浅谈水轮机的技术开发
水轮机转轮新技术研究项目工作总结
灯泡贯流式机组新技术研发及应用工作总结新沟水电站水轮机轴承降温新技术研究项目，由科技局立项，新沟水电站负责完成。
项目历时1年。
在民乐县科技局、水务局的大力支持下，经电站全体职工和技术人员共同努力，团结奋斗，圆满完成了任务，取得了显著的经济、社会效益。
现将具体情况总结如下：一、项目背景及任务来源新沟水电站始建于2000年，属渠道引水电站，总装机容量2 x 400KW，设计年发电量280万Kw.h，水轮机型号为 GDTF07-WPZ-80，转轮直径为800mm，设计水头11.4m，额定功率400KW。
单机最大出水量为4．17 m3／s，最大总出水量为8.34m3／s。
该电站经过近10年的运行，存在的问题越来越多。
1、电站在多年的运行中，存在较多的问题，该机组为灯泡贯流式机组，发电机推力轴承冷却方式为自然通风冷却方式，因机组过风间隙小，不能直接对轴承冷却，冷却效果不明显，通过温度传感器测得温度，温度高达100℃-123℃，使机组不能正常运行，只能用降负荷方式运行，负荷降至65%才能勉强维持运行。
2、发电机轴承在高温度的运行中，造成诸多的后果，导致润滑油老化、粘度变小、油脂外溢，使轴承润滑不好造成烧坏轴承等后果。
3、因发电机是灯泡贯流式机组，内部结构复杂，又是水下运行，维护、保养比较困难；拆卸、安装工艺复杂且工期长；由于该型号在国内的生产技术不够成熟，设计上存在较多问题，特别是机组轴承温度过高，降温方式不合理；使机组不能正常运行，严重影响机组的安全运行，因此，电站组织工程技术人员对机组运行状况进行技术总结和技术探讨，反复研究实验，进行改造，最终使机组推力轴承温度过高的问题在技术改造中得到了解决。
以上问题，严重影响了电站效益的发挥和机组安全运行，为了从根本上解决问题，提高电站的经济效益，走技术改造、技术创新之路是首选之路，技术改造势在必行。
因此决定对2台水轮机轴承冷却系统部分进行改造。
2009年初，新沟水电站积极筹划机组改造的前期工作，并会同民乐县水务局经多方考察，进行方案论证对比，最后权衡利弊，制定了灯泡贯流式机组轴承水冷却新技术研究方案。
浅谈水轮机转轮改型技术
浅谈水轮机转轮改型技术作者：盖丙全来源：《城市建设理论研究》2013年第03期摘要：我国80年代以前建设的一大批电站，由于机电设备落后，技术老化，机组设计水平低，制造工艺差，技术参数低。
以及部件老化机组出力受阻和自然条件的变化，已不能充分利用已开发的水力资源，从而造成水力资源的再度浪费。
再加上电网调峰的迫切需要。
如何提高已开发的水力资源的经济效益和社会效益成为许多老水电厂面临的重大课题。
因此，水电站水轮机转轮的改型是一项投入少产出多效益显著的项目，是提高水电站运行可靠性和经济性的最主要方向，已成为许多国家解决能源短缺问题的手段之一。
关键词：水轮机；轮转；改型技术中图分类号：TQ639.3文献标识码：A众所周知，水轮机转轮水电站的核心设备。
水轮机的水力性能、振动与空化主要取决于转轮性能，转轮性能的优劣对合理开发利用水能、保证电网可靠性方面有着巨大影响。
因此，对老的水轮机转轮的更新改造势在必行。
通过对水轮机转轮的改型，可提高机组效率，增加电站容量，改善机组运行的安全稳定性。
建国以来，我国水电建设取得了巨大成就，据统计我国常规水电装机容量已达到7700×104ｋＷ，其中，中小型水电站4．5×104余座，拥有机组7×104余台，总装机容量达2020×104ｋＷ，有近一半为50～60年代制造的设备。
由于当时条件限制，这些电站的水轮机多数是应用前苏联40～50年代的技术，制造技术落后，效率较低，过流能力差，总的能量指标偏低。
加上大部分国产机组生产于特殊年代，不按电厂各种条件而硬性套用定型图纸，或仅按模型试验的特定角度硬性规定设计，致使原来水力效率不高的转轮又偏离了高效率区。
还有性能指标较低，如高效区狭小、振动区范围大、空化性能差等，对机组的安全稳定运行产生了严重的影响，很大程度上降低了电站设备的运行管理水平和效益。
从我国水电事业的发展现状来看，大批水电站存在的主要问题及产生的严重后果主要是长期以来水轮机转轮的设计制造与使用条件相脱节，主要表现在下面几个方面：（１）水轮机转轮效率低。
《水轮机新技术》课件
轴流式水轮机技术
总结词：低维护
详细描述：轴流式水轮机的转动部件少，结构简单，因此维 护起来相对方便。同时，由于其可靠性高，运行过程中故障 率较低，也降低了维护成本。
轴流式水轮机技术
总结词：大流量
详细描述：轴流式水轮机适用于大流量、低水头的水力资 源，尤其在河流、水库等大流量条件下具有较高的发电效 率。其大流量的特点使得轴流式水轮机在水力发电领域中 占据重要地位。
水轮机技术的发展历程
总结词
水轮机技术的发展经历了多个阶段，包括早期的水轮机和现代的水轮机新技术。
详细描述
早期水轮机主要采用木制和铁制材料，效率低下且可靠性差。随着材料和制造技术的发展，现代水轮机采用了高 强度材料和先进的制造工艺，提高了效率和可靠性。同时，随着计算机技术和控制技术的发展，水轮机也实现了 智能化和自动化控制。
2
加强水轮机新技术的研发和推广，推动相关产业 的发展和升级，为能源和环保事业做出更大的贡 献。
3
加强国际合作与交流，共同推进水轮机新技术的 研究和应用，促进全球能源和环保事业的可持续 发展。
THANKS
THANK YOU FOR YOUR WATCHING
详细描述
水轮机通过控制水流进入转轮的流量和角度，将水能转化为旋转机械能，从而 驱动发电机或其他机械装置。水流在导叶中获得一定的速度和压力，然后冲击 转轮叶片，使转轮旋转。
水轮机的种类与用途
总结词
