TEKEZE电站水轮机结构设计
水电站水轮机结构详细解
水电站水轮机结构详细解一、转轮室装配，转轮室装配包括转轮室、基础环、伸缩节。
1、转轮室为钢板焊接结构,上部在桨叶转角范围内90°易汽蚀区域采用不锈钢，与叶片配合面为球面，喉部直径为Φ5277mm，为了便于安装，分上、下两半，用螺栓把合在一起，采用Φ14橡胶条密封。
转轮室用螺栓和外导水环把合在一起，把合法兰处密封采用Φ16橡胶条密封。
2、基础环上装有伸缩节，后部焊在尾水管上，它是伸缩节、转轮室的基础与座环具有一定的同轴度及平行度要求。
基础环采用钢板焊接结构，在安装调整轴线后，下游端与尾水管里衬焊牢。
基础环要承受转轮室传来的水力振动，因而要求与混凝土结合牢固。
3、伸缩节安装在转轮室与基础环之间,采用Φ27橡胶条密封结构,可有效地防止漏水,伸缩节轴向调节间隙15mm，作为消除安装时的间隙误差之用，也可消除因厂房基础变形而对机组结构之影响。
二、座环装配，座环装配分为座环、下游外锥两部分。
1、座环是机组的主要支撑，承受机组大部份重量，水的压力、浮力、正反向推力、发电机扭矩等，并将这些负荷传递到基础混凝土上，因而应具有足够的强度、刚度。
座环是整个机组的安装基础，水轮机的导水机构，发电机定子，组合轴承等都固定在其法兰上，并以此为基础顺序安装。
座环分为内环两半，外环两半，在水平方向有两个固定导叶，在垂直方向有两个进人筒，既为座环的主要受力构件，也作为安装油、水、气管路和电气线路，更换水轮机导轴承、密封、组合轴承的通道。
在座环的外圆布置一些调整螺杆和锚钉，安装调整用。
2、导水机构，灯炮贯流式机组导水机构的主要功能是产生水流进入转轮前环量,并根据机组的功率的需要调节流量,水轮机停止运行时,导叶关闭切断水流。
导水机构装配主要包括：外配水环、内配水环、导叶、控制环、压环、套筒、导叶臂及传动机构等组成。
2.1 外配水环分成两半,两半之间以及与座环法兰把合面间用“O”橡胶条密封。
外配水环和导叶配合面为球面，半径SR3782mm,外配水环上设有16只导叶套筒孔，与主轴中心线成65°夹角，并等距分布。
水轮机结构介绍99页PPT
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51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
水轮机结构介绍
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
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55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
水轮机结构介绍范文
水轮机结构介绍范文水轮机是一种利用水能转换成机械能的机器，是水力发电的重要设备。
其结构由水轮机壳体、水轮机转子、导叶、喷嘴、轴承等组成。
下面将详细介绍水轮机结构。
水轮机壳体是水轮机的外壳，用于固定和保护水轮机内部部件。
其主要材料一般采用钢板焊接而成，具有足够的强度和刚度。
壳体内部有进水口和出水口，通过这些口进出水流。
壳体还有良好的密封性能，以防止水流泄漏。
水轮机转子是水轮机的核心部件，由转轮、叶轮和传动轮等组成。
转轮是连接水轮机的两轴的中间部件，一般由钢板焊接而成。
叶轮是转子的关键部件，可以将水流的动能转化为机械能。
根据叶轮的结构和特点可分为斜叶轮、直叶轮和半球叶轮等。
传动轮是连接叶轮和发电机的关键部件，用于传递叶轮的转动力矩到发电机。
导叶是水轮机的重要部件，用于调节水流的方向和流速。
根据导叶的类型和结构，可以分为固定导叶和可调导叶。
固定导叶是将水流引导到叶轮上，不可调节水流的流向和流速。
可调导叶可以调节水流的流向和流速，并且可以根据实际情况进行调整，以提高水轮机的效率。
喷嘴是将水流引导到叶轮上的装置，用于控制水流的进入量和速度。
