贯流式水轮机的应用与技术发展

贯流式水轮机的应用和技术发展

贯流式水轮机的应用和技术发展贯流式水轮机的应用和技术发展贯流式水轮机的应用和技术发展贯流式水轮机的应用和技术发展摘要:水轮机是将水流机械能转换为固体机械能的水力原动机。

根据在水轮机内实现能量转换的水流能量形式及水流在水轮机转轮区域内的运动特征,贯流式水轮机属于轴流式水轮机一类。

而根据水轮机的结构和机组的布置形式,贯流式水轮机有全贯流式、半贯流式(灯泡贯流、轴伸贯流和竖井贯流)等形式的区别。

关键词:水轮机应用技术发展1 贯流式水轮机的结构特点与技术经济优势贯流式水轮机的流道形式和轴流式水轮机不同,为保证向导水机构均匀供水和形成必要的环量,保证导叶较平滑绕流,轴流式水轮机需设置蜗壳,其流道由蜗壳、导水机构和弯肘型尾水管组成。

贯流式水轮机没有蜗壳,流道由圆锥形导水机构和直锥扩散形或S型尾水管组成。

通常采用卧轴式布置,从流道进口到尾水管出口,水流沿轴向几乎呈直线流动,避免了水流拐弯形成的流速分布不均导致的水流损失和流态变坏,水流平顺,水力损失小,尾水管恢复性能好,水力效率高。

灯泡贯流机组的发电机装置在水轮机流道中的灯泡形壳体内,采用直锥扩散形尾水管,流道短而平直对称,水流特性好。

大型贯流机组几乎都是灯泡机组,中小型多采用轴伸式、竖井式等形式。

贯流式水轮机单位过流量大,转速高,水轮机效率高,且高效区宽,加权平均效率也较高,具有比轴流式水轮机更优良的能量特性。

其特征参数比转速ns、可达1000以上,比速系数可达3000以上。

与轴流式水轮机相比,在相同水头和相同单机容量时,其机组尺寸小,重量轻,材料消耗少,机组造价低。

贯流机组电站还可获得年发电量的增加。

贯流式水轮发电机组结构紧凑,布置简洁,厂房土建工程量较小,可节省土建投资。

贯流机组设备运输和安装重量较轻,施工和设备安装方便,可缩短工期,实现提前发电。

根据国内外有关水电站的统计资料,采用灯泡贯流机组比相同容量轴流转桨机组,电站建设投资一般可节省10%~25%,年发电量可增加约3%~5%。

灯泡贯流式水电机组发展及技术特点

灯泡贯流式水电机组发展及技术特点摘要：经过20多年的发展，国内厂家（含中外合资公司）灯泡机组的设计制造能力与水平，有了很大的提高。

大型灯泡机组大多由国内厂家设计制造，仅引进了转轮水力设计与叶片。

这样，既提高了制造质量，又不增加太多的费用；同时，也缩短了建设工期，无疑是一条值得推广的机组采购模式。

关键词：灯泡贯流式；水电机组；发展；技术特点1灯泡贯流式水电机组概述贯流式水轮发电机组的特点，主要在于其引水部件、转轮以及排水部件等，都需要布置于同一条轴线上，水流平直通过，是一种适用于开发利用低水头、大流量水力资源的良好机型。

而贯流式机组又包括了各种不同的机型，其中以灯泡贯流式机组最为广泛使用，具有较强的适应性。

灯泡贯流式机组所采用的是水平布置，其水轮机并没有蜗壳，土建过程中的开挖量也相对较小。

而发电机装置则是设置于灯泡形壳体内，安置在水轮机流道中。

机组中采用直锥扩散形的尾水管，因此流道短且平直、对称，具有良好的水流特性，此外还具备转轮效率较高、过流量大、建设周期短、总体投资省等优势。

但是该机组也存在一定的缺点，比如单位电量耗水量大、油系统复杂、安装及大修难度大等。

2灯泡贯流式机组的技术特点2.1运行性能好、适用范围大。

由于良好的效率和水力特性，灯泡贯流式水轮发电机组在运行经济性和稳定性方面都远优于其它常规发电机组；同时，灯泡贯流式水轮发电机组可在4 m～2 5 m水头段可靠而高效的运行，使其相对其它形式的发电机组具有更为广阔的应用范围。

2.2锥形导水机构锥形导水机构的设计与制造技术通常具有较高要求，是灯泡贯流式机组设计制造的重要环节，其基本特点是：①该环节的内外导水环、导叶、控制环等，所采用的结构件的制作通常便于控制，外观好看，且工期较短；②设计导叶密合面时，其立面通常会采用刚性密封，并在密合面上加铺不锈钢；③采用偏心销对导叶立面间隙进行调整；④使用方键联接导叶与导叶臂；⑤通常采用弯曲连杆的方式来保护导叶；⑥使用数控立车来对内外导水环进行加工；⑦设计导水机构时，应当整体吊装的方式为优先。