水轮机根据水流方式可分为反击式和冲击式两种，不同类型的水轮机适用于不同 的水头和流量条件。
详细描述
反击式水轮机适用于低水头、大流量的条件，其工作原理是利用水流在转轮中的 旋转运动将水能转化为机械能。冲击式水轮机适用于高水头、小流量的条件，其 工作原理是利用自由落体的水流冲击转轮叶片，将水能转化为机械能。
大中型水斗式水轮机的关键技术
大中型水斗式水轮机的关键技术高曾江】，冯雪萍2,刘世泽彳，宫让勤昭，高海军j王洪斌"，段伟赞"（1.甘肃电力明珠集团有限公司，兰州730070;2.国网甘肃省电力公司刘家峡水电厂,甘肃永靖731000；3.水力发电设备国家重点实验室（哈尔滨大电机研究所），哈尔滨150040;4.哈尔滨电机厂有限责任公司，哈尔滨150040）［摘要］水斗式水轮发电机组是开发高水头水力资源的理想机组，对环境影响较小，机组功率调节范围宽广，与风、光互补性强，机组在部分负荷运行的效率高且稳定性远优于其他任何水电机组。
以往因我国缺乏对大中型水斗式水轮发电机组的需求，我国企业在大中型水斗式水轮机研制方面投入不足，研制技术落后国外先进厂家。
随着我国水电资源开发向西南高水头地区扩展，大中型水斗式水轮机将迎来较大的应用空间。
本文对大中型水斗式水轮机国内外应用现状、研制参数选择、转轮水力设计、配水环管设计、抗磨蚀技术、转轮制造工艺等进行了综述，指出了大中型水斗式水轮机研制需要突破的难题并提出了相关的建议。
［关键词］水斗式水轮机；效率；飞逸转速；泥沙磨损；转轮制造［中图分类号］TK735［文献标志码］A［文章编号］1000-3983(2021)03-0063-06Key Technologies of Large and Medium-sized Pelton-TurbineGAO Zengjiang1,FENG Xueping2,LIU Shize2,GONG Rangqin3,4,GAO Haijun4,WANG Hongbin4,DUAN Weizan4(1.Gansu Electric Power Mingzhu Group Co.,Ltd.,Lanzhou730070,China;2.Liujiaxia Hydropower Station,State Grid Gansu Electric Power Company,Yongjing731000,China;3.State Key Laboratory of Hydropower Equipment(HILEM),Harbin150040,China;4.Harbin Electric Machinery Company Limited,Harbin150040,China)Abstract:Pelton-turbine generator set is the ideal unit for the development of high water head hydraulic resources,the environmental impact is small,the unit power adjustment range is broad,and the strong complementarity with wind and light,the unit in part of the load operation of high efficiency and stability is far better than any other hydropower unit.In the past,due to the lack of demand for large and mediumsized Pelton-turbine generator units in China,the investment of enterprises in the development of large and medium-sized Pelton-turbine is insufficient,and the development technology lags behind foreign advanced manufacturers.With the development of hydroelectric resource in China expanding to high-head areas in Southwest China,large and medium-sized Pelton-turbine will be used in a larger application space.The application status of large and medium-sized Pelton-turbine at home and abroad,and the key technologies of R&D of large and medium-sized Pelton-turbine such as selection of parameters, runner designing,water distribution ring pipe designing,anti-erosion technology,runner manufacturing process are summarized in this paper.The problems that need to be solved in the development of large and medium-sized Pelton-turbine are pointed out and relevant suggestions are put forward.Key words：Pelton-turbine;efficiency;runaway speed;sand erosion;manufacturing of runner0前言水斗式水轮机适用水头范围为40m到2000m,出力范围可从0.05MW到800MW甚至更高（目前我国正在论证单机容量1000MW的水斗式水轮发电机组），特别是在水头大于800m的高水头区，当其他类型水轮机无法适用时，水斗式水轮机的优势更明显：无须建筑大型水坝，下游尾水系统简单，电站的单位千瓦投资比其他类型机组低，对自然环境影响较小。