喷嘴一般由金属制成，具有一定的强度和耐腐蚀性能。
通过调节喷嘴的开度，可以改变水流的进入量和速度，以满足水轮机的运行需求。
轴承是支撑和固定转子的重要部件，用于支撑转子的重量和承受转动力矩。
水轮机的轴承一般采用滚动轴承，具有较高的承载能力和转动精度。
在水轮机的运行过程中，轴承需要保持良好的润滑状态，以减少摩擦和磨损，延长轴承的使用寿命。
除了以上介绍的主要部件外，水轮机还包括定子、发电机和控制系统等辅助设备。
定子是固定在水轮机壳体内的部件，用于固定转子和导向水流。
发电机是水轮机的另一个重要部分，用于将水轮机转子的机械能转化为电能。
控制系统是用于监测和控制水轮机运行状态的设备，可以根据实际情况进行调节和控制。
综上所述，水轮机是一种将水能转换成机械能的机器，其结构由水轮机壳体、水轮机转子、导叶、喷嘴、轴承等组成。
水轮机部分设计说明书
设计说明书第一章水轮机部分1.1概述（1）水电站名称：05水电站（2）电站地理位置：位于广西和贵州省交界的南盘江上。
（3）枢纽任务：以发电为主，兼顾航运。
（4）水能开发方式：堤坝式。
（5）水文气象资料平均气温：10.9℃，最低气温：-7.0℃，多年平均风速5.4m/s，多年平均悬移质输沙量1580万吨；推移质输沙量72万吨；设计洪峰流量18550㎥/s，校核洪峰流量23450㎥/s。
（6）水能规划参数电站总装机容量：400MW 设计保证率：91%=34.0m最大水头：H max=38.9m 设计水头：Hr平均水头：H av=35.0m 最小水头：H min27.1m=1.2 水轮机选型及机组台数的确定1.2.1水轮机型号的选择转轮型谱参数，再计算设计根据已知水电站的水头范围，查<<水轮机>>P370-371水头下的比转速，查<<水轮机>>P图9-32水轮机最有效率和比转速之间的关系，322故确定水轮机型号为ZZ440。
1.2.2转轮型谱参数1.2.3装机台数的确定（1）机组台数多，单机容量小，小机组单位千瓦造价高，同时，相应的主阀，调速器附属设备及电气设备的套数增加，投资亦增加，一般情况下，台数多对成本和投资不利。
（2）本电站有调峰任务，对于变动负荷的水电站，若采用过少的机组台数，虽单机效率高，但在部分负荷时，由于负荷不便在机组间调节，因而不能避开低效率区，这会使电站的平均效率降低。
（3）当机组台数较多时，电站的运行人员增加 ，消耗品增加，因而，运行费用较高。
综上所述，最终决定选择装机台数为四台，五台或六台。
1.3初选方案表1-2 初选方案列表初选方案 水轮机型号 装机台数（台）单机容量（MW ）方案一 ZZ440 4 100 方案二 ZZ440 5 80 方案三ZZ440666.71.4各初选方案原型水轮机参数的计算1.4.1各方案工作范围图的绘制（1）方案一同步转速下各水头对应的单位转速计算结果列表如下： 表1-3 H min =27.1m H r =34.0m H av =35.0m H max =38.9m n=100r/min124.86111.47109.87104.22绘制工作范围如附图1所示（2）方案二同步转速下各水头对应的单位转速计算结果列表如下： 表1-4水头转速H min =27.1m H r =34.0m H av =35.0m H max =38.9m n=115.4r/min133118.75117.04111.02绘制工作范围如附图2所示（3）方案三同步转速下各水头对应的单位转速计算结果列表如下： 表1-5 H min =27.1m H r =34.0m H av =35.0m H max =38.9m n=136.4r/min131.0116.96115.28109.35绘制工作范围如附图3所示1.4.2各方案机组技术参数表1-6 各方案机组技术参数表方案一 方案二 方案三 单机容量×台数 100MW ×4 80MW ×5 66.7MW ×6 水轮机型号 ZZ440 ZZ440ZZ440适用水头范围H （m ） 