冲击式水轮机演示
第一节 冲击式水轮机
• 应用注意事项：
• 1、在设计中一般规定，当 n11＜3%n110M 时可 不作修正 n11 ，即忽略 n11 。
• 2、在一般情况下，单位流量修正值 Q11较小，Q11 可不作修正。
思考题
• 1．相似水轮机的单位参数和效率是如何换算 的？（课件为准）
2. 某混流式水轮机，模型参数为：D1M =0.46m,
• 补气：机壳内的压力要求与大气相当。为此，往往在转 轮中心附近的机壳上开设有补气孔,以消除局部真空。
• 进人孔：机壳上一般开有进人门孔。
• 净水栅（平水栅）：机壳下部应装有静水栅，以消除排 水能量。并作为机组停机观察和检修时的工作平台。
•
本节小结
• 1、由模型水轮机求原型水轮机效率分为两个步骤：
的环形过水断面面积，因而可平稳地改变喷管的过流量 及水轮机的流量和功率。 • 结构：由喷嘴、喷针（又称针阀）和喷针移动机构组成。 • 类型：外控式（弯喷管）和内控式（直喷管）。
•外控式弯喷管：结构简单、检修维护方便，但喷针操作杆 长，操作杆在喷管内影响水流流动，增加管内的水力损失
图6-6 外控式喷射机构 1-喷针接力器；2-填料压盖；3-喷嘴座；4-填料盒；5-填料；6-平 衡活塞；7-喷嘴口环；8-折向器；9-销杆；10-喷针；11-喷针座；
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。
• 外调节机构 • 副喷嘴 • 机壳
水轮机类型构造及工作原理培训课件课件(PPT36页)
我厂水轮机型号：HLA743-LJ-395
水轮机类型构造及工作原理培训课件( PPT36 页)管理 培训教 材财务 业务培 训绩效 管理PP T课件 人力资 源管理 培训
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水轮机类型构造及工作原理培训课件( PPT36 页)管理 培训教 材财务 业务培 训绩效 管理PP T课件 人力资 源管理 培训
三、水轮机结构简介
由于水轮机类型较多，这次培训主要讲述我厂的水轮机结构，总体来说水
轮机分为埋入部分、导水机构、转动部分、水导轴承、主轴密封、检修密封、
接力器及机组自动化等几个主要部件。
1、埋入部分
埋入部分由肘管、锥管、座环、蜗壳、机坑里衬等组成。
座环
机坑里衬
蜗壳 预留坑
基础环
尾水管里衬
埋设件安装
我厂的水轮机类型为混流式
混流式水轮机：混流式水轮机结构简单，运行可靠，效率高，应用于水 头范围宽阔，水流沿径向进入转轮而轴向流出转轮。与其他型式的水轮机相 比，当运行条件相同时，混流式的能量特性比水斗式好，面抗气蚀性能比轴 流式强，额定负荷时效率高。同时，它的结构简单，制造、安装方便，运转 可靠，因而得到广泛的应用。
水轮机类型、构造及工作原理
二〇一七年八月
目录
一
水轮机概述
二
水轮机分类及型号
三
水轮机结构
四
水轮机常见问题及分析
五
小结
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一、水轮机概述
1、水力发电基本原理
水轮机获得旋转的机械能后带动发电机旋转，发电机便将旋转的机械能 转换成电能。
2 、水轮机的基本工作参数
当水流通过水轮机时，水流的能量被转换为水轮机转轮的机械能，就 把这一能量转换的过程的参数，来作为水轮机的基本工作参数。
水轮机及讲解
Pelton turbine
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各型水轮机适用不同水头范围对应不同转 轮形状
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1.3 水轮机的基本构造
• 反击式水轮机通常由四大部分组成
– 进水部件：蜗壳 和座环 – 导水部件：导叶及其传动机构 – 工作部件：转轮 – 泄水部件：尾水管