浅谈我国灯泡贯流式机组的发展

浅谈我国灯泡贯流式机组的发展摘要：由于我国大力开发低水头水能资源，低水头电站的数量呈现出快速增长趋势，而灯泡贯流式机组在其中发挥着关键作用。

因此，文章对灯泡贯流式机组的发展进行分析与探究。

关键词：灯泡贯流式；机组；发展1 灯泡贯流式水电机组概述贯流式水轮发电机组的主要特征，通常在于排水装置、引水装置以及转轮等，一般都应当装置再相同的轴线中，而且需要让水流平稳笔直地流过，是一种适合于合理运用和开发大流量水力资源以及低水头的高质量机型。

除此之外，灯泡贯流式机组还包含了各式各样种类的机型，其中通常得到广泛运用的机型就是灯泡贯流式机组，其具备强有力的有效性与适应性。

灯泡贯流式机组一般是通过水平装置的方式运作，其中水轮机组实际上没有蜗壳，再土建实际工作过程中的挖掘量也比较小。

但是发电机装置却装置在灯泡型壳体内部，在水轮机内部流道中安装。

机组主要会运用直锥扩散形的尾水管，所以流道会呈现出平稳、笔直且对称的特征，还具备着较好的水流特点，同时还存在着节省项目建设整体投入资金、转轮效率和质量高、工程建设周期较短以及水流量较大等优点。

然而灯泡贯流式机组也具有一定程度的不足，例如装置和修理较困难、单位耗水耗电量较多以及油系统比较复杂等缺点。

2 灯泡贯流式水电机组的发展历程世界上第一台灯泡贯流式机组于20世纪30年代末投入到实际的工作运行中，因为灯泡贯流式机组具有较好的经济性能和水利效能等优势，受到当时快速发展的欧洲各个国家的运用和支持，同时对其展开了更进一步的分析和探究。

在20世纪50年代至60年代期间，对于灯泡贯流式机组的分析和探究逐渐优化与完善，在设计、建造等内容上收获到了快速的进步与发展，接二连三地研制出一大批具有重要意义的大型灯泡贯流式水轮发电机组，例如：法国奈尔皮克企业于1996年生产出了直径为6.25m的转轮、在法国罗纳河的皮埃尔—贝尼克电站里装置了单机容量为20MW的四台机组，这极大程度地推动着灯泡贯流式机组技术的不断发展和成熟；接着在二十年内逐渐出现了闻名世界的美国雷辛电站机组，目前仍然保持着单机容量最大为24.6MW、转轮的最大直径为7.4m，目前仍然维持在单机容量最大65.8MW、转轮直径为6.7m的日本只见电站机组以及单机容量为54MW、转轮直径为7.4m的美国石岛电站机组。

全华水轮机厂的优势产品—贯流式水轮机的创新和发展

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竖井贯流式水轮机

一、竖井贯流式机组发展概况竖井贯流式水轮发电机组国外早在50年代就有应用。

60年代末，我国四川射洪电站从日本富士公司引进了Hr=6.3m, D 1=3.0m,Pr=3000KW ，至今仍是国内单机容量最大的竖井贯流式机组。

1974年，广东甘竹滩电站安装了D 1=3.0m, P t =200~250KW 的20台竖井贯流式机组，电站装机容量为5000KW 。

其后20多年，只有小容量Nr ≤320KW,极少竖井贯流式电站投入运行。

最近几年，投入运行的竖井贯流式机组主要有：河盘桥电站： Hr=2.8m, D 1=2.9m, Pr=4x1000KW 2001年1月投入运行外砂桥闸电站：Hr=3m, D 1=3.0m, Pr=3x1000KW 2004年1月投入运行东关电站： Hr=4.1m, D 1=2.9m, Pr=3x16000KW 2004年12月投入运行目前在欧洲、美国使用竖井贯流式机组也较为普遍，单机容量也越来越大。

1988年投产的挪威克瓦纳公司为美国墨累电站生产的Hr=4.5m, D 1=8.2m, Pr=8x24.8MW 的机组是目前世界上转轮直径最大，单机容量最大的竖井贯流式水轮发电机组。

对于小容量的竖井贯流式水轮机，在H=2~10m, Q=5~50m 3/s, Pr=100~3000KW, D 1=1.23~3.71m 范围内，奥地利V oith 公司提出了一个竖井贯流式水轮机的系列型谱。

（图一）图一二、竖井贯流式机组的总体结构布置竖井贯流式水轮发电机组是把发电机、齿轮增速器装在具有流线型断面的钢筋混凝土或钢结构的竖井中，与安装在流道内的水轮机相连接。

其进水流道与灯泡贯流式机组是有些差别的，水流从竖井两侧或加上底部进水引入水轮机，在管型座前水流才汇成圆环型，从导水机构至尾水管出口，其过流部分与灯泡贯流式机组没有任何差别。