20~36（40）20~36（40） 20~36（40）额定水头H r （m ） 34.0 34.0 34.0 转轮直径D 1（m ） 6.5 6 5 原型机最高效率(%) 0.93 0.93 0.93 限制工况效率(%) 0.876 0.876 0.876 同步转速n （r/min ） 100 115.4 136.4 飞逸转速n R （r/min ） 316.65 343.03 411.64 额定流量（m 3/s ） 362.15 285.48 237.61 额定单位转速n 11r （r/min ） 111.47 118.75 116.96 额定单位流量Q r （m 3/s ） 1.47 1.36 1.63 吸出高度H s （m ） -16 -15.68 -21 安装高程▽（m ） 379.665 379.78 375.05 总轴向力F a （N ）13320310.4111272761.97715552.18水头转速水头转速方案号项目1.5精选方案的确定及其参数的计算1.5.1精选方案的确定对以上三种方案从能量性能，空化性能等方面的比较，最终确定方案一，方案二为精选方案，精选方案的技术参数如表1-7所示。
水轮机结构介绍(修改
水轮机结构介绍(修改水轮机是一种将水流动能转化为机械能的能量转换设备。
它广泛应用于水利发电、水运和水泵系统中。
水轮机的结构主要包括水轮机本体、水轮机导水系统和机械传动系统。
水轮机本体是水流能源转换的核心部分，主要包括叶片、转轴、机壳和调节装置。
叶片是水轮机工作的关键部件，它们负责将水流的动能转化为机械能。
叶片设计的好坏直接影响水轮机的效率和性能。
传统的水轮机叶片采用曲线叶型，通过调节叶片的角度来改变水流作用力的大小和方向。
随着科技的发展，一些新型水轮机采用直线叶型或深蛙叶型，能够提高水流的利用率和水轮机的效率。
转轴是水轮机的支撑和连接部件，负责传递水轮机本体产生的机械能。
转轴通常由高强度的材料制成，以承受高速旋转和重力的力量。
为了减小径向力和横向力在轴上的作用力，水轮机通常采用双小头设计，即转轴两端直径较小。
机壳（也称为机舱）是水轮机本体的外部保护罩，主要作用是引导水流流过叶片并改变水流的动能。
机壳的设计通常根据水流的流动特性和水轮机的运行要求来确定。
一般情况下，机壳的形状为半圆形，但也有其他形状如V形、矩形等。
调节装置是水轮机用于控制水流流量和转速的装置，以适应不同工况下的需要。
常见的调节装置有凸缘门、直翼与导轮、调节叶片等。
凸缘门是一种用于改变水流流量的装置，通过提高或降低凸缘的高度来控制水流的流速。
直翼与导轮是一种通过改变水流的流向来调节转速和输出功率的装置，通过改变导轮角度来改变水流对叶片的作用力。
调节叶片是一种通过改变叶片角度来调节水流的流量和转速的装置，与叶轮本体相连，并可以通过调整杆或液压缸来改变叶片的角度。
水轮机导水系统用于将水流引导到水轮机本体，包括水渠、堰坝、引水隧洞、水闸等。
水轮机导水系统的设计和建设对于水轮机运行的稳定性和效率至关重要。
优化的导水系统应具有合理的水流路径、充分利用水资源、减少水流泄露和压力损失。
机械传动系统用于将水轮机本体产生的机械能传递给其他机械设备，常见的机械传动系统有直接驱动和间接驱动两种形式。
水轮机结构
水轮发电机组的型式为立式发电机，一般低、中速的大、中型机组多采用立式发电机。
立式发电机按推力轴承位置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，适用于转速在200r/min以上。
新丰江水轮发电机都采用定子线圈水冷却，发电机转子为空气通风冷却，故称之为半水冷水轮发电机。
水轮发电机定子主要由机座、铁芯和三相绕组线圈等组成，铁芯固定在机座上，三相绕组线圈嵌装在铁芯的齿槽内。
发电机定子机座、铁芯和三相绕组统一体统称为发电机的定子，也称为电枢。
立轴水轮发电机定子结构
定子铁芯是定子的一个重要部件，由扇形冲片、通风槽片、定位筋、齿压板，拉紧螺杆及固定片等零部件装压而成。
