CJYH09冲击式水轮机说明书资料

CJYH09-L-170/6×15型冲击式水轮机系立轴单转轮六喷嘴冲击式水轮机，与发电机组成两支点水轮发电机组。

该水轮机由喷嘴装配、转动部份、预埋部份、管路部份、机盖装配、油轴承、工具等部份组成。

水轮机转轮与发电机主轴采用法兰连接，摩擦力传递扭矩。水轮机转轮系整体铸造而成，最大外径为φ2190.1mm，拆卸转轮采用下拆方式。

该型立轴六喷嘴水轮机的喷嘴采用的是全新单元组合式结构，喷嘴、偏流器组成一体，以进水管定位装在进水管的喷嘴座上。为便于转轮和喷嘴的装拆与检修，在机座的下方设有平水栅，平水栅同时也起到均衡排水作用，减少对尾水渠的冲刷。在平水栅中间铺有两根轻型钢轨，运输小车将转轮或喷嘴，沿此轨道经运输通道运出或运入机坑。

由直流式内控喷嘴和偏流器组成的双重调整机构，调节性能良好，能满足电能质量和调节保证的要求，确保机组和压力钢管的安全。

每台水轮机的进水管前装有一个直径为φ1600mm的进水阀装置。

喷针及偏流器接力器均采用单腔油压控制，操作油压6.3MPa，压力油取自调速器。

机组和冲击式专用调速器、自动化元件组成一个完整的自动化操作系统，中控室一个脉冲，机组能自动启动带负荷、自动停止、正常运行、事故报警和停机。

机组采用的内拆式水力自关闭喷嘴具有以下特点：

1）喷针利用油压开启，水力自关闭，当电站的操作油失压时，喷针能在水力作用下自动关闭。喷嘴关闭后，如果关闭压力油进油阀，切断油压装置的压力油源，喷针也不会自行开启，非常安全。

2）喷嘴具有负荷自锁功能，当机组并网运行时，例如油压装

置出现事故低压等，能自动锁定喷针，二次回路的低油压事故停机信号应作用于调速器数字配压阀，封闭喷针控制腔油路，使机组继续带原有负荷在电网中运行，直到油压装置故障消除。因此，可减少事故停机次数。

3）可单独开启喷针，排除卡塞喷针的异物。

4）设有新型油水隔离装置，保证压力水不会渗入喷针控制腔，不会造成油水混合。

5）设有防泥砂装置，能防止泥砂进入喷针轴，保护零件不受泥砂磨损。

6）喷嘴采用新型内拆式结构，拆去喷嘴口，就能将喷嘴内的零件全部拆出（在不拆下喷嘴部件和转轮的情况下）进行检修或更换零件，大大缩短检修时间和减轻检修劳动强度

7）喷嘴内的滑动部位采用新型密封和油润滑，摩阻力小，动作灵活，经久耐磨，密封性能非常好，绝对可靠。

8）喷针的水力自关闭倾向，可保证喷嘴不漏水，从而减少了间隙气蚀和泥砂磨损，延长了喷针和喷嘴口的使用寿命。

9）喷嘴可在压力钢管不充水的情况下，利用油压作喷针开关模拟试验，测定喷针的动作和行程。

10）在调速器上可设喷嘴紧急停机电磁阀单独关闭喷嘴。电磁阀可手动、自动和遥控。调速器失灵后，喷针可自动关闭而不必动水关闭阀门。从而多一道保护功能。

11）喷针控制腔装有压力表，供监测喷针工作情况。

12）喷针的设计，增加了导向长度，减小了摩擦圆直径，再加上油的润滑和操作力的合理设计，保证喷针操作灵活，不会发生卡涩现象。

13）喷嘴控制部份的特殊设计，保证了机组周波稳定，并网容易，调节灵敏。

14) 新型单元组合式喷嘴安装、维护非常方便。

2 水轮机型号及主要参数

2.1 水轮机型号：CJYH09-L-170/6×15

CJ——冲击式水轮机

YH09——水斗型号

L——立轴

170——转轮节圆直径（cm）

6——喷嘴数

15——射流直径（cm）

2.2主要参数

飞逸转速：np=600 r/min

喷针关闭时间：Ts1=（10-40）s （由调保计算决定）

偏流器关闭时间：Ts2≤1.5 s （关闭越快越好）

暂态速率上升：β≤40 %

允许在甩负荷时压力水头升高：Hmax≤269.45 m

3 水轮机各主要部件的作用及结构

3.1 喷嘴装配

喷嘴为直流式内控型，采用了单向油压操作即喷针利用油压开启和水力自关闭方式。配用冲击式专用调速器，就能获得高质量电能，运行安全可靠，并网方便。

喷嘴装配由喷嘴管、喷针、喷针轴、碟簧、喷嘴盖、喷嘴、偏流器、接力器、直线位置传感器等组成。

喷针轴的后腔（碟簧腔）为反馈腔通大气，直线位置传感器也装在此腔。传感器主体部分装在传感器座上固定不动，磁环装在喷针轴上随喷针一起运动，传感器有效行程为150mm。传感器为四线制，红色：24V-DC;黑/蓝色：电源地；绿色：信号输出；黄色：信号地。

前腔为喷针控制腔，其压力油来自调速器，由调速器的数字阀切换油路来控制喷针的动作：

（1）压力油进入控制腔，喷针就开启；

（2）喷针需要要关闭时，控制腔排油；

（3）控制腔封闭时，喷针则保持不动；

在压力钢管充水前，应模拟试验喷针开、关动作，调整喷针开

关位置，并排除管道空气。

喷针的开启和关闭时间均由调速器控制，其操作油压均为6.3MPa。喷嘴装配用螺钉固定在进水环管的法兰上，喷嘴管进口直径为φ550 mm，喷针最大行程为120 mm。

压力水流进入喷嘴后，被逐渐加速，至喷嘴出口，将所有压力能转化为动能，形成一股自由射流，冲击转轮作功，将水能转化为机械能，最后经电机转化为电能。

喷嘴、喷针均系不锈钢制造，并经过硬化处理提高其耐磨性能。

喷嘴装配的动作原理如下：

喷嘴装配中的喷针和偏流器是冲击式水轮机中调节流量的两个主要调节元件，冲击式水轮机出力的调整就是靠改变射流直径的大小来实现。

本机的喷针和偏流器的调节采用非协联动作方式。喷针负责正常运行时的流量调节，而偏流器则是在机组甩负荷时或大波动负荷变化时迅速改变射流方向，防止机组飞逸，并在负荷突变时起一定调节作用，使机组在额定转速下运行。

如果喷针关闭很快，将使压力钢管内压力急剧增高，产生水锤，为了保证压力钢管内不致产生破坏钢管的水锤压力，喷针的关闭时间应整定较长约10-40s（由调保计算决定）。由调速器中的可控节流阀来调节和控制喷针的关闭时间。

喷针缓慢关闭将导致机组的暂态速率上升β过大，产生过速，因此依靠偏流器迅速截断射流使其不冲击转轮来防止机组过速。偏流器投入时间应尽可能短，Ts2≤1.5s，实际上偏流器先快速动作，同时喷针慢慢关闭，这样暂态速率上升β和水压上升ξ都能保证在允许的范围以内。偏流器投入和切除时间亦由调速器控制。

喷针的开启和关闭动作如下：

3.1.1 开启：在微机调速器的命令和操作下，压力油经电磁数字配压阀进入喷针控制腔，喷针在油压力、喷针堆面水推力的作用下，克服喷针平衡腔的水作用力等，向开启方向移动，同时通过喷