水力发电中的水轮机技术研究
水力发电中的水轮机技术研究一、水力发电概述水力发电是指利用自然界的水能转化为机械能，再进一步转化为电能的一种发电方式。
水力发电具有环保、可再生、稳定等优点，已成为世界主要的清洁能源之一。
同时，水力发电还能对贫困地区提供电力支持，带动当地经济发展，具有极大的社会和经济价值。
二、水轮机技术的研究意义水轮机是水力发电中最为重要的机器，其运转效率影响着整个水力发电系统的发电能力和经济性。
因此，对水轮机的技术改进与升级研究是提高水力发电效率和经济性的关键。
同时，从水轮机材料的研究到水轮机动态性能的优化设计都是水轮机技术研究所面临的难题。
因此，水轮机技术的研究至关重要。
三、水轮机技术的现状目前，水轮机技术已经有了较大的进步。
传统的水轮机已经由铸铁制造向更高强度的钢和新型复合材料制造转化，从而提高了机器的可靠性和使用寿命。
同时，在水轮机的设计中，采用模拟分析技术及计算机辅助设计技术等，使水轮机设计更加准确，得到了更多的应用。
四、水轮机技术的研究进展1.材料研发目前水轮机的制造材料主要有钢材和复合材料两种，其中陶瓷复合材料及纳米复合材料是近年来研究的重点。
陶瓷复合材料因其优异的耐磨性、耐腐蚀性、高温性能和超导性能等优点，被广泛应用于水轮机等行业。
而纳米复合材料则主要是在水轮机材料的强度和韧性方面突破。
2.结构优化水轮机结构优化是水力能转化过程中最重要的问题之一。
从外观上看，水轮机的形态和结构对其运行效果有着重要的影响。
因此，对于研究水轮机的结构优化方法和技术具有重要的意义。
3.信号分析水轮机内部运行时，会产生一些机械信号和振动信号，这些信号对于水轮机的维护和故障诊断具有非常重要的意义。
因此，对于发电机的信号分析技术也是水轮机技术研究的一部分。
五、水轮机技术的未来发展随着新一代材料的不断研发和应用，水轮机制造材料将更加适应于水力发电机组复杂的静力和动力工况。
同时，随着数值模拟方法和计算机控制技术的不断提高，水轮机的设计和优化将会更加准确和高效。
水轮机技术的现状分析与发展趋势
水轮机技术的现状分析与发展趋势摘要：我国具有丰富的水力资源，为实现对其高效利用，即是通过水轮机进行开发，从而进一步提高资源利用效率。
而当前随着社会经济以及科学技术的发展，我国水电总装机容量已位列世界前茅，水轮机技术由此得到了较大的创新进步。
为在新时期下，有效、持续的推动水电行业健康发展，本文主要针对水轮机技术的现状进行分析，并展望未来发展趋势，以此提高水力资源的利用率，助力社会整体建设速度加快、合理运用水资源，实现可持续目标。
关键词：水轮机技术；现状；发展趋势前言水轮机的重要作用即是将水能顺利转化为机械能，在水资源开发领域内发挥了重要功能。
我国现阶段利用的水轮机大多以反击式为主，在科学技术持续创新进步的形式下，基于计算机与新数据统计方法的普及应用，促使水轮机的最高效率得到提升。
并且将流体动力学与计算机技术相结合，能够显著提升水轮机的可靠性和使用效率，在全面模拟计算和性能预估后，可最大限度的降低能量损失，为水资源开发提供良好的技术支撑。
1水轮机技术现状1.1 反击式水轮机我国目前对于水轮机技术的应用，以反击式水轮机为主。
一般可分为五种类型，分别是混流式、轴流式、贯流式等。
其中混流式水轮机通常是应用在水头30-700m的项目中，相比于其他类型混流式水轮机的运行效率与满负荷工况效率相对较高，而且空化系数较小、结构简单、运行可靠性强[1]。
由此混流式成为我国近几年应用范围最广泛、单机容量最高的水轮机。
比如当前我国已经设计并制造出直径超10m的大型混流式水轮机转轮及其配套设备，单机容量达800MW，并向1000MW容量方向开展研究。
轴流式水轮机是反击式水轮机的另一种类型，构成部分包括轮毂与桨叶，一般叶片数在4-6片，根据水头高低进行调整，最低使用3叶片，最多可使用8叶片。
在实际运用中轴流式水轮机也可分为两种形式，一是转桨式、二是定桨式，其中以前者应用居多，适用于3-80m水头。
现阶段轴流式水轮机技术的发展较为迅速，先有转轮直径达10.4m，单机出力达到150MW，推动轴流式水轮机的最高效率超过93%。
东方电机水泵水轮机水力开发的技术进步
东方电机水泵水轮机水力开发的技术进步傅之跃;刘伟超;郑津生;胡江艺【摘要】从水泵水轮机水力设计技术、水泵水轮机模型装置设计技术和水泵水轮机模型试验技术等几个方面介绍了东方电机在抽水蓄能电站水泵水轮机水力研究开发上的技术进步.【期刊名称】《水电站机电技术》【年(卷),期】2011(034)002【总页数】5页(P5-9)【关键词】东方电机;水泵水轮机;水力开发;技术进步【作者】傅之跃;刘伟超;郑津生;胡江艺【作者单位】东方电机有限公司,四川德阳,618000;东方电机有限公司,四川德阳,618000;东方电机有限公司,四川德阳,618000;东方电机有限公司,四川德阳,618000【正文语种】中文【中图分类】TK734抽水蓄能机组在电力系统中担任调峰、调频、调组、事故备用和吸收多余电能等任务方面功效显著，对电力系统的稳定运行是不可或缺的。
