第3章水轮机结构(蜗壳及尾水管)(参考研究)

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水轮机的蜗壳、尾水管讲述

三、蜗壳的主要参数
1、断面型式与断面参数 (1) 金属蜗壳：圆形。结构参数：座环外
径、内径、导叶高度、蜗壳断面半径、蜗壳外缘半径
(2) 混凝土蜗壳：“T”形。便于施工和减小其径向尺寸，降低厂房土建投资有四种型式：
(i) n=0：平顶蜗壳。特点：接力器布置方便，减小下部混凝土，但水流条件不太好。
2g
h 25 )
作用：(1)、汇集转轮出口水流，排往下游。
(2)、当H2>0时，利用这一高度水流所具有的位能。
(3)、回收转轮出口水流的部分动能。
二、尾水管的动能恢复系数
尾水管H2取决于水轮机的安装高程，与尾水管
的性能无关；衡量尾水管性能好坏的标志是恢
由此可以绘出蜗壳平面图单线图。其步骤为： (a) 确定φ0 和VC ；
(b) 求Fc、ρmax、Rmax； (c) 由φi确定Qi 、 Fi、ρi、Ri。
第二节尾水管的作用、型式及其主要尺寸确定
尾水管是反击式水轮机的重要过流部件。其型式、尺寸影响、厂房基础开挖、下部块体混凝土尺寸。尾水管尺寸越大，η越高，工程量及投资增大。合理确定是非常重要的。
(1) 金属蜗壳：φ0=340°~350°，常取 345°
φ0大，过流条件好，但平面尺寸增大，厂房尺寸加大。金属蜗壳的流量小，尺寸小，一般取较大包角；从构造上讲，最后 100°内，断面演变成为椭圆。
(2)、混凝土蜗壳：Q大，为减小平面尺寸， φ0=180°~270°，一般取180°，一部分水流未进入蜗形流道，从而减小了蜗壳进口断面尺寸，这部分水流直接进入导叶，为非对称入流，加重了导叶的负担，因此在非蜗形流道处，固定导叶断面形状常需特殊设计。
四、蜗壳的水力计算

第三章_水轮机的工作原理

广泛
轴流式轴向轴向
3~88
几十~几十万
低水头大流量河床式
斜流式斜向斜向 40~200
抽水蓄能
贯流式轴向轴向 2~30
几~几万
河床式潮汐式
射流特点适用水头H（M）适用电站
切击式切线方向 40~2000
广泛
斜击式侧面
50~400
小型
双击式二次冲击
6~150
小型
3、各型水轮机各个部件、构造及各部件的作用是什么？
3.产生强烈的噪音和振动，恶化工作环境，从而影响水轮机的安全稳定。
汽蚀破坏是机械、化学、电化学作用的共同结果，其中机械破坏为主。
三、汽蚀类型
1、叶型汽蚀——发生在水轮机转轮叶片上的汽蚀。是反击式水轮机的主要汽蚀形式，主要是由于叶片的几何形状造成的汽蚀。
反击式水轮机的轮叶为扭曲形，水流流经转轮时，一般叶片正面为
这种周期性的气泡产生、破灭而破坏水轮机过流金属表面的现象称为水轮机的汽蚀现象。
二、汽蚀的危害
1.降低低水轮机效率，减小出力。汽泡的产生破坏了水流的连续性，水流质点相互撞击消耗部分能量从而增大了水力损失，使水轮机效率降低，出力减小。 2.破坏水轮机过流部件，影响机组寿命。汽蚀产生，使金属表面失去光泽，产生麻点，蜂窝，严重时轮叶上产生孔洞或大面积剥落。
η根据模型试验得到提高效率的有效方法减小水头损失、流量损失、机械摩擦。
反击式水轮机所提供给水流的过道并不是等断面的，有宽窄之分，这就会使水流流速大小不同，进而引起压力低高不同，亦就是造成水轮机内有高压区和低压区之分，若低压区的压力达到（或低于）该温度下水的汽化压力时，水就开始局部汽化产生大量汽泡，同时水体中存在的许多眼看不见的气核体积骤然增大也形成可见气泡，这些气泡随着水流进入高压区（压力高于汽化力）时，气泡瞬时破灭，由于汽泡中心压力较低，气泡周围的水质点将以很高的速度向汽泡中心撞击形成巨大的水击压力（可达几百甚至上千个大气压力），并以很高的频率冲击金属表面，高频率冲击的结果，使过流流道的金属表面遭到严重破坏。