定子铁芯的作用是：作为磁路的主要组成部分，为发电机提供磁阻很小的磁路，以通过发电机所需要的磁通，并用以固定绕组。
三相绕组由绝缘导线绕制而成，均匀地分布于铁芯内圆齿槽中。
水轮发电机的转子是转换能量和传递转矩的主要部件，一般由主轴、转子支架、磁轭、磁极等部件组成。
接下来，我将介绍我入职以来学习到的电气试验方面的相关知识。
水力发电中水轮机的结构设计与优化
水力发电中水轮机的结构设计与优化一、水力发电水力发电是指利用水流经过水轮机来转动发电机转子，将水流的动能转换成电能。
水力发电在可再生能源中占据重要地位，是一种比较成熟的发电技术，优点是不会排放污染物，具有环保、经济、可靠的特点。
二、水轮机的基本结构水轮机主要由转子、定子和水荫罩组成。
其中转子是水轮机的核心部件，由叶轮与轴组成。
当前常用的水轮机有垂直式轴流水轮机和水平式轴流水轮机两种，其中垂直式轴流水轮机的叶轮与轴的排列方向为垂直方向，可以由上往下进水。
水平式轴流水轮机的叶轮与轴的排列方向为水平方向，叶轮是连接在轴上的平面无限延伸的叶片。
三、水轮机的优化设计方法水轮机的设计一般包括流道和叶轮两个方面，其中流道的设计决定了水的流动状态，叶轮的设计则影响了水轮机的功率输出。
具体的优化设计方法包括几何形状优化、流场数值模拟与优化以及流体固耦合优化等。
1. 几何形状优化几何形状优化是指对水轮机进行形状方面的优化，主要包括叶轮叶片的几何形状和叶盘、轴的几何形状。
叶轮叶片的几何形状主要影响水轮机的效率和特性，可以通过对称分割、叶片弯曲或变形等方法来进行优化。
而叶盘和轴的几何形状则主要影响水轮机的结构强度和动平衡性能，可以通过降低叶盘和轴的重量和直径等来重新设计。
2. 流场数值模拟与优化流场数值模拟与优化是指通过计算水流场、压力场等物理量的数值方法来对水轮机进行优化。
该方法需要建立水轮机的数值水力学模型，通过CFD分析流场分布、压力分布等信息，有效地帮助优化叶轮和流道的设计。
同时，数值模拟还可以评估具体流量下水轮机的效率、压力损失和流量系数等重要性能参数。
3. 流体固耦合优化流体固耦合优化是指在同时考虑水轮机结构和水力学条件的情况下，对水轮机加以优化。
在该方法中，结构力学和水力学模型同时建立，然后通过计算得到水流与叶轮之间的相互作用以及叶轮与结构之间的相互作用，以优化水轮机的性能。
该方法需要重点考虑流固耦合问题，并且需要选取合适的工作流量来评估水轮机的性能指标。
三峡电站右岸水轮机结构设计
后 ， 窄间隙焊接 工艺 组焊 成整 体。主轴水 用
偏差 ８ ｍ）所 此次将其归人基础环 。 ｍ ，
由于 ７ ８机 的蜗 壳 上 部铺 设 弹性 １ ，１
层， 为抵抗 蜗壳 冲水 时产 生 的 巨大扭 转力 ， 在座环 上环 板与 机坑 里 衬连 接处设 抗 扭矩 环 ， 环在 工地 组 焊 。 同时 在 座 环 下 部 设 此
额定 流量 飞逸转 速
最 高效 率 轴 向水推 力
一 踮ｍ‰一 ｗ¨ｍ～～～ ｍ ～≥ 一 ≤
环
延伸段设一个凑合节 ， 在蜗壳上设两个凑 合节。蜗壳延伸段 至 ｘ轴线 １．ｍ， ２ ７ 延伸
段进 口内径 １ ． ｍ。蜗壳 净 重 ８ １２。 ２４ ３ ．ｔ ｌ ， ８机 蜗 壳 上 部 铺 设 弹 性 层 ， ７ ｌ 材
矩 的结 构 。
１ 个 Ｍ ０的地脚螺栓 ， ８ ８ 用于座环的安装 固
《
Hale Waihona Puke ＝ ＝ ７Ｆ 、
来 稿 时 间 ：０ ８年 ７ 月 ２０
《 东方 电机 ） ｏ ｓ年 第 ５期 ２ｏ
水 轮机 额定 出力 水轮 机最 大 容量
最大 水头
３ ｌ 蜗壳按升压水 头 １４ 时进行设计 。蜗 ５ｍ 壳采用全圆断 面 ， 工地 与座 环过 渡板直 接 在 挂装 ， 蜗壳材料 为 ＪＥ— ＩＥ ６０ ， 。 Ｆ Ｈ Ｔ Ｎ １Ｕ 钢板
Ｕ Ｓ￥ １０ Ｎ ４ ５０卷 焊 而 成 。止 漏 环 采 用 热 套
