复件 葛洲坝电厂水轮机简介1

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轴流转桨式水轮机结构：
由受油器、主轴、转轮、导水机构、 导轴承、主轴密封、蜗壳、座环、基础 环、转轮室、尾水管、真空破坏阀等组 成。
轴流转桨式水轮机各部件结构及作用
主轴 结构：双法兰主轴-----一端与水轮机转轮体上
端法兰联接，另一端与发电机转子下端法兰联 接；轴心为空，用于装操作油管；在与水导轴 承接触部分制作有轴领(采用稀油润滑分块瓦轴 承；可锻造或焊接)。 作用：1、连接转轮构成水轮机转动部分； 2、传递能量； 3、承受轴向水推力和转动部分的重量。
形尾水管。
作用：1、将水流平顺的引到下游；
2、利用转轮出口的动能和位能。
主轴密封
采用双层平板密封结构，在两平板空腔中 通清洁水。工作中允许有少量漏水，漏水自 流到轴承锥体下环内。密封水压0.05～ 0.2MPa。 轴承密封下部，密封底座下法兰处 装有橡胶围带检修密封，当停机时，围带内 充气压力为4－7公斤/厘米2。机组启动时， 围带内的气压撤除。 在橡胶平板上开设12个楔形槽，均匀分布在 平板圆围，楔形槽呈三项式角形，顺水流方 向逐渐变浅，且不将平板径向开通，最大深 度约2．5mm，以便水箱中的水进入平板进行 润滑和冷却。 水封压力为P=轮叶前压力+0.O3--O.O5MaP
内。
作用：上法兰与底环联接，下法兰与转
轮室中环上法兰相联。
转轮
结构：转轮体、叶片、枢轴、转臂、操 作架、轮叶接力器、叶片密封装臵等组 成，如下图：
转轮体：
轴流式水轮机中多采用球形结构，主要用来装 臵和布臵转桨机构，一般整体铸造, 其下部与 连接体（或泄水锥）联接。
转轮体
叶片
是转轮中最重要的能量转换部件，一方面 承受叶片正背面水压差所形成的弯曲力矩，另 一方面承受水流作用于叶片上的扭转力矩，同 时还要 承受旋转后离心力，受力最大点在根部。
主轴
轴长11850毫米 轴外径Φ1620毫米 内孔直径Φ1290毫米
轴下法兰与水轮机转 轮接力器缸盖用24只 螺栓联接，用4只方键 传递力矩。
导水机构
导水机构主要包括：
支持盖、顶盖、底环、控制环、接力器、导叶 及其传动机构（转臂、连杆、连板、剪断销、 控制环和锁锭等）等。
作用：根据机组负荷的变化来调节进入水轮机
导水部件：使流入转轮的水具有所需要的速
度、方向和大小。 导水部件位于引水部件与工作部件之间。 主要作用： 1、随着机组负荷的变化，调节进入转轮的流 量，改变水轮机的出力，使其与机组外负荷的 变化相适应。 2、根据转轮对进口流量的要求，形成在转 轮前必须的环量，以符合转轮的需要。 3、导叶全部关闭，可以截住水流实现停机。
主轴密封
双平板密封-下板
真空破坏阀
结构：阀盘、阀座、阀
杆、轴承、弹簧、调整螺 丝。
作用：防止突然停机时
支持盖下真空度过大，引 起反水锤抬机，在支持盖 内装有4个真空 破坏阀。 同时，为防止紧急甩负荷 停机时尾水管内反水锤抬 机，在导叶接力器关腔装 有分段关闭装臵。
基础环
结构：用钢板焊接而成，埋设于混凝土
受油器
受油器固定在发电机的上机动车架上，它 是将操作转轮叶片接力器的高压油从固定部分 导入与主轴一起转动的操作油管中。在受油器 体和操作油管之间设有浮动瓦将二腔压力油隔 开，这既可提高对高压油的密封性，又减缓了 操作油管的彆劲。受油器上有指针刻度板，能 指示转轮接力器活塞行程和叶片转角，还设有 一回复轴承装臵，使接力器活塞行程量能通过 钢丝绳传递给调速器的反馈机构。
工作部件：把引入水流的水能转换为旋
工作部件就是转轮，它是水轮机的核心，是直
接将水能转换为旋转机械能的过流部件，因此 转轮的型式决定了水轮机的型式。 主要作用：将水能转换为旋转机械能。
转的机械能。
泄水部件：将转轮流出的水引入下游并减
小水头损失。 水轮机类型不同，泄水部件的型式和作用也有 所不同。 反击型水轮机的泄水部件采用尾水管或称吸出 管，其主要作用： 1、将水流平顺的引到下游； 2、利用转轮出口的动能和位能。 冲击型水轮机的泄水部件是一个建筑在转轮下 方的尾水槽，它几乎与水轮机无直接联系，因 而也不具有尾水管的那些作用，只是用它将转 轮流出的水引向下游。
ZZ500－LH－1020的参数
• 水轮机功率