第3章水轮机结构(蜗壳及尾水管)课件

B5很大时，加隔墩d5=(0.1~0.15) B5
顶板 α=10°~13°，底板水平。
4.尾水管的高度与水平长度
尾水管的总高度和总长度是影响尾水管性能的重要因素。
H=h1+h2+h3+h4 h1，h2由转轮结构确定; h4为肘管高度，不易变动。 H取决于h3(直锥段长度)。h3大→开挖加大，工程投资增大； L：机组中心到尾水管出口，L大→F出大→V出小 →ηw大→hf大→厂房尺寸加大，一般L=( 3.5～4.5) D1。 5.推荐尾水管尺寸：表4-15。
参数：座环外径、内
径、导叶高度、蜗壳
断面半径、蜗壳外缘
半径。
混凝土蜗壳：“T”形。 (1) m=n时：称为对称型式 (2) m>n：下伸式 (3) m<n：上伸式
(4) n=0：平顶蜗壳
中间断面：
蜗壳顶点、底角点的变化规律按直线或抛物线确定。
蜗壳中间断面
金属蜗壳
混凝土蜗壳
2. 蜗壳包角
蜗壳末端(鼻端)到蜗壳进口断面之间的中心角φ0 (1) 金属蜗壳：φ0=340°~350°,常取345° (2) 混凝土蜗壳：φ0=180°~270°,一般取180°，一大部分水流直接进入导叶，为非对称入流，对转轮不利）
断面半径：
max

Fc

Qmax 0 3600 VC
从轴心线到蜗壳外缘半径：
Rmax ra 2 max
(ii) 中间断面( i )
Qi
i
i
360
Q max 0
Qi Qmaxi Fi Vu 3600Vc
Q max i 360 0 VC
板衬砌防渗(H 最大达Leabharlann 80m)2. 金属蜗壳

水轮机的基本组成结构

水轮机一、水轮机的基本参数1）工作水头（H）:水轮机的工作水头就是指水轮机的进、出口单位能量差，也就是上游水位与下游水位之差，用H表示，其单位为m其大小表示水轮机利用水流单位能量的多少。

2）流量（Q）:在单位时间内流经水轮机的水量，称为流量，用Q表示，其单位为n®/s。

其大小表示水轮机利用水流能量的多少3）出力（P）:具有一定水头和流量的水流通过水轮机便做功，而在单位时间内所做的功率称为水轮机的出力，用P表示，其单位KW水轮机的出力为：P=9.81QH4）效率（刀）目前混流式水轮机的最高效率95%P=9.81QH T]5）比转速指工作水头H为1m发生白^功率P为1kw时水轮机所具有的转速，故称为比转速。

二、水轮机的类型与代号我们根据水流能量的转换的特征不同，把水轮机分为两大类，及反击型和冲击型水轮机。

反击型水轮机，具有一定位能的水流主要以压能的形态，由水轮机转变为机械能。

按其水流经过转轮的方向不同，反击型水轮机可分为以下几种类型：反击型：轴流（定桨、转桨）水轮机、混流式水轮机、贯流式水轮机、斜流式水轮机冲击型：水流不充满过流流道，而是在大气压力下工作，水流全部以动能形态由转轮变为机械能。

按射流冲击水斗的方式不同，可分为如下几种类型：冲击型：水斗式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机我国水轮机式的代号，有三部分组成，第一部分由水轮机型式及转轮型号组成，并由汉语拼音表示。

