程。

水电站的水击及调节保证计算

第四章水电站的水击及调节保证计算本章重点内容：水电站有压引水系统非恒定流现象和调节保证计算的任务、单管水击简化计算、复杂管路的水击解析计算及适用条件、机组转速变化的计算方法和改善调节保证的措施。

第一节概述一、水电站的不稳定工况由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。

其主要表现为：(1) 引起机组转速的较大变化丢弃负荷：剩余能量→机组转动部分动能→机组转速升高增加负荷：与丢弃负荷相反。

(2) 在有压引水管道中发生“水击”现象管道末端关闭→管道末端流量急剧变化→管道中流速和压力随之变化→“水击”。

导时关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。

导叶开启时则相反，将在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中则引起压力上升。

(3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。

二、调节保证计算的任务(一) 水击的危害(1) 压强升高过大→水管强度不够而破裂；(2) 尾水管中负压过大→尾水管汽蚀，水轮机运行时产生振动；(3) 压强波动→机组运行稳定性和供电质量下降。

(二) 调节保证计算水击和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。

1．调节保证计算的任务：(1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。

最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据；最小内水压力作为压力管道线路布置，防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据；(2) 计算丢弃负荷和增加负荷时转速变化率，并检验其是否在允许的范围内。

(3) 选择调速器合理的调节时间和调节规律，保证压力和转速变化不超过规定的允许值。

(4) 研究减小水击压强及机组转速变化的措施。

2．调节保证计算的目的正确合理地解决导叶启闭时间、水击压力和机组转速上升值三者之间的关系，最后选择适当的导叶启闭时间和方式，使水击压力和转速上升值均在经济合理的允许范围内。

第二节水击现象及其传播速度1、一、水击现象1．定义在水电站运行过程中，为了适应负荷变化或由于事故原因，而突然启闭水轮机导叶时，由于水流具有较大的惯性，进入水轮机的流量迅速改变，流速的突然变化使压力水管、蜗壳及尾水管中的压力随之变化，这种变化是交替升降的一种波动，如同锤击作用于管壁，有时还伴随轰轰的响声和振动，这种现象称为水击。

冲击式水轮机说明书

冲击式水轮机说明书一、概述1、冲击型水轮机适合于高水头电站，它的喷咀与转轮分水刃在同一平面上，射流方向为转轮园周的切线方向，来自压力管的水经喷咀转换为高速射流，切向冲击转轮的水斗，推动转轮旋转作功。