工 艺定 位 。 ３ ２ 水轮 机轴 ． 主轴 为中 空锻 焊 结 构 ， 主轴 的水 轮 机
考虑到左岸水轮 机座 环带基 础环一 段 ，
水轮机结构介绍(经典)
推 力 轴 承 外 形
HOMIS
本发电机推力轴承放置在水轮机支持架上，总推力负荷为3300T，采用液压式三波纹弹性油箱支撑结构。其主要作用就是在机组开机过程中，用高压油装置顶起转子，使得发电机转子远离制动环，从而减少静摩擦力，保证机组正常开机；同时在机组运转过程中承受机组转动部分的全部重量，通过推力支架进行负载转移。
水 轮 机 底 环
04
03
01
作用：
水轮机过流部件之一，固定活动导叶。
活动导叶 固定孔
与基础结合部位
水 轮 机 底 环 安 装
将底环固定在水泥基础上，保证其过流面与座环和转轮室上环过流面光滑过渡。
将底环吊入机坑，调整底环位置符合设计要求；
导 水 机 构
控制环
导叶连杆
活动导叶
导叶套筒
顶盖
底环
作用：
泄 水 锥 结 构
外形图
剖面图
作用：
是水轮机导水机构的重要组成部分，主要是为尾水导流； 使转轮体内部形成一个封闭油腔，起密封作用。
泄 水 锥 安 装
装配步骤：
首先将泄水锥固定在地面上，基本保证其轴心与地面垂直；用桥机调起转轮体与泄水锥进行对接；调整位置使得二者的轴心在同一条直线上，然后用固定螺栓将二者把合在一起；连接体外部安装封围板（图中没有表示）。 在二者的配合面上注意按照设计要求安装橡皮密封圈（图中没有表示）。
4
作用：
顶 盖 安 装 将顶盖整体吊入机坑，注意保证顶盖不与基础碰撞； 调整顶盖位置，其保持水平，同时保证导叶套筒安装孔与导叶轴心基本一致。
导 叶 套 筒 装 配
将导叶套筒分别吊入机坑； 调整顶盖位置，保证每个导叶轴心铅直，且保证导叶、套筒和底环导叶安装孔的轴心保持在同一直线上。
水轮发电机定子结构设计
作者：宋厚祁日期日期：2016.12电磁设计：是发电机设计的关键和基础，所有工作都是以电磁设计为基础点展开。
¾发电机设计技术设计：总体结构的布置、选型，各部件各工况下的机械设计图纸设计：绘制出各零部件的具体尺寸、材料、工艺方法、加工要求等。
（部套设计）刚度、强度、应力、通风、冷却等计算。
¾所涉及的主要标准：GB/T 7894-2009 《水轮发电机基本技术条件》GB/T 8564-2003 《水轮发电机组安装技术规范》¾《水轮发电机设计与计算》——白延年主编定子装配机座加工（焊接）定子铁心定子线圈（棒）装配引出线装配端箍装配一、机座加工（焊接） 1 结构介绍构介绍¾多为钢板焊接、圆形结构，多层支撑环板、支撑钢管，盒型筋，机座外壁以及起吊圆钢组成，其内侧承载定子铁心和定子绕组，外侧承载空气冷却器等附件。
¾机座加工（焊接）整圆分瓣（234瓣大合缝板：厂内叠片，工地下合缝线分瓣（2,3,4…瓣）小合缝板：工地整圆，工地叠片下线¾斜立筋从内向外的倾斜方向与机组旋转方向相反（后倾）；斜立筋后倾时，电磁转矩使定子机座直径变大，可以适应定子铁心的热膨胀，有利于防止铁心翘曲。
2 主要计算2.1 带铁心机座的刚度校核（Excel或者ZH计算JZGD）2.2 大合缝板相关计算突然短路时，机座合缝板螺栓的拉应力及销钉剪应力分别为：——突然短路扭矩；——合缝板螺栓分布重心直径（cm）;——合缝板螺栓总截面积式中合缝板螺栓总截面积。
式中D——合缝板销钉分布重心直径（cm）；A——合缝板销钉受剪总截面积。
3 注意事项¾核对定子机座与上机架连接尺寸及方位；¾核对定子机座与基础板连接尺寸及方位；¾机座上空冷器窗口大小及方位与空冷器的配合(并与机组通风方式有关)；¾灭火水管方位、开孔大小；定子测热装置线方位开孔大小（发电机端子箱位置）；¾定子测温及加热装置出线方位、开孔大小（发电机端子箱位置）；¾上、下挡风圈安装螺孔位置及大小；¾定子引出线方位与高程；¾大机组考虑起吊穿杆位置及同心度；¾考虑定子铁心固定片焊接操作窗口。
水轮机结构设计浅析
水轮机结构设计浅析水轮机是一种利用水能转换成机械能的设备，在水利工程中普遍使用。