东方电机一直以来都在致力于抽水蓄能电站水泵水轮机的开发研究。
近年来，随着国内电力建设的发展，通过参与一些抽水蓄能电站机组的分包制造，特别是在国家对国内企业技术引进的支持下，抽水蓄能机组的研究发及设计制造能力得到很大提升。
本文主要介绍东方电机在水泵水轮机水力开发方面的技术进步。
东方电机从20世纪80年代初就开始进行水泵水轮机的自主水力开发工作，结合国家“八五”重大攻关项目——“大型抽水蓄能机组关键技术攻关”项目，在认真分析参与分包的3个大型抽水蓄能电站和自行研制响洪甸抽水蓄能机组水力资料的基础上，自主进行了500m水头段和150m水头段混流式水泵水轮机水力开发，积累了一定的经验。
20 世纪80年代末，通过三峡电站水轮机水力技术的引进，东方电机水轮机设计理念和设计手段都得到了很大的提升，先进的CFD技术广泛应用于东方电机水轮机的水力设计中，并取得了突出的成绩。
在此基础上，东方电机开展了350m水头段的水泵水轮机水力开发工作，将CFD技术应用于水泵水轮机水力设计，试验结果表明，其主要性能指标达到了设计要求。
探讨中小型水电站水轮机技术创新
探讨中小型水电站水轮机技术创新1 概述水能是一种清洁、可再生能源，水能资源的开发对于振兴地方经济、提高人们生活质量水平具有非常重要的作用。
中小型水电站是我国水电建设的重要组成部分，但是由于当时设备制造工艺水平以及设计水平的限制，再加上运行人员的技术水平相对较低，中小型水电站经过多年的运行，出现了许多安全隐患，为了保证中小型水电站能够安全、稳定地运行，亟需对水轮机进行技术改造。
2 中小型水电站水轮机运行中存在的问题2.1 水轮机选型问题中小型水电站早期建设中可供选择水轮机的型号相对较少，并且一些中小型水电站的管理人员也不重视水轮机的设计参数是否满足水电站的实际运行水平，这就导致一些水电站的额定转速或者水头选择不当、水轮机转轮直径不合适等，导致水轮机的性能参数和水电站的实际运行参数不相匹配，导致水轮机在实际运行过程中出现噪声较大、振动较大、耗水量多、运行效率低、发电损失大等问题，严重地影响了水轮机的使用寿命。
2.2 发电机和水轮机不配套一些中小型水电站的水轮机输出功率超过了发电机的额定容量，导致形成了“大马拉小车”的现象，这样既增加了发电机的压力，也抑制了水轮机组的出力，影响水轮机和发电机的使用寿命，还有一些中小型水电站水轮机的出力小于发电机的额定容量，导致形成“小马拉大车”的现象，既增加了运行损耗，又浪费了设备容量。
2.3 空蚀破坏严重和多泥沙水轮机磨损严重根据不完全统计显示，我国中小型水电站中，约有30%左右的水轮机存在泥沙磨损以及空蚀问题，导致水轮机出现进水阀严重漏水，甚至还会出现无法正常停机和开机，部分水轮机的叶片出现断裂或者裂纹问题，影响水轮机的正常运转。
2.4 水轮机绝缘老化一些中小型水电站的水轮机组由于长期运行，制造以及安装质量较差，转子、定子等出现绝缘老化严重问题，容易发生接地故障，影响水轮机组的正常运行。
2.5 保护装置落后，自动化水平相对较低早期建设的中小型水电站，由于受到当时技术水平以及资金不足等限制，导致水轮机组在运行的过程中出现保护拒动或者误动问题，一些设备还会出现问题，严重地威胁水电站的安全运行，导致巨大的经济损失。
模型水轮机的数字化制造技术
ｌ ７
为满足 抽水 蓄能模 型水力开 发 的需 要 ， 基 我们 于铸造 随形 毛坯 开发 了抽水 蓄 能模 型 叶片加 工 工 艺 ， 现 了模 型 叶片 的快 速加 工 。 水 蓄能模 型 叶 实 抽 片采取 带分瓣 上冠结 构如 图 ３ 所示 ， 转轮 采用镶 嵌 结构如 图 ４ 示 ， 对 于全分瓣 结构 提高 了上冠 整 所 相 体强 度 ， 有利 于提 高模 型 转 轮制造 质 量 。 叶片 型 在 面加工 中引入 刀轴 光顺技术 ， 高 了五轴 联动 的平 提
顺性 ， 而提 高 了 叶片表 面质 量 。 进
图 ６ 贯 流 式模 型 转轮
３ 模 型 装置 制 造 技 术
模型蜗 壳及尾水 管原一 直采用铆焊 结构 ，９ ８ １９ 年进 行 了玻璃 钢 蜗壳 的 工艺探 索 。２ ０ ０ ０年 ， 为满 足三 峡水力 开发 的需 要 ， 始采用铝合 金铸 件数控 开
高（ 图 ８ 。 如 ）
４ 整 体 叶轮 制 造 技 术
图 ５ 混流式模型转轮
闭式 叶 轮整 体数 控 加工 技术 是数 控加 工 技术
图 ４ 抽 水 蓄 能模 型 转轮 的 镶 嵌 结 构
图 ７ 铝方坯蜗 壳
为有 效提 高模 型 转轮装 配质量 ，制定 了高于 １Ｃ规程 的模 型转 轮制造 内控 标准 ， Ｅ 开展 了转 轮精 细化装 配 技术 创新 活 动 。在 叶片抛 光 、 叶片装 配 、 下环装 配 、 理 等工 序形成 了精细 化操 作 程序 ， 清 转 轮整体 质 量取 得 了长 足 的进 步 （ 图 ５ 图 ６ 。 见 、 ）
片头部与曲面的集成加工 ， 有效提升了叶片整体质
题。 为提高模型叶片加工质量 ， 开发了以工序集 中
水力发电的关键技术研究
水力发电的关键技术研究水力发电是一种利用水流能量转化为机械能和电能的能源。
已成为全球最主要的可再生能源之一。
在水力发电过程中，水力机组是发电的核心，水能利用效率与水力机组的先进程度密切相关。
本文将从三个方面探讨水力发电的关键技术研究：水轮机、水泵储能和水电站的安全与监测。
一、水轮机的研究水轮机是水力机组的核心部件，其性能直接影响水能的利用效率。
目前，水轮机的设计和制造都已经达到了一个高水平。
随着利用高水头、提高发电效率的要求越来越高，需要进一步改进水轮机设计，提高性能和可靠性。