从竖井贯流式机组的总体结构而言，可分为增速及直接连接两种。

贯流式水轮机的应用及技术发展探讨

贯流式水轮机的应用及技术发展探讨我国水电资源丰富，第四次水力资源复查成果显示，全国江河水电资源蕴藏量达7亿kW，可开发量5亿kW，经济可开发量4亿kW。

现已开发量1亿kW，只占到经济可开发量的25%。

我国江河的低水头水力资源，根据文献估算，水头在10m左右的资源量占到可开发资源的约500，达0.2亿kW 以上。

此外，我国大陆和岛屿海岸线蕴藏着巨大的海洋潮汐能资源，可开发量超过0.21亿kW，尚未进行规模开发。

以上数据说明，我国适用于贯流式水轮机开发的低水头水能资源蕴藏巨大，贯流式水轮机应用前景广阔，需求巨大。

经过40余年的研究与实践，我国对贯流机组设备开发、研制以及贯流水电站设计和运行技术都取得了很大的发展和成就。

对于25m以下低水头水电开发，优先选择贯流机组，已基本形成共识。

但目前国内贯流机组设备技术和供给能力还不能满足水电建设的需要，许多大型或顶级的机组设备需要国际市场供货，国内外同类产品在设备性能、单位千瓦材料消耗等技术方面存在着较明显的差别，中小型贯流机组产品的多样性和技术适应性也不能满足国内或适应国际市场的需求。

由于研发能力和技术水平的限制，又影响贯流式水轮机的广泛应用。

因此，全面提升我国贯流式水轮机的技术水平，任务迫切，意义深远。

推进我国贯流水轮机技术的进步，应当关注贯流机组大型化技术的发展，并致力于提高国内贯流机组整体技术水平。

根据对贯流式水轮机的应用及其技术发展的分析，应用水头逐渐提高、贯流机组大型化是国际贯流水轮机技术发展的趋势，这也和我国低水头水电开发对大型贯流机组的应用需求相吻合。

贯流机组对开发低水头水电资源具有优势，而这些资源的开发地点往往位于经济发达、人口稠密的平原或河谷地区，自然资源富集或处于交通要道(如黄河上游等地区)。

这类水电资源经济合理的开发，要求实现发电、防洪、航运等综合利用功能，保护生态环境和土地资源，减少移民搬迁及交通设施等淹没、浸没及赔偿，修建高坝大库通常已不适宜。

广西灯泡贯流式机组发展概况

同时，由于世界能源短缺，在中高水头段水力资源得到充分开发后，如今人们已越来越重视低水头水力资源的开发，灯泡贯流式机组在国内外低水头水电站的开发建设中越来越受到关注与重视。因此，灯泡贯流式水电机组是开发低水头水力资源的一种最经济适宜的机型，发展大容量灯泡贯流式机组是水电设备行业面临的当务之急和重要机遇。
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桥巩水电站
桥巩水电站位于广西来宾市境内的红水河干流上，距来宾市区40 km，距南宁市 151km。是红水河规划十级开发中的第九个梯级水电站。坝址以上流域面积128564km2，多年平均流量2130m3/s，正常蓄水位84.0m。相应库容1.91亿m3. 桥巩水电站于2005年3月动工兴建，2008年4月第一台机组发电，2009年 8台机组全部投产发电。
灯泡贯流式机组结构
灯泡贯流机组三维图片
发电机水轮机
灯泡贯流式机组结构
灯泡贯流式机组结构
灯泡贯流机组流道剖面图
二、灯泡贯流式机组的发展概况
世界第一台灯泡贯流式机组：1936 年，波兰Rostin电站，单机195kW。中国第一台灯泡贯流式机组：1965 年，浙江蒋堂电站，单机40kW。世界使用最大水头的灯泡贯流式机组：中国洪江电站，单机45MW，H=27.3m；广西桥巩H=24.3m，列第五。
到2008年为止，中国已建成和在建的灯泡贯流式水电站已运行500多台机组，总装机超过10000MW。根据规划，估计到2020年，中国还有大约150台30MW-60MW的大型灯泡贯流式水电机组投产发电。

灯泡贯流电站水轮机简介课件

灯泡贯流电站水轮机简介
目录
• 灯泡贯流电站水轮机概述 • 灯泡贯流电站水轮机的结构 • 灯泡贯流电站水轮机的性能参数 • 灯泡贯流电站水轮机的选型与优化 • 灯泡贯流电站水轮机的应用与发展趋势
01
灯泡贯流电站水轮机概述
定义与特点
定义
灯泡贯流电站水轮机是一种卧式水轮机，其转轮位于发电机和蜗壳之间，水流通过蜗壳的导流作用进入转轮，驱动转轮转动，进而带动发电机发电。
选型原则与依据
01
02
03
04
适用性原则
选型时需考虑水轮机的适用性，确保其能够适应灯泡贯流电
站的水头、流量等条件。
效率优先原则
在满足适用性的基础上，优先选择效率高的水轮机型号，以
提高电站的发电效益。
可靠性原则
选择稳定可靠的水轮机，确保电站长期稳定运行，降低维护
成本。
经济性原则
综合考虑初投资和运行维护成本，选择性价比高的水轮机。
分类与用途
分类
灯泡贯流电站水轮机根据其转轮叶片是否可调可分为可调式和不可调式两类。
用途
灯泡贯流电站水轮机适用于低水头、大流量、高转速的水力发电站，广泛应用于河流、湖泊、水库等水力资源的开发利用。
02
灯泡贯流电站水轮机的结构
灯泡贯流电站水轮机的结构
• 灯泡贯流电站水轮机是一种卧轴水轮机，其结构紧凑、效率高，适用于低水头、大流量的水电站。这种水轮机通常采用灯泡形设计，以减少水流阻力，提高水轮机的效率。
启动性能
启动性能是指水轮机从静止状态到额定转速的加速时间和能耗。良好的启动性能可以缩短水轮机的启动时间，提高发电效率。
制动性能
制动性能是指水轮机在紧急停机或正常停机时，能够迅速降低转速的性能。制动性能好的水轮机能够保证在紧急情况下迅速停机，避免事故发生。