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额定功率：N＝129000千瓦 8.3米低水头时：N＝36000千瓦 转速 额定转速：n＝62.5转/分 最大飞逸转速：转轮与导叶协联时 nR＝140转/分 旋转方向 俯视顺时针 水轮机转轮直径 D1＝10.2米（取转轮叶片轴线与转轮 室交点的直径） 吸出高度（设计值）HS＝－7米 水轮机设计流量 Q＝825米3/秒 涡壳最大压力上升值 H+⊿H≤31米
涡壳
水导轴承
结构：主轴轴领、轴承体、轴瓦、内挡油筒、
外油箱、抗重螺钉、轴承盖、温度信号器等组 成，如图。 作用：1、承受由主轴传来的径向力和摆动力； 2、固定机组轴线位臵，保证机组正常运行。
座环
结构：位于蜗壳内侧，导水机构外侧，分整体
式座环和支墩式座环；整体式由上环、下环和 立柱(即固定导叶)三部分组成，支墩式由上环 和立柱(即固定导叶)组成，没有下环。我厂属 于支墩式组装结构，由钢板焊接的座环上环和 17个固定导叶支墩组装而成。固定导叶支墩上 法兰与座环的上环有销钉定位，可保证固定导 叶位臵准确。下法兰用M80的螺钉固定在混凝 土中。 作用：完全是一个承压构件，水轮机的轴向水 推力、转动部分的重量、座环上混凝土的重量 等，均由座环承受并传至基础。
的流量。
导水机构
导水流道
固 定 导 叶 17
活 动 导 叶 32
支持盖
转轮
混凝土蜗壳
转 轮 室
蜗壳 结构：本机组涡壳为混
凝土涡壳，不对称梯形 断面，包角180度，最大 平 面 宽 度 26.8 米 （ 包 括 宽 度 2.75 米 的 中 墩 两 个 ） 涡壳与座环连接区敷有 10 毫 米 厚 钢 板 里 衬 ， 以 防渗漏和冲刷。在蜗壳 尾部的侧面设臵有进入 孔；在底部开有一个排 水孔，以便检修排水。 作用：形成环流。
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（出力）、η（效率）、n（转速）、D1（转轮直径）。
基本参数间的关系
N＝9.81QHη
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围
近代水轮机的基本类型、特征和应用范
基本类型：反击型水轮机和冲击型水轮机。 反击型水轮机：按水流的反作用原理而工作的水
轮机。 冲击型水轮机：按水流冲击作用原理而工作的水 轮机。 基本特征： 反击型水轮机：水能主要以位能的形态由转轮转 换成机械能。 冲击型水轮机：水能主要以动能的形态由转轮转 换成机械能。
水轮机型号排列顺序综合规定：
ZZ 500－ LH － 1020
水转 轮轮 机型 型号 号 比 转 速 主引 轴水 布室 臵特 形征 式 转 轮 公 称 直 径
二、轴流转桨式水轮机（以ZZ500－LH－例 ）
轴流式的特点：
水流方向：在导叶和转轮之间的流动方向由径 向转为轴向，经过转轮区域时水流是轴向流进 又轴向流出。 高效率区宽：转桨式即叶片角度可随水头、负 荷的改变 ，叶片与世隔绝导叶相互配合，形成 一定的协联关系，实现导叶和叶片的双重调节， 获得较高的水力效率和稳定的运行特性，扩大 了高效率的运行范围。 叶片数少，叶片轴线和水轮机轴线垂直； 过流能力比混流式大、气蚀性能较混流式差。
水轮机的布臵方式
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水轮机的基本部件 引水部件：引导并集中水流流入转轮，也称引水室，它
是水流进入水轮机所经过的第一个部件，通过它将水引向 导水部件，然后进入转轮。 主要作用： 1、以最小的水力损失把水引入导水部件，从而提高水 轮机的效率。 2、尽可能保证沿导水部件的周围进水流量均匀，水流 对称于轴，以使转轮受力均衡，提高工作稳定性。 3、在进入导水部件前，使水流具有一定的环量。 4、保证转轮在工作时，始终浸没在水中，不会有空气 进入转轮。
6 水轮机的型号
水轮机的型号由三部分组成，各部件之间用
“－”分开。 第一部分，由水轮机型式及转轮型号组成。
型式：用两个汉语拼音字母表示。如：HL－混流式、XL－斜流式、 ZZ－轴流转桨式、 ZD－轴流定桨式、CJ－冲击（水斗）式、SJ－ 双击式、XJ－斜击式、GZ－贯流转桨式、GD－贯流定桨式。
葛洲坝电厂水轮机简介