它的设计结构直接决定了它的性能，因此对水轮机的结构设计进行了深入的研究。
本文将从水轮机的基本原理、结构特点以及设计过程等方面，对水轮机结构设计进行浅析。
一、水轮机的基本原理水轮机是通过利用水流的动能来驱动叶轮旋转，使水的动能转化为机械能的能源转换设备。
它的基本原理就是通过水流进入水轮机内部，将水的动能转化成机械能。
流入水轮机的水流由于高速度和高压力，会冲击水轮机装置内部的叶轮，使其旋转。
叶轮转动时会带动其它部件如轴、转子等运转起来，从而达到转动水轮机的目的。
二、水轮机的结构特点1. 叶轮结构水轮机的叶轮是将水流的动能转换为机械能的主要部件。
叶轮根据叶片的形状可以分为直流叶片和曲流叶片两种。
直流叶片就是叶片沿叶轮轴线方向排列，更适合于处理高流量、低水头的水源。
曲流叶片是根据水流的弯曲采用的叶片形式，更适合于处理低流量、高水头的水源。
2. 转子结构转子是水轮机的主要运动部件，根据设计要求通常根据待转速、额定功率等来确定。
转子与轴是一体式的，通常采用整体模块制作，以便维修更换时的更换。
3. 轴结构轴是支撑转子和叶轮的主要运动部件，通常采用高强度的钢材制作，其主要功能是传递力矩和承受转子质量、叶轮轴向力。
轴的设计要考虑到合适的材料选择、直径、长度、剖分、连接方式等因素，根据具体情况选用合理的轴的结构。
三、水轮机结构设计过程1. 参数确定水轮机的设计首先要确定的是其需要达到的工作条件，如额定功率、额定转速、水头、流量等，以此为基础确定水轮机结构尺寸、叶轮角度等设计参数。
2. 叶轮设计经过参数确定之后，需要进行叶轮的设计。
叶轮设计是一个非常重要的环节，通常根据输入流量和转速进行确定，同时还需要考虑水轮机的效率、耗能、运转稳定性等因素。
通常采用多种分析方法如数值分析、CAD辅助设计等方式。
3. 转子设计转子设计是水轮机结构设计中一项较重要的环节，转子的设计需要根据叶轮设计结果来确定其尺寸、结构以及材质等参数，同时还需考虑转子的平衡，确保转子可以在高速运转时保持平衡。
水轮机结构设计方案
水轮机结构设计方案1绪论1.1罗洲坝水电站的概况罗洲坝水电站坐落在市武隆县的江口镇，地理位置优越，交通便利。
其供电目标主要是电网，在电网担任调峰、调频和事故备用的作用，该电站利用江口水电站的水库，正常蓄水位为300米，相应的库容为5.4亿立方米；死水位为260米，相应库容为2.7亿立方米，调节库容为3.4亿立方米，为季调节型水库。
设计洪水位为300.1米，校核洪水位304.1米，相应水库总库容5.8亿立方米，装机容量10万千瓦，额定水头106米。
1.2设计的基本参数水轮机额定出力：102Mw额定转速：214.3r/min额定流量：104.3m3/s最大允许吸出高度：-5.5m最大水头：120m额定水头：106m最小水头：73m安装高程：175.70m1.3 毕业设计的具体容（一）根据给定的罗洲坝水电站水轮机基本参数进行水轮机总体结构设计：1.根据参数选择水轮机型号和转轮直径等基本参数，确定水轮机的主要特征尺寸，对水轮机主要部件进行结构设计；2.根据机组型式和电站基本条件设计主轴密封和水导轴承；3.绘制水轮机总装配图。
（二）导水机构传动系统设计1.根据机组的型式进行导水机构传动系统设计；2.绘制导水机构装配图及导叶布置图；（三）绘制控制环零件图（四）外文翻译2.水轮机选型设计2.1基本参数水轮机额定出力：102Mw额定转速：214.3r/min额定流量：104.3m3/s最大允许吸出高度：-5.5m最大水头：120m额定水头：106m最小水头：73m安装高程：175.70m2.2方案初选作为一种水力原动机，水轮机的作用是将水流的能量转化为水力机械的机械能，进而带动发电机转子进行水力发电。
水轮机分为两种：分别是冲击式水轮机和反击式水轮机，冲击式水轮机又分为切击式、斜击式和双击式；反击式水轮机则可分为混流式、斜流式、轴流式以及贯流式水轮机。
混流式水轮机能适应的水头围很宽，是目前最受欢迎也是最常用的一种水轮机。