再通过发电机转化为电能。

该型水轮机的转轮高出尾水面，不存在因汽蚀要求开挖的问题，不用尾水管、蜗壳和复杂的导水机构。

因此，具有结构简单、维护管理方便、运行可靠等优点。

2、本机采用弹性联轴器和发电机直联或与发电机同轴，旋转方向从发电机向水轮机看为顺时针方向。

3、本机采用水力性能较好的62°/45°长喷咀和90°喷水弯管及引水弯管。

二、水轮机主要零部件结构和作用该型水轮机由主机、喷咀机构、引水部分、折向机构等主要部分组成。

1、主机部分包括有：转动部件，轴承部件和机壳部件。

转动部件有转轮、主轴、飞轮、弹性联轴器、甩水环等主要另件。

转轮是水轮机的心脏，转轮的特性对水轮机的性能起着决定性的作用。

转轮采用整铸结构。

水斗中间有一道分水刃，它使射向水斗的水流均匀地向两边分开，以减少水流碰撞损失，在水斗顶端有一个缺口，以免上一个水斗的射流冲击下一个水斗。

飞轮和弹性联轴器连成一体。

装设飞轮的目的在于增加机组的转动惯量和稳定性。

甩水环可以止住水流沿着轴向溢出。

轴承采用滑动轴承。

在两轴承中间支承着转轮，轴承主要用来承受机组转动部分的重量和径向力。

滑动轴承的轴瓦是上下两瓦，装在轴承座里，用46#透平油以主轴旋转带动油环旋转带油润滑。

轴承底座的油池内必须随时保持一定的润滑油。

必要时，立即补充或更换。

机壳部件有机座与机盖。

机座通过轴承来支承机组转动部分的重量。

机座前面装有咀嘴机构，在靠近折向器的地方，机座上开有圆孔，供观察水流和折向器工作情况。

2、喷咀机构装在机座前面，包括有喷咀部件和手、电动调器执行部分。

喷咀部件有喷咀、喷针、喷水弯管、导流支架、平衡活塞、封水压环、喷针杆等主要另件。

喷咀由喷咀体与喷咀口组成。

冲击式水轮机调速器调节方式探析

一
就减缓了接力器的移动速度，减小了过调节，使调节达到平衡，保机组稳定运行。目前，国内不同厂家生产的冲调采用的反馈形式各有其特点，可根据不同的机组的具体情况，选择合适的反馈形式。冲调的另一改进是它的软件系统，大多厂家的可编程逻辑控制器，采用面向硬件仿真编程，采用模块结构，变参数并联ＰＩＤ调节原理，改变了以往采用梯形图、指令表等程序结构，其测频环节由ＰＬＣ本身完成，无须单独设置测频电路，提高了测频环节的可靠
性。
３．冲击式水轮机调速器的双重调节方式将现在普遍采用的折向器改为在贫荷大波动工况时折向器必须参与调节，这一思路存在两种实施方案，一种是折向器始终与喷针保持协联并参与调节；一种是只有当负荷大波动时．折向器才参与调节，判断此种工况只需以电网（或初组）的频率变化大于接人电网正常运行的最大允许频率偏差（如４８￣５２Ｈｚ）即可，一旦出现大于此偏差，即判断为机组负荷大波动，据此，将机组调速器切换为折向器协联参与调节的运行工况。折向器参与协联调节的方式：首先折向器的调节功能只能在减负荷时才起作用，增负荷仍然依赖喷咀的开启速度，这是冲击式机组的固有特性，这里只需集中研究折向器参与减负荷调节的规律。在提出调节方式之前，须明确折向器参与调节的前题：折向器应作为主调节机构，喷咀开度应与折向器保持协联，跟随折向器动作，但需保持适量的开度差（￣ｕ５ｏｏ）；折向器的开启速度只需略低于喷咀的开启速度，不宜太慢；折向器快速关闭的开度应维持在空载开度，仅事故保护时才需快速关闭至全关。由于目前水电站绝大多数都采用微机监控系统为主的监控方式，大多能实现少人值守，而水轮机调速器又普遍采用微机电液型，机电设备的自动化水平已经很高，微机都具备机组状态判别的能力，为简化机组运行方式，本文重点研究第二种调节方案，即只有当微机判别机组处于负荷大波动（包括甩负荷）状态，便将调速器切人一种特殊运行方式一一折向器参与调节，并与喷咀保持协联关系。如果各工况全部按此种方式运行，则变为第一种方案。无论那种方案，折向器只是在向关闭侧动作时才参与调节，这也是不言而喻的。冲击式水轮机折向器切水目前均采用压切式，即折向器一旦与喷咀柱接触，压水偏流，其减少进人转轮的能量并不与切入引程呈线性关系，也很难准确计算这种关系，但对于自动调节而言，采取相对开度控制是能够达到目的的。折向器切人喷咀柱后，对减少进人转轮的能量作用十分显著，为减少调节波动次数，应尽量减少折向器的动作幅度，因此，将折向器减负荷关闭的行程限制

冲击式水轮机演示

4）机壳
机壳通常是多边形壳体结构，主要是将水斗转轮排出的水（泄水）引至尾水渠。主要由壳体、肋板、锚钩等组成。卧轴机组的机壳还分上盖、下盖、护盖几部分。材料通常采用Q235钢板。受运输限制，可以分片、分块，工地现场组焊成整体。
立轴机组的机壳
卧轴机组的机壳
5）尾水里衬
尾水里衬通常是多边形桶装状结构，减少尾水对混凝土的冲刷。由壳体、肋板、锚钩等组成。材料通常采用Q235钢板焊接。受运输限制，可以分片、分块，工地现场组焊成整体。
直流喷管总成
3）水斗转轮
整铸(锻)的水斗转轮
水斗转轮目前最普遍的是采用整铸结构，随着加工制造水平的提升，出现了整锻结构的应用。在尺寸较大的转轮中还有采用铸焊或锻焊结构。国内一般采用不锈钢0Cr13Ni4~5Mo材料，国外公司ANDRIZ VATECH采用不锈钢X-3CrNiMo13 4材料。
谢
谢
目
录
一、冲击式水轮机工作原理二、冲击式水轮机结构形式三、冲击式水轮机通流部件四、冲击式水轮机的关键技术五、冲击式水轮机的业绩
一、冲击式水轮机工作原理
水轮机是一种将水能转换成旋转机械能的机器。
冲击式水轮机是利用水流的动能使转轮旋转，通过主轴传递扭矩，带动发电机，最终使机械能转换成电能。
三、冲击式水轮机通流部件
冲击式水轮机通流部件主要包括配水环管、直流喷管、水斗转轮、机壳、尾水里衬以及平水栅（稳水栅）。
1）配水环管
配水环管、叉管、支管、支座及法兰等组成。卧轴机组一般由叉管、弯管组成。冲击式水轮机运行水头高，配水环管要有足够的刚强度。配水环管材料广泛采用高强度低合金钢板，如Q345R钢板、 610U钢板。受运输条件限制，可以分段，工地组焊。