1. 三维流场数值模拟三维流场数值模拟是近年来水轮机研究的热点之一，其旨在通过计算机模拟水轮机工作过程中的流场变化，找出水轮机性能不足之处，并通过数值优化来提高性能。
2. 刀片材料及涂层技术水轮机的刀片作为水轮机的耗损件，其性能直接影响水轮机的寿命和效率。
目前，随着先进材料技术的发展和应用，水轮机刀片向高耐磨、高抗腐蚀、高韧性、高强度等多方面发展。
3. 国内外先进技术引进借鉴国外先进水轮机技术和经验，为我国发展水利事业提供了有力支撑。
进口先进设备可以大幅度提高水利工程的水能利用效率，提高我国水力发电的质量和效益。
二、水泵储能技术的研究随着新能源的快速发展，发电工作量将越来越不稳定。
储能技术的发展已经成为一个受到广泛关注的问题。
水泵储能技术是一种高效、可靠的储能方式，成为了一个重要的研究方向。
1. 储水系统储水系统是水泵储能技术的关键。
其原理是将多余的电能转化成水压能量通过输水管道输送到储水槽或水库中，并在需要时再利用水压能转化成电能供给电网使用。
2. 变速调节系统变速调节系统可以及时地根据电网负荷的大小和变化趋势调整水泵转速，确保储能效率和安全输出规定电量。
3. 损耗优化研究损耗优化是水泵储能技术研究的一个重要方向。
通过研究损耗优化的方法来提高储能效率和经济性，减少成本和能耗。
三、水电站的安全与监测水电站是巨大的水利工程，其安全监测与调度管理至关重要。
水轮机叶片数控加工工艺的关键技术分析
水轮机叶片数控加工工艺的关键技术分析发布时间：2023-01-13T07:36:34.960Z 来源：《中国科技信息》2022年16期第8月作者：郭晓明[导读] 数控加工工艺是当今世界上最有效的水轮机叶片制造技术，也是世界上最先进的水轮机制造技术之一，郭晓明哈尔滨电机厂有限责任公司摘要：数控加工工艺是当今世界上最有效的水轮机叶片制造技术，也是世界上最先进的水轮机制造技术之一，相关技术人员应该对该项工艺给予重点关注。
本文分析了水轮机叶片数控加工工艺的关键技术，期望为相关人员提供参考。
关键词：水轮机叶片；数控加工；关键技术前言：水轮机的转轮叶片是水轮机的核心部件，其制造精度直接关系到其效率的提升和关键水力特性的发挥，而高精度的叶片成型加工技术可以提高一个百分点的利用率，具有长期而又可观的效益，因此，探究水轮机叶片数控加工技术对水力资源的有效利用具有重要意义。
1.水轮机叶片数控加工工艺及质量控制1.1数控加工设备的使用数控机床具有高效率、高难度、高精度的特点，数控加工模拟则是利用软件对加工环境、刀具路径、刀具切割等工艺参数进行检验与优化，因此数控在机械制造领域得到了广泛的应用，特别是在水利领域，许多曲面和曲线都是常规机床无法处理的，因此需要采用多轴联动的 CNC加工中心来完成处理任务。
大型复杂表面零件的 CNC编程是实现其数字化生产的关键技术，而 CNC程序设计是对其进行数字模拟和优化的一种方法，它的核心技术有：复杂零件的三维建模与定位、五轴连杆轨迹规划与计算、雕刻曲面的刀轴控制、切割模拟与干涉检查等。
其中，五轴数控机床具有最高的加工精度和效率，采用万能铣刀，仅需要完成最后的表面打磨，就可以完成大规模的随型切削。
1.2水轮机叶片的检查及加工在水轮机叶片数控加工中，精确地测量叶片型面是十分必要的，在进行切削加工之前，为了得到最合理的切削位置，需要对刀片的加工余量进行分析。
因此，在进行切削前，对刀形表面进行检测，有两个主要目的：一是将叶片毛坯的实测资料输入电脑，与理论模型进行比较，使其达到最合理的加工余量分配。
水力发电站中水轮机的设计原理与优化
水力发电站中水轮机的设计原理与优化随着社会和科技的不断发展，能源问题逐渐成为全球研究的热点之一。
水力发电是一种清洁、可再生、便宜、稳定的能源，被越来越多的国家和地区选择作为主要的能源供应方案。
在水力发电站中，水轮机作为核心设备之一起到了至关重要的作用。
在设计水轮机过程中，需要充分考虑水的特性和水轮机的特点，以保证水能充分转化为机械能并且尽可能地提高水轮机的效率，以最大化发电量。
一、水力发电站中水轮机的设计原理水轮机是将水动能转换为机械能的机器，广泛应用于水电站、水利工程、工业、采矿等领域。
其设计原理是将水的动能转化为机械能，通过水轮机的转动带动发电机转动并产生电能。
水轮机的设计主要包括叶轮、导叶、进口管、出口管、轴承等部分组成，其基本工作原理是通过水的流动将转子转动，达到发电的目的。
在水力发电站中，水轮机的设计需要考虑多方面因素，如流量、水头、水的流速、水的特性等。
需要充分利用水的动能，降低水的损失，减少能量的流失，达到最大化发电效率的目的。
同时，还需要根据水轮机的特性进行优化设计，使其性能更加卓越。
接下来，我们将从叶轮类型、水轮机结构和叶轮径向力三个方面进行探讨。
1.叶轮类型叶轮是水轮机的核心部件，直接影响到水轮机的性能和效率。
根据叶轮的不同形式和结构，可分为斜流式叶轮和直流式叶轮两种类型。
斜流式叶轮主要适用于低水头情况，具有流量大、导流水能力好等优点。
而直流式叶轮则适用于高水头情况，具有转速高、效率大等特点。
在选择叶轮类型时，需要根据具体的场地条件和水的特性来进行选择。
2.水轮机结构水轮机结构也是影响水轮机效率的重要因素之一。
水轮机结构的设计需要充分考虑叶轮和导叶的匹配性，确保导叶与叶轮的配合程度良好，以保证水能充分利用。
同时，进口管和出口管的设计也需要相应地进行匹配和设计，以减少能量的流失和损失。
3.叶轮径向力叶轮径向力是指叶轮所受到的径向弹性力和惯性力的合力，是影响水轮机性能的主要因素之一。
水轮机技术现状与发展方向心得体会