水轮机型式的代号以本电站为例：水轮机型号：HL(247)-LJ-235,表示混流式水轮机，转轮型号为247,立轴，金属蜗壳，转轮直径为235cmo三、混流式水轮机1定义：水流从径向流入转轮，在转轮中改变方向后从轴向流出的水轮机。

其叶片固定，不能转动调节。

2混流式水轮机-结构特点混流式水轮机主要应用于20-450米的中水头电厂，其结构紧凑，效率较高，能适应很宽的水头范围，是目前世界各国广泛采用的水轮机型式之一。

当水流经过这种水轮机工作轮时，它以辐向进入、轴向流出所以也称为辐向轴流式水轮机。

第三节蜗壳

第三节蜗壳一、金属蜗壳1.结构型式根据金属蜗壳外围混凝土结构的受力情况，可分为三种结构型式。

（1）外围混凝土结构不分担蜗壳内水压力。

这种金属蜗壳顶面钢板与外围结构之间用弹性垫层隔开，如图18-5所示。

这种结构型式为我国所普遍采用。

外围混凝土结构不分担内水压力的金属蜗壳，在尾水管锥管段钢衬安装和周围混凝土浇筑完成后，安装座环及钢蜗壳，在蜗壳上半部表面铺上弹性垫层，然后浇筑蜗壳的外围混凝土。

外围混凝土结构的体积大时应分层分块浇筑。

金属蜗壳本身刚度不够时，浇筑外围混凝土期间，在蜗壳内应设撑架。

外围混凝土浇筑完毕后，通过水轮机座环上的预留孔或管道浇筑座环下未填实的部分。

图18-5 有弹性垫层的金属蜗壳在这种金属蜗壳中，弹性垫层的作用是保证蜗壳在内水压力的作用下可自由变形，不会将力传给外围结构。

为了保证渗人垫层空隙的水能顺畅排出，在垫层最低处应留有排水设施。

此外，还应注意在浇外围混凝土时，或对蜗壳底部压浆充填孔隙时，防止垫层空隙被水泥浆填实而失去弹性。

弹性垫层通常用三毡四油构成，或者用软木沥青构成。

垫层的厚度应满足金属蜗壳自由变形的需要。

某水电站厂房金属蜗壳的垫层为用锯末、麻刀和沥青做成的5cm 厚、50cm×50cm软木板，板的曲面与蜗壳形状贴合。

铺好软木板后，再铺二毡三油，这样最后完成的垫层厚度接近6cm。

由此可见，弹性垫层对施工质量的要求很高，给施工带来不少麻烦。

采用金属蜗壳与外围结构用垫层分开的这种结构型式时，两者受力明确，外围结构只承受本身自重和从上部传来的荷载。

（2）外围混凝土结构承担少部分蜗壳内水压力。

采用这种结构型式的金属蜗壳，在蜗壳安装好之后，采取措施临时封闭蜗壳的进出口，向蜗壳内充水并加压到预定值，然后浇外围混凝土，3-7天后卸除内压，再浇筑蜗壳座环下未填实的部分，施工结束时蜗壳与外围结构之间存在空隙，空隙的大小与预加压力有关。

这种结构型式的金属蜗壳，运行时，蜗壳内水压力未达上述预加压力前，蜗壳单独受力；当内水压力增大，蜗壳变形，钢板与外围结构接触后，蜗壳与外围结构共同承担增加的部分水压力。

水轮机构造

第一篇水力机械水轮机+ 发电机：水轮发电机组功能：发电水泵+ 电动机：水泵抽水机组功能：输水水泵+ 水轮机：抽水蓄能机组。

功能：抽水蓄能水轮发电机组：水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。

第一章水轮机概述第一节水轮机的工作参数水轮发电机组装置原理图定义：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：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)1. 毛水头(nominal productive head)H M =E U -E D =Z U - Z D2. 反击式水轮机的工作水头毛水头 - 水头损失=净水头 H G =E A - E B =H M - h I -A3. 冲击式水轮机的水头H G =Z U - Z Z - h I-A其中Z U 和Z Z 分别为上游和水轮机喷嘴处的水位。