• 这四大部分对于不同类型的水轮机各不完 全相同，有着自身的特点
水力发电系统组成：水电站建筑物、水力 机械、电器设备
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水力发电过程能量转换：水能—机械能— —电能
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本课程的主要内容
• 水电站是水利枢纽的一个重要组成部分，是利 用水力资源发电的场所，是建筑物、水、机、 电的综合体。
– 进水及引水建筑物（进水口、引水隧洞、压力管 道）——
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1.5 水流在反击式水轮机中的运动
水流在转轮中的运动是三维复合运动
叶片表面：三维扭曲面 叶道：三维扭曲空间 转轮：绕主轴旋转 所以水流在反击式水轮机 转轮中的运动是一个复杂 的三维空间的复合运动
相对运动、牵连运动 和绝对运动
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分析水流在水轮机中的运动要作假定
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引水部件—蜗壳和座环
• 蜗壳（和座环）
– 蜗壳的作用主要是使水流以较小的水力损失均匀对 称地流入转轮；座环起加强蜗壳的刚度并传递上部 结构力的作用。
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引水部件—蜗壳和座环
• 蜗壳（和座环）
– 蜗壳的作用主要是使水流以较小的水力损失均匀对 称地流入转轮；座环起加强蜗壳的刚度并传递上部 结构力的作用。
冲击式机组水轮机安装概述与流程图
全站仪，经纬仪，水准仪，钢琴线，焊机、气切工具、钢锯、槽钢、角钢、常用工具
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
轴承支架吊入
根据机壳上和轴承支架上的轴线标示将轴承支架吊装到机壳上，并将机壳与轴承支架把合（一般设置了组合螺栓）
水准仪、角尺、刀口尺
中心线座标误差在0.05mm，高程误差在0.05mm，高程设置比设计直管法兰上口高100-250mm
全站仪，经纬仪，水准仪，钢琴线，焊机、气切工具、钢锯、槽钢、角钢、常用工具
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环管直管段吊入
根据直管段的轴线标示将直管吊装到支墩上，同时做临时支撑
支墩高程低于设计高程10mm左右，下垫锲子板（或千斤顶）楔子板应成对使用，搭接长度在2/3以上。安装后应用0.05mm塞尺检查接触情况，每侧接触长度应大于70％
安装流程图：
WBS
序号
作业名称
作业内容
达到标准、要求
主要工器具、材料
1
设备的清点及简单尺寸校验
根据图纸清点设备的数量，外观质量合格，划分出各节管口的中心线、流道中心高程线
卷尺、内径千分尺、刀口尺
2
放置基准线
根据设计要求，将大地座标引入厂房后，将机组中心座标、高程根据厂房实际情况放置到线架上，配水环管直管段（定位节）与球阀法兰的方位座标、流道中心高程放置到线架
起吊器具、角尺、
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环管直管段的安装、调整
根据已设置的轴线、高程标示，进行直管段的调整。先分别初步调整直管段高程、直管段法兰垂直度、机组Y轴线到直管水流中心线距离;再综合各测量数据精调高程、垂直度、距离
高程偏差小于2mm，法兰垂直度小于2mm，进口中心线与机组坐标线的距离偏差不应大于进口直径的±2‰
冲击式水轮机
第一节 切击式水轮机结构
贵州天生桥水电站