水轮机技术现状与发展方向心得体会金涛能源学院1120200113为期五周的小学期，让我对水轮机这一课题有了深刻的认识。
在老师的课堂上，我了解到，水轮机是一种将水能转换为机械能的动力机械。
在大多数情况下，将这种机械能通过发电机转换为电能，因此水轮机是为水能利用和发电服务的。
水是人类在生活和生产中能依赖的最重要的自然资源之一，我们的祖先很早以前就和洪水开展了斗争并学会了利用水能。
公园前二千多年的大禹治水，至今还为人们所称颂。
公元37年中国人发明了用水轮带动的鼓风设备-水排，公元260-270年中国人创造了水碾，公元220-300年间发明了用水轮带动的水磨，这些水力机械结构简单，制造容易。
缺点是笨重、出力小、效率低。
真正大规模地对水力资源合理开发和利用，是在近代工业发展和有关发电、航运等技术发展以后。
水利资源的综合开发和利用，是指通过修建水利枢纽工程来进行对河流水力资源在防洪、灌溉、航运、发电以及水产等发明的综合利用。
我国的水电发展设备事业也是在新中国成立以后才有了蓬勃发展，1975年我国还只能自行设计制造7.5万千瓦的新安江水电站，我国已能自行设计制造单机容量70万千瓦的混流式水轮机发电机组及单机容量17万千瓦的轴流转桨式水轮发电机组。
我国的水力设备的设计、制造水平已达到世界先进水平。
我国设计、制造的水力发电设备远销到美国、加拿大、菲律宾、土耳其、南斯拉夫、越南等国，受到了这些国家的欢迎。
水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。
早在公元前100年前后，中国就出现了水轮机的雏形—水轮，用于提灌和驱动粮食加工器械。
现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。
在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。
作完功的水则通过尾水管道排向下游。
水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。
通俗点说，水轮机的工作原理很简单。
就像我们小时候玩的风车一样。
水力发电技术创新挖掘水能的潜力
水力发电技术创新挖掘水能的潜力水力发电是目前被广泛应用的清洁、可再生能源之一。
随着能源需求的增加以及环境保护的要求，如何创新水力发电技术，进一步挖掘水能的潜力成为当今的重要课题。
本文将探讨水力发电技术创新的前沿方向，包括提高发电效率、增加设备的可靠性、降低对生态环境的影响等方面。
一、提高发电效率1.1 水轮机设计改进水轮机是水力发电的核心装置之一，其设计合理与否直接影响到发电效率。
目前，通过采用先进的数值模拟方法，对水轮机内部的水流进行优化设计已经成为研究的热点。
此外，采用新型材料和制造工艺，提高水轮机的耐久性和抗蚀性，也是一种有效的方式。
1.2 提高水库调度能力水库调度对于水力发电效益至关重要。
通过引入先进的水文预报模型和智能优化算法，可以实现对水库蓄水进程进行精确控制，从而最大限度地提高水资源的利用效率和发电量。
二、增加设备的可靠性2.1 水电站自动化控制系统水电站是一个庞大而复杂的系统，传统的人工操作方式容易存在疏忽和错误。
引入自动化控制系统，能够实现对设备的远程监控和控制，有效提高设备运行的可靠性和可控性。
2.2 水电站设备状态监测与预警通过安装各类传感器和监测仪器，实时监测水电站设备的工作状态、温度、振动等参数，建立智能化的预警系统。
一旦发现设备出现异常，能够及时采取措施进行维修，避免设备故障引发的事故，提高水电站的安全性和可靠性。
三、降低对生态环境的影响3.1 生态环境评估与生态补偿在水力发电规划和建设过程中，应加强对水生态环境的评估与保护。
制定科学的环境影响评价指标，对水电站建设前后的生态环境进行监测和评估，并针对破坏的生态环境进行恢复和补偿，以减少对生态系统的影响。
3.2 鱼类通过流量调度水电站建设常常阻断鱼类的迁徙和繁殖，对生态系统造成一定破坏。
为了保护水生态环境，可以通过合理调度水流，在不同季节和不同水位下，尽量减少对鱼类迁徙和繁殖的影响。
此外，也可以设置鱼道和鱼梯，帮助鱼类顺利通过水电站。
浅谈水轮机的技术开发59
浅谈水轮机的技术开发摘要：当今社会经济的不断发展，各项技术也都在飞速的进步。
本文针对水轮机技术开发过程中水轮机模型转轮加工制造及装配过程中的一些技术难点进行了讨论,对提高模型转轮装配质量有一定的指导意义。
关键词：模型转轮；上冠下环；装配1 概述随着高新科学技术的发展水轮机的开发也占有了很重要的地位,而水轮机技术开发的一个重要环节就是模型水轮机的加工、装配，随着水电市场的激烈竞争，水力开发技术要求越来越高。
我公司近年来加大了模型水轮机开发力度，提升了研制水平。
就模型转轮加工而言，实现了由低水平到高水平的转变。
模型转轮的数控加工是质量提高的必要基础，而模型转轮装配整体质量的提高，是离不开各个工艺环节的优化衔接。
可以说模型转轮装配质量的好坏直接影响到模型水轮机整体质量好坏。
模型转轮装配主要有数控单个叶片的修形抛光、划线、叶片组装、头部修圆、下环装配和精车后的清理等工序。
下面就模型转轮装配中的各个工艺环节问题进行探讨和分析总结。
2 叶片修形、抛光、划线2.1叶片在数控加工中叶片表面呈波纹状，叶片上冠流道的R一般比较偏大，并且叶片出水边、进水边与上冠交汇处加工未完全成型，所以叶片在数控加工后须修磨成形。
首先将叶片上冠流道R用风沙轮机修磨R，使之达到的R越小越好，修配出水边与上冠交汇处时，应使叶片出水边与上冠处形成较小R，并且和叶片上冠流道的R过渡，如果叶片与上冠交汇处修成角度,交汇处将形成一定的平面,那么在水力试验中该处将产生脱流,在空化初生观察时易产生气泡。