葛洲坝电厂运行部 制作:裴维刚
2006年10月18日
目
录
一、水轮机概述 二、轴流转桨式水轮机结构 三、水轮机中的能量转换 四、水轮机中的气蚀、泥沙磨损和振动 五、水轮机特性曲线 六、规程规定及正常维护
一、水轮机概述
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水轮机的基本工作参数
反映水轮机工作过程中的一些特性数据，称为水轮机 的基本工作参数。 其中主要有：H（水轮机工作水头）、Q（流量）、N
冲击型水轮机：按射流冲击水斗的方式不同，
又分为：
水斗式：应用水头300－2000米，属高水头。
斜击式：应用水头25－300米，属中水头。 双击式：应用水头5－80米，常为高水头小型
水电站所采用。
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水轮机的布臵方式：指水轮机主攻手轴的安装方式和
机组的连接方式。 水轮机主轴的安装方向分为： 立式：主轴竖装，多应用于大中型水轮机。 卧式：主轴横装，应用于水斗式、贯流式和小型混流 式水轮机。 水轮机连接方式分为： 直接连接：水轮机与发电机主轴在同一轴线上，通过 法兰盘用螺栓刚性或弹性连接。 间接连接：水轮机与发电机主轴不在同一轴线上，通 过传动装臵连接。
多层“V”型密封结构
图3：多层“V”型密封结构 ①转轮体；②—“V”型密封圈； ③—支承环；④—叶片枢轴
双层V+ λ
“V”型与“λ”型相结合的转轮密封装置 ①—顶紧环；②—“V”型密封圈；③—支承 环；④—“λ”密封圈；⑤—压板
主轴装配
水轮机与水轮发电机采用一根薄壁锻焊空心 轴，轴长11770毫米，轴外径直径1620毫米， 内径直径1290毫米，主轴下法兰与水轮机转轮 接力器缸体用20只M160×4销钉螺栓联接，轴 上法兰与发电机转子中心体用16只M120×4螺 栓联接，用8只Φ120毫米圆柱销传递力矩。 主轴内孔中装有转轮接力器的操作油管， 在轴的上下法兰和发电机上端轴出口处有导向 轴瓦。操作油管从转轮接力器到受油器分上、 中下三段，其上部与操作油管相联，它是由内 管、外管形成两腔分别接通转轮接力器两腔， 使之与受油器二根压力油管相通，转轮体内腔 的漏油由主轴内孔回到受油器油盆底座，通过 排油管到调速器回油箱。

座环
固 定 导 叶 17 个
固 定 导 叶 17 个
座环
转轮室
结构：转轮室采用铸造或钢板焊接，圆周方向
分两瓣或四瓣，用螺栓连接 ；它的上端与底环 相连，下端与尾水管里衬相连。 作用：与转轮体构成过流通道；运行时在转轮 室上作用很大的变动荷载，承受着强烈的振动。
尾水管
结构：混凝土浇筑而成，分为直尾水管和弯曲
水轮机的分类
反击式
混流式HL 轴流定桨式ZD 轴流转桨式ZZ
轴流式ZL
斜流式XL 斜流定桨式XD 斜流转桨式XZ 贯流式GL 贯流定桨式GD 贯流转桨式GZ 切击式CJ 斜击式XJ 双击式SJ
冲击式
应用范围 ： 反击型水轮机：按其水流流经转轮的方向不同，
又分为： 混流式：应用水头40－700米，属中水头。 轴流式：分为转桨式和定桨式，应用水头80米 以下，属低水头。 斜流式：应用水头40－200米。 贯流式：分为转桨式和定桨式，应用水头2－ 30米，多应用在低水头和潮汐电站。
转轮型号：用阿拉伯数字表示，采用统一规定 的比速代号。
第二部分，由水轮机主轴的布臵形式和引水室特征的代
号组成. 布臵形式:用一个汉语拼音字母表示. 如: L-立轴、W-卧轴； 引水室特征：用一个汉语拼音字母表示. 如: J-金属蜗壳，H-混流土蜗壳、P-灯泡式、M-明槽式、G罐式、 S-竖式井式、X-虹吸式、Z-轴伸式。 第三部分，由水轮机标称直径D（cm）或其它必要的指 标组成，用阿拉伯数字表示。
叶 片
叶片操作机构：
安装在转轮体内，用来转动叶片，调整叶片的 转角，使其与导叶开度相适应，从而保证水轮 机效率在任一工况下处于高效区。
缸体
活塞
枢轴
转臂
操作架
叶片密封装臵
东方厂机组为：多层“V”型密封结构（也称 双 向V型） 叶片密封采用硬耐油橡胶压制的 V型密封结构，两层V型密封向内，主要是密封 转轮内的压力油，防止油向外渗漏。一层V型 密封向外，密封外来的泥沙水 。 哈厂机组为：“V”型与“λ”型相结合（即双 层V+ λ ）