一、冲击式水轮机主要类型及其工作特点 二、冲击式水轮机和反击式水轮的异同点 三、切击式水轮机结构及主要工作部件
Hale Waihona Puke • 一、冲击式水轮机主要类型及其工作特点
• 冲击式水轮机是借助于特殊导水机构（喷管） 引出具有动能的自由射流，冲向转轮水斗，使 转轮旋转做功，从而完成将水能转换成机械能 的一种水力原动机。
第一章 绪论 第二章 水轮机的工作原理 第三章 水轮机的相似理论与模型试验 第四章 水轮机的空化与空蚀 第五章 反击式水轮机的结构 第六章 冲击式与贯流式水轮机 第七章 水轮机的特性曲线与选型设计 第八章 水轮机的运行与检修
第六章 冲击式与贯流式水轮机
第一节 切击式水轮机结构 第二节 贯流式水轮机结构
• 外调节机构 • 副喷嘴 • 机壳 • 排水坑渠
图6-4 卧式双喷嘴水轮机结构示意图 1-进水管；2-喷管；3-转轮；4-外调节机构；5-副喷嘴；6-机壳
• 三、切击式水轮机结构及主要工作部件
• （一）进水管
• 作用：引导水流，并将过机流量均匀分配给各喷管。
• 组成：水斗式水轮机的进水管均由直线段、肘管、分叉 管、环行收缩流道和导流体组成。多喷嘴水斗式水轮机 的进水管是一个具有极度弯曲和分叉的变断面输水管， 并在装有喷射机构的区域内设有导流体。
水轮机过流量较小，因而在一定水头和工作轮直径条件 下，冲击式水轮机的出力比较小。另外，充实水轮机的 转速相对比较低、出力小，导致了较低的比转速，故冲 击式水轮机适用于高水头小流量的场合。
• 三、切击式水轮机结构及主要工作部件
• 切击式水轮机是冲击式水轮机应用水头最高、容量最大 的一种机型。
• 主要结构部件有： • 进水管 • 喷管 • 转轮
500兆瓦级冲击式水轮机转轮中心体锻件 直径
500兆瓦级冲击式水轮机转轮中心体锻件直径《500兆瓦级冲击式水轮机转轮中心体锻件直径》篇一嘿，你听说过500兆瓦级冲击式水轮机转轮中心体锻件直径吗？这听起来就像是一个超级复杂、超级高大上的东西，就像那种来自外太空的高科技概念，让我们这种普通人感觉像是在听天书。
我第一次接触到这个概念的时候，简直是一头雾水。
那时候我在图书馆瞎逛，可能是想装装样子，让自己看起来像是个勤奋好学的好学生。
我就随手拿起了一本关于机械工程的书，然后就看到了这个长长的名词。
我当时就想，这啥玩意儿啊？这直径难道是通往另一个神秘世界的大门的尺寸？不过呢，后来我稍微了解了一下，这500兆瓦级冲击式水轮机转轮中心体锻件直径啊，就像是水轮机这个大机器的心脏的一个重要指标。
你想啊，水轮机就像一个巨大的怪兽，它要把水的能量转化成电能，那这个转轮中心体就像是怪兽的心脏，而直径呢，可能就决定了这个心脏有多强壮。
我有个朋友，他是学机械工程的。
有一次我就跟他聊起这个。
我说：“兄弟，这500兆瓦级冲击式水轮机转轮中心体锻件直径，这是不是就像汽车发动机的气缸大小一样重要啊？”他看了我一眼，就像看一个白痴一样，然后说：“你可拉倒吧，这可比那复杂多了。
这直径要是差一点，整个水轮机的效率、稳定性啥的都会出问题。
”我当时就有点不服气，我就说：“能有那么夸张吗？不就是个直径嘛。
”他就跟我急了，说：“你懂个屁啊，这就像盖房子，地基的尺寸要是不对，房子能盖好吗？”从那以后，我就不敢小看这个直径了。
我就想啊，在那些大工厂里，工人们在制造这个锻件的时候，肯定是小心翼翼的，就像对待稀世珍宝一样。
那测量直径的时候，估计就像医生给病人量血压一样谨慎。
也许他们会拿着超级精密的仪器，一点点地测量，眼睛都不敢眨一下，生怕出了一点点差错。
这时候我又开始好奇了，这个直径到底是怎么确定的呢？是根据水的流量？还是根据整个水轮机的设计规模呢？我觉得可能两者都有吧。
就像做菜，你放多少盐，既要根据菜的分量，也要根据你的口味。
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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四川阿坝州登棚一级10MW冲击式立轴水轮机结构及安装