叶片与进水边与上冠交汇处保留修型,待叶片装人上冠后再修该处在后面头部修配将详细阐述。
当叶片有铸造缺陷时，特别是出水边有缺陷时须用锡焊补上。
否则该处的缺陷将在空化初生观察产生气泡之后叶片进行抛光。
2.2抛光是一项非常重要工序，抛光时不能将叶片出水边抛成厚度不一致，叶片表面抛光不能在局部停留抛光，否则叶片将出现波浪度，同时叶片表面温度升高，容易造成叶片变形。
驱动发电的水轮机的生产技术
本技术公开了一种驱动发电的水轮机，包括进水调节手轮，所述进水调节手轮的右侧设置有进水管，所述进水管的右侧设置有水管连接扣，所述进水管的左下方设置有进水口，所述水管连接扣的右上方设置有转轮，所述转轮的右侧设置有中心转轴；在轮外壳的内侧设置有检压面，当液压达到一定限值，测压面就会提前显示，不需要人工在定期检查排压，在中心转轴后方设置有电机，水轮机运行时，由于转速缓慢，可以通过电机带动转轮转动，给予部分动力后，不仅加快转速，还减小了水循环造成的阻力，在水轮机的两侧设置有抵柱和固陡坡，巩固了水轮机运行的稳定性，防止水流过大将水轮机冲损，达到了稳定运行，加快速率的效果。
权利要求书1.一种驱动发电的水轮机，包括进水调节手轮(1)，其特征在于：所述进水调节手轮(1)的右侧设置有进水管(9)，所述进水管(9)的右侧设置有水管连接扣(8)，所述进水管(9)的左下方设置有进水口(10)，所述水管连接扣(8)的右上方设置有转轮(2)，所述转轮(2)的右侧设置有中心转轴(4)，所述中心转轴(4)的上方设置有轮外壳(3)，所述水管连接扣(8)的下方设置有固陡坡(7)，所述固陡坡(7)的后面设置有尾水池(6)，所述固陡坡(7)的右侧设置有抵柱(5)，所述轮外壳(3)的内部顶端设置有检压面(13)，所述检压面(13)的左侧设置有密封阀(12)，所述密封阀(12)的左侧设置有驱动杆(11)，所述检压面(13)的右下方设置有阀盖(14)，所述中心转轴(4)的内部后面设置有电机(17)，所述电机(17)的上方设置有轮保护面(16)，所述轮保护面(16)的左侧设置有缓压器(15)，所述电机(17)的左端设置有螺旋转轴(18)，所述螺旋转轴(18)的下方设置有导向管(19)，所述导向管(19)的左侧设置有液压底层(20)，所述电机(17)与外部电源电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种驱动发电的水轮机，其特征在于：所述转轮(2)共设置有十六个，且十六个转轮(2)均安装在中心转轴(4)上。
论龙滩水轮发电机组技术难题及可实现的技术进步
第 20 卷第 4 期红水河 V O I . 20，N O . 4论龙滩水轮发电机组技术难题及可实现的技术进步孙鸿秉（龙滩水电开发有限公司，广西 南宁 530023）摘 要：论述了龙滩水轮发电机组五大技术难题；水轮机运行水头变幅大；水轮机制造难度大；发电机制造难度大；推力轴承制造难度大；水轮机转轮的制造及运输问题。
在收集国内外有关技术资料及最新成果的基础上，对龙滩 水轮发电机组可实现的技术进步，提出了分析论证和建议。
关键词：水轮发电机组；制造难度系数；水头比；转轮；推力轴承；通风冷却；龙滩水电站 中图分类号：T M312文献标识码：B文章编号：1001 - 408X （2001）04 - 0023 - 06龙滩水电站是我国西部大开发、西电东送的关 键性项目，亦是红水河梯级开发中的龙头电站。
库 容大，调节性能好，装机容量 540 万 k W ，占梯级总 容量的 43 . 5 % ，年发电量 187 . 1 亿 k W ·h ，占梯级总 发电量的 35 % ，电站具有巨大的经济效益和社会效 益，但同时亦应当清醒地认识到：建设龙滩的艰巨性 和复杂性。
本文从水轮发电机组这一角度，分析其 技术难题；对水轮发电机组可能实现的技术进步，提 出意见和建议，望能起到抛砖引玉的作用。
运行。
运行初期水头较低，情况正常，随着水库水位上升，水头增至 120 m 时，振动及噪音明显增加，尾 水管锥管及转轮叶片出水边均出现裂纹。
第 1 台机 运行 4 194 h 后被迫停机，第 2 台机运行 2 760 h 后 亦被迫停机。
主要原因是水轮机难以适应那么宽的 运行范围，产生了照顾低水头就无法适应高水头的 情况，无法避免叶道涡、尾水管涡带、空蚀和振动等 不利工况的发生。
龙滩在机组的水力设计中应充分 吸取塔贝拉的经验教训。
水轮机制造难度大如果水轮机制造难度以系 数 F! " # 龙滩水电站水轮发电机组主要技术难题! 1 表示时，则有： D 2/ 1000F H I X 1 max 1 式中：H max ——— 最大水头，m ； 水轮机运行水头变幅大龙滩水电站分两期建设。
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浅谈水轮机的技术开发
摘要：当今社会经济的不断发展，各项技术也都在飞速的进步。
本文针对水轮机技术开发过程中水轮机模型转轮加工制造及装配过程中的一些技术难点进行了讨论,对提高模型转轮装配
质量有一定的指导意义。
关键词：模型转轮；上冠下环；装配
1 概述
随着高新科学技术的发展水轮机的开发也占有了很重要的地位,而水轮机技术开发的一个重要环节就是模型水轮机的加工、装配，随着水电市场的激烈竞争，水力开发技术要求越来越高。
我公司近年来加大了模型水轮机开发力度，提升了研制水平。
就模型转轮加工而言，实现了
由低水平到高水平的转变。
模型转轮的数控加工是质量提高的必要基础，而模型转轮装配整
体质量的提高，是离不开各个工艺环节的优化衔接。
可以说模型转轮装配质量的好坏直接影