大型混流式水轮机的应用现状与技术发展

大型混流式水轮机的应用现状与技术发展混流式水轮机的应用范围广，结构简单，运行稳定，效率高。

它是现代应用最广泛的水轮机之一。

我国自引进大型混流式水轮机以来技术不断提高，水轮机容量从最初的几百千瓦发展到三峡的70万千瓦，水轮机的效率也提高到95%。

但大型混流式水轮机的发展过程中也遇到了一些难题：水轮机泥沙磨蚀；导叶漏水量过大；工地安装困难；机组振动、摆度过大。

通过长短叶片转轮技术，计算流体动力学（CFD）解析技术，泵板+非接触式间隙密封等技术的应用推广，大型混流式水轮机的问题得到了有效改善。

标签：大型混流式水轮机；应用现状；技术难题；改进技术1 前言混流式水轮机水流经转轮的径向，然后沿轴向大致流出流道。

混流式水轮机也曾被称为辐轴流式水轮机，美国工程师弗兰西斯于1849发明了它，也被称为弗兰西斯涡轮机。

混流式水轮机水头宽（约20～700米），结构简单，运行稳定，效率高，是目前应用最广泛的现代水轮机[1]。

据不完全统计，中国已投入500多个大中型水电站，其中混合流动单元超过320个。

由此可见，混流式水轮机是最常用的。

2 混流式水轮机的应用现状2.1 混流式水轮机的优点混流式水轮机具有以下优点[2]：●尺寸小，转速高，机组造价比冲击式水轮机低；●能量指标高，效率比冲击式水轮机高；●额定工况下，发足装机容量时，过机流量会少一点；●可以更加充分利用电站水头，还可局部回收尾水管动能；●混流式机组及其附属设备在安装、运行和维护方面相比冲击式机组有较大优势；相比于其他形式的水轮机混流式水轮机在高水头大流量的情况下更加适用，因此国内外大多数大型水电站都采用了大型混流式水轮机。

2.2 水轮机容量经过几十年的技术发展，中国混流式水轮机的装机容量由最早的石龙坝几百千瓦发展到三千瓦的70万千瓦级，2012年发展到80万kW级。

水轮机直径从0.71m发展到三峡的10.4m。

2.3 水轮机的效率中国大型混流式水轮机水力设计取得了重大进展。

灯泡贯流式水轮机

机转轮侧。由于水轮机转轮为悬臂形式，故要求水导轴承除承受径向力外，还应适应悬臂引起的挠度（转角）变化。目前适应以上要求的导轴承结构有两种：
水轮机侧导轴承
球面导轴承
1-封油环；2-轴承盖； 3-发电机轴；4-反向推力盘； 5-机座；6-镜板；7-推力抽瓦； 8-抽承端罩；9-轴承座； 10-主轴；11-调节级栓； 12-连轴螺拴
双向推力轴承之一
1、9-轴承支承架；2-内受油回复管；3-轴承辅助支架； 4-主轴；5-外受油管；6-轴承端盖； 7-甩油环；8轴瓦；10-测温计；11-像皮圆
五、组合轴承
1-顶轴千斤顶；2发电机导轴瓦； 3-轴承支持环；4配合垫片； 5-发电机导轴承壳体；6-反推力瓦； 7-护板；8-推力环； 9-正推力瓦； 10-推立轴承壳体； 11-抗重螺钉；12主轴
灯泡贯流式水轮机
一、贯流式水轮机的特点
贯流式水轮机道呈直线状，是一种卧轴水轮机，转轮形状与轴流式相似，也有定桨和转桨之分，由于水流在流道内基本上沿轴向运动不拐弯，因此较大的提高了机组的过水能力和水力效率。（1）从进水到出水方向轴向贯通形状简单，过流通道的水力损失减小，施工方便，另外它效率较高，其尾水管恢复功能可占总水头的40%以上。（2）贯流式机组有较高的过流能力和比转速，所以在水头与功率相同的条件下，贯流式的要比转桨式的直径小10% 左右。
二、贯流式水轮机的分类
灯泡贯流式水轮机
第二节灯泡贯流式水轮机的基本结构
1-内管形壳；2-外管形壳；3-前锥体；4-人孔管；5-框架； 6-盖板；7-导水板；8-导流板；9-排水阀；10-转轮室； 11-吸出管；12-外配水环；13-内配水环；14-导水锥； 15-导叶外轴承；16-导叶内轴承；17-拐臂；18、19-连杆； 20-控制环；21-关闭重锤；22-转轮体；23-叶片；24-泄水锥；25-轴承支持环；26-组合轴承；27-转轮侧导轴承； 28-叶片回复装置；29-受油器；30-发电机定子；31-转子； 32-冷却套；33-灯泡头；34-中间台板；35-人孔；36-梯子；37-膨胀水箱；38-基础支撑；39-出人通道；40-导风洞；41-扇形隔板；42-油箱；43-排水管