4. 特征水头(characteristic head)表示水轮机的运行范围和运行工况的几个典型水头。

最大工作水头： H max =Z 正-Z 下min -h I-A 最小工作水头： H min =Z 死-Z 下max -h I-A设计水头(计算水头) H r ：水轮机发额定出力时的最小水头。

平均水头： H av =Z 上av -Z 下av 二、流量(m 3/s)(flow quantity)单位时间内通过水轮机的水量Q 。

Q 随H 、N 的变化：H 、N 一定时， Q 也一定；当H =H r 、N =N 额时，Q 为最大。

在H r 、n r 、N r 运行时，所需流量Q 最大，称为设计流量Q r 三、出力与效率(output and efficiency)1. 出力(水轮机的输出功率)N ：指水轮机轴传给发电机轴的功率。

水轮机的输入功率 (水流传给水轮机的能量)为：QH QH N w 81.9==γ 水轮机的输出功率：ηηQH N N w 81.9== 2. 效率：η=N /N w ，一般η=80%~95% 四、工作力矩和转速水轮机的出力可以用旋转机械运动公式来表达QH nMM N ηπϖ81.9602=== 式中 M ——主轴力矩； ω——水轮机旋转角速度，n ——转速，n =3000/p ；p ——发电机磁极对。

水轮机选型及蜗壳尾水管设计

(5) 辅助曲线的绘制：以效率η 为纵坐标，出力N为横坐标，用表中的数据，对每个水头绘制一条工作特性曲线。见图1。
图1
图2
(6) 运转综合特性曲线的绘制
以水头为纵坐标，出力为横坐标，绘出坐标系。见图2。在图2上绘出几个特征水头的水平线。在图1上选取几个整数效率值，画出水平线，与辅助曲线形成一些交点。
B，即为H<Hr时的出力限
制线。
2. 出力限制线的绘制
① 根据表中三个水头下所得到的出力，可以在运转综合特性曲线上绘出三个点。连接着三个点即可得到斜向阴影线。
② 在高水头下，水轮机的出力受发电机最大限制出力的限
制，作竖向阴影线N=Nf。 ③ 整个出力限制线由两部分组成：N=Nf的竖直线段和三个
M n1
N ηM Q'1
nD1 n1 H
η
nD1 n1 H
η
nD1 n1 H
η
nD1 n1 H
η N
Q'1
Q'1
5%出力限制线
① 为了保证绘制运转综合特性曲线的精确性，在H、 N网格上至少绘出三个水头，其中包括Hmax、Hmin 和Hr(或Hav)。对每一个水头，计算出对应的n'1。 ② 在轮系综合特性曲线上绘制n'1的水平线，并查出其与等效率线交点的坐标(η M, Q'1)； ③ 计算出原型水轮机的效率； ④ 按照公式N=9.81Q'1D12H3/2η 计算水轮机的出力；
三、所需要的有关资料
1. 水轮机产品技术资料：系列型谱、生产厂家、产品目录、模型综合特性曲线。 2. 水电站技术资料：河流梯级开发方案、水库的调节性能、水电站布置方案、地形、地质、水质、泥沙情况、总装机容量、水电站运输、安装技术条件；水文资料：特征流量及特征水头、下游水位流量关系曲线。 3. 水电站有关经济资料：机电设备价格、工程单价、年运行费等。 4. 电力系统资料：系统负荷构成，水电站的作用及运行方式等。