高水头、多喷嘴冲击式水轮机组机壳现场组装及安装

１、工程概述
厄瓜多尔ＣＣＳ水电站安装８台套单机容量为２０５ＭＶＡ的水斗式水轮发电机组及其附属设备。水轮机为６喷嘴立轴冲击式机组，型号
为：ＣＪ１１７６Ｎ— Ｌ一３３４．９／６ ×２８。
ｘ、Ｙ轴线方位的调整。
（５）在机壳下部侧板整体调整达到以下要求后进行加固。机
组装支墩过低导致斜板无法组装。确认机壳上部标记的Ｘ、Ｙ装配方向与厂房基准的坐标方向相
２、施工工艺
２１施工准备
（１）根据到货清单检查机壳到货情况，根据图纸检查各部件尺
寸。
（２）根据业主／咨询批准的施工技术措施进行施工技术和安全交底。（３）施工场地清洁满足施工要求，施工照明、通道满足要求。
与机壳对接的环缝、斜板与斜板间的径向对接缝只进行段焊及加固。２７机壳上部与斜板整体吊装、调整
（５）根据计算的配割余量在尾水里衬侧板上进行划线标记，采
用气割配割后对组合缝位置进行打磨处理。
（６）根据上部尾水里衬装配尺寸复核机壳下部侧板的高度和宽
度，按实际尺寸进行配割和焊接。２．４机壳下部侧板组装
水能经济
高水头、多喷嘴冲击式水轮机组机壳现场组装及安装
陈婉 ’周玉龙
１、中国水电建设集团国际工程有限公司北京１０００４８２、中国水利水电第十四工程局有限公司机电安装分公司云南昆明６５００４１
【摘要】厄瓜多尔ＣＣＳ水电站是厄瓜多尔重点建设项目，也是该国目前最大的水电站。机组单机容量大、水头高、转速高在安装过程中质量控制要求高，本文章将机壳现场组装、安装施工方法做了详细阐述，供今后同类电站借鉴。【关键词】高水头；多喷嘴：冲击式机组：上部机壳；组装：安装

各类型水轮机的型式和适用情况表

各类型水轮机的型式和适用情况表类型名称适用情况
反击式水轮机混流式应用普遍，性能稳定，效率较高（最高达94%），适用水头范围从十几米到六、七百米，单机容量从几个千瓦到几十个
千瓦，可适用于大、中、小型水电站
轴流式
轴流转浆式：适用于低水头（几米到几十米）、大流量，大、
中型水电站，单机容量最大可达二十多万千瓦，性能稳定，
高效率区宽广。