水轮机技术现状与发展趋势

1.3 贯流式水轮机的当前技术进展贯流式水轮机的转轮结构与轴流式水轮机相同，但区别在于，贯流式水轮机通常为横轴或以接近横轴的姿态进行布置，不配备蜗壳，导叶采用空间导叶，尾水管采用直锥管。贯流式水轮机通常采用 3耀5 叶片，使用水头通常小于 25m，性能与轴流式水轮机相似，但过流能力更大，同时空化性能也更差，低水头条件下则具备更多优势。贯流式水轮机通常可分为竖井贯流式水轮机、轴伸贯流式水轮机与灯泡贯流式水轮机。前二者通常用于低水头小型水电站，灯泡式则为应用最广的贯流式水轮机[3]。近年来的贯流式水轮机制造技术已得到了跨越式发展，2009 年为巴西基诺水电站开发的贯流式机组出力可达 75MW，直径达到 7.9m。贯流式水轮机的最高效率也已超过 93%。
大于混流式水轮机。其桨叶相对轮毂可进行转动，可依据具体需求进行调整。相比于混流式水轮机，其稳定性与工况适应性更为宽广。但也由于其结构复杂，受到轮毂密封及强度等因素限制，再加上其较差的空化性能，限制了其使用水头的提高[2]。
自 2000 年后，我国独立研制的乐滩电站轴流式水轮机，转轮直径达 10.4m，单机出力可达 150MW，是世界上五叶片转轮直径最大的轴流转桨式水轮机。目前我国轴流式水轮机的最高效率已超过 93%。
关键词院水轮机；混流式水轮机；轴流式水轮机；贯流式水轮机；冲击式水轮机；水泵水轮机；发展趋势
0 引言水轮机是一类可将水能转换为机械功的流体机械，依照作用原理可分为反击式水轮机与冲击式水轮机。同时利用水流动能与势能进行能量转换的水轮机被称为反击式水轮机，而仅利用水流动能的水轮机则为冲击式水轮机。反击式水轮机分为混流式、轴流式、斜流式与贯流式；冲击式水轮机可分为水斗式、双击式及斜击式。 1 水轮机的当前技术进展 1.1 混流式水轮机的当前技术进展混流式水轮机通常应用于 30耀700m 的水头，由于其最高效率及满负荷工况下效率较高，空化系数较小，结构简易、运行可靠，因此在我国应用最为广泛，单机容量也最高[1]。我国目前已可设计并制造直径超过 10m 的水轮机转轮及成套设备，我国向家坝地区应用的水轮机单机容量也已超过 800MW，1000MW 级别水轮机正在研制过程中。 1.2 轴流式水轮机的当前技术进展轴流式水轮机由轮毂与桨叶构成，叶片数通常为 4耀 6，在水头较低时可采用 3 叶片，水头较高时可采用 8 叶片。轴流式水轮机可分为转桨式与定桨式，转桨式轴流水轮机的桨叶相对于轮毂可进行转动，通常以转桨式代表轴流式水轮机。轴流式水轮机通常可应用于 3耀80m 水头。由于轴流式水轮机叶片数较少，因此其过流能力通常

竖井贯流式水轮机的特点和应用

作者简介：张联升（１９６４一），男，高级工程师，主要从事水轮机设计研究工作。Ｅｍａｉｌ：ｊｈｓｌｊｃ＠１２６．ｏｏｍ
・
调速器、油气水系统和自动控制系统等组成，水轮
１４・
小水电２０１４年第３期（总第１７７期）
【关键词】竖井贯流式水轮机
１概
述
长，过流能力比不上贯流机；灯泡贯流机具有较好
的水力性能，但结构复杂、造价高、安装维护不方便；轴伸贯流机只适合转轮直径小于３ｍ的中小电站。竖井贯流式机组是介于灯泡贯流机组和轴伸贯流机组的派生机型，它以廉价的钢筋混凝土开敞竖
收稿日期：２０１４— ０２—况
Ｄｍｒｍｍｇｕｄｅｍ水电站位于印度海德拉巴市，
２０１２年发电，电站为河床式径流电站，运行方式
为并网不调相。机组由水轮机、发电机、增速器、
式机组。
与轴流式水轮机相比，竖井贯流式水轮机使用水头更低、单位流量更大，最高水力效率更高。从综合特性曲线上可以看出，竖井贯流式水轮机的高效区很宽，所以水轮机加权平均效率也高，比转速
高达１０００甚至更高，具有很优秀的能量特性。竖井贯流式水轮机的尾水管压力脉动、空化性