四川阿坝州登棚一级10MW冲击式立轴水轮机结构及安装四川阿坝州登棚一级水电站10MW冲击式立轴水轮机是相对比较特殊的机组类型，也是海拔最高的冲击式机组。
主要从水轮机喷组、配水环管介绍其结构及安装。
标签：水电站；冲击式；机组；水轮机1 引言登棚一级水电站电站厂房位于阿坝州松潘县毛儿盖镇境内，海拔3000m以上。
首部枢纽共二处，哈雅审沟首部枢纽位于哈雅审沟与左岸小沟交汇处下游130m，罗纳沟首部位于罗纳沟口上游约6.5km处，厂房布置在恰格洛安沟口上游约300.0m处的恰格洛安沟左岸。
工程区有公路通过，距松潘县城约97公里，距黑水县城约65公里，距成都约345km。
电站装机容量20MW，装设2台单机容量为10MW的冲击式水轮发电机组，多年平均发电量7919万kW/h，年利用小时数3960h。
电站两台水轮发电机各与一台12.5MV A/110双圈升压变压器组成单元接线，升压送入110kV系统；110kV为单母线接线；110kV出线一回，至登棚二级水电站。
3.1.2 就位调整根据设计和厂家图纸确定平水栅的基础板方位和高程，安装平水栅的支腿和框架，调整时兼顾高程和中心，调整完毕用水准仪复核，满足要求后与预埋基础加固，点焊调整螺栓。
3.2 下、上部转轮室安装3.2.1 施工准备（1）转轮室部件运到现场后检查清扫各组合面，无尖角、毛刺存在。
（2）根据平水栅中心确定机组中心、方位并做好标记。
3.2.2 施工措施利用厂房桥机将转轮室下部2半吊放到基础板上，将下部2半转轮室利用千斤顶、拉紧器组装在一起，调整转轮室圆度满足设计要求。
利用角钢焊接线架挂钢琴线调整转轮室方位、高程，同时根据稳水栅中心调整转轮室中心。
检查调整上口的波浪度、转轮室相对于机组的圆度合格后对称焊接组合缝，注意控制焊接顺序和焊接速度，焊接后经探伤检查合格后复测各部尺寸，合格后加固。
上部转轮室在下部转轮室和配水环管安装及砼浇注结束后进行，利用厂房桥机先将2半转轮室组装成整体，圆度合格后焊接纵缝，焊接完毕探伤合格后调整圆度，根据下部转轮室调整上部方位、中心及其与下部转轮室的同轴度，合格后对焊缝进行焊接。
高清图文+水轮机的工作参数及主要类型
二、冲击式水轮机(Inpulse water tubine)
定义：利用水流的动能来做功的水轮机为冲 击式水轮机。
特征： 由喷管和转轮组成。水流以自由水流 的形式(P=Pa)冲击转轮，利用水流动能(V方 向、大小改变)产生旋转力矩使转轮转动。在 同一时刻内，水流只冲击着转轮的一部分， 而不是全部
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：
Nw QH 9.81QH
水轮机的输出功率： N Nw 9.81QH
2. 效率： η=N/Nw 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
定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机称为反击 式水轮机。
特征：转轮的叶片为空间扭曲面，流过转轮的水流式 连续的，而且在同一时间内，所有转轮叶片之间的流 道都由水流通过，积水流充满转轮室。
原理：水流通过转轮叶片时，水流流速的大小、方向 均发生变化，因此动量也发生了改变，水流产生反作 用力，作用与每个转轮叶片，使转轮产生旋转力矩， 从而做功。
类型
1.混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。
适用范围：H=30-700 m , 单机容量：几万kW-几 十万kW
适用范围广，结构简单，运行稳定，效率高，适用 高水头小流量电站。
2. 轴流式：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流