水轮发电机结构及工作原理介绍
二零一四年七月
水电厂生产简图：
混流式剖面：
水力发电示意：
轴流式剖面
贯流式剖面
一、水轮发电机组基本工作原理
上游大坝蓄水具有位能，具有压力的水流经拦污栅、进水口检修闸门、工 作闸门及发电引水钢管进入水轮机蜗壳，初步形成环流，再经座环固定导 叶分流后均匀地进入活动导叶，活动导叶开度的大小调节转轮的水流量， 转轮在水的压力和速度作用下旋转，把水能（动能、势能）转换成机械能， 转轮出口水流通过尾水管排至下游；水轮机大轴把转轮的转动力矩传给与 水轮机大轴连接的发电机转子，并带动发电机转子转动，当发电机转子绕 组中通以直流电，形成磁场同时由转子旋转而产生旋转磁场。发电机定子 绕组因切割转子的旋转磁场，而在发电机三相定子绕组中产生交变感应电 势。当发电机三相定子绕组输出回路接负载时就产生交变三相电流，此交 变电流产生的磁场在发电机定子、转子形成旋转磁场，并且定子绕组产生 的旋转磁场与发电机转子的旋转磁场同向，同速，当发电机转子磁极对数 p一定时，发电机的转速n与电势的频率f有严格不变的关系，即同步关系， f=p·n/60；其中f----同步发电机电势的频率(Hz);p----同步发电机的磁 极对数;n----同步发电机转子的转速(r/min)。
1、水能转化为机械能
1）进入水轮机的水能控制P=9.81QHη,根据能量守恒，要改 变P，必须 调节进入水轮机的流量或者改变水头。因为水头调节范围较小（431m— 440m),汛期留有防洪库容，水头调节范围更小（431m—435m)。所以 一般通过调节进入水轮机的流量来改变P。通过改变活动导叶开度这一途 径来调节进水量或切断水流。导叶的操作力来自液压接力器，而液压接力 器则受调速器来控制。 2）水电厂电能生产及送出示意图：天然水流—坝—水库—取水口—压力钢 管—水轮机—发电机—输变电装置—用户 3）流量的调节过程：调节命令（上位机）—机组现地LCU—调速器电气 部分—调速器机械部分—液压接力器—控制环—导叶拐臂—导叶开度改 变—改变进入水轮机的流量。 4）请写出有功功率与水头和流量的关系式。 5）请说出我厂设计防洪水位是多少？ 6）请简要说明进入水轮机流量调节过程？
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（ ） 块 损 害 区 的 最 大 面 积 不 超 过 ２每
８ ０ｃ ０ ｍ ；
４ １ 埋 入部分 ．
埋人部 分 是 水轮 机 的基 础 部 分 ， 承 要
（ ）转 轮 空 蚀 材 料 损 失 重 量 不 超 过 ３
２． ｋ ８ ｇ；
受机 组 的重 量 和水 压 力 ， 主要过 流部件 。 是
（ 当于 电 站 总 流 量 约 １０ ｍ ／ ） 相 ９ ｓ 的情 况 下， ４台机组 同时运 行 时 ， 台水 轮 机 出力 每
为 ４ ． ８ ５ＭＷ。
３ ２ 效率 保证 ．
５ ｔ ｍｉ ４０ ， ｎ
俯 视顺 时针
ｌ ０ｔ ２８
转 轮喉 口直径
主轴直径
６ ２２５ ２ ６ ． ｍｍ
台机组 同时运行 时 ， 台水轮 机 出力 为 ７ ． 每 ８０
ＭＷ 。
出， 而不需 要拆 发 电机 。
（ ） 净 水 头 １４ ５ ４台机 组 同 时 ２在 ５ ．ｍ，
２ 水轮机基本参数
水 轮机 型号 最大净 水头 额定转 速 飞逸转 速
机 组旋转 方 向 轴 向水 推 力
管分 为锥管 上段 、 管 下段 、 偿节 。锥管 锥 补
上段 把合在 底 环上 ， 锥管 下 端 与 肘 管采 用
（ ） 任 何 负 荷 时 ， 大 转 速 上 升 不 ２甩 最 超过额 定转速 的 ６ ％ 。 ０
浮动式 联接 。在 机 组 运 行 中 ， 着 负荷 变 随
（ ） 大 飞 逸 转 速 保 证 值 不 得 超 过 ３最
试验。在最坏情况下， 即在最大开度 、 水库 最高水位、 满负荷运行时 ， 由于电气事故使