国内外贯流式水轮机的应用现状

国内外贯流式水轮机的应用现状贯流式水轮机自20世纪30年代问世以来，因其优良的技术经济特性和适用性而得到广泛应用和迅速发展，包括灯泡贯流发电机技术在内的贯流机组技术日益成熟，贯流式水电站的开发、设计、运行技术与经验日益丰富。

国外水头25m以下的水电开发，已出现取代轴流式水轮机的局面。

贯流机组技术在1960～1990的发展最为迅猛，这一时期投入运行的贯流机组，最大单机容量达65.8MW(灯泡贯流，日本只见)，最大水轮机转轮直径达8.2m(竖井贯流，美国墨累)，最高工作水头达22.45m(灯泡贯流，日本新乡第二)。

我国从20世纪60年代开始贯流式水轮机的研究和应用，到20世纪80年代，贯流机组技术及其应用取得突破性的进展，1983年引进设备的第一座大型灯泡贯流机组电站一湖南马迹塘水电站建成，1984年自主开发的广东白垢电站转轮直径5.5m，单机容量10MW灯泡贯流机组投运，标志着具备自行开发研制大型贯流机组设备的能力。

贯流式水轮机的应用研究和运行技术也获得了发展，积累了经验。

最近20年来，相继开发建成引进设备、技术合作或自行装备的大型灯泡贯流机组电站数十座，如凌津滩、王甫洲、尼那、洪江等。

其中洪江水电站最大工作水头27.3m，单机容量45MW，是目前世界上应用水头最高、国内单机容量最大的灯泡贯流机组。

国内已运行的灯泡贯流式水轮机最大转轮直径已达7.5m。

目前规划或在建的贯流式水电站遍布全国各地，在建的广西长洲水电站装机15台，总装机容量达621.3 MW。

在西北地区，20世纪80年代开始贯流式水电站的规划设计，并完成了柴家峡等电站的可行性研究。

在黄河干流上现已建成青海尼那电站，宁夏沙坡头电站即将竣工，甘肃柴家峡、青海直岗拉卡等电站在建。

尼那电站是我国海拔最高的大型灯泡贯流机组电站，沙坡头则是应用于高含沙水流的第一座大型灯泡贯流机组电站，各具特色，为贯流式水电站的开发提供了新的经验。

对于低水头小型水电站，轴伸贯流水轮机和竖井贯流水轮机具有与灯泡贯流水轮机相当的技术经济优势，国外20m以下的小水电开发，已逐步取代轴流机组。

竖井贯流式水轮机

一、竖井贯流式机组发展概况竖井贯流式水轮发电机组国外早在50年代就有应用。

60年代末，我国四川射洪电站从日本富士公司引进了Hr=6.3m, D 1=3.0m,Pr=3000KW ，至今仍是国内单机容量最大的竖井贯流式机组。

1974年，广东甘竹滩电站安装了D 1=3.0m, P t =200~250KW 的20台竖井贯流式机组，电站装机容量为5000KW 。

其后20多年，只有小容量Nr ≤320KW,极少竖井贯流式电站投入运行。

最近几年，投入运行的竖井贯流式机组主要有：河盘桥电站： Hr=2.8m, D 1=2.9m, Pr=4x1000KW 2001年1月投入运行外砂桥闸电站：Hr=3m, D 1=3.0m, Pr=3x1000KW 2004年1月投入运行东关电站： Hr=4.1m, D 1=2.9m, Pr=3x16000KW 2004年12月投入运行目前在欧洲、美国使用竖井贯流式机组也较为普遍，单机容量也越来越大。

1988年投产的挪威克瓦纳公司为美国墨累电站生产的Hr=4.5m, D 1=8.2m, Pr=8x24.8MW 的机组是目前世界上转轮直径最大，单机容量最大的竖井贯流式水轮发电机组。

对于小容量的竖井贯流式水轮机，在H=2~10m, Q=5~50m 3/s, Pr=100~3000KW, D 1=1.23~3.71m 范围内，奥地利V oith 公司提出了一个竖井贯流式水轮机的系列型谱。

（图一）图一二、竖井贯流式机组的总体结构布置竖井贯流式水轮发电机组是把发电机、齿轮增速器装在具有流线型断面的钢筋混凝土或钢结构的竖井中，与安装在流道内的水轮机相连接。

其进水流道与灯泡贯流式机组是有些差别的，水流从竖井两侧或加上底部进水引入水轮机，在管型座前水流才汇成圆环型，从导水机构至尾水管出口，其过流部分与灯泡贯流式机组没有任何差别。