方向始终平行于主轴。
轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。
H M=EU-ED=Z U-Z D
2.水轮机的工作水头 毛水头 - 水头损失=净水头
HG=EA- EB=H M - hI-A
3.特征水头(characteristic head)
冲击式水轮机水斗三维造型
冲击式水轮机水斗三维造型摘要：本文以一个冲击式（切击式）水轮机水斗实例造型为基础，阐述了水轮机水斗的造型思路、方法及步骤，明确了造型中的难点及需要注意的事项。
使冲击式水轮机实现流体分析计算、强度分析及数控加工成为可能，为冲击式水轮机的国产化打下基础。
关键词：冲击式水轮机；水斗三维造型；分水刃造型；切水刃造型；应力缺口造型1水轮机水斗造型的基本原则冲击式水轮机是靠高速射流冲向水轮机旋转做功将水流动能转化为机械能的水力机械，与一般混流式水轮机相比，国外水轮机水斗表面粗糙度要求（见图1-a、图1-b）要远高于混流式叶片（见图1-c-IEC 60193：1999 第二版）的要求。
这就意味着在进行水斗三维造型时首先应把保证真机与理论数据误差最小放在首位，其次在数控编程时由于为简化加工工序缩短加工时间又要求造型时在保证精度的前提下尽量用最少的面来完成。
这就要求在保证精度和简化加工之间找到一个平衡，水斗表面合理的造型区域划分及正确设计造型步骤则成为水斗三维造型是否成功的关键。
2水斗造型数据的前期处理及总体造型思路此次造型以哈电生产的某切击式水轮机为例，水轮机水斗形状如“双碗状”对称分布，故只需完成水斗对称部分的“一只碗”即可。
由于原始理论数据为水斗各个位置的二维断面尺寸，需通过二维设计软件（I-deas）进行相应整理，然后将型线数据导入至UGS NX软件中的建模环境中，按照各个断面型线数据的相对位置关系定位至相应的空间位置，造型前期的数据整理工作就此完成。
整理后的水斗数据见图3示。
水斗型线数据及真机水斗外形（见图-2）对照分析我们知道，冲击式水轮机水斗影响水力性能的关键部位在其分水刃、切水刃及水斗的正面。
三维造型时这些位置的精度控制要引起特别注意。
通过对水斗正背面外部形状的观察水斗的中间部位外形比较平坦曲率变化不大而切水刃位置形状变化最为复杂，为减少造型难度及保持曲面之间的光滑过渡，把图中水斗的正背面型线数据分为14个区域分别造型。
第一章-水轮机的类型构造及工作原理PPT课件
优点：水力损失小，过流量大，结构紧凑。 半贯流式： 轴伸式、竖井式、灯泡式。
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四川农业大学水建系
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四川农业大学水建系
冲击式水轮机
定义：利用水流的动能来做功的水轮机。 工作原理：利用特殊的导水装置，将高压水流变为
发电机
天然水能
可利用水能
旋转机械能
电能
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水能
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河段水流的出力
N
E t
rwH12
1 t
rQH12
从这个式子可以看出： 水头和流量是构成水能的两个基本要素，它们是水 电站动力特性的重要特征。
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四川农业大学水建系
水 轮 发 电 机 组
四川农业大学水建系
水轮发电机组
第一章 水轮机的类型、构造及工作原理
第一节 水轮机主要类型 第二节 水轮机工作参数 第三节 水轮机的基本构造 第四节 水轮机型号 第五节 水流在反击式水轮机转轮中的运动 第六节 水轮机的基本方程式 第七节 水轮机效率及最优工况