水轮机结构ppt课件

轴套
导叶（拐）臂
端面间隙调整螺栓
外形图
导叶臂端盖压块
剖面图
端盖分半键
剪断销
作用：
连接板
1. 连接控制环上导叶连杆和导叶； 2. 传递控制环的输出转矩，推动导叶开启或关闭；
控制环
控制环
接力器连接处
导叶连杆
注：
1. 连接主接力器和导叶转臂； 2. 传递主接力器的输出力矩，推动导叶转臂转动； 3. 图示接力器安装于支持盖，共有4个接力器，与我们的电厂有所不同
3、挡风板固定牢固，与转动部分间隙符合要求。 4、制动环与制动器间隙偏差，应在设计值的±20%范围内。 5、定子地脚螺栓应把紧牢固，无松动迹象，焊缝无开裂。螺栓的紧固程度，
可用锤击的方法检查。
顶
轴
上导轴承配合面顶轴
集电环组件转子引线
集电环组件
集电环
绝缘螺杆
绝缘垫圈集电环支架
上机架中心体
上机架及上挡风板
上挡风板
上导轴承安装处
人行梯
支臂
外形效果图
受油器（外罩除外）
上浮动瓦套上浮动瓦受油器体瓦套中浮动瓦
中浮动瓦套溅油盆盖
受油器底座浮动瓦套浮动瓦溅油盆操作油管
剖面示意图
内腔进油孔外腔进油孔
受油器操作油管
上操作油管连接法兰面
受油器体
内腔进油孔外腔进油孔
瓦
三维效果图
上浮动瓦安装位置
转子、定子检修
1、空气间隙测量，在每个磁极的测量位置一定要一致，测量时上下端部都要测量，与平均值偏差不应大于±8%。测量时可用塞规检查，或用楔形木板测量后，再用卡尺测量楔形板厚度。
2、检查各部位的螺栓，尤其是转子上方的螺栓，锁定完好，弹簧垫或锁定片没有损坏，锁定牢固。各部焊缝无开裂现象，上机架各部、转子上端面、转子支臂空腔中没有遗留物品。

水轮机的基本结构及其主要部件的作用

水轮机的基本结构及其主要部件的作用水轮机总体由引水、导水、工作和排水四大部分组成。

1、水轮机的引水部件：主要指蜗壳及座环等，水流由蜗壳引进，经过座环后才进入导水机构。

蜗壳的作用是使进入导叶以前的水流形成一定的旋转，并轴对称地、均匀地将水流引入导水机构；座环的作用是：承受整个机组及其上部混凝土的重量以及水轮机的轴向水推力；以最小的水力损失将水流引入导水机构；机组安装时以它为基准。

所以，座环既是承重件，又是过流件，也是基准件。

因此，要求座环必须有足够的强度、刚度和良好的水力性能。

2、水轮机的导水机构：导水机构主要由操纵机构（推拉杆、接力器及其锁锭装置）、导叶传动机构（包括控制环、拐臂、连杆和连接板等）、执行机构（导叶及其轴套等）和支撑机构（顶盖、底环等）四大部分组成。