从竖井贯流式机组的总体结构而言，可分为增速及直接连接两种。

灯泡贯流电站水轮机简介课件

水轮机的效率与损耗
效率定义
灯泡贯流电站水轮机的效率定义为水轮机输出功率与输入水流功率之比。效率越高，表示水轮机将水流能量转化为电能的能力越强。
损耗来源
灯泡贯流电站水轮机的损耗主要包括机械损耗、水力损耗和电气损耗等。机械损耗来源于设备摩擦、振动等；水力损耗来源于水流内部的涡旋、撞击等；电气损耗来源于电磁感应、电阻等。
应用领域
灯泡贯流电站水轮机适用于低水头、大流量的水电站。它在河流、潮汐能等水资源丰富的地区具有广泛应用前景，尤其在中小型水电站建设中占据重要地位。
02
灯泡贯流电站水轮机结构与组成
总体结构
结构形式
灯泡贯流电站水轮机采用水平轴、双向推力轴承支撑结构，外形
呈灯泡状。
主要组成
由进水口、导叶、转轮、主轴、轴承、密封件、出水室等部件组成。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观站水轮机的技术发展趋势
大型化与高性能化
大型化趋势
随着电力需求的不断增长，灯泡贯流电站水轮机逐渐向更大规模发展，以提高单机容量和整体效率。
高性能材料应用
采用高强度、轻质和耐腐蚀的材料，减轻水轮机重量，提高运行稳定性和寿命。
流道优化
通过CFD（计算流体动力学）等先进手段，对灯泡贯流电站水轮机的流道进行优化，减少水力损失，提高水力效率。
灯泡贯流电站水轮机简介课件
目录
• 绪论 • 灯泡贯流电站水轮机结构与组成 • 灯泡贯流电站水轮机的运行特性 • 灯泡贯流电站水轮机的维护与检修 • 灯泡贯流电站水轮机的技术发展趋势 • 总结与展望
01
绪论
灯泡贯流电站水轮机概述
定义与类型
灯泡贯流电站水轮机是一种特殊类型的水轮机，其流道形状类似灯泡，故得名。它属于贯流式水轮机的范畴，具有水平轴布置和轴向水流进水等特点。

贯流式水轮机应用的优化

述
头从２０ｍ左右到１Ｉ右则采用４叶片转轮，０Ｉ左Ｔ最大水头在１以下者则采用３叶片转轮。目前，０ｍ已有厂家在开发２叶片转轮，于最大水头不超过５用ｍ的超低水头电站及潮汐发电站。由于转轮结构布
ＯｐｉｉａｉｎｏｂｕａｒｉｐｌｃｔｏｔｍｚｔｏｆＴｕｌｒＴｕｂｎｅＡｐｉａｉｎ
ＴＩＡＮｕ—ｔｎｇＣＵＩＴａ。Ｓｈａ，ｏ
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Ａｂｓｒｔｔａｃ：ＴｈｕｂｌｒｔｒｎｓｗｉｅｙａｐｉｄｉｎｎｅｅｏｄｒｐｄｙＢｕｏｅａｔｒｎｔｒｏｅｈｏｏｙｉｓｇｅｔｕａｕｂｉｅｉｄｌｐｌｅｎＣｈｉａａｄｄｖｌｐｅａｉｌ．ｔｓｍｅｋｙｆｃｏｓｉｅｍｆｔｃｎｌｇｎｄｅｉｎ，ｔｎｄｒｎｎｐｒｔｏｆｔｅｔｒｉｅｔｗｉｈｒｏｔｐｔｍｉｅｆｒｈｅ．ｅｅｉｇａｄｏｅａｉｎｏｈｕｂｎｅａｍｔｏｍｏｏｉｚｕｔｒｒＫｅｒｙｗｏｄｓ：ｕｂｌｒｕｂｎＴｕａ；ｔｒｉｅ；ａｐｌａｉｎ；ｏｔｍｉａｉｎｐｉｔｃｏｐｉｚｔｏ
行中的桨叶与导叶的最佳协联调整的重要性认识不
置与强度要求，各水头段转轮轮毂比有所不同，５叶片者多采用０４．２左右；４叶片者以最大水头１而５

贯流式水轮发电机组的技术优势与关键技术

机型
型号运
头转
径
代表产品
道中灯泡体内的贯流式水轮机，是当前发展的主流。
灯泡
一２．４￣３０２．５－９．０
１贯流式水轮机的分类与发展
从世界水电建设发展的趋势可以看出，中、高水头电开发殆尽，而低水头甚至超低水头电资源（含潮汐电站）的建设正在日益增多。在３０ｍ水头段以下，贯流式水轮机与立式轴流水轮机相比，具有一系列优势，
’
轴伸式Ｇｚ — ｗｚ — ｓ
竖井式ｃｚ … 全贯
。扎毒］１ Ⅳ ：ＭＷ；
；
一２－９．０１．０－９．０
流式
Ｇｚ —ｗＱ一２～２５．０１．２～１０
［安娜波里斯］ Ⅳ ２０ＭＷ；Ｄｌ＝７．５ｍ
的一些关键技术必须正确对待、妥善处理。
关键词：贯流式水轮发电机组；技术优势；关键技术
中图分类号：ＴＫ７３３．８
文献标志码：Ａ
ＴｅｃｈｎｉｃａｌＡｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＴｕｂｕｌａｒＴｕｒｂｉｎｅＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＵｎｉｔｓ
尤其突出的水电站投资减少，以及可建在城市近郊，改善了城市景观与湿地，有利于人文社会的建设。按最
另外，还有少数小型虹吸式贯流式水轮机与整装式贯流灯泡机组。而大型在制的灯泡机组达到