轴流定浆式：适用于低水头、大流量、中小型水电站，单机
容量从几个千瓦到数百千瓦，运行稳定性较差，低负荷运行
时效率低。

斜流式斜流式水轮机是一种新型机型，适用水头较广，最高达二百米，性能稳定，高效率区宽广，亦可适用于抽水蓄能电站。

贯流式过水能力大，水力损失较小，效率较高，结构紧凑，适用水头可达二十多米，单机容量从几个千瓦到几万千瓦，适用于
低水头电站和潮汐电站。

冲击
式水轮机水斗式
适用于高水头（最高达1760米）电站，单机容量从十多千
瓦到二十多万千瓦，性能稳定，效率较反击式水轮机低些，
但结构简单。

斜击式水头适用范围从二十多米到三百米，转轮结构较水斗式简单，制造容易，过水能力较水斗式大些。

冲击式水轮机设计的探讨和发展探究

科技创新
２０１３年第１９期ｌ科技创新与应用
Hale Waihona Puke 冲击式水轮机设计的探讨和发展探究
吴迪
（哈尔滨电机厂有限责任公司国际经营部，黑龙江哈尔滨１５００４０）
摘要：随着材料科学技术的日益创新，冲击式水轮机设计的理论及方法越来越成熟，更多高性能的冲击式水轮机被广泛应用于高水奈件下，并且取得了令人满意的效果。冲击式水轮机结构简单，机组使用环境自由以及耐腐蚀等优点，因此受到了高水电站的青昧。然而，冲击式水轮机在实际使用中仍有不足，作者认为加强对其设计探讨和发展研究具有现实意义。关键词：冲击式水轮机；设计；发展探究
超过一千米水头段的工作面要想采用冲击式水轮机，一定严格界定转轮最大允许应力幅值。设计期间利用有限元法来分析应力变化情况，从而准确预见最大应力值，而且要进行实际测量实验来验证预见最大应力是否满足需要。由于转轮材料中存在允许的缺陷尺寸，如果水轮机设计要求不高可以忽略不计，但是在特殊要求的情况下必须给以其高度重视，例如要求表面缺陷尺寸不超过最小允许值条件下，不但需要技术条件较高，而且要选择高质量的生产商。３．４磨蚀破坏方面冲击式水轮机的的射流速度快，在水流中掺杂的颗粒会导致喷嘴或者水斗等重要部件被腐蚀，使得机组不能稳定运行，如果不及的自由射流，使转轮水斗受到冲击力，转轮就会运动，进而实现水能时采取有效措施处理，甚至减少设备的服务年限。由此可见，必须在转换成机械能的目标，即水力原动机，尤其在高水头小流量环境下设计环节给予腐蚀破坏问题已高度关注。作者认为要想理解此问使用效果更突出。根据冲击式水轮机中心线与转轮偏离的相对位置题，必须从以下三个主要方面来说明：其一，腐蚀破坏程度和颗粒相和做工次数的差异，一般分为切击式水轮机、斜击式水轮机与双击互碰撞的速度以及颗粒大小有直接关系关系，通常是腐蚀破坏程度式水轮机。其中切击式水轮机的应用领域最广，无论哪种类型的冲与二者存在正比例函数关系。其二，当颗粒与冲击式水轮机底板材击式水轮机其工作原理大同小异，都是完成水能到机械能转化的一料呈三十度角时引起的磨蚀最严重。其三，在水轮机水流口处涂抹种特殊工具。特殊的材料能有效降低磨损破坏程度。３冲击式水轮机设计的探讨针对上述问题，通过采取妥善的处理策略能减少磨蚀破坏程３．１设计选择方面度，主要针对含颗粒较多的高水流采用以下措施：首先，在满足工程疲劳问题是影响机组使用期限的关键因素，是冲击式水轮机设需要的前提下，应当尽量减少水轮机重要结构部分的曲率，这样有计过程中亟待解决的难题。设计上应确保机组使用期限至少为２Ｏ利于降低水流中颗粒的加速度不至于过高。其次，防止水轮机各结年，检修间隔不超过１年。在设计高水头电站的立轴冲击式时，对高构和来留方向出现三十度的交角，降低磨蚀破坏程度。再次，适当调压引水管道的线路铺设应该高度重视，应当将机组的布置形式为前整喷嘴数量、射流直径以及水斗容量。避免颗粒在短时间内积聚对提。随着工程施工条件的复杂程度提升，引水管道布置与其他系统水轮结构造成破坏。最后，在经常出现磨蚀的结构要尽量选用抗磨结合度越来越高，逐渐走向完整化、规范化、统一化，使机组使用领蚀材料或涂抹隔离层。域日益增多。４冲击式水轮机的发展方向探究对于地下室水电站，尽量减少电站建早时地基的开挖量，在机目前，在科学技术及新材料开发的驱动下，冲击式水轮机快速组种类的选用上一般倾向于立式多喷嘴水轮机。水轮机喷嘴数目是发展，运行安全性能显著提高，大功率冲击式水轮机已经被广泛应要全面考虑下面几个问题：第一，水轮机效率。第二，转轮的服务年用与高水头生产。由于冲击式水轮机的转轮是铸件，如何在大型转限；第三，水轮机的实用性；第四，机组成本与后期维护费用。轮铸造艰难的条件下采用有效的方法保证铸件的高质量，这是冲击３．２水轮机效率方面式水轮机未来发展研究的重点课题。目前，还没有计算水轮机效率的公式，水轮机其效率计算比较不但要确保大型冲击式转轮机的制造质量，还应该优化设计方复杂，即使是相同的参考数据获取的答案也有很大差异。因此，要针案及采取合理的措施切实提高成产大型冲击式转轮机的运行性能，对水轮机实际的应用条件，采用各种定律对其效率做出修正。这也是未来发展的必然趋势。在此方面的发展应遵照以下几条原第一，对冲击式水轮机重要结构连接处的焊接应力必须严格控水斗射流入口处的形状决定了冲击式水轮机效率。一般情况则：下，多喷嘴冲击式水轮机的水斗流人口会向上弯曲，如果对其直径制，并针对设计中易于出现焊接缺陷处提前做好处理方案。第二，在适合理调整能提高水轮机效率，并可降低水量损失。然而，在此过程控制缺陷相关数据确定时，应该将压力循环次数及使用寿命作为关第三，采取最佳的工艺与检测技术，保证设备调试期中，在水斗背面的交变应力的数值会增加，减少转轮机的服务年限。键的考虑因素。所以在水轮机设计中要将效率与寿命共同抓，探索出最合理的设计间快速发现问题。第四，开发新型材料，使得设备机构自身宁够应对冲击式水轮机凭借优越性能在高水头条件下推广应用，其在结构方面相对于传统的水轮机做出了重大改进，使得结构简单但不缺少整体性，机组安装高程将影响因素降到最低，实际运行状态稳定。尽管我们看到其存在诸多优势，但我们并不能满足于此，这是因为冲击式水轮机设计中仍有问题，要想真正达到高效生产就必须在其设计方面进行研究。作者结合实践经验，对冲击式水轮机存在的不足进行了简要分析，并针对其未来的发展趋势展开探究。２冲击式水轮机简述冲击式水轮机的工作原理是利用特殊倒水喷管引出具有动能