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四川农业大学水建系
本节课教学内容及教学要求
1 水轮发电机组的基本概念
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水头 40—80m
60—130m
120—200m
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贯流式水轮机
➢ 水流特点：转轮区水流轴向流入，轴向流出； ➢ 结构特点：水轮机主轴装置成水平或倾斜（卧式布置）；
不设蜗壳，水流直贯转轮；
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贯流式
水轮机结构介绍
反击型水轮机
按水轮机利用水流能量的不同，分为两大类型： 1. 反击型水轮机：主要是利用水流的位能和动能。 显著特点：水轮机的转轮浸没在水流中。
混流式水轮机HL
轴流定浆式水轮机ZD
轴流式水轮机ZL 轴流转浆式水轮机ZZ
类 型
贯流式水轮机GL 斜流式水轮机XL
贯流定浆式水轮机GD 贯流转浆式水轮机GZ 斜流定浆式水轮机XD 斜流转浆式水轮XZ
混流式水轮机转轮
轴流式水轮机转轮
斜流式水轮机转轮
贯流式水轮机转轮
冲击型水轮机
2﹒冲击型水轮机：主要是利用高速水流（动 能）冲击转轮叶片而推动水轮机转轮旋转 做功的。 显著特点：转轮暴露在大气中。
水斗式（冲击式） 水轮机（CJ）
类 斜击式水轮机（XJ） 型
双击式水轮机（SJ）
水斗式（冲击式）水轮机转轮
• 冲击型水轮机导水部件主要是调节水轮机的出力和实现关机。 一般采用喷嘴，喷嘴由喷针、喷嘴头等构成，是调节喷针在喷 嘴头的位置从而控制进入的流量。
导水部件－座环
导水部件－底环
导水机构－顶盖
导水部件－活动导叶
导水部件－导叶拐臂
导水部件－控制环
工作部件－转轮
• 核心部件，决定水轮机的类型、特点、性 能。 • 转轮结构
水流 固 定 部 分 转 动 部 分
止漏环
• 实际应用时，把几种结构组合在一起用； 对于高水头电站，把梳齿式上面加工和旋 转方向相反的螺纹，以增加止漏的效果。
• 三峡电站在上冠和下环分别装有上部止漏 环和下部止漏环，每个止漏环又分别由转 动和固定两个环组成，其固定部分分别安 装在顶盖和底环上。 转动部分止漏环分别 安装在转轮的上冠和下环处。
引水部件（引水室）
CJYH09冲击式水轮机说明书资料
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。
第二节 冲击式水轮机和反击式水轮机工作原理的异同点
其次节冲击式水轮机和还击式水轮机工作原理的异同点冲击式水轮机的工作原理与还击式水轮机相同点是，均是采用水流与转轮叶片的作用力和反作用力原理将水流能量传给转轮，使转轮旋转释放出机械能。
冲击式水轮机与还击式水轮机工作原理显著的不同点是：1.在冲击式水轮机中，喷管（相当于还击式水轮机的导水机构）的作用是：引导水流，调整流量，并将液体机械能转变为射流淌能。
而还击式水轮机的导水机构，除引导水流，调整流量外，在转轮前形成肯定的旋转水流，以满意不同比转速水轮机对转轮前环量的要求。
2.在冲击式水轮机中，水流自喷嘴出口直至离开转轮的整个过程，始终在空气中进行。
那么位于各局部的水流压力保持不变（均等于大气压力）。
它不像还击式水轮机那样，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, 而还击式水轮机，称之为有压水轮机。
3.在还击式水轮机中，由于各处水流压力不等，并且不等于大气压力。
故在导水机构、转轮及转轮后的区域内，均需有密闭的流道。
而在冲击式水轮机中，就不需要设置密闭的流道。
4.还击式水轮机必需设置尾水管，以恢复压力，减小转轮出口动能损失和进一步采用转轮至下游水面之间的水流能量。