响到模型水轮机整体质量好坏。
模型转轮装配主要有数控单个叶片的修形抛光、划线、叶片
组装、头部修圆、下环装配和精车后的清理等工序。
下面就模型转轮装配中的各个工艺环节
问题进行探讨和分析总结。
2 叶片修形、抛光、划线
2.1叶片在数控加工中叶片表面呈波纹状，叶片上冠流道的R一般比较偏大，并且叶片出水边、进水边与上冠交汇处加工未完全成型，所以叶片在数控加工后须修磨成形。
首先将叶片
上冠流道R用风沙轮机修磨R，使之达到的R越小越好，修配出水边与上冠交汇处时，应使
叶片出水边与上冠处形成较小R，并且和叶片上冠流道的R过渡，如果叶片与上冠交汇处修
成角度,交汇处将形成一定的平面,那么在水力试验中该处将产生脱流,在空化初生观察时易产
生气泡。
叶片与进水边与上冠交汇处保留修型,待叶片装人上冠后再修该处在后面头部修配将
详细阐述。
当叶片有铸造缺陷时，特别是出水边有缺陷时须用锡焊补上。
否则该处的缺陷将
在空化初生观察产生气泡之后叶片进行抛光。
2.2抛光是一项非常重要工序，抛光时不能将叶片出水边抛成厚度不一致，叶片表面抛光不
能在局部停留抛光，否则叶片将出现波浪度，同时叶片表面温度升高，容易造成叶片变形。
抛叶片上冠时上冠边缘处应保留不能抛光，主要表现在上冠底盘与叶片上冠直径（Φ）配合
边缘合缝面，相邻叶片上冠之间的S型配合边缘合缝面。
如果各边缘都进行抛光，各边缘就
会形成倒角，那么相邻叶片上冠之间的配合合缝面、上冠底盘与叶、上冠底盘与叶片上冠直
径配合处配合合缝面将产生阶梯或缺肉现象，出现上述情况转轮装配后，由于叶片之间流道
空间小，补焊非常困难，不易操作，如果采用过渡方法修磨也就改变了设计对上冠R的要求，同时也不能保证上冠型线一致性。
2.3叶片划线，划叶片出水边值h,进水边样板基准线,划线时力度要轻,以能看见为好,以便于
今后抛光处理。
3 水轮机模型转轮装配
转轮装配前首先测量上冠底盘h值，h值在装配图中是有严格要求的标准，如不符合图纸应
向工艺反馈，不能进行装配，否则转轮精车时尺寸的偏差，可影响转轮总高偏差，同时转轮
导叶高度与导水机构活动导叶高度对应位置产生偏差。
所以上冠底盘在符合图纸的条件下才
能进行装配，装配时叶片与叶片之间不能有相互挤压或干涉，每个叶片应在自由状态下装入
上冠底盘，包括叶片定位销孔与上冠底盘销孔不能错位，如果叶片之间产生挤压或干涉情况，相邻叶片之间装配配合面应进行研配，特别是S型的合缝配合的叶片要做到严实合缝同时又
能在自由状态下装人上冠底盘，这样就避免了相邻叶片之间配合合缝面产生阶梯或缺肉现象。
转轮装配完成后应对上冠底盘的尺寸，进行复查，目的是确定转轮在装配过程中上冠是否变
形，如果变形，应拆下叶片，查找原因进行处理后再次装配，保证上冠尺寸准确性，开口值
的准确性。
4 头部修配
在数控加工头部型线时，装配精度就显得尤为重要，只有叶片在自由状态下装人上冠底盘，
才能保证数控加工头部型线时与叶片工作面型线、背面型线吻合，否则，叶片头部型线与叶
片工作面型线、背面型线不能过渡，出现缺肉现象，更重要的是每个叶片的装配位置不一致，叶片与叶片之间相互受力，精车后的转轮就会不断变形。
在修配头部的同时，头部与叶片上冠交汇处根部R修配也非常重要，单个叶片修磨时，头部
与叶片上冠交汇处在修磨R应保留不能修磨，因为单个叶片在修磨R时，不能同上冠底盘的
上冠型线配合修磨成型，如果单个叶片将R形状修磨成型，很容易造成R与上冠底盘的上冠
型线不过渡，产生波浪度或有缺肉现象，那么现在修磨就可配合上冠底盘型线修磨，这样转
轮上冠流道就形成非常好的过渡，单个叶片抛光所保留的上冠底盘与叶片上冠直径（Φ）边
缘配合合缝面，也应配合上冠底盘的型线过渡修配，相邻叶片上冠之间的S型边缘配合合缝
面所保留的抛光，同样在相邻叶片之间过渡修配就可避免产生阶梯或缺肉现象，并且能够形
成一个整体上冠型线，非常美观，肉眼不易辨别上冠底盘与叶片的装配关系，相邻叶片上冠
之间的S型合缝处也不易辨别。
5 下环装配
由于叶片与下环配合型线在加工时下环型线和叶片型线不能完全重合等因素。
产生大小不同
的间隙，那么装下环时在保证下环与上冠的同轴度和平行度的同时，应当将下环和叶片之间
的间隙用相应尺寸的铜皮在自由状态下均匀嵌入，保证下环装配位置的稳定性，下环直径周
围受力也可得到均匀分布，可避免下环在锡焊固定时的尺寸变化，造成上冠与下环同轴度、
平行度的尺寸偏差还可预防锡焊拉力变形。
用锡焊将叶片与下环固定后，操作者应严格复查
下环与上冠的同轴度和平行度，同时要给出合理的转轮导叶高度加工量。
下环装销钉时应对称装人销孔，使下环受力均匀，可避免装配的应力变形，锡焊销孔时也应
对称焊接，局部焊接时间不易过长，可避免焊接温度不均匀产生热变形。
转轮精车后毛刺清理要彻底。
转轮表面用研磨膏做最后抛光处理，使转轮表面各部位的光洁
度保持一致，叶片出水边划线处应用细齿什锦锉和抛光砂纸进行处理，否则转轮运行时产生
气泡。
6 效果分析
通过对模刑转轮装配技术的改进和对细节的重视，促进了装配质量的明显提高，有力地保证
了水力试验研究的准确性和可靠性为我公司科研开发能力上台阶打下了坚实的基础。
7 结论
通过以上分析总结及其实践，近几年的模型转轮装配质量取得了较大的提高，我们在锦屏一级、糯扎渡、溪洛渡、向家坝等模型转轮采用上述技术取得了非常满意的效果，测量结果表
明各项尺寸均达到图纸要求，减小了转轮精车后的变形，提高了转轮装配精度，模型转轮质
量又上了一个新台阶。
过去模型转轮装配不重视细节，转轮装配后，经常出现缺肉补焊过渡差，各部位的R大小和上冠型线不一致，头部形状也不一致的现象，影响了模型转轮整体质
量和外观质量，通过以上在装配过程中新技术的运用，提高了装配的质量。