冲击式水轮机专用调速器的应用体会

冲击式水轮机专用调速器的应用体会。

在中小型冲击式水轮机中，常规配置ydt等电液调速器；近些年调速器厂家研制出了冲击式水轮机专用调速器，已在不少高水头电站中投入使用，运行效果比较理想；通过对比两类调速器的使用情况，简要谈谈使用专用调速器的一些体会。

水轮机调速器应用体会1概述冲击式水轮机适用于高水头、小流量的电站，它将来自压力管道的水，经喷嘴后转换为高速射流，切向冲击转轮，推动转轮旋转，从而带动发电机转子转动发电。

为了保证水轮发电机组能顺利地并网发电，必须配置调速器，它的主要功能是在机组运行时，保持其输出的电能频率、电压稳定。

通常，调速器是通过调节进人水轮机的水的流量来实现这一目的，对于冲击式水轮机来说，就是移动喷针以改变喷嘴的开度，从而改变水的流量。

我厂以往生产的冲击式水轮机，一般是配置电液自动调速器，近年，调速器厂家研制出了冲击式水轮机专用调速器（以下简称冲调），并逐渐在电站中开始应用。

2配置电液调速器时的特点电液自动调速器主要是指ydt、ywt型，后来发展为使用步进电机plc的bwt调速器，它的测频放大、回复及控制部分采用电气回路来实现，而液压放大、反馈机构、作功机构则采用机械液压装置，是目前应用最广泛的调速器。

由于冲击式水轮机的压力钢管一般比较长，因此，喷针不能关闭太快，否则会产生极大的水压，危害压力管的安全，同时，又必须在极短的时间内切除射流，以防止出现飞逸，现在的机组一般采用喷针与折向器双重调节的操作机构。

电液自动调速器输出的是扭矩，通过调速轴，把调速器的转臂与水轮机的操作机构联接在一起，调速器的指令通过连杆使操作机构中的配压阀活塞左、右移动，压力油通过配压阀上的孔口，流人接力器的两侧，操纵喷针启闭。