所有机 组 同时甩 负荷 。 （） １ 甩任 何 负 荷 时 ， 壳 中 心 的最 高 蜗
升压水 头不超过 ２ ５ ３ ｍ。
４ １ ２ 锥管装配 ．． 尾水管锥管为悬空设计 ， 周围不与混 凝土接触。为了满足锥管下拆的要求 ， 锥
拆式尾 水 管 锥 管 均 能 通 过 尾 水 管 通 道 移
顶 盖外 径
６ ８０ ３０
３ 水轮机性能保证
３ １ 出力保 证 ． （） １ 在净水 头 １２８ 最大导 叶开 口、 ６ ．ｍ、 水
库最高运行水 位 １４ｍ ｓ、 位 ９２６ ａｌ ０ ａｌ尾水 １ ７．ｍｓ
（ 当于 电站总流量约 ２０ ｓ 的情况 下 ， 相 ２ｍ ／ ） ４
它 主要包括 尾 水 管 肘 管 、 管 、 壳 、 锥 蜗 座环 等部 件 。 ４ １ １ 尾 水管肘 管 ．． 肘管 为 椭 圆 形 断 面 ， 口段 采 用 厚 进
（） ４ 水轮 机静 止 部件 空 蚀材 料 损 失重
量不超 过 １４ ｇ ．ｋ 。 ３ ４ 调节 保证 ．
ＨＬ ３ ７ —Ｌ ＤＯＡ Ｊ一２ ５ ６
１ ２． ｍ ６ ８
３ ｏｒ ｏ ／ｍｉ ｎ
运 行 时 ， 台水 轮机 出力 为 ５ ．ＭＷ。 每 ８８ （） 净水 头 １０ｍ、 大 导叶开 口、 ３在 ２ 最 水 库最小运行水位 １９ｍ ｓ、 位 ９２４ ａｌ ０６ ａｌ尾水 ７．ｍ ｓ
按 照 ＩＣ ４ 《 轮 机 试 运 行 、 行 及 Ｅ ５５ 水 运
维护指 南》 内容 进 行 甩 负荷 及 紧 急关 机 的
３ｒ 的 Ｑ ３ ０ｍ ａ ２５一Ｂ 钢 板 焊 接 ， 余 采 用 其 ２ ｒ 的 Ｑ ３ Ｂ钢 板焊 接 。上部法 兰 与 ０ｍ ａ ２ ５一
锥管装 配采 用螺栓 连 接。
１ 引 言
ＴＫ Ｚ Ｅ Ｅ Ｅ电 站 位 于埃 塞 俄 比亚 境 内 。
接 力器 直径 接 力器 油压 导 叶最 大开 度
６ ５ ｍｍ ３０
４． ＯＭ Ｐａ ３ｌ 。
该电站在埃塞俄 比亚的重要性类似我国的 三 峡 电站 ， 到埃 塞俄 比亚 政府 高 度重视 。 受
３ ３ 空蚀保 设 有 中心 孔 补气 机 装置 。
评 定水 轮机 空 蚀 的 基 准 运 行 时 间 为
８０ ｈ 空蚀保 证 ： ００ ， （） １ 任何 空蚀 损 害 区 中的最 大 空蚀 深
度 不 超 过 ６ ｍ； ａ ｒ
水轮机 主 要 由埋 人 部 分 、 水 机 构部 导 分、 转动部分 、 力器 及管路 部分 组成 。水 接
６ ５ ｍｍ ７０
由３１ ２２ｍｍ
在整个运行范围内水轮机具有高的效 率。在净水 头 １４ ５ 和 出力 ５ ． Ｗ ５．ｍ ８ ８Ｍ 下 ， 轮机 具 有 最 高 的效 率 。效 率 保 证值 水
见下表 。
导 叶分布 圆
来稿 时间：０８年 ６月 ２０
３ ６
水 轮 机 的 效 率 保 证 值
静 水头 （ ｍ）
１ ２． ６ ８ １ ５４． ５ ｌＯ ２
《 东方 电机 ） ０ ８年 第 ５期 ） ０ ２
流量（ ｓ ｍ／）
５２． ０４１ ４０． ８ ７ ４５
水轮机出力 （ ￣ ＭＶ）
７ ８ ５８． ８ ４８． ５
效率（ ％）
９ ４％ ９５． ３％ ３ ９１ ６ ． ６％
电站安装 ４台 ７ Ｍ 水 轮 发 电 机 组 ， 证 ０Ｗ 保 年发 电量 为 ９ １７ Ｗｈ ５ ． Ｇ 。水 轮机 为 立 轴 混 流式 水轮 机 ， 拆 式 结 构 。顶 盖 、 环 、 下 底 控
制环 均能 通过 发 电机定 子 吊 出。转 轮上方 其它 可拆 的部 件 ， 用发 电机 下 面 的起 吊 能 装 置 吊出 ， 过 机 坑 通 道 移 开 。转 轮 和 可 通
《 东方 电机 ｝ ０ ８年 第 ５期 ２０
３ ５
ＴＫ Ｚ Ｅ Ｅ Ｅ电 站 水 轮 机 结 构 设 计
黄年敏 摘 要 龚 英
本 文 介绍 了 Ｔ Ｋ Ｚ Ｅ Ｅ Ｅ电站 的特 ， 、 占 电站技 术条件 及 水轮 机 的结 构特 点。 、
ＴＫ Ｚ Ｅ Ｅ Ｅ电站 水轮 机 结构
关键 词