其作用使进入转轮前的水流形成旋转，并可改变水流的入射角度，当发电机负荷发生变化时，用它来调节流量，正常与事故停机时，用它来截断水流。

导水机构的操纵机构导水机构的操纵机构的作用是：在压力油的作用下，克服导叶的水力矩及传动机构的摩擦力矩，形成对导叶在各种开度下的操作力矩。

导水机构的操纵机构分为直缸式和环形接力器两大类。

调速环或接力器锁锭装置锁锭装置的作用是：当导叶全关闭后，锁锭投入，可阻止接力器活塞向开侧移动；一旦关侧油压消失，又可防止导叶被水冲开。

导水机构的传动机构导水机构的传动机构的作用：是将操纵机构的操作力矩传递给导叶轴并使之发生转动。

其型式主要有叉头式和耳柄式两种。

太站为耳柄式，长站为叉头式。

正常运行时应着重检查控制环、拐臂、连杆和连接板之间的连接销有无串出或脱落。

剪断销及引线是否完好。

导水机构的执行机构导水机构的执行机构包括导叶和轴套，为了操作导叶使其转动，既减少摩擦阻力又不摆动，在水轮机导叶上均装有三个滑动轴承。

下轴套装在底环上，上、中轴套装在导叶套筒内，套筒固定在顶盖上。

为了减少沿轴颈的漏水量和减轻泥沙对轴颈的磨损，导叶轴颈均装有密封，当密封损坏时可能造成顶盖水位升高。

高清图文+水轮机蜗壳的型式及主要参数选择

进入座环时，按照均匀轴对称入流的要求，
Vr=常数。
Vr

Q max
D ab0
圆周流速Vu的变化规律，有两种基本假定：
(1) 速度矩Vur= C 假定蜗壳中的水流是一种轴对称有势流，忽略粘性及摩擦力，Vu会随r的增加而减小。
(2) 圆周流速Vu=C：即假定Vu=VC=C
2. 蜗壳的水力计算按(Vu=VC=C)
水轮机蜗壳的型式及主要参数选择
一、蜗壳的功用及型式
(一) 功用蜗壳是水轮机的进水部件，把水流以较小的水
头损失，均匀对称地引向导水机构，进入转轮。设置在尾水管末端。
(二) 型式
1. 混凝土蜗壳适用于低水头大流量的水轮机。 H≦40m, 钢筋混凝土浇筑，“T”形断面。当H>40m时，可用钢板衬砌防渗(H 达80m)
Qmax
Fi
Qi Vu
Qmaxi
3600Vc
i
Qmaxi 3600VC
Ri ra 2i
由此可以绘出蜗壳平面图单线图。其步骤为：
(a) 确定φ0 和VC ； (b) 求Fc、ρmax、Rmax； (c) 由φi确定Fi、ρi、Ri。
混凝土蜗壳的水力计算(半解析法)
(1) 按求进口断面积；
混凝土蜗壳：“T”形。
(1) m=n时：称为对称型式
(2) m>n：下伸式 (3) m<n ：上伸式 (4) n=0：平顶蜗壳中间断面：
蜗壳顶点、底角点的变化规律按直线或抛物线确定。
2.蜗壳包角
蜗壳末端(鼻端)到蜗壳0°,常取345°
(2) 混凝土蜗壳： φ0=180°~270°,一般取 180°，一大部分水流直接进入导叶，为非对称入流，对转轮不利）

水轮机教学课件PPT

• 若H=Hr, 则能保证水轮机在水头等于和大于Hr时，均能发
出所需要的出力，故设计水头就是保证水轮机发出额定出力的最小水头。
• Hr与平均水头Hav的关系
0.9Hav
河床式水电站
Hr
0.95Hav
Hav
坝后式水电站
引水式水电站
• 水轮机单位流量Q’1
• 混流式：从HL机组工作的稳定性和经济性出发
河流开发方案水库调节性能枢纽布置情况各种水头、流量总装机容量电站下游~水位流量关系曲线电力系统中日负荷图和电站在电力系统中的任务等
•
• • • • • • • • •
水电站设备生产情况和产品技术资料电站运输和安装技术条件等
台数及单机容量机型及装置方式 D1、n Hs、H’s 绘制运转特性曲线确定蜗壳及尾水管的型式及尺寸选择调速器及油压设备估算发电机的有关参数
H 150m, H 150m,
pmax 1 (1 m max )5 pmax 1 (1 m max )5
D1,m D1, p D1,m D1, p
10
20
Hm Hp
• •
轴流式说明
p max 1 0.3(1 m max ) 0.7(1 m max )5
D1,m D1, p
Hm Hp
1. 已知ηmmax→ηpmax 2. 公式中ηm 应取最大值 3. 对于混流式水轮机，最优效率点是唯一的
轴流转桨式， ηmmax= ηm（φ），每一个φ→ ηmmax 效率修正时应分别对待
4. 在计算效率修正时，还应考虑模型、原形水轮机制造
工艺上的影响，还需对计算值再扣除一个△值，故效率修正值为