在调速轴的适当位置，另设1套拐臂、连杆来直接控制折向器，以保证折向器与喷针之间的协联关系。

单喷嘴机组的这种配置已应用多年，比较可靠，能保证水轮机稳定运行。

而对于双喷嘴冲击式水轮机，在运行时要求上、下喷针能同步移动，且与折向器保持协联关系。

冲击式水轮发电机组安装与日常检修技术

冲击式水轮发电机组安装与日常检修技术摘要：随着科学技术的不断进步，水电作为我国主要的清洁能源，在我国国民经济发展中起着不可估量的作用。

然而，随着用电需求的不断增加，水电站开发程度不断加大，因此我国水电站可利用的资源日趋减少，大、中型水电站不断减少。

所以，高水头冲击式水轮发电机组由于容量大、受负荷变化影响小以及效率高，因此更具有开发优势，同时具有很大的发展前景。

本文主要通过借鉴某电站的实践经验，从而对冲击式水轮发电机组的安装与日常检修技术进行了研究与探讨。

关键词：冲击式水轮发电机组；安装；检修；技术水轮发电机组，即水轮机驱动的发电机组，是水电站最为常见的发电设备。

对于水轮发电机组的容量以及转速变化，主要是受自然条件的影响。

一般而言，高水头冲击式水轮发电机主要采用卧式结构，大、中型代速发电机一般采用立式结构。

由于水电站作为我国利用水资源的调控机构，一般建立在远离城市的地区，因此供电需要较长输电线路，换言之，对冲击式水轮发电机的稳定性有了更高的标准。

因此，为了使冲击式水轮发电机组的运行调度更加灵活，因此要不断更新冲击式水轮发电机组的安装与日常检修技术。

1.冲击式水轮发电机组安装与检修原则在冲击式水轮发电机组的安装过程中，首先要遵循国家的相关安装与检修标准，同时要结合实际的运行状况，主要表现在四个方面：一是安全性。

冲击式水轮发电机组的安装与检修在实际的工程中要积极遵循我国相关部门制定的安全防护以及环境保护要求。

一般而言，在发电机组及其附属设备达到指定地点时，要强化设备的检查工作；二是前期性。

在冲击式发电机组的安装前期，首先要认真研究相关的设计图纸以及技术要求，其次构建合理的安装和检修方案。

对于冲击式水轮发电机组安装，主要可以从三个方面进行，即水轮机安装、发电机安装以及实验调整，而对于冲击式水轮发电机组的检修主要分为水轮机的检修、发电机的检修以及实验调整三个方面；三是规范性。

冲击式水轮发电机组的安装应该积极按照设计单位的机组安装图来进行，同时结合相关的技术文件，遵循规范性原则，正确处理好制造厂在技术要求上与国家技术标准产生的矛盾。

冲击式水轮机的选择

转轮直径
(m)。
为应用方便对常用的
2种机型可简化为..
③在综合特性曲线上查取模型效率并修正为原型机效率
η
r。
④验算出力
Nt=9..81HQη
r..额定水头必须能发到额定出力。
4最优直径比
D1..d0的检查
最优直径比
m=D1..d0..是设计水斗式水轮机的重要参数。水斗上的应力
(m)
-3
1个折向器调速功
A2=0.11×10 d0Hmax或
3
A2=Z0(d0 d0 Hmax/6000)(kgm)
·
式中.
Z0为折向器数.
d0为射流直径
(cm)..Hmax为最大水头
(m)。
总调速功
A=A1 A2=2A1
6..2调速器容量的选择
预期效率表估算原型水轮机效率值。
2)中小型机组..原型水轮机的
D1..d0与模型的相同或
D1..d0=8..10时..
效率可不作修正..如
D1..d0与模型的差别较大时..可参照预期效率表估
算原型水轮机效率值。效率的保证值
=预期效率
-1....如
1个转轮
2个
喷嘴..在
n也增加..使发电机尺
寸相应减小..可降低电站造价。
经样本统计..对常用小型机组..水斗式
m≥7..78..斜击式
m≥3..57..
当
m小于上列数值应重新确定转速来选择
D1主阀的内径一般与喷管内径一致..可由产品样本直接查取。表
小型调速器常用非自动调节的操作器来取代..特点是能满足关闭时间的