贯流式水轮机的前世今生

贯流式水轮机的前世今生姓名：叶超学号：1043061070概述：贯流式水轮机自从１９３３年开始使用以来，因其独特的优势在国内外得到了广泛的应用，适用于低水头，且投资省、工期短、土地淹没少、动迁规模小，非常适合于低水头水力资源的开发，已成为２０ｍ以下水头电站的首选机型，应用前景广阔。

一．发展历史（一）全贯流式水轮发电机组；全贯流式机组的设想最早是由美国人哈尔扎 Harza于1919年提出来的。

由于它的发电机布置在水轮机转轮的轮缘外，因此它的发电机又称为轮缘式发电机。

这类机组实际上发电机转子和水轮机的转轮已结合为一体，因此厂房跨度很小可节省大量土建投资。

但它的密封技术要求特别高。

经过瑞士爱舍维斯Escher Wyss公司近20年的努力于l937年制造出第一台样机安装在德国的莱茵河上。

单机容量为1753KW转轮直径2.05m最大水头9m。

此后经过若干次改进目前单机容量最大的机组也是由爱舍维斯公司制造安装在加拿大的安纳波利斯Annapolis电站于1983年投产。

该机组最大出力达20MW 转轮直径7.6m最大应用水头7.lm 。

目前全世界已有100多台这类机组投入运行。

（二）灯泡贯流式机组为了克服全贯流式机组密封技术困难的问题，爱舍维斯公司于1933年提出了将发电机密闭于一个容器中且前置于水轮机前流道的全新设计方案，并于同年正式获得专利。

首台机组于 l936年安装在波兰的诺斯汀Rostin电站并成功投产。

该机组容量为195kW，转轮直径为1.95m水头为3.7m。

因其发电机外形类似于白炽灯泡的形状而被称为灯泡贯流式机组。

由于其结构和技术性能等许多方面均优于全贯流式机组，20世纪50一60 年代因西方能源危机转而进人重视开发低水头电站的时期，这类机组便显示了强大的生命力。

1966年由法国奈尔皮克 Neyrpic公司制造的机组安装在法国罗讷河的皮埃尔贝尼特电站上单机出力为20MW，转轮直径为6.25m水头为8m，标志着灯泡贯流式机组技术已成熟。

灯泡贯流式机组发展概况

灯泡贯流式机组发展概况来源：国家能源局能源节约和科技装备司贯流式水轮发电设备从1892年开始研制的，至今有一百多年历史。

20世纪80年代以来，灯泡贯流式水轮机组在我国应用日益普及，20m水头段以下已进入实用性阶段。

我国拥有丰富的水能资源，发展水电的资源优势相当突出。

一、灯泡贯流式机组特点1.灯泡贯流式机组优势单位容量投资相对较低。

灯泡贯流式的水轮发电机组为水平布置，开挖深度相对较浅，引水管路较短，大坝高度较小，总的土建工程量相对较小，因此，土建投资相对较低。

另外，低水头电厂所在位置一般地势较平坦，离城市较近，设备运输线路平坦而且距离较短，现场施工和设备安装也更方便，降低了有关费用，还可缩短工期，从而实现提前发电的目的。

水资源相对丰富。

一般一条河流上游在山区，水头高，适合开发建设高水头电厂，而下游一般在平原地区，水头低，一般适合修建低水头电厂。

这使得下游低水头电厂径流量大，克服了其单位电量耗水大的劣势。

机组效率高。

灯泡贯流机组轴线是水平安装的，没有混流机组一样的蜗壳，流道由圆锥形导水机构和直锥扩散形尾水管组成从流道进口到尾水管出口，水流沿水平轴向几乎呈直线流动，水流平顺，水力损失小，效率高。

另外，贯流式水轮机为双调节机组，机组的发电工况可由导叶调节水流量大小，再通过协联关系，由浆叶调节机组效率。

因此，这种双调节机组能适应水头变化率大的电厂，而保证其高效率运行，甚至在极低水头时也能稳定运行（如超低水头1.5 m以下）。

运行成本相对较低。

低水头电厂往往位于经济发达、人口稠密的平原或河谷地区，输电线路投资较少；可充分利用城市资源（如零件加工、物流等），减少不必要的投资；其紧急停机方式一般采用在导水机构上加装重锤，当调速器等设备故障时，利用重锤自动将导叶关闭，重锤方式设备简单，每年的维护工作很少；汽蚀比高水头电厂相对而言轻微，年维护费也较少。

社会效益更大。

低水头电厂一般可实现发电、防洪、供水、航运等综合利用功能，其社会效益相对高水头电厂而言更大。