水轮机概述
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水轮机的输出功率： 2. 效率：
η=N/Nw ， 一般η=80%~95%
水轮机的工作参数--出力与效率
水轮机的出力可以用旋转机械运动公式来表达
N M M 2n 9.81QH
60
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 额定转速n：正常情况下机组的转速保持为固定转速，该转速称为额 定转速，并与发电机的同步转速相等。
水轮机概述
--水轮机组工作参数、主要类型及构造、型号及标称 直径介绍
水电科技-百度知识店铺
水轮机概述
工作参数
类型及 构造
型号及 直径
水轮机概述--什么是水轮机?
➢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
水轮机概述--什么是水轮机?
➢竖井式贯流机组：发电机安装在竖井内。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
灯泡式水轮机组
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
轴伸式贯流机组
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
竖 井 贯 流 式 水 轮 机
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
(二)、冲击式水轮机(Inpulse water tubine)
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。
水轮机的工作参数
水轮发电机组装置原理图
水轮机的工作参数
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，基本参数包括：工作水 头H、流量Q、出力N、效率η，工作力矩M、机组转速n。
口到尾水管出口都是轴向的。H<20m，小型河床电站。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
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，其密封困难，现在较少使 用。
半贯流式：
➢灯泡贯流式：发电机组安装在密闭的灯泡体内，使用较广泛，机组结 构紧凑，流道形状平直，水力效率高。
➢轴伸式贯流机组：发电机安装在外面，水轮机轴伸出到尾水管外面。
水轮机的主要类型及其构造
水轮机
反击式 冲击式
混流式 轴流式 斜流式 贯流式
水斗式 双击式 斜击式
轴流定浆式
轴流转浆式
全贯流式
灯泡式
半贯流式
轴伸式
竖井式
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
(一)、反击式水轮机 (reaction water turbine)
➢定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机
大的机组。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
混 流 式 水 轮 机
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
2. 轴流式： ➢特点：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平行于主轴。 ➢适用于大流量、低水头。一般水头在50m以下。 ➢轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。高效率区较小，适用于水头变化 不大的小型电站。 ➢轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节（导叶开度、叶片角 度)。适用于大型水电站。
➢定义：利用水流的动能来做功的水轮机 ➢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。 不适宜调峰运行。 ➢适用：水头高，流量小，多用于400m以上，最高接近2000m。
水轮机的工作参数--水头(head)
1. 毛水头(nominal productive head)
HM=EU-ED=ZU-ZD 2. 反击式水轮机的工作水头
毛水头 - 水头损失=净水头 3. 冲击式水轮机的水头
HG=EA- EB=HM - hI-A
HG=ZU- ZZ - hI-A 其中ZU和ZZ分别为上游和水轮机喷嘴处的水头。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
轴 流 式 水 轮 机
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
轴 流 转 浆 式 水 轮 机 转 轮
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
3. 斜流式：水流经过转轮时是斜向的。转轮叶片随工况变化而转动，高效率区广。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
4. 贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。不设蜗壳，水流直贯转轮。水流由管道进
水轮机的工作参数--水头(head)
4.特征水头(characteristic head) 表示水轮机的运行范围和运行工况。 最大工作水头： Hmax=Z正-Z下min-hI-A 最小工作水头： Hmin=Z死-Z下max-hI-A 设计水头(计算水头) Hr ：
水轮机发额定出力时的最小水头。 平均水头： Hav =Z上av-Z下av
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
1. 混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。
➢ 适用范围：H=30-450 m , 最高水头已接近700米，单机容量：几万kW-几
十万kW ➢ 特点：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。 ➢ 三峡水电站即采用了这种水轮机，单机容量70万kW。是世界上单机容量最
水轮机的工作参数--流量(m3/s)
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=Hr、N=N额时，Q为最大。 在Hr、nr、Nr 运行时—— Qr(设计流量)
水轮机的工作参数--出力与效率
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：
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
冲 击 式 水 轮 机 运 行 中
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
单 喷 嘴 运 行 中
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
➢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。
➢特征：转轮的叶片为空 间扭曲面，流过转轮的 水流是连续的，而且在 同一时间内，所有转轮 叶片之间的流道都有水wenku.baidu.com流通过，水流充满转轮 室。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
反击式水轮机原理
➢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。
η=N/Nw ， 一般η=80%~95%
水轮机的工作参数--出力与效率
水轮机的出力可以用旋转机械运动公式来表达
N M M 2n 9.81QH
60
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 额定转速n：正常情况下机组的转速保持为固定转速，该转速称为额 定转速，并与发电机的同步转速相等。
水轮机概述
--水轮机组工作参数、主要类型及构造、型号及标称 直径介绍
水电科技-百度知识店铺
水轮机概述
工作参数
类型及 构造
型号及 直径
水轮机概述--什么是水轮机?