超高水头水电站冲击式水轮机的选型设计

=L厂房尾水位校核洪水水位 "#"JLJN+ 设计洪水位 "#"JLN$+
6L电站水头最大水头 [I"LN+ 加权平均水头 %[NL$+ 额定水头 %[$L#+ 最小水头 %MNLI+
EL发电引用流量 NL$%+$ X/
*%水轮机机型选择
听命河水电站运行水头范围为 %MNLI# c [I"LN#+ 已经超过了混流式水轮机的运行范围极限只能选择冲击式水轮机冲击式水轮机是按照动量定理来进行能量转换的它与反击式水轮机的工作原理截然不同其结构主要由喷嘴和转轮组成转轮
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冲击式水轮机-水电站

水斗: 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. 冲击转轮上的水斗作功. 目前, 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. 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斜击式: 上的水斗. 上的水斗. 双击式:水流两次冲击转轮. 双击式:水流两次冲击转轮. 斜击,双击水轮机构造简单,效率低, 斜击,双击水轮机构造简单,效率低,用于小型电站. 电站.
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三,出力与效率(output and efficiency) 出力与效率 1. 出力水轮机的输出功率 : 出力(水轮机的输出功率水轮机的输出功率)N: 指水轮机轴传给发电机轴的功率. 指水轮机轴传给发电机轴的功率. 水流传给水轮机的能量)为水轮机的输入功率 (水流传给水轮机的能量为: 水流传给水轮机的能量
设蜗壳,水流直贯转轮. 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. 管出口都是轴向的.H<20m,小型河床电站. ,小型河床电站.
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贯流式机组分类
全贯流式:发电机转子安装在水轮机转轮外缘, 全贯流式:发电机转子安装在水轮机转轮外缘, 其密封困难,现在较少使用. 其密封困难,现在较少使用. 半贯流式: 半贯流式:
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水轮机是将水水轮机是将水能转变为旋转机
水轮发电机组
械能, 械能,从而带动发电机发出电能的一种机械, 的一种机械,是水电站动力设备之一. 之一.
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高水头电站冲击式

4
4
（1.258）（1.259）
[ ] C(2) = π × A 2 ×YL + 0.5 ×π × A(2)2 × (B − 0.5× A)+ 0.5×π × A(3)2 × C 4
）
C(3) =
π
× L1 2 4
× (F1
+
G)+
(YU
− 0.5×
L1 )×
H
×
I
（1.260）（1.261）
A(2)、A(3)分别为水轮机第一、第二喷嘴后处进水口直径。确定方法为：由于水轮机内各处流速相同，各喷嘴的出流也相同，因此，喷嘴后的流量、流速已知，可计算其断面面积或直径。
厂房最小宽度 GP
GP = YU + YL 3、水轮机、发电机混凝土工程量
（1.254）
为了计算混凝土工程量，首先要计算发电机坑、涡壳、尾水管的实体体积，再减去它们的空腔体积，可得水轮机、发电机等的混凝土工程量。
发电机坑、涡壳、尾水管的实体体积计算示意图见图 1.24。
图 1.24 发电机坑、涡壳、尾水管的实体体积计算示意图总的实体体积 Tsv（单位 m3）为：
N = NSJ 0 × HD 1.25 × JET 0.5 P 0.5
式中，JET：水轮机喷嘴数。
（1.222）
发电机磁极对数 NP：
NP = 120 × FQ N
将发电机磁极对数 NP 取为偶数，则水轮机转速 N 为： N = 120 × FQ NP
水轮机比转速 NSJ（单位 r/min）为：
（1.223）（1.224）
（1.243）
H 1 = 3.2 × DJ 0.96 水轮机叶片的长度 H2（单位 m）：