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。

水轮机的蜗壳尾水管及气蚀课件

压力分布
尾水管内的压力分布会影响水流速度和能量回收效果，需要对尾水管内的压力分布进行详细分析，以指导尾水管设计。
04
气蚀现象与防治措施
气蚀现象的产生原因与危害
产生原因
气蚀是由于水流在低压区域产生气泡，随后在高压区域破裂的现象。气泡破裂时产生的冲击力和高温对材料表面造成破坏。
危害
气蚀会导致材料表面的剥蚀、坑蚀、疲劳破坏等，严重影响水轮机的性能和寿命。
气蚀的影响因素与机理
影响因素
水流速度、压力变化、材料性质、气泡大小及数量等。
机理
当水流经过低ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ区域时，溶解在水中的气体析出形成气泡。气泡随水流进入高压区域后迅速破裂，产生高能冲击和局部高温，对材料表面造成破坏。
气蚀的防治措施与方法
选用抗气蚀性能良好的材料
采用具有高韧性、高强度和良好耐蚀性的材料，如不锈钢、钛合金等，以提高材料的抗气蚀能力。
长度与转弯半径
蜗壳的长度和转弯半径应设计得足够大，以减小水流的速度和涡旋强度，降低能量损失。
蜗壳的性能分析与优化
压力分布
通过对蜗壳内水流压力分布的分析，可以评估蜗壳设计的合理性，以及发现可能存在的气蚀风险。
湍流强度
降低蜗壳内的湍流强度有助于提高水轮机的效率，可以通过优化蜗壳的几何形状和尺寸来实现。
水轮机的故障诊断与预防
振动故障诊断
01
通过对水轮机振动信号的监测和分析，可以判断设备是否存在
故障，以及故障的位置和程度。
气蚀故障诊断
02
气蚀是水轮机的一种常见故障，通过对设备表面的检查和探测
，可以发现气蚀的存在，并及时采取修复措施。
预防性维护
03

第三课水轮机构造

设计流量：在设计水头下水轮机发出的额定出力所需的流量。
③出力（kW）：水轮机主轴输出的功率。
额定出力
④效率（%）：
容积效率
水力效率
机械效率
⑤转速（r/min）：水轮机转轮在单位时间内旋转的周数。
同步转速
⑥工作力矩M（N·m），其中，ω为水轮机旋转角速度(rad/s)
我站的水轮机型号为HL123-LJ-225表示混流式水轮机，转轮型号为123，立轴、金属蜗壳，转轮直径为225。
主轴与转轮的连接：用法兰连接，为防止机组运行中螺栓头部掉落，保证运行人员安全，在联轴法兰处通常装有保护罩。
3、导水机构：分圆柱式、圆锥式和径向式三类导水机构，其组成主要由操作机构（接力器及其锁锭装置、推拉杆等）、传动机构（控制环、连杆、连接板和键等）、构造机构（导叶）和支撑机构（顶盖、底环及轴承等）四部分组成。
C）推拉杆
2)传动机构：用来转动导叶，达到调节流量的目的。
分类：叉头式、耳柄式
工作原理：当控制环转动时，通过叉头连杆、连接臂而带动导叶臂动作，最后使导叶传动，从而达到调节流量的目的。
控制环：将接力器推拉杆的操作力传给导叶，使之转动。
剪断销：正常情况下，剪断销有足够强度带动导叶传动，当导叶被卡住时，所需操作力增加，由于剪断销结构上有一最弱断面，当应力提高到1.5倍时，它首先剪断，保护其它传动部件不受损害。此剪断销剪断后，并不影响其它的导叶关闭，所以机组仍然可以安全运行。连接臂和导叶臂通过剪断销连接在一起。
反击式水轮机与冲击式水轮机的最大区别是，反击式水轮机全部被水淹没，而冲击式水轮机只有部分或全部没被水淹没。
我厂属于反击式水轮机。
§2.1水轮机的类型和构造
一、水轮机的工作参数
①工作水头（m）：水流在水轮机进口、出口的比能差，也称静水头。

水轮机结构介绍[1]汇总共43页文档

水轮机结构介绍[1]汇总
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在我们的后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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ห้องสมุดไป่ตู้
8、你可以很有个性，但某些时候请收敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚的工人总是说工具不好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎能克服任何恐惧。因为，请记住，除了在脑海中，恐惧无处藏身。-- 戴尔．卡耐基。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特