而冲击式水轮机，水流离开转轮时已流速很小，又通常处在大气压力下，因此它不需要尾水管。
从另一方面讲，由于没有尾水管，使冲击式水轮机比还击式水轮机少采用了转轮至下游水面之间的这局部水流能量。
5.还击式水轮机的工作转轮漂浮在水中工作，而冲击式水轮机的工作轮是暴露在大气中工作，仅局部水斗与射流接触，进行能量交换。
并且，为保证水轮机稳定运行和具有较高效率, 工作轮水斗必需距下游水面有足够的距离（即足够的排水高度和通气高度）。
6.在冲击式水轮机中，因工作轮内的水压力不变，故有可能将工作轮番道适当加宽，使水流紧贴转轮叶片正面，并由空气层把水流与叶片的反面隔开。
这样，可使水流不沿工作轮的整个圆周进入其内，而仅在一个或几个局部的地方，通过一个或几个喷嘴进入工作轮。
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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。
轴承 冷却
残余应力
根部圆角
与粗糙
承载力
度 探伤保证
基里隆导轴承
五、冲击式水轮机的业绩
哈尔滨电机厂有限责任公司自1953年首次为东川电站 制了3台容量为8000kw的卧轴冲击式水轮机后，经过50多年 的发展，已为几十个电站制造了卧式及立式冲击式水轮机， 但同国外冲击式水轮机制造工业比相对落后。2000年以后我 公司在冲击式水轮设计与制造方面有了很大的提高，先后生 产并投运了老挝南梦3与羊湖两个高水头电站，尤其2003年 与VATEX公司合作设计并生产的四川田湾河大发电站，其额 定功率为123MW、转轮直径达2.95m。在充分吸收关键技术 的基础上，结合我公司的设计、制造经验并运用近年来在水 力刚强度和结构方面所取得的发展，包括继续开展国际合作， 将使我公司的冲击式水轮机产品达到当前世界先进水平，并 出口到国外，如斐济和ＣＣＳ项目。
由压力输水管流入的水被输送到喷管， 经过喷射机构将水流的全部能量转换为动 能，并形成紧密的圆柱形断面射流，沿着 与转轮相切的方向射往斗叶。水流在给出 其储存的能量之后，以很小的绝对速度离 开转轮，并且通常是绕着机壳的内表面流 动最后落入下部的排水渠内。
二、冲击式水轮机结构形式
按主轴的布置形式分：
立轴四喷的尾水里衬
6）平水栅
平水栅也称稳水栅，主要是 消除泄水的能量，防止泄水冲刷 尾水渠，同时还具有检修平台的 作用。由栅格、主梁、辅梁、支 撑等组成。 通常采用Q235的钢板及型钢 为材料。 为节省运输空间，可分块、 分片，工地现场组装成整体。
立轴六喷的平水栅
四、冲击式水轮机的关键技术
转轮 水斗强度
早期的冲击式水轮机的水流在冲击叶 片时，动能损失很大，效率不高。1889年， 美国工程师佩尔顿发明了切击式水轮机， 它有流线型的收缩喷嘴，能把水流能量高 效率地转变为高速射流的动能。
切击式（水斗式）水轮机主要由进水 管、喷管、转轮、机壳排泄水渠等组成， 转轮固定在主轴上，主轴将扭矩传递给发 电机转子。
立轴六喷的配水环管
卧轴双喷的配水环管
2）直流喷管
直流喷管由喷管头、喷管体、喷 嘴口环、喷针头、喷针杆、平衡弹簧、 挡水板、折向器等组成。喷管体采用 铸焊、锻焊或钢板焊接结构。 喷针头、喷嘴口环通常采用不锈 钢0Cr13Ni5Mo锻件，必要时还要喷涂 碳化钨材料，以提高表面硬度。折向 器通常采用不锈钢0Cr13Ni5Mo铸件， 喷管头采用优质碳素钢整铸。 直流喷管通常总成发货。
立轴冲击式水轮机 冲击式水轮机 卧轴冲击式水轮机
1、立轴冲击式水轮机
1、球阀 2、配水环管 3、直流喷管 4、水斗转轮 5、主轴 6、轴承 7、机壳 8、尾水里衬 9、平水栅 10、控制机构
2、卧轴冲击式水轮机
1、叉管 2、直流喷管 3、操作机构 4、水斗转轮 5、制动喷嘴 6、机壳上盖 7、机壳 8、平水栅 9、尾水里衬 10、挡水板