➢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
水轮机概述--什么是水轮机?
➢竖井式贯流机组：发电机安装在竖井内。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
灯泡式水轮机组
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
轴伸式贯流机组
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
竖 井 贯 流 式 水 轮 机
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
(二)、冲击式水轮机(Inpulse water tubine)
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。
水轮机的工作参数
水轮发电机组装置原理图
水轮机的工作参数
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，基本参数包括：工作水 头H、流量Q、出力N、效率η，工作力矩M、机组转速n。
口到尾水管出口都是轴向的。H<20m，小型河床电站。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
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，其密封困难，现在较少使 用。
半贯流式：
➢灯泡贯流式：发电机组安装在密闭的灯泡体内，使用较广泛，机组结 构紧凑，流道形状平直，水力效率高。
➢轴伸式贯流机组：发电机安装在外面，水轮机轴伸出到尾水管外面。
水轮机的主要类型及其构造
水轮机
反击式 冲击式
混流式 轴流式 斜流式 贯流式
水斗式 双击式 斜击式
轴流定浆式
轴流转浆式
全贯流式
灯泡式
半贯流式
轴伸式
竖井式
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
(一)、反击式水轮机 (reaction water turbine)
➢定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机
大的机组。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
混 流 式 水 轮 机
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
2. 轴流式： ➢特点：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平行于主轴。 ➢适用于大流量、低水头。一般水头在50m以下。 ➢轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。高效率区较小，适用于水头变化 不大的小型电站。 ➢轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节（导叶开度、叶片角 度)。适用于大型水电站。
➢定义：利用水流的动能来做功的水轮机 ➢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。 不适宜调峰运行。 ➢适用：水头高，流量小，多用于400m以上，最高接近2000m。
水轮机的工作参数--水头(head)
1. 毛水头(nominal productive head)
HM=EU-ED=ZU-ZD 2. 反击式水轮机的工作水头
毛水头 - 水头损失=净水头 3. 冲击式水轮机的水头
HG=EA- EB=HM - hI-A
HG=ZU- ZZ - hI-A 其中ZU和ZZ分别为上游和水轮机喷嘴处的水头。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
轴 流 式 水 轮 机
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
轴 流 转 浆 式 水 轮 机 转 轮
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
3. 斜流式：水流经过转轮时是斜向的。转轮叶片随工况变化而转动，高效率区广。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
4. 贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。不设蜗壳，水流直贯转轮。水流由管道进
水轮机的工作参数--水头(head)
4.特征水头(characteristic head) 表示水轮机的运行范围和运行工况。 最大工作水头： Hmax=Z正-Z下min-hI-A 最小工作水头： Hmin=Z死-Z下max-hI-A 设计水头(计算水头) Hr ：
水轮机发额定出力时的最小水头。 平均水头： Hav =Z上av-Z下av
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
1. 混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。
➢ 适用范围：H=30-450 m , 最高水头已接近700米，单机容量：几万kW-几
十万kW ➢ 特点：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。 ➢ 三峡水电站即采用了这种水轮机，单机容量70万kW。是世界上单机容量最
水轮机的工作参数--流量(m3/s)
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=Hr、N=N额时，Q为最大。 在Hr、nr、Nr 运行时—— Qr(设计流量)
水轮机的工作参数--出力与效率
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：
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
冲 击 式 水 轮 机 运 行 中
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
单 喷 嘴 运 行 中
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
➢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。
➢特征：转轮的叶片为空 间扭曲面，流过转轮的 水流是连续的，而且在 同一时间内，所有转轮 叶片之间的流道都有水wenku.baidu.com流通过，水流充满转轮 室。
水轮机的主要类型及其构造--主要类型
反击式水轮机原理
➢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。