第一节冲击式水轮机

于大气压力。故在导水机构、转轮及转轮后的区域内，均需有密闭的流道。 • 在冲击式水轮机中，就不需要设置密闭的流道。
• 二、冲击式水轮机和反击式水轮机的异同点
• 2、不同点
• （4）尾水能量回收效果不同 • 反击式水轮机必须设置尾水管，以恢复压力，减小转轮
出口动能损失和进一步利用转轮至下游水面之间的水流能量。
• ②防飞车。当机组突然甩负荷调节系统又失灵时，副喷嘴即投入工作。从副喷嘴引出一股射流直接冲向水斗背面，形成制动力矩，这样可避免机组转速急剧上升以至机组发生飞逸。
• 制动喷嘴可以自动或手动开启。为防止转轮反转，装设有专门的联锁装置。
• 三、切击式水轮机结构及主要工作部件 • （五）副喷嘴（反向制动喷嘴）与防飞逸反射器 • 2、防飞逸反射器：
• 在冲击式水轮机中，以工作射流与转轮相对位置和做功次数的不同，可分为：
• 切击式水轮机（水斗式，应用最广） • 斜击式水轮机 • 双击式水轮机
图6-1 切击式水轮机的结构示意图 1-喷嘴；2-针阀；3-喷针移动机构；4-转轮；5-外调节机构；6-机壳
图6-2 斜击式水轮机的射流、转轮工作示意图
过程，始终在空气中进行，则位于各部分的水流压力保持不变（均等于大气压力）。
• 反击式水轮机那样，在导水机构、工作轮以及转轮后的流道中，水流压力是变化的。故冲击式水轮机又称为无压水轮机，而反击式水轮机，称之为有压水轮机。
• 二、冲击式水轮机和反击式水轮机的异同点
• 2、不同点
• （2）流道密闭要求不同 • 在反击式水轮机中，由于各处水流压力不等，并且不等
HM H
)
• 2、模型水轮机求原型水轮机单位分为两个步骤： • （1）求单位参数修正量

大型冲击式水力发电设备开发

附件2：浙江省重大科技专项项目大型冲击式水力发电设备开发及关键技术研究可行性报告一、立项的背景和意义经济繁荣带来用电负荷快速增长，国家政策与公众利益的推动力，市场的推动力，技术的推动力，经济利益的竞争，用户日益提升的需求，刺激和推动着能源设备的生产和能源技术的开发研究。

截止2007年12月，我国装机总容量7.13亿千瓦，同比增长14.36%，水电1.4526亿千瓦，占20.36%。

预计2007至2010年全社会用电量的年均增速在百分之十左右；到2010年，中国发电装机容量预计将达到9亿千瓦，到2020年，中国发电装机容量预计将达到12亿千瓦。

水电仍按照20.36%的增长率，几乎在目前基础上增加1.5亿千瓦。

短时间内需求迅猛的增长，按20万千瓦1.5亿人民币造价计算，市场之大惊人。

“大型水力发电设备开发及关键技术研究”将在引进、消化、模拟的同时，更加重视尊重有能力的自主创新开发，对关键技术解决表示出了相当的自信，这对于民族、地域工业的发展无疑是非常有益的。

大型水力发电设备中，中水头开发及生产我国我省都积累了较丰富的经验，低水头的生产我省我厂也有了一定的特色，高水头、超高水头冲击式水轮机的开发及生产都需要一个突破。

这种形式的水轮机水膜流动复杂、射流容易发生干涉，有开发难度。

但是，由于它结构简单、同比出力转轮直径约1/2、压力管引水无需筑坝，显示出投资减少及与环境和谐的绝大优势，投标首选迅速增温，受到爱戴。

预见长江、嘉陵江等上游及各支流，中西部地区已形成使用热点，可是我们对其技术拥有极低，缺乏竞争力，亟需开展这方面的研究及对应机型的研制。

大型水轮发电机组一台产值在1亿元以上，与火力发电相比其优点还在于：能量转换过程中几乎不会排出二氧化碳；与其它能源如风电、太阳能发电相比，在于水能转换效率要高出1.5~2倍多。

21世纪水电设备的主要特征●环境和谐再生能源发电的比例更高、环境与人要更加友好，少筑坝。

●高比转速高效单位能量发电能力更高、损耗更低、能源综合利用效率更高●可靠承受扰动与冲击的能力更强、运行更加安全●制造费用适中造价能够实现电力工业利益与公众利益的平衡利用冲击式水轮机发电，出力范围可从50kW到500MW，可以适用于30米至3000米较大的水头范围，特别是高水头范围其它类型水轮机无法适用，并且无须建筑水坝，无需建造下游尾水管，建筑经费只是其它类型水轮发电机组的几分之一，对自然环境